本科創(chuàng)新實驗室的建設(shè)與管理實踐

本科創(chuàng)新實驗室的建設(shè)與管理實踐徐雷;乜鵬【摘要】創(chuàng)新實驗室是大學(xué)生把理論知識向?qū)嵺`認(rèn)知和能力轉(zhuǎn)化的重要場所，其設(shè)立對于對本科生的創(chuàng)新意識培養(yǎng)尤為重要.在創(chuàng)新實驗室建設(shè)和管理期間，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用監(jiān)控平臺、門禁授權(quán)和簽名制度三種方式進(jìn)行綜合管理，可為本科生提供良好的創(chuàng)新活動環(huán)境.在此創(chuàng)新實驗室中大學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作開展創(chuàng)新活動，取得了很好的效果.【期刊名稱】《實驗室科學(xué)》【年(卷)，期】2019(022)004【總頁數(shù)】4頁(P160-163)【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新實驗室;互聯(lián)網(wǎng);實驗室管理【作者】徐雷;乜鵬【作者單位】南開大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育學(xué)院，天津300350;南開大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院天津300350【正文語種】中文【中圖分類】G482大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是高校實施創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要舉措，開展本科生的創(chuàng)新實驗，是創(chuàng)新能力培養(yǎng)行之有效的方法之一[1]。2016年7月28日，《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)〃十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃的通知》中指出需以科技創(chuàng)新為弓I領(lǐng)開拓發(fā)展新境界，加速邁進(jìn)創(chuàng)新型國家行列，加快建設(shè)世界科技強(qiáng)國。改革傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，建立新型創(chuàng)新實驗室的思想已經(jīng)深入到南開大學(xué)的教學(xué)科研工作之中。南開大學(xué)原計算機(jī)與控制工程學(xué)院（現(xiàn)已拆分為計算機(jī)學(xué)院、網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院及人工智能學(xué)院，以下簡稱〃計控學(xué)院”）為增強(qiáng)本科生創(chuàng)新意識，提高其創(chuàng)新能力，在南開大學(xué)信息東樓六樓設(shè)立7間本科創(chuàng)新實驗室，其中包括2間創(chuàng)新研討室以及5間專業(yè)創(chuàng)新實驗室。本科生在開始使用實驗室時，一方面對實驗室的設(shè)置和儀器設(shè)備操作方法不夠熟悉，有可能發(fā)生誤操作，造成實驗室安全事故；另一方面，雖然目前的實驗室管理制度已經(jīng)比較完善，但在實際的執(zhí)行過程中缺乏必要的技術(shù)保障，管理制度約束力較降低。針對本科創(chuàng)新實驗室的以上特點(diǎn)［2］，本文對其建立和管理過程中的實踐進(jìn)行了探討。1本科創(chuàng)新實驗室的建設(shè)實驗室是大學(xué)生把理論知識向?qū)嵺`認(rèn)知和能力轉(zhuǎn)化的重要場所，是高校人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新的重要基地。本科生由于學(xué)習(xí)階段還未深入精進(jìn)，對于實驗室的了解不多;且多年以來的學(xué)習(xí)都是在教學(xué)樓中度過，與實驗室的關(guān)聯(lián)少之又少;加之本科生的時間細(xì)碎，無法長時間在實驗室參與工作，很少有機(jī)會能夠在實驗室進(jìn)行科技創(chuàng)新實踐［3］。基于以上問題，致力于為學(xué)生營造良好的創(chuàng)新活動環(huán)境，并保障學(xué)生安全、有序、合理地使用實驗室，在本科創(chuàng)新實驗室建設(shè)階段，對7間本科創(chuàng)新實驗室進(jìn)行了統(tǒng)一布置和功能分類，并安裝了門禁及監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行集中式管理。