王 志,郭 攀,劉雯雯

(鄭州大學 力學與安全工程學院,河南 鄭州 450066)

0 引言

高校實驗室承擔了繁重的教學科研任務,但信息化建設相對落后,這與實驗室的性質有關,同時也與高校這些年重視教學科研任務而對實驗室管理重視不足有關。我國高校實驗的投入逐年加大,各種設備、人員、經費呈數(shù)量級增長,給管理帶來了一定的難度。傳統(tǒng)紙質化、點對點的管理模式已經逐漸跟不上時代的發(fā)展,干擾了信息的及時性和有效性。因此基于信息化的實驗室建設也逐漸引起高校實驗室管理者的重視,相關的管理技術與經驗得到逐步完善[1-3]。隨著互聯(lián)網大數(shù)據(jù)時代的到來,計算機網絡的應用已經滲透到生活的每一個角落,尤其在疫情期間,采用二維碼進行跟蹤識別,對人們的生活帶來了極大的改變。因此順應時代潮流、發(fā)展二維碼信息識別應用,對實驗室管理是一次機遇與挑戰(zhàn)。二維碼中最常用的 QR(Quick-Response)編碼方法,具有識讀速度快、數(shù)據(jù)密度大、占用空間小的優(yōu)勢[4]。而手機是現(xiàn)代生活中另一個至關重要的物品,用手機推廣二維碼技術,具有先天的優(yōu)勢。其過程具有編碼、譯碼、識別、被識別、存儲、發(fā)送、傳遞、接收相結合的綜合性技術突破與創(chuàng)新[5]。微信作為使用最廣泛的社交媒體,幾乎達到了人手一個賬號的占有率。基于微信開發(fā)的小程序,在使用與推廣方面具有其他程序無法比擬的優(yōu)勢[6]。本文擬采用微信草料二維碼平臺[7],制作實驗室管理定制平臺,對實驗室進行數(shù)據(jù)化、信息化管理,以不斷提高實驗室的管理水平和育人目標。

1 實驗室信息化管理現(xiàn)狀

目前為止,全國各個高校都有自己的實驗室管理系統(tǒng)[8-9],也開通了功能性網站,但主要是在學校層面,功能較為單一或有待完善,主要是針對宏觀的一些資產管理、化學品的存儲臺賬等。每年上級部門對基層教學實驗室的考核任務繁重,高校需要統(tǒng)計與填報大量的數(shù)據(jù)[10-11],每年的設備使用數(shù)據(jù)、科研數(shù)據(jù)、設備信息等均由實驗室工作人員一一填報,大部分仍然停留在紙質信息傳遞的階段。在這一過程中,工作人員難免會有疏漏,使得數(shù)據(jù)不能真實反映實際的運行情況,給上級管理部門的決策帶來一定的困擾。因此,實行從下而上的、數(shù)據(jù)共享的、多接口的實驗室信息管理系統(tǒng)是必然的需求。以鄭州大學力學實驗中心為例,該中心為鄭州大學公共基礎實驗教學平臺,每年服務本科生約1 500～2 000 人,幾乎涉及工科的所有專業(yè),學生實驗的登記冊每年產生的數(shù)據(jù)有上萬條。在統(tǒng)計過程中,需要工作人員做大量重復的易錯工作。如何解決設備—人員—使用及時準確的記錄問題,是困擾實驗室的一個核心問題。同時,因實驗教學的過程評價與理論課程不同,對于無法單獨設課的實驗教學項目,教師很難進行準確的評價工作,尤其是讓學生參與的評價活動,受到多方面的制約。此外,隨著線上線下等多種教學模式的不斷創(chuàng)新,實驗教學如何體現(xiàn)互動性強的特點、如何讓學生在課前課后能夠更好地自主學習并與實驗教師進行深入的探討,是實驗室信息化建設的另一個重要任務。

2 基于微信二維碼的實驗室信息化管理思路

實驗室管理千頭萬緒,因此管理人員必須理順實驗室管理的主次以及包含的相應類目,再進行框架設計。教學實驗室管理主要包括教學組織、實驗室安全、實驗設備維護、實驗課程管理等幾個方面。因此信息化建設重點圍繞以上幾個方面進行。微信作為人們必備的社交工具,幾乎可以作為個人的一切特征代表。因此填報的各類數(shù)據(jù)富有真實性,基于微信的二維碼識別技術的管理具有較高的可行性與可操作性,相關的管理方案已應用在一些專業(yè)的實驗室。

