姜 麗 ， 宋建華

(1. 湖北大學(xué) 計算中心， 湖北 武漢 430062； 2. 湖北大學(xué) 計算機(jī)與信息工程學(xué)院， 湖北 武漢 430062)

隨著高校教育的改革和發(fā)展，高校實(shí)驗(yàn)室的重要性日益凸顯。高校實(shí)驗(yàn)室作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要場所已逐漸發(fā)展成為集教學(xué)、科研于一體的人才培養(yǎng)和技術(shù)創(chuàng)新的主要基地[1]。隨著高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)室管理改革的不斷深入，實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)正在全面展開[2-4]。如何構(gòu)建合理、全面的信息化體系，實(shí)現(xiàn)高校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、科研、管理、績效評價和信息資源共享等功能的高效性和規(guī)范化，將成為高校實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)的重要課題。

1 高校實(shí)驗(yàn)室面臨的問題

1.1 高校實(shí)驗(yàn)室角色的發(fā)展

實(shí)驗(yàn)是人類認(rèn)識世界的重要實(shí)踐活動之一，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來源于實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐。高校實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科學(xué)研究、生產(chǎn)試驗(yàn)、技術(shù)開發(fā)的重要基地，是學(xué)校教學(xué)、科研條件的重要組成部分[5]。高等教育的改革和發(fā)展，及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)的確定，推進(jìn)了高校實(shí)驗(yàn)室角色與定位的變化。實(shí)驗(yàn)教學(xué)從最初的課堂教學(xué)輔助角色逐漸發(fā)展成為集教學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐創(chuàng)新于一體的獨(dú)立課程。體制上實(shí)驗(yàn)室也從最初的隸屬于學(xué)院、教研室逐漸發(fā)展成為學(xué)校統(tǒng)一管理的綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心等形式。實(shí)驗(yàn)室的形式也逐漸多樣化，不再是單一的教學(xué)輔助單位，而是出現(xiàn)了教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、科研實(shí)驗(yàn)室、虛擬實(shí)驗(yàn)室、開放實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室等多種形式。

1.2 高校實(shí)驗(yàn)室功能的發(fā)展

由于高校實(shí)驗(yàn)室的定位和角色的轉(zhuǎn)換，信息化建設(shè)的擴(kuò)大化，交叉學(xué)科的增加，交叉領(lǐng)域的復(fù)雜化，高校實(shí)驗(yàn)室呈現(xiàn)出前所未有的多面性:多方需求、多方使用、多面功能、多方管理。管理上涉及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備處、國有資產(chǎn)處、教務(wù)處、專業(yè)院系、實(shí)訓(xùn)中心等，服務(wù)對象、服務(wù)功能也呈現(xiàn)多面化。這一切就決定了高校實(shí)驗(yàn)室管理的難度和復(fù)雜性加大，也決定了高校實(shí)驗(yàn)室迫切需要更有效的方式來支持這些功能的提供和管理的需求。

1.3 高校實(shí)驗(yàn)室管理方式的發(fā)展

傳統(tǒng)的高校實(shí)驗(yàn)室管理方式是手工的、紙質(zhì)文檔形式、信息傳遞依賴人力等，帶來的一系列問題就是效率緩慢、信息延遲甚至錯誤、信息無法有效共享、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無法完成自動統(tǒng)計以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和方法的改進(jìn)。隨著信息化的普及，新型的高校實(shí)驗(yàn)室管理方式逐步完善，國內(nèi)外都開始提出并使用LIMS(Laboratory Information Management System)，文獻(xiàn)[6]提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)室信息化管理技術(shù)，充分使用了硬件設(shè)備的智能化方式；文獻(xiàn)[7]提出了基于SaaS(Software-as-a-service)模式的LIMS，有效減少了建設(shè)和運(yùn)維成本；文獻(xiàn)[8]提出了基于“云”的實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)，充分發(fā)揮“云”技術(shù)的分布式和共享性的特點(diǎn)，這些有效的實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)的探索促進(jìn)了高校實(shí)驗(yàn)室工作的發(fā)展。

