CN109146738A - 一种实验室安全准入平台系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及实验室安全管理领域，公开了一种实验室安全准入平台系统，包括包括通过有线或无线方式与后台管理模块连接的学籍登录模块、虚拟仿真学习模块、考试模块、准入认证模块和信用反馈模块；学员在实验室安全准入平台系统注册并登陆后，通过虚拟仿真学习安全管理制度、安全操作和应急预案等知识，考试合格后获得实验室准入权限。本发明通过采用3D仿真技术增加安全知识学习过程中的交互性与趣味性，通过VR仿真技术实现应急预案的体验式学习，同时，通过后台管理模块接收信用反馈模块向反馈的学员在考试与实验操作过程中的违纪行为，建立准入黑名单，实现准入权限的动态管理。

Description

一种实验室安全准入平台系统
技术领域
本发明涉及实验室安全管理领域，具体是指一种实验室安全准入平台系统。
背景技术
实验室是高校开展教学的重要场所，是培养高技能型人才和创新型人才的主要阵地。实验室安全是教学和科研正常开展的保障，是高校安全环境和文化建设的重要内容。随着职业教育理念的不断深入，高校实践教学的比例不断加大，加之招生规模的扩张，实验室的需求与日俱增，因仪器设备操作不当，实验行为不规范而导致的安全事故时有发生，严重影响正常的教学和科研秩序。因此，对实验学员进行安全教育与考核，建立实验室安全准入机制，显得尤为必要。
当前高校实验室安全准入机制的多采用安全知识培训与考核的方式，考核合格的学员获得准入权限。但大部分高校对安全知识培训工作流于形式，通过讲座、印发安全资料、观看视频等方式对学员进行授课，学习途径单一，没有吸引力。其次，通过安全考核后，学校准予在学员在校期间进入实验室，这种是一种静态管理方式，无法实现准入权限的动态管理。
发明内容
基于以上问题，本发明提供了一种实验室安全准入平台系统，通过采用3D技术仿真设计真实的实验室场景，用形象逼真的虚拟场景来表达抽象的安全操作理论，使之具体化，增加安全知识学习的交互性与趣味性；采用VR技术集成实验室安全事故的场景，实现应急预案的体验式学习；同时，通过后台管理模块接收信用反馈模块向反馈的学员在考试与实验操作过程中的违纪行为，建立准入黑名单，实现准入权限的动态管理。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种实验室安全准入平台系统，包括通过有线或无线方式与后台管理模块连接的学籍登录模块、虚拟仿真学习模块、考试模块、准入认证模块和信用反馈模块；
学籍登录模块用于学员注册并向后台管理模块上传个人信息后，登录实验室安全准入平台；
虚拟仿真学习模块用于课程内容的选择与展示，课程内容包括安全管理制度单元、安全操作仿真单元和应急处理仿真单元；安全管理制度单元采用电子书浏览或视频观看方式进行学习，安全操作仿真单元的采用3D技术仿真设计真实的实验室场景进行学习，应急处理仿真单元采用VR技术集成实验室安全事故的场景进行应急预案的体验式学习；
考试模块用于学员在所述课程内容学习完成后从后台管理模块获取考试试卷，实现学员在线考试，并将考试成绩传递至后台管理模块中；
信用反馈模块用于向准入认证模块中反馈考试成绩，信用反馈模块还用于通过实验室视频监控和实训指导教师走访的形式，将实验室准入学员的安全行为反馈至后台管理模块。
后台管理模块用于通过集成学籍登录模块、虚拟仿真学习模块、考试模块、准入认证模块和信用反馈模块的信息，建立学员信息库，分配学习资料，组成考试试卷，记录考试成绩，记录准入学员的违纪行为，建立实验室准入黑名单；
准入认证模块用于给予考试成绩合格的学员准入权限，同时用于接收后台管理模块中的准入黑名单，取消准入黑名单中学员的准入权限。
进一步地，安全管理制度单元的内容包含实验室管理制度、实验实训管理制度、实验室安全制度、危险化学品管理制度、应急预案。
