材料科学与工程全流程实验的教学与实验室管理平台设计

姜文韬

山东建筑大学 205200

摘要：实验教学中心全流程管理平台应包含门户网站、实物实验（即线下实验）教学管理平台、虚拟仿真实验教学管理平台和实验室综合管理平台等几部分。下面将以南方科技大学材料实验教学中心为例，具体说明这几部分的建设思路和经验。

关键词：材料科学；全流程实验；实验室

1 实验室门户网站

材料实验教学示范中心作为一个独立的教学实验中心，建立自身的门户网站，涵盖了实验示范中心的介绍、师资力量、课程体系、虚拟实验、运行管理、教学成果、示范推广和平台登录等模块内容。门户网站介绍实验中心基本情况，起到宣传推广和辐射的作用。教师和学生可以通过门户网站的平台登录模块进入实验教学和实验室管理平台，完成预约、虚拟实验、实验室管理等相关工作。

2 全流程实验教学平台

2.1 实验教学体系及信息化教学平台

经过持续的实验课程建设和改革，南方科技大学材料科学与工程专业形成了较为完备的实验课程体系，已形成“理化基础→专业基础→专业方向→综合应用”四个层次模块的实验课程体系，每个模块中包括2～3门实验课程。各模块的实验项目由易到难，逐层递进，并与理论课程体系相互支撑。

2.2 虚拟仿真实验和全流程虚拟仿真实验教学平台

虚拟仿真实验是实验教学与信息化技术融合形成的重要线上教学方法。虚拟仿真实验的建设可以实现真实实验难以完成或者不具备条件的教学功能，如涉及高温高压等高危环境、高成本、耗时长以及大型设备的虚拟仿真训练，可以通过可靠、安全和经济的虚拟仿真实验来实现。虚拟实验与真实实验的‘虚实’结合、相互补充，可以达到高层次人才培养的目标。因此，开展虚拟仿真实验教学项目建设，有利于拓宽实验教学内容深度和广度，拓展实验教学的时间和空间，进一步提高实验教学质量，实现人才培养的目标。

3 全流程实验室综合管理平台

目前多数教学实验室管理还是以线下管理模式为主。不少高校已经建立了固定资产管理平台，对资产管理已有成熟的管理体系。然而对实验室的其他管理如安全管理、经费管理等仍然是独立的管理，由不同的管理人员负责，信息形成孤岛，造成实验室管理不够公开透明。针对这些问题，根据材料中心实验室的实际情况和发展需要，设计了如图4的教学实验室综合管理平台。

实验室综合管理平台分为10个模块，分别为实验室模块、资产模块、安全模块、财务模块、教学竞赛、教学成果、交流推广、教师和学生模块。

（1）实验室模块：为学生提供实验室使用权，学生可以登录平台预约实验室，开展开放性和创新性实验；教师可以通过平台了解实验室使用情况；每个实验室有固定人员进行日常安全和实验室维护。

（2）资产模块：资产管理平台提供设备资产信息、添加设备信息、查询设备信息、资产设备统计等功能。一方面方便仪器负责人随时增加新购设备信息，未来每台设备新增二维码，通过扫描二维码能获取设备相关信息和操作说明；另一方面资产管理员能根据条件进行设备资产统计，不易产生错漏，提高资产管理效率。同时资产管理平台还包含实验中心每年设备资产采购以及设备维护的全流程记录。

（3）安全模块：安全管理平台提供安全管理预案、安全知识培训、实验室安全考试、实验废弃物和危化品管理、安全日志和安全检查记录等相关信息。学生完成安全知识学习并通过考试后方可进入实验室选修实验课程。安全管理平台由实验室安全负责人维护，并及时发布安全相关信息。

（4）财务管理模块：财务管理平台主要由实验中心财务秘书负责录入每年教学经费预算、经费使用情况、耗材使用情况等。教学经费预算和使用由中心负责人和相关老师根据每年的教学情况共同决策。

（5）专业技能竞赛模块：记录实验中心每年举行的专业技能竞赛相关信息，如金相大赛、材料微摄影大赛和创新大赛，包括参赛宣传、参赛情况、参赛作品、竞赛结果等。

（6）教学成果模块：记录实验中心每年的教改项目、获奖情况、校企合作、教学论文、教材、实验改革与建设具体工作等。

（7）交流推广模块：实验教学中心保持和国内外高校同行共同分享交流实验教学经验，与企业合作共办实习实践基地，向高校周边中小学及高中生提供科普教育。

（8）教师管理模块：该模块包括教师每年每学期教学工作量统计、学习导师和科研导师工作记录和总结。

（9）学生管理模块：该模块包括学生每年工业实习、获奖情况、论文发表情况、项目情况、升学及就业情况等。

（10）其他模块：包括工会工作、公共服务和工程教育专业认证等。

以上各管理模块均是实验中心管理工作的重要组成部分，借助这些模块完成日常管理工作，实现流程化管理是实验室信息化建设的必然趋势。

全流程管理涉及实验室各个方面，对实验室进行全面有效地管理，并且能清晰地展示实验室人员配置、资产设备、教学经费、实验安全等资源的配置及相互关系，以及实验中心人员职责，使得实验中心管理更加全面、有效，提高实验中心的现代化管理水平。

4 结语

材料科学与工程实验教学中心的实验教学及实验室管理平台是为了提高实验教学质量和教学管理效率，提高实验室综合管理水平而设计和建立。在建设过程中，将现代信息化手段应用于实验室管理中，设计了全流程的线下和线下实验教学管理平台及实验室综合管理平台。流程化的管理系统为学生提供了学习过程和考核的信息化教学平台，为实验教师提供了线上虚拟实验和线下实操实验的教学平台，使得教学过程清晰化、流程化和痕迹化。全流程实验室综合管理平台为实验室管理人员提供了全面高效的实验室管理工具，为整个中心的发展奠定基础。

参考文献

[1]郭晓军.实验室信息化管理体系的探索与实践[J].电脑编程技巧与维护,2013（22):37-39.

[2]许丽,黄漫青,仝其根,张馨如.开放实验室管理模式的实践与探索[J].教育教学论坛,2015（32):280-281.