2 信息化是高校實(shí)驗(yàn)室改革的必由之路

2.1 信息化是促進(jìn)高校實(shí)驗(yàn)室體制和管理模式優(yōu)化的途徑

自20世紀(jì)80年代以來，信息化浪潮席卷全球，成為繼工業(yè)革命后的一次技術(shù)革命，信息化已成為當(dāng)前人類社會的基本發(fā)展趨勢[9]。因此，高校實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行軟、硬件開放，實(shí)行“信息化管理”是必然的選擇，也只有走“信息化管理”之路才能夠促進(jìn)并帶動實(shí)驗(yàn)室管理工作走向規(guī)范化、制度化、科學(xué)化[10]。隨著時代的發(fā)展、教育形式的變化、人才培養(yǎng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變以及高校實(shí)驗(yàn)室角色、定位、功能的轉(zhuǎn)變和擴(kuò)展，高校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)存的體制、管理方式和服務(wù)形式都顯得有諸多的局限與不足。如何創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理體制，探索有效的實(shí)驗(yàn)室基于信息化的開放式管理模式；如何建立更有效的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)活動形式和科研活動形式，以提高實(shí)驗(yàn)室的資源利用率；如何改善實(shí)驗(yàn)室的績效管理方法都對實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理提出新的挑戰(zhàn)，信息化是解決這一系列問題的有效途徑。

2.2 信息化是未來高等教育的發(fā)展趨勢

信息技術(shù)在高等教育領(lǐng)域掀起了一場“哥白尼式的革命”，諸如:大規(guī)模開放在線課程、斯坦福大學(xué)的“開環(huán)大學(xué)計劃”(Open Loop University)、密涅瓦大學(xué)(Minerva Schools)的O2O式辦學(xué)體制等[11]，世界范圍內(nèi)的大學(xué)基于信息化的高等教育形式已經(jīng)在積極的探索過程中。我國《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011——2020年)》中明確提出:“重點(diǎn)推進(jìn)信息技術(shù)與高等教育的深度融合，促進(jìn)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法現(xiàn)代化，創(chuàng)新人才培養(yǎng)、科研組織和社會服務(wù)模式。”因此，未來高等教育的信息化之路是必然的，高校實(shí)驗(yàn)室作為高等教育的重要組成部分，信息化的服務(wù)方式、信息化的管理模式、信息化的資源共享、信息化的績效評價方法等將成為高校實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)工作中亟待思考和探索的問題。

3 高校實(shí)驗(yàn)室信息化體系

信息化是一個系統(tǒng)工程，從需求、設(shè)計、實(shí)施到測試和維護(hù)是一個需要做好整體規(guī)劃、搭建合理體系的工程化過程，因此，一個符合需求的、完整合理的信息化體系架構(gòu)對于高校實(shí)驗(yàn)室的信息化建設(shè)就至關(guān)重要。我們將從高校實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)目標(biāo)、管理目標(biāo)和績效目標(biāo)3個方面來考慮信息化體系的要求，在滿足這幾項(xiàng)目標(biāo)的要求下設(shè)計一個符合需求，相對完善的實(shí)驗(yàn)室信息化體系架構(gòu)。

3.1 高校實(shí)驗(yàn)室信息化的服務(wù)目標(biāo)

高校實(shí)驗(yàn)室的職能和管理的復(fù)雜性，決定了服務(wù)對象和功能的多樣化，同時對服務(wù)的響應(yīng)度和服務(wù)的高效性、便捷性也提出了新的要求。傳統(tǒng)的手工管理、粗放式管理、信息之間的延遲以及不連通都將無法滿足師生日益增長的服務(wù)要求，因此，要建立的實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)從信息化體系架構(gòu)的角度必須明確要達(dá)到如下的服務(wù)目標(biāo):

