張爽 石樂民 劉傳志 宮平 嵇曉強

摘 ?要：隨著我國教育改革的深化，信息化管理是高校實驗室發(fā)展的必然趨勢。針對傳統(tǒng)生物實驗室暴露出的儀器藥品管理不規(guī)范、信息孤島等諸多問題，設計并開發(fā)了高校生物實驗室儀器藥品信息管理平臺。該平臺以C/S模式構建，采用VS2017集成開發(fā)環(huán)境，結合MySQL關系型數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了實驗室的安全和規(guī)范化管理，提高了實驗室的工作效率和管理水平，促進了實驗室對外交流與信息共享，在學生創(chuàng)新和實踐能力的培養(yǎng)發(fā)面發(fā)揮了重要作用。

關鍵詞：生物實驗室管理;信息化;儀器;藥品;C/S模式

中圖分類號：TP311 ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2022）05-0034-04

Design on Instrument and Drug Information Management Platform for Biological Laboratory in Colleges and Universities

ZHANG Shuang， SHI Lemin， LIU Chuanzhi， GONG Ping， JI Xiaoqiang

（School of Life Science and Technology， Changchun University of Technology， Changchun ?130022， China）

Abstract： With the deepening of China’s educational reform， informatization management is the inevitable trend of the development of college laboratories. Aiming at many problems exposed by traditional biological laboratories， such as nonstandard instrument and drug management and information island， an instrument and drug information management platform for biological laboratories in colleges and universities is designed and developed. The platform is structured in C/S mode， adopts VS2017 integrated development environment， combines with MySQL relational database， realizes the security and standardized management of the laboratory， improves the work efficiency and management level of the laboratory， promotes the external exchange and information sharing of the laboratory， and plays an important role in the cultivation of students’ innovation and practical ability.

Keywords： biological laboratory management; informatization; instrument; drug; C/S mode

0 ?引 ?言

實驗室是高?？蒲泻徒虒W的重要基地，可以比擬為現(xiàn)代化大學的心臟[1]。黨的十九大提出了“加快一流大學和一流學科的建設，實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展”的新要求。各高校的主要工作是在人才培養(yǎng)上，把更多的經(jīng)費投到教育教學改革、改善辦學條件、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力[2，3]。隨著高校辦學規(guī)模的逐漸擴大，投入了大量的人力和資金，實驗藥品和儀器的增多也對實驗室的管理提出了更高的要求[4，5]。

在計算機和信息化技術飛速發(fā)展的今天，帶動了實驗室管理模式的改變，國內(nèi)高等院校在實驗室管理系統(tǒng)的開發(fā)方面做了一些探索，設計開發(fā)了不同的實驗室管理系統(tǒng)，提高了實驗室的安全性、高效性，并降低了教師和管理人員的勞動強度[6，7]。中國礦業(yè)大學開發(fā)了一個包括實驗室的安全、資產(chǎn)、教學和科研等管理內(nèi)容的實驗室綜合管理系統(tǒng)，提高了實驗室的管理水平。中國農(nóng)業(yè)大學結合了實驗教學和實驗室管理，以滿足個性化管理和共享服務資源的靈活配置，設計了一種能實現(xiàn)個性化定制的實驗室管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了用戶多元化的訪問需求。北京信息科技大學針對目前實驗室管理的現(xiàn)狀，設計開發(fā)了智能防災實驗室管理系統(tǒng)。高校實驗室在人才培養(yǎng)中是非常重要且不可替代的，如何安全規(guī)范、精細化的管理和使用實驗室，發(fā)揮出其最大的效能，是高校發(fā)展和人才培養(yǎng)必須面對的問題。

1 ?高校生物實驗室管理工作的現(xiàn)狀與問題分析

2017年，教育部辦公廳出臺了《關于加強高校教學實驗室安全工作的通知》，明確提出各高校要提高教學實驗室安全工作的信息化水平，促進信息技術與實驗室安全管理的深度融合。2019年，教育部進一步印發(fā)了《關于加強高校實驗室安全工作的意見》，在增強高校實驗室管理能力和水平，保障校園和師生的安全方面，提出了更加具體的要求，對高校實驗室管理工作有很大的指導意義，實驗室信息化是教育信息化的重要組成部分，而傳統(tǒng)的實驗室儀器藥品管理方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的教學和科研需求。