进一步地，安全操作仿真单元的学习包括实验室的安全环境、安全设施的认知与使用，劳保、防护用品的穿戴，实验台与仪器的整理与清洁，化学类、生物类、机械类、辐射类的实验操作场景的体验与学习。
进一步地，应急处理仿真单元的内容包括火灾事故应急处理方案、触电事故应急处理方案、突发停电停水应急处理方案以及危险化学品伤害应急处理方案。
进一步地，考试模块包括通识考试、专业考试和特定考试；所述通识考试用于对所有学员进行实验室安全制度、实验室安全操作常识、危险化学品管理制度、应急预案的考试；所述专业考试用于对参与化学类、生物类、机械类、辐射类专业的学员进行考试；所述特定考试用于对实训指导教师、参与科研或竞赛的学员进行考核。
进一步地，考试模块的考试形式包括题库考试和仿真考试；所述题库考试采用选择题的形式在线作答，用于对安全管理制度的考核；仿真考试采用场景虚拟仿真的形式，用于对安全操作、应急情况处理进行综合考核。
进一步地，后台管理模块包括用户管理模块、学籍信息管理模块、学习资料管理模块、试卷题库管理模块、成绩档案管理模块和信用档案管理模块；学籍信息管理模块用于收集与管理学籍登录模块中的注册时所填写的个人信息，生成学籍档案；学习资料管理用于记录学员学习进度，分配相应的学习资料；试卷题库管理模块用于识别学员的专业，按照各专业及考试类别设定相应出题规则，生成相应试卷；成绩档案管理模块用于记录学员考试成绩，并给予成绩不合格学员一次补考机会；信用档案管理模块用于记录考试过程中学员的作弊行为、视频监控中实验室准入学员的违纪行为、实训指导教师对学员的意见，将违纪学员纳入准入黑名单。
进一步地，用户管理模块用于教师对学籍信息管理模块、学习资料管理模块、试卷题库管理模块、成绩档案管理模块和信用档案管理模块中的记录的信息进行统计与管理。
进一步地，用户管理模块设置三个级别的管理权限，分为一级管理员、二级管理员和三级管理员；三级管理员为实验室管理员，负责虚拟仿真学习模块的开放、信用档案信息登记的权限；二级管理员为实验室负责人，拥有用户设立和更改、学习资料修改、考试组织的权限；一级管理员为学校的实验室主管部门领导，拥有三级管理员、二级管理员的所有权限。
进一步地，后台管理模块中的成绩档案管理模块通过有线或无线方式连接至学校的学分系统，信誉管理模块通过有线或无线方式连接至实验室的门禁系统、监控系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
第一是实验室安全准入平台依托虚拟现实、人机交互、数据库和网络通讯等技术，用形象逼真的动画来表达抽象的安全操作理论，使之具体化，从而安全培训更增加生动、逼真、立体。还可模拟危险性安全操作演示实验，规避在真实安全学习中因操作不当而出现的危险情况，增加安全培训的实操体验，提升培训效果。
第二是实验室安全准入平台将3D虚拟现实仿真软件与VR硬件设备相结合，将学员的视觉、听觉集成到虚拟场景中去，引导学员产生一种身临其境的交互感，有助于启发思维，增强培训的趣味性，实现体验式学习。
第三是实验室安全准入平台集成通识类、生物类、化学类、机械类和辐射类的安全培训知识体系，建立多元化、标准化的安全教育；通过程序化的教学组织策略进行教学，是一种不依赖于老师的培训方式。同时，它自动辨别和掌握学员安全学习情况，在程序内实现学习与考核。
第四是通过后台管理模块接收信用反馈模块向反馈的学员在考试与实验操作过程中的违纪行为，建立准入黑名单，实现准入权限的动态管理。
第五是后台管理模块中的学籍信息、成绩档案和信用档案，可有效对接学分系统、门禁系统和监控系统，实现信息及时更新与共享。
附图说明
图1为本发明的实验室安全准入平台系统的结构框图；
图2为实施例中后台管理模块的结构框图；