(1) 服務(wù)模塊分割合理，符合高校實(shí)驗(yàn)室特色，滿足實(shí)驗(yàn)室所有服務(wù)需求和管理需求；

(2) 服務(wù)模塊功能明確，模塊內(nèi)部功能完整，模塊間相互耦合度低；

(3) 服務(wù)流程清晰、便捷、高效；

(4) 服務(wù)數(shù)據(jù)安全性、可靠性強(qiáng)；

(5) 系統(tǒng)整體保持功能模塊的開放性接口，便于新功能模塊的擴(kuò)展。

3.2 高校實(shí)驗(yàn)室信息化的管理目標(biāo)

實(shí)驗(yàn)室管理就是在實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的范圍內(nèi)，管理者運(yùn)用管理的原則、手段和方法，作用于實(shí)驗(yàn)室這一管理對象，使實(shí)驗(yàn)室達(dá)到預(yù)定工作目標(biāo)或效果的活動[1]。高校實(shí)驗(yàn)室的信息化管理旨在通過信息化技術(shù)，改善管理手段與方法，減少或消除管理過程中人工方式或落后方法帶來的延時、低效等弊端，實(shí)現(xiàn)管理的高效性與規(guī)范性，使高校實(shí)驗(yàn)室有效的達(dá)到預(yù)定工作目標(biāo)和效果，因此，要建立的實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)從信息化體系架構(gòu)的角度必須明確要達(dá)到如下的管理目標(biāo):

(1) 管理平臺界限清晰、界面友好、易操作；

(2) 管理者身份和權(quán)限明確，安全性強(qiáng)；

(3) 管理信息銜接平滑，處理高效；

(4) 保持管理功能的開放接口，便于新的管理功能的擴(kuò)展。

3.3 高校實(shí)驗(yàn)室信息化的績效目標(biāo)

高校實(shí)驗(yàn)室從經(jīng)濟(jì)管理學(xué)的角度看是一個投入產(chǎn)出比的效能系統(tǒng)，也是管理者高度重視的一個方面。實(shí)驗(yàn)室管理效能應(yīng)表現(xiàn)為在最短的時間內(nèi)，以較少的人力、物力、財力消耗和最佳的組織配合為學(xué)校的教育與科研活動提供較為充分的物質(zhì)條件，為取得良好的教學(xué)和科研效果[12]提供保障。因此，要建立的實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)從信息化體系架構(gòu)的角度必須明確要達(dá)到如下的績效目標(biāo):

(1) 業(yè)務(wù)響應(yīng)時間、平臺之間信息數(shù)據(jù)的銜接平滑度高，延時低；

(2) 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用時間、使用頻率、故障率、效率等數(shù)據(jù)的自動統(tǒng)計和分析高速高效，可靠性高；

(3) 大型儀器的共享率和投入運(yùn)行比數(shù)據(jù)分析優(yōu)；

(4) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計結(jié)果有效形成并具有可信度高的管理價值。

3.4 高校實(shí)驗(yàn)室的信息化體系架構(gòu)

根據(jù)以上的3個目標(biāo)，結(jié)合IS(Information System)與UA(University Architecture)的架構(gòu)方法，作者提出一種高校實(shí)驗(yàn)室信息化體系架構(gòu)LIA(Laboratory Information Architecture)，見圖1。