1.1 ?儀器和藥品的管理不規(guī)范

生物實驗室的試劑和材料的儲備種類繁雜，不但有實驗原材料，還有各種實驗過程合成的產(chǎn)物，由于性質(zhì)和穩(wěn)定性的不同，需要的保存條件也各異，很多危險化學品和生物制劑的保存要求嚴格，這對實驗室的安全管理有很高的要求。實驗藥品的廢液種類繁多、成分復雜，回收和銷毀也更加困難，很多時候做不到規(guī)范和精細的處理。實驗室的儀器放置的具體地點分布零散，記錄不詳細，一些實驗室的儀器使用率低，對儀器設備的日常維護和損耗維修依然停留在紙質(zhì)記錄和人工管理形式上。傳統(tǒng)管理方式存在著操作煩瑣、查找耗時耗力、記錄填寫復雜、交接困難、管理權限不明等各種問題。

1.2 ?實驗室的資源共享與對外交流程度低

很多生物實驗室還在用傳統(tǒng)的Excel表格的方式進行藥品和儀器的管理，難以實現(xiàn)信息互聯(lián)共享，系統(tǒng)間的信息傳遞以及部分工作仍需人工傳遞、工作量大，重復性勞動多，并且隨著國家對實驗室建設的投入不斷加大，國內(nèi)高校實驗室的各類大型儀器設備有了很多增加和更新，實驗室的規(guī)模和質(zhì)量也有了大幅度提升，傳統(tǒng)的管理模式很多時候難以保證數(shù)據(jù)的及時性和準確性，無法實現(xiàn)全方位全流程的實驗室信息化管理。生物實驗室人員流動性大，人員成份更加復雜，并且危險源種類多，實驗過程風險比較復雜難辨，這些問題都加大了實驗室管理的難度。

1.3 ?生物學科的人才培養(yǎng)受限

生物學科的實驗教學與理論教學相輔相成，學生將所學的理論知識運用到實驗中，實現(xiàn)從理論到實踐，在實驗過程中能夠培養(yǎng)學生的理性思維，加深專業(yè)知識的同時掌握了實驗操作。實驗過程中遇到的問題能夠激發(fā)學生的探索精神，對學生的創(chuàng)新培養(yǎng)發(fā)揮著重要作用，但受限于傳統(tǒng)實驗室的管理方法，無法讓學生全天候在實驗室內(nèi)進行科研工作，限制了學生在科研道路上的發(fā)展。所以設計一個符合本校實驗室實際需求的信息化管理系統(tǒng)，對實驗室進行高效、規(guī)范、安全的管理，已經(jīng)成為實驗中心的一項重要工作。

2 ?生物實驗室藥品和儀器管理平臺功能的設計

在生物實驗室中利用計算機技術，采用特定的專用信息化平臺對實驗藥品和儀器進行動態(tài)管理，管理人員可以及時了解學生的基本信息、查詢實驗室中生物藥品和儀器的使用狀況和儲存位置，并能嚴格、精確地對高危、貴重藥品和儀器進行管理。普通學生也可以快速地了解實驗室的狀況，進行實驗藥品和儀器的使用申請和位置查找，將藥品及儀器設備的錄入和修改，預警，預約取用等信息集成起來，實現(xiàn)藥品及儀器設備的綜合信息管理，通過無紙化流程，提高了整個實驗室的運行效率和安全系數(shù)。

2.1 ?平臺架構設計

平臺依照生物實驗室的實際需求，對所設計的相關工作進行分類，采用加密狗的方式對管理員身份進行認證，如圖1所示。

在管理員在對藥品及儀器設備進行分類劃分的基礎上，能夠?qū)Ξ斍耙呀?jīng)存在的藥品信息及設備使用的實際情況進行查詢、添加、刪除、修改、預警、維護等操作，其工作模式如圖2所示。

2.2 ?網(wǎng)絡拓撲環(huán)境

平臺采用本地程序的方式進行部署，考慮到藥品信息及設備的保密性、數(shù)據(jù)的安全性、可維護性，平臺架構模式采用C/S模式，滿足環(huán)境的多樣性要求，如圖3所示。

2.3 ?系統(tǒng)功能模塊設計

2.3.1 ?人員管理模塊

實驗室藥品和儀器管理平臺的用戶為實驗室管理人員、實驗教師、學生、系統(tǒng)管理員，根據(jù)用戶身份給予不同的權限。

（1）學生用戶：通過系統(tǒng)來預約實驗藥品的申領和歸還，預約實驗儀器的使用時間，通過審批后才可以在預約的時間去領取藥品并在指定時間內(nèi)歸還，需在預約的時間段使用儀器，如果錯過使用時間，只能重新預約。