1.1實驗場地和配置傳統(tǒng)的實驗室用途以個人或小組科學(xué)研究為主，布局大多采用相互獨(dú)立的個人工位形式。而本科創(chuàng)新實驗室的用途在于為本科生的創(chuàng)新活動提供研討交流場所，其室內(nèi)布局應(yīng)更有利于學(xué)生合作學(xué)習(xí)研討、共同創(chuàng)新工作的開展。如圖1所示，在創(chuàng)新實驗室中還配置了獨(dú)立的討論和交流空間，也為中小型學(xué)術(shù)研討會提供了條件，為本科生創(chuàng)新團(tuán)隊的共同學(xué)習(xí)進(jìn)步創(chuàng)造了條件。固定的學(xué)生實驗場地建設(shè)是學(xué)生課夕卜科研活動開展的基本保障，如果沒有固定的實驗場所，無法為學(xué)生配備必要的實驗設(shè)備，學(xué)生就會因為缺乏必要的物質(zhì)條件而使得實驗和創(chuàng)新的積極性受挫。有了相對固定的實驗場所，就可以設(shè)置一些學(xué)生工位，以便學(xué)生存放書本資料和日常用品，同時提供給學(xué)生必要的電源和網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)，可以讓學(xué)生在創(chuàng)新實驗室中更有主人翁意識，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣。圖1本科創(chuàng)新實驗室部分照片1.2監(jiān)控系統(tǒng)安裝實驗室安全是實驗室正常運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，是實驗室管理的重中之重。本科生由于之前對實驗室的接觸不多，對實驗室安全的重要性理解不透，對具體安全注意事項掌握不夠充分，可能會造成一些實驗室的安全隱患［4-5］。同時本科生創(chuàng)新實驗室內(nèi)人員并不完全固定，流動性強(qiáng)，這也帶來了實驗室內(nèi)私人和公共物品損毀和丟失的可能。為確保本科創(chuàng)新實驗室內(nèi)秩序穩(wěn)定，保證實驗室內(nèi)科研創(chuàng)新活動有序開展，增強(qiáng)學(xué)院對實驗室的安全管控，在實驗室建設(shè)期間，安裝了實驗室監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置如表1所示，監(jiān)控設(shè)備涉及前端產(chǎn)品、存儲解碼和數(shù)據(jù)傳輸，確保監(jiān)控設(shè)備在斷網(wǎng)斷電情況下的數(shù)據(jù)安全存儲，在高低溫條件下監(jiān)控設(shè)備仍然可以正常運(yùn)作，同時還有人臉識別、音頻異常檢測、物品遺留檢測等智能報警功能，多方位保證實驗室安全。表1創(chuàng)新實驗室監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置名稱產(chǎn)品類別型號單位數(shù)量前端設(shè)備2系列半球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)DS-2CD2725FIS（變焦）臺12存儲設(shè)備NVR77系列DS-7716N-K4臺1希捷監(jiān)控級?？祵９┍PST4000VX000-520個2解碼顯示設(shè)備265解碼器DS-6901UD臺1監(jiān)視器DS-D5043FC臺1傳輸設(shè)備交換機(jī)DS-3E0318P-S臺1交換機(jī)DS-3E2310-H臺1輔助設(shè)施DS-1LN5E-S臺13門禁系統(tǒng)的安裝傳統(tǒng)實驗室的人員相對固定，進(jìn)出實驗室的權(quán)限變更周期較長。目前由于創(chuàng)新實驗室使用人員不固定，本科創(chuàng)新實驗室對于門禁系統(tǒng)的依賴程度較高，在日常創(chuàng)新實驗室的使用和維護(hù)中，需要對人員的頻繁出入進(jìn)行嚴(yán)格管理［6］。門禁系統(tǒng)使用電磁鎖進(jìn)行鎖閉，開門時使用學(xué)生的〃一卡通”進(jìn)行讀卡開啟。通過使用管理軟件和硬件設(shè)備來對〃一卡通”設(shè)置門禁權(quán)限，門禁權(quán)限的管理制度將在本文2.2節(jié)進(jìn)行說明。通過使用門禁系統(tǒng)，創(chuàng)新實驗室有效控制了人員的訪問和進(jìn)出，做到了對實驗室的使用權(quán)限的監(jiān)管，提升了實驗室的安全保障，有效地把控了科研資源，提高了實驗室的有效利用率。