實驗室在教學和科研兩大任務中發(fā)揮舉足輕重的作用,實驗室的規(guī)模與效能可以從一個方面反映出一所學校的辦學實力。利用計算機信息技術全面地對實驗室進行科學的管理,是提高實驗室運行效益和管理水平的必由之路?;瘜W實驗室因其自身的特點,使之與計算機信息技術的結合有更強的必要性和可行性。
一、用計算機管理化學實驗室的重要意義
實驗室管理已經(jīng)逐漸發(fā)展成為現(xiàn)代管理學的一個分支,它著重研究如何以最合理的方式和途徑、充分發(fā)揮實驗室的人力和設備資源的作用,使實驗室在培養(yǎng)人才及科學研究上獲得最大效益。實驗室管理涉及的主要內容有:實驗室的管理體制和管理機構,實驗人員管理,實驗教學管理,科研項目管理,實驗室信息管理,實驗室發(fā)展計劃管理,實驗室評估等。
化學實驗室是一個龐大而復雜的教學與科研實體,擁有很多資源,包括人力資源、硬件資源和軟件資源。各種資源的管理、配置、應用與統(tǒng)計,按照傳統(tǒng)管理方法,不僅繁雜、工作量大,而且準確性不高,效率較低。例如制定儀器藥品的年度采購計劃,往往由于對庫存量統(tǒng)計不準確,結果與實際需要出入較大。而用計算機管理,就能快速而準確地查閱各種物品的庫存量,大大減少采購計劃的誤差,既滿足需要又避免浪費;計算機更是存儲、整合和利用教學科研信息資源的利器,利用信息交流工具,特別是網(wǎng)絡技術,共享海量的信息資源;運用計算機教學軟件和網(wǎng)絡教學,可以極大地提高實驗教學的效率和質量。同時,構建管理網(wǎng)絡,設置相應管理權限,使實驗室管理人員及主管領導能夠隨時了解和監(jiān)控各實驗室的運行。
二、計算機技術在化學實驗室管理中的應用
運用數(shù)據(jù)庫結構設計化學實驗室管理系統(tǒng),以Visual Basic為主要研發(fā)工具,同時也兼容多種類型的數(shù)據(jù)庫,如FoxBase、FoxPro以及Access關系數(shù)據(jù)庫。根據(jù)該系統(tǒng)的功能與結構,利用Access分別設計若干個數(shù)據(jù)庫、實驗室基本信息管理數(shù)據(jù)庫、化學藥品與材料管理數(shù)據(jù)庫、儀器設備維護數(shù)據(jù)庫、實驗教學與科研數(shù)據(jù)庫。不少軟件公司專門研究開發(fā)了整套的化學實驗室管理軟件,包括上述四個數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)。化學實驗室儀器設備與材料的自動化管理系統(tǒng)是由計算機應用軟件和硬件以及輔助系統(tǒng)構成的體系。其目的是利用計算機的存儲、檢索、記憶、計算和提示輸出等方面的功能,對化學實驗室使用和存儲的大量儀器設備和藥品材料等信息進行實時、動態(tài)和自動化管理,提高實驗室管理水平和運行效益。
1.基本信息管理檔案
(1)實驗室人員信息
主要有實驗室管理人員、教學人員、教學輔助人員以及技術人員,基本信息包括姓名、職務、職稱、學歷、年齡、工作職責、主要研究方向以及教學和科研成果。
(2)實驗室管理體制
包括實驗室管理制度,安全規(guī)則、資產(chǎn)管理(儀器管理與藥品管理)辦法、危險物品管理、經(jīng)費管理、采購制度和歷年采購記錄等。這些信息體系的建立,與傳統(tǒng)紙介質方法相比,運用計算機的優(yōu)越性突出地表現(xiàn)為運用簡便易用的數(shù)據(jù)庫技術,可鏈接大量的文檔和圖片資料,查閱、修改及更新都十分方便,而且實行網(wǎng)絡管理能夠提高管理水平增強透明度。
2.儀器設備管理數(shù)據(jù)庫
這是化學實驗室常規(guī)管理的主要內容之一,可以查看實驗室資源配置是否合理,是否達標,運行狀態(tài)如何,有無積壓浪費,做到實時跟蹤管理。
運用Assece數(shù)據(jù)庫技術,根據(jù)本實驗室的實際,設計實用的、科學的管理要求和措施,具體來說,以儀器設備的基本參數(shù)作為數(shù)據(jù)庫字段,建立方便、快速和準確的查詢系統(tǒng),只要輸入儀器設備的一個基本參數(shù)如品名、規(guī)格型號或單件價值、入庫時間、用途等,便可立即查詢到這種儀器設備的數(shù)量、購入情況、使用狀況、維修記錄、技術性能以及相關的技術資料如操作使用說明書、結構圖與電路圖等信息。這樣不僅有利于實驗室的管理和維護,也極大地方便教學和科研人員對儀器設備的使用,因為大多數(shù)教師一般很難詳盡地了解整個化學實驗室的儀器配置,讓他們通過查閱資產(chǎn)登記或到實驗室現(xiàn)場查看,是很費時費力的。而運用計算機內部網(wǎng)絡,有使用權限的人員可以隨時登錄查閱,及時找到所需儀器的各種信息,不受時間的限制,無需管理人員的配合,既降低了管理成本,又提高了教學效率。
3.化學藥品與材料管理