本實驗室采用草料二維碼平臺進行實驗室管理平臺的個性化定制,根據(jù)實際實驗室運營的情況,結合草料二維碼平臺的功能區(qū)分,設定了如圖1 所示的實驗室管理平臺架構,主要包括設備管理、安全管理、教學管理3 個部分,每個子項目又包括若干分項目。以教學管理模塊為例,根據(jù)線下運行的經驗,目前主要的管理環(huán)節(jié)包括實驗的預約、實驗的登記、教學評價等。實驗過程中的其他環(huán)節(jié)可融入這3個方面。

圖1 實驗室信息化管理模塊

3 實驗室管理二維碼制作

本文采用的是微信草料二維碼制作平臺,該平臺是一個免費制作二維碼的專業(yè)軟件平臺。用戶可以免費制作內容豐富的二維碼,快速實現(xiàn)簡單應用。該平臺支持微信一鍵登錄,還提供了豐富的表單模板。管理人員可根據(jù)實驗室管理的特點,對教學類實驗室主要涉及實驗預約、實驗登記、設備管理、安全巡查、互動課堂、預習復習、教學評價等環(huán)節(jié)具體設計模塊化信息管理。

草料二維碼制作平臺提供了豐富的模板,用戶根據(jù)需要新建自己的模板添加相應的內容生成二維碼,如圖2 所示。

為了將設備—人員—使用統(tǒng)一起來,該平臺首先為每個實驗室房間建立目錄,然后批量為每臺教學設備生成一個二維碼,用來進行實驗登記、設備維護登記等相關信息填報。如圖3 所示,每個設備的二維碼可以自行定義一些表格以及需要填寫的內容,比如設備的二維碼主要承擔實驗設備維護登記、實驗項目預約與實驗登記等功能,因此設計的表格以錄入信息為主。以實驗登記為例,主要采集的是實驗項目名稱、實驗人的姓名學號。系統(tǒng)自動記錄登錄預約的實際,便于后期通過實驗名稱、學號、專業(yè)、班級等進行數(shù)據(jù)匯總。還有些表格設計為教學評價,這類型表格主要用于教學互動,對于教學完成后的交流,參照理論課教學部分的教學評價內容設計表格,同時增加實驗教學部分,采用打分與留言相結合的方式,并設計為匿名評論的形式,使得采集的評價意見較為客觀。安全管理方面,設計的表格以巡查為主,這部分的使用人員主要是實驗室管理人員,因此分為用電安全、化學安全、用氣安全、用水安全等內容,設計了現(xiàn)場拍攝照片的形式,便于形成檔案。

圖3 填寫表單設計

4 實驗室管理二維碼應用管理效果

草料二維碼的實驗室管理平臺平穩(wěn)運行了3 個學期,共計有94 臺實驗教學設備,設計了22 個表單填寫模板,共計2 134 名學生進行了實驗預約登記,形成實時可靠的管理數(shù)據(jù)8 000 余條。導出的Excel 數(shù)據(jù)如圖4 所示,平臺提供了靈活的數(shù)據(jù)導出模式,可以根據(jù)日期將所有數(shù)據(jù)導出為Excel,也可以根據(jù)人員查找,導出該人員所有的填報數(shù)據(jù)?；趯С龅臄?shù)據(jù),該平臺實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的及時整理,完成了實驗室全過程的數(shù)據(jù)化管理。

圖4 數(shù)據(jù)導出

5 結語

在當今信息化時代,緊跟時代趨勢、順應時代趨勢發(fā)展實驗室信息化管理,能有效提升實驗室管理水平與質量。本文所嘗試的基于微信二維碼程序的實驗室信息化管理平臺是一個完全開放、簡單易用的平臺。該平臺經過幾個學期的管理實踐,已經逐步在各個模塊中得到完善與改進。相信經過應用與實踐的反饋,該平臺可以逐漸成為一個有效的實驗室管理平臺。