2管理實施方案對傳統(tǒng)實驗室而言，實驗室管理所需要的管理員比較多，特別是開放的較大型的實驗室，這使得實驗室的日常維護(hù)管理成本較高［7］。本科創(chuàng)新實驗室結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，采用了電子監(jiān)控技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺的實驗室審批，減少了實驗室看管和維護(hù)的人力成本，同時提高了實驗室的安全水平。1.4監(jiān)控平臺創(chuàng)新實驗室建設(shè)階段安裝監(jiān)控設(shè)備的工作完成后，在實驗室的使用期，使用了圖2所示的統(tǒng)一視頻監(jiān)控回放平臺進(jìn)行實驗室監(jiān)控管理。平臺可以做到實時監(jiān)控以及可溯追蹤1個月內(nèi)的實驗室的使用情況和安全隱患。屋內(nèi)物品遺失、未按照實驗室規(guī)定使用設(shè)備等情況都可以找到相關(guān)責(zé)任人，通過監(jiān)控平臺的管理和監(jiān)控，實驗室負(fù)責(zé)人可以合理有效地保障學(xué)生及設(shè)備的安全。相對于傳統(tǒng)的分配專人到各個實驗室進(jìn)行一對一管理，使用監(jiān)控平臺的一對多管理方式以更少的人力成本有效維護(hù)了創(chuàng)新實驗室正常使用。圖2監(jiān)控平臺界面照片1.5門禁授權(quán)制度在門禁授權(quán)管理上，實驗室開放的不同時期使用了兩種不同的策略，在實行之時都取得了良好的效果。通過互聯(lián)網(wǎng)平臺研發(fā)在線申請模塊。在實驗室開放初期，由于本科創(chuàng)新實驗室開放不久，知名度較小，大部分學(xué)生依舊保持在教學(xué)樓學(xué)習(xí)的習(xí)慣，并未感受到創(chuàng)新實驗室提供給大家的良好研討交流環(huán)境，使得實驗室利用率低，且信息不共享，導(dǎo)致了實驗室資源浪費(fèi)［8-9］。為了提高創(chuàng)新實驗室的宣傳力度，吸引更多的學(xué)生前來使用，在學(xué)院網(wǎng)站上開發(fā)了創(chuàng)新實驗室預(yù)約審批系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于計控學(xué)院官網(wǎng)，集學(xué)生預(yù)約查詢、預(yù)定、實驗室管理于一體?；诨ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，學(xué)生可以查看每個創(chuàng)新實驗室功能和條件，并根據(jù)需要進(jìn)行預(yù)約，后臺管理員用戶可以對學(xué)生的預(yù)約進(jìn)行審批，操作界面如圖3所示。這種方式可以有效減少申請人員和管理人員的工作量，并且避免了審批和申請重復(fù)的情況發(fā)生，增加了本科創(chuàng)新實驗室的可用性，提高了實驗室的利用率。圖3學(xué)院網(wǎng)站本科創(chuàng)新實驗室預(yù)約管理模塊教師推薦申請制度。在實驗室開放后期，學(xué)生體驗到了創(chuàng)新實驗室?guī)Ыo大家的良好科研創(chuàng)新環(huán)境，申請人數(shù)迅速增加，創(chuàng)新實驗室在一段時間內(nèi)使用達(dá)到飽和，導(dǎo)致后續(xù)有需要的學(xué)生無法申請，影響了創(chuàng)新活動效率。經(jīng)過溝通協(xié)調(diào)，在門禁授權(quán)管理上采用了教師推薦申請的方式。教師推薦申請為以比賽為目進(jìn)行組隊的學(xué)生準(zhǔn)備，帶隊教師可以為參賽隊伍推薦申請創(chuàng)新實驗室。實行教師推薦申請制度的目的在于鼓勵學(xué)生積極參與創(chuàng)新類比賽，在實踐中產(chǎn)生創(chuàng)新成果。申請表如圖4所示。圖4創(chuàng)新實驗室申請表1.6注意事項簽名制度本科創(chuàng)新實驗室作為用于本科生創(chuàng)新實驗的公共平臺，同時也是提高高校實驗教學(xué)水平的有力途徑。完善的創(chuàng)新實驗室管理制度是實驗室工作順利進(jìn)行的保障，想充分發(fā)揮本科創(chuàng)新實驗室的作用需要制定有力的制度體系［10］。防范實驗室安全事故的發(fā)生，制定實驗教學(xué)工作規(guī)程，通過制定嚴(yán)格的本科創(chuàng)新實驗室工作注意事項、開放實驗室使用流程、設(shè)備管理辦法等各類制度，以學(xué)生簽名的方式，確保各注意事項明確，落實到位，既可以有效地管理實驗室，又可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊意識、責(zé)任心和自我管理能力［11］。