化學藥品與消耗材料的庫存數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化的,因此化學藥品的管理是一種波動性很大的動態(tài)管理。如果我們把每一次藥品的入庫和出庫都在電腦上記錄,把記錄表設計為一個自動更新的數(shù)據(jù)表,可以自動刷新庫存量的記錄。這種管理方法有很強的實用性,根據(jù)本單位一年度的藥品需求量,制作一個數(shù)據(jù)表,結合當前藥品實際庫存量的數(shù)據(jù)表創(chuàng)建查詢,可以很快得出符合實際需要的藥品的采購清單數(shù)據(jù)表。另外,可以根據(jù)需要建立預警功能:例1,藥品接近零庫存預警,我們可以設置某種常用的化學試劑,當消耗到庫存量為1或2時,該項記錄自動發(fā)出警示(高亮閃爍)。例2,藥品過期預警,對于某些穩(wěn)定性差的藥品,給它設置一個質保期,當?shù)竭_質保期限時,該項藥品記錄自動發(fā)出警示,提醒我們盡快先使用,以避免浪費或影響實驗效果。儀器設備和藥品材料的信息錄入是一項比較繁重的工作,有一個較好的解決辦法,建議儀器試劑廠商按國家有關標準,在商品外面貼上條形碼(也可以自制),在這些物品入庫時,用條形碼采集器收錄商品信息,可以極大地提高工作效率。在化學實驗室管理系統(tǒng)中,可以嵌入一些很實用的化學軟件,如化學品電子手冊,只要輸入某種物質的一個參數(shù)如名稱或化學式,就會顯示這種物質的簡介以及物理、化學性質等,可以大大提高工作效率,減輕勞動強度。
4.實驗教學與科研管理
(1)常規(guī)教學管理
建立實驗教學網(wǎng)絡,為了使學生明確化學實驗的學習任務和目的,把本課程的實驗教學大綱、教材、參考資料、實驗內容以及實驗報告格式上傳到網(wǎng)絡中。同時,建立學生學習成績管理系統(tǒng),記錄學生每一次的考核成績以及教師對學生實驗結果和能力的評價,學生使用密碼登錄后可以了解自己的學習成果。開辟教學交流平臺,師生之間開展教與學的交流,收集學生對教學的反饋信息。
(2)開放式實驗教學管理系統(tǒng)
開放式實驗是實驗教學的一種重要形式,有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力。開放式實驗管理系統(tǒng)內容主要有:①實驗教學計劃與實驗項目管理模塊;②選課模塊,學生在完成教學大綱要求的必做實驗后,選擇另外一些實驗項目,實現(xiàn)對學生所選擇的實驗項目跟蹤管理;③實驗輔助指導模塊,對實驗項目內容中的目的要求、儀器設備、原理與方法以及練習測試等提供幫助和指導;④模擬實驗,學生根據(jù)所選項目,有針對性地操作虛擬實驗,了解該實驗的基本方法和過程,預測可能遇到的問題,以提高實驗的成功率;⑤實驗測評模塊,學生提交自己通過實驗所得的測試和計算結果,系統(tǒng)給予正確的評價,以促進學生的學習。
化學實驗教學和科研需要應用許多文獻資料,實驗教學系統(tǒng)中可以存儲大量相關的參考資料以及工具書如化學化工辭典、化學實驗師手冊、實驗室實用手冊、化學實驗常用儀器設備指南、化學試劑配制手冊等。還有各種常用的化學實驗數(shù)據(jù)參考資料(即教材中的附錄)如常用酸堿的濃度、常用試劑的配制方法、常見離子的鑒定方法、溶度積常數(shù)、電離平衡常數(shù)、電極電位表、對數(shù)表等。便捷而豐富的資料查閱,給管理和教學以及學生的學習帶來極大的便利。
(3)多媒體教學
為了推動普及化學多媒體教學,在局域網(wǎng)上設置“課件制作與應用”、“網(wǎng)絡教學園地(教學資源庫)”、“精品課程展示”、“實驗改革與創(chuàng)新”、“模擬實驗室”等實用內容。把互聯(lián)網(wǎng)上相關的一些優(yōu)秀網(wǎng)站鏈接進來,形成一個豐富的教學資源庫,給學生提供學習、研究與創(chuàng)新的空間。這種網(wǎng)絡教學的模式,不僅可以成為傳統(tǒng)課堂教學的補充和延續(xù),更由于其強大的功能、良好的交互性、無限的信息和空間,有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力。
三、結束語
信息化是化學實驗室管理現(xiàn)代化的重要標志,實現(xiàn)這一目標的關鍵首先是樹立科學發(fā)展觀,加強實驗室的信息化基礎建設;其次,要配備既掌握系統(tǒng)扎實的化學專業(yè)知識又能熟練運用計算機技術的實驗室管理專業(yè)人才;第三,要根據(jù)化學實驗室的國家標準,制定自我評估體系,確定實驗室的發(fā)展規(guī)劃和目標;第四,要建立創(chuàng)新機制,激勵教學和管理人員研究實驗室管理的新方法。
參考文獻
[1] 王亦軍.計算機在化學實驗室自動化管理方面的應用.化學通報,2001(8)
[2] 楊元法.化學實驗室信息網(wǎng)絡化管理系統(tǒng).實驗室研究與探索,2003(12).
[3] 姚普選.數(shù)據(jù)庫原理及應用.北京:清華大學出版社,2002(4).
[4] 陳軍.化學實驗室計算機網(wǎng)絡化管理初探.瓊州大學學報,2003(2).
[5] 吳洪.化學實驗室管理軟件及其應用.錦州師范學院學報(自然科學版),2002(9).
[6] 吳偉欽.化學實驗室管理系統(tǒng)的實現(xiàn).福建建筑高等??茖W校學報,2002(9).
[7] 袁中直.化學多媒體素材制作和應用.北京:化學工業(yè)出版社,2003(11).(責任編輯付一靜)