圖1 高校實(shí)驗(yàn)室信息化體系架構(gòu)圖

高校實(shí)驗(yàn)室信息化體系采用分層的邏輯架構(gòu)，分為5層:用戶層，業(yè)務(wù)層，數(shù)據(jù)層，技術(shù)體系層和云環(huán)境層。用戶層包含所有需要使用實(shí)驗(yàn)室的教師、學(xué)生和各個部門，該層保持開放接口，可以實(shí)現(xiàn)用戶的擴(kuò)展。在業(yè)務(wù)層中集中體現(xiàn)了該體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計完全針對高校實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計，能更完備地實(shí)現(xiàn)高校實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)功能和管理功能。這一層涵蓋了7個平臺:實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目建設(shè)與采購管理平臺、實(shí)驗(yàn)室資產(chǎn)與設(shè)備綜合管理平臺、實(shí)驗(yàn)室開放預(yù)約管理平臺、實(shí)驗(yàn)室課程預(yù)約管理平臺、實(shí)驗(yàn)室安全信息化管理平臺、實(shí)驗(yàn)室MOOC開放平臺和實(shí)驗(yàn)室績效管理平臺。這7個平臺覆蓋了實(shí)驗(yàn)室從規(guī)劃、建設(shè)與采購到最后的教學(xué)科研和績效測評幾乎所有的功能，而且提供開放接口，便于以后實(shí)驗(yàn)室功能的擴(kuò)展。數(shù)據(jù)層、技術(shù)體系層和云環(huán)境層都是采用IT設(shè)計中已經(jīng)廣泛使用和成熟的技術(shù)和硬件環(huán)境搭建，將對業(yè)務(wù)層提供有效良好的支持。這種分層體系架構(gòu)更好地實(shí)現(xiàn)了功能清晰、便于擴(kuò)展、耦合度低、安全性高等特點(diǎn)。

4 結(jié)語

隨著高校實(shí)驗(yàn)室在高等教育中角色和功能的發(fā)展、實(shí)驗(yàn)室規(guī)模日益增大、實(shí)驗(yàn)室管理方式的轉(zhuǎn)變，實(shí)驗(yàn)室管理的信息化是突破高校實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)管理觀念和管理手段、提高實(shí)驗(yàn)室管理水平和充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室功效的必然趨勢[1]。在實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)的過程中，一個符合需求的、完整合理的信息化體系將對最終信息化建設(shè)的結(jié)果起到至關(guān)重要的作用，因此本文在明確了高校實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)目標(biāo)、功能目標(biāo)和績效目標(biāo)后提出了一種高校實(shí)驗(yàn)室信息化體系架構(gòu)的設(shè)計，以期能促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)發(fā)展的科學(xué)化和規(guī)范化。后面的工作我們還將細(xì)化各個管理平臺中的功能模塊設(shè)計，更加完善服務(wù)的便捷性和可操作性。

References)

[1] 陳海象，林自葵.基于信息化的高校實(shí)驗(yàn)室管理創(chuàng)新研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016，33(11):250-253.

[2] 肖玉巍，高智琛.高校實(shí)驗(yàn)室管理體制改革的實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28(8):118-121.

[3] 宋曉平，賈申利，楊帥.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理模式的創(chuàng)新[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28(3):254-256.

[4] 張麗蓮.基于信息化手段的實(shí)驗(yàn)室管理模式探索[J]。實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29(7):152-154.

[5] 何克抗.教育信息化發(fā)展新階段的觀念更新與理論思考[J].課程教材教法，2016，36(2):1-3.

[6] 海濤，王鈞，廖煒斌，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的高校實(shí)驗(yàn)室信息化管理技術(shù)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31(9):166-169.

[7] 宋菲，吳兵，王喆，等.基于SaaS模式的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010，27(8):97-100.

[8] 王梅源，鄭雙怡，張勁松，等.基于“云”的信息管理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)分析與思考[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015，32(11):251-256.

[9] 蔣東興.信息化頂層設(shè)計[M].北京:清華大學(xué)出版社，2015.

[10] 劉延?xùn)|.鞏固成果 開拓創(chuàng)新 以教育信息化全面推動教育現(xiàn)代化[J].中國教育信息化，2016(3):1-4.

[11] 尚俊杰，曹培杰. ”互聯(lián)網(wǎng)+”與高等教育變革:我國高等教育信息化發(fā)展戰(zhàn)略初探[J].北京大學(xué)教育評論，2017，15(1):173-182.

[12] 陸渭林.實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可與管理工作指南[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2016.