（2）教師用戶：根據(jù)自己的實驗需求在系統(tǒng)中查找實驗所需藥品和儀器，對學生申請的藥品和儀器的使用進行審批，預約實驗藥品和儀器的使用。

（3）實驗室管理人員：通過系統(tǒng)對實驗室藥品和儀器進行日常的動態(tài)管理，對學生申請的藥品和儀器的使用進行審批，用戶的信息及其權限管理。

（4）系統(tǒng)管理員：對用戶的信息、密碼和權限進行管理，維護系統(tǒng)的正常運行。

2.3.2 ?藥品管理模塊

該模塊包含藥品查詢功能，藥品信息的錄入和修改，藥品庫存預警，藥品的預約取用，藥品的廢棄處理。查詢功能可以按名稱、類別、實驗室進行匯總查詢。信息的錄入包括藥品的名稱（CAS編號）、規(guī)格、類別、數(shù)量、存放位置、用于實驗名稱（或通用藥品）、注意事項等信息，可以對已錄入的信息進行修改。可以對一些藥品可以設置閾值預警，當其數(shù)量小于設定的閾值時，系統(tǒng)自動提示實驗室管理人員。藥品的取用可以設定使用時間，在預約時間內(nèi)歸若沒有歸還藥品，系統(tǒng)會提醒實驗室管理人員。對于廢棄的藥品，用戶可以通過系統(tǒng)提出回收申請，實驗室管理人員可以按照國家相關管理辦法進行報廢處理，并將詳細信息錄入系統(tǒng)如時間、經(jīng)辦人、環(huán)保公司名稱等。

2.3.3 ?儀器管理模塊

實驗儀器管理：包括儀器查詢功能，儀器的錄入和修改，儀器的預約使用，儀器的維修維護。系統(tǒng)可以按名稱和存放位置匯總查詢。信息錄入包括儀器名稱、存放位置、廠家、型號、價格、編號、用于實驗名稱（或常用儀器）、經(jīng)費來源、購買人、驗收日期、注意事項等。學生和教師可以查看儀器的預約情況，選擇合適的時間預約。用戶發(fā)現(xiàn)儀器使用故障時，可以對儀器進行報修，學院組織工程師檢測并確定維修費用，完成驗收后，實驗室管理人員將維修的詳細記錄錄入保存。

實驗器皿和耗材管理：對實驗器皿和耗材信息的查詢、錄入、修改，庫存預警。包括器皿和耗材的名稱、規(guī)格、數(shù)量、存放位置、用于實驗名稱（或?qū)嶒炌ㄓ茫?、注意事項等信息。如實驗器皿或耗材的?shù)量低于設置的閾值，就會自動提示實驗室管理人員。

2.3.4 ?數(shù)據(jù)導入模塊

該模塊可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的批量處理。在頁面下載Excel表格模板后，按照模板填寫對應數(shù)據(jù)后再上傳表格即可批量導入。導出數(shù)據(jù)時，用戶可以根據(jù)自己的需求選擇實驗室和物品類別，也可以搜索關鍵詞，批量選取數(shù)據(jù)，導出并生成Excel表格。

2.3.5 ?功能模塊的實現(xiàn)

本文結合需求分析及設計架構，采用VS2010集成開發(fā)環(huán)境，使用C#語言進行代碼編寫，結合MySQL關系型數(shù)據(jù)庫完成本平臺的開發(fā)。圖4、圖5為系統(tǒng)管理界面的實現(xiàn)，能完成人員的管理、藥品和儀器信息的修改和出庫入庫、閾值預警、數(shù)據(jù)的導出等一系列功能。

3 ?結 ?論

將生物實驗室儀器藥品信息管理平臺測試完成后，在我院實驗中心運行使用。實驗室是高校教學和科研重要場所，實驗室的規(guī)范化管理是實驗室安全、高效運行的前提，更關系著廣大師生的生命安全。平臺的實踐應用使實驗員從煩瑣的日常管理工作中跳脫出來，有更多時間投入到實驗教學和科研工作中，提高了工作效率和管理水平。實現(xiàn)了實驗室資源的充分整合和利用，促進了實驗室的開放共享，體現(xiàn)了實驗室儀器藥品管理服務于實驗教學的根本目的，形成了一個良性循環(huán)的、可持續(xù)發(fā)展的管理模式，符合現(xiàn)代化實驗教學管理的要求，對提高實驗室的教學和科研水平具有良好的現(xiàn)實意義。

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作者簡介：張爽（1991—），女，漢族，吉林長春人，助理實驗師，碩士，主要研究方向：生物化學與分子生物學。