其中注意事項包含實驗室衛(wèi)生和秩序、實驗室水電安全、儀器使用、申請規(guī)則等，簽名后交由學(xué)院行政部門留存，如圖5所示。圖5創(chuàng)新實驗室使用須知3管理效果在前期的建設(shè)和多種管理舉措下，7間本科創(chuàng)新實驗室對于學(xué)院1500名本科生的創(chuàng)新活動產(chǎn)生了重大影響，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識、提高了科研創(chuàng)新能力，激發(fā)了參加創(chuàng)新型比賽的熱情。在2017-2018學(xué)年，本科創(chuàng)新實驗室累計為近200名本科生的創(chuàng)新活動服務(wù)，為他們提供了良好的創(chuàng)新活動環(huán)境。在創(chuàng)新實驗室活動中的學(xué)生團(tuán)隊榮獲了大量創(chuàng)新獎項，其中一些重點(diǎn)獎項均在學(xué)院網(wǎng)站以新聞形式發(fā)布，如本科生創(chuàng)新科研訓(xùn)練項目5項獲獎、24項立項、ACM-ICPC國際大學(xué)生程序設(shè)計競賽金獎、第十五屆全國“挑戰(zhàn)杯”一等獎以及第十一屆全國大學(xué)生信息安全競賽一等獎等。除上述重點(diǎn)獎項外，經(jīng)統(tǒng)計在7間本科生創(chuàng)新實驗室內(nèi)產(chǎn)生國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目9項，其他國家級獎項30項，近一年成果如表2所示。表22017-2018年度獲獎及立項情況獎項類別項目數(shù)獲獎:國家級獎項30項獲獎:省部級獎項58項立項:國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃9項立項:天津市大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃5項立項:校級〃百項工程”10項4結(jié)語計算機(jī)類實驗室內(nèi)電子設(shè)備較多，一旦使用不當(dāng)發(fā)生安全事故都會產(chǎn)生不良的后果，甚至釀成重大責(zé)任事故。本科創(chuàng)新實驗室較傳統(tǒng)實驗室而言，人員更加不固定，另外卜本科生的專業(yè)知識水平相比研究生而言略顯不足。在本科創(chuàng)新實驗室的建設(shè)和使用實踐中，基于這一特點(diǎn)的策略尤為重要。在兩年間對南開大學(xué)計控學(xué)院7間本科生創(chuàng)新實驗室的建設(shè)與管理的實踐中，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實驗室管理理念深度融合，通過使用監(jiān)控平臺、研發(fā)在線申請模塊、推出教師推薦申請制度和實驗室注意事項簽名制度等方式，進(jìn)一步提升了在互聯(lián)網(wǎng)背景下實驗室的安全水平，為教學(xué)、科研和人才培養(yǎng)的順利開展創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境。參考文獻(xiàn)(References):【相關(guān)文獻(xiàn)】[1]沈?qū)幘?應(yīng)用型本科院校開放創(chuàng)新實驗室建設(shè)與管理探索[J].河南教育(高教)，2017(4):28-29.[2]吳元周，呂恒林.教研融合科研實驗室促進(jìn)本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索，2016,35(4):252-255.[3]任忠先，魏國豐，辛宗生，等.應(yīng)用型本科創(chuàng)新實驗室的建設(shè)與研究[J].黑龍江教育(理論與實踐)，2016(12):18-19.[4]崔東杰.新時期高校實驗室科學(xué)管理與維護(hù)研究[J].計算機(jī)產(chǎn)品與流通，2018(11):203.[5]楊然，王海軍.高校計算機(jī)實驗室安全管理問題及對策[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(人文社會科學(xué)版)，2017,15(12):138-140.[6]朱莉?基于物聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)實驗室管理模式探究[J].船舶職業(yè)教育，2018,6(6):17-19.[7]張威.大數(shù)據(jù)背景下高校計算機(jī)專業(yè)實驗室