其中，1、后台管理模块；2、学籍登录模块；3、虚拟仿真学习模块；4、考试模块；5、准入认证模块；6、信用反馈模块；7、安全管理制度单元；8、安全操作仿真单元；9、应急处理仿真单元；10、用户管理模块；11、学籍信息管理模块；12、学习资料管理模块；13、试卷题库管理模块；14、成绩档案管理模块；15、信用档案管理模块。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明，但不作为对本发明的限定。
实施例：
参见图1，一种实验室安全准入平台系统，包括通过有线或无线方式与后台管理模块1连接的学籍登录模块2、虚拟仿真学习模块3、考试模块4、准入认证模块5和信用反馈模块6；
学籍登录模块2用于学员注册并向后台管理模块1上传个人信息后，登录实验室安全准入平台；
虚拟仿真学习模块3用于课程内容的选择与展示，课程内容包括安全管理制度单元7、安全操作仿真单元8和应急处理仿真单元9；安全管理制度单元7采用电子书浏览或视频观看方式进行学习，安全操作仿真单元8的采用3D技术仿真设计真实的实验室场景进行学习，应急处理仿真单元9采用VR技术集成实验室安全事故的场景进行应急预案的体验式学习；
考试模块4用于学员在所述课程内容学习完成后从后台管理模块1获取考试试卷，实现学员在线考试，并将考试成绩传递至后台管理模块1中；
信用反馈模块6用于向准入认证模块5中反馈考试成绩，信用反馈模块6还用于通过实验室视频监控和实训指导教师走访的形式，将实验室准入学员的安全行为反馈至后台管理模块1。
后台管理模块1用于通过集成学籍登录模块2、虚拟仿真学习模块3、考试模块4、准入认证模块5和信用反馈模块6的信息，建立学员信息库，分配学习资料，组成考试试卷，记录考试成绩，记录准入学员的违纪行为，建立实验室准入黑名单；
准入认证模块5用于给予考试成绩合格的学员准入权限，同时用于接收后台管理模块1中的准入黑名单，取消准入黑名单中学员的准入权限。
在本实施例中，学员首次进入实验室安全准入平台，通过在学籍登录模块2上输入个人信息进行注册，注册成功后可登录实验室安全准入平台，进入虚拟仿真学习模块3进行安全管理制度单元7、安全操作仿真单元8和应急处理仿真单元9中相关知识的学习。其中，安全管理制度单元7采用电子书浏览或视频观看方式进行学习，安全操作仿真单元8的采用3D技术仿真设计真实的实验室场景进行学习，应急处理仿真单元9采用VR技术集成实验室安全事故的场景进行应急预案的体验式学习。各单元学习完成后，方可进入考试模块4进行相应考试，并由信用反馈模块6向准入认证模块5中反馈考试成绩，考试成绩合格的学员由准入认证模块5给予准入权限。信用反馈模块6还通过实验室视频监控和实训指导教师走访的形式，记录准入学员的违纪行为，建立实验室准入黑名单并反馈至后台管理模块1，准入认证模块5通过接收后台管理模块1中的准入黑名单，取消准入黑名单中学员的准入权限。
安全管理制度单元7的内容包含实验室管理制度、实验实训管理制度、实验室安全制度、危险化学品管理制度、应急预案；安全操作仿真单元8的学习包括实验室的安全环境、安全设施的认知与使用，劳保、防护用品的穿戴，实验台与仪器的整理与清洁，化学类、生物类、机械类、辐射类的实验操作场景的体验与学习；应急处理仿真单元9的内容包括火灾事故应急处理方案、触电事故应急处理方案、突发停电停水应急处理方案以及危险化学品伤害应急处理方案。通过以上多元化、标准化的安全知识体系的建立，让学员在开展实验前对有所认知，提高实验过程中的安全系数，降低了安全事故发生后的人员伤亡、财产损失的风险。
考试模块4包括通识考试、专业考试和特定考试；通识考试用于对所有学员进行实验室安全制度、实验室安全操作常识、危险化学品管理制度、应急预案的考试；专业考试用于对参与化学类、生物类、机械类、辐射类专业的学员进行考试；特定考试用于对实训指导教师、参与科研或竞赛的学员进行考核。考试模块4的考试形式包括题库考试和仿真考试，题库考试采用选择题的形式在线作答，用于对安全管理制度的考核；仿真考试采用场景虚拟仿真的形式，用于对安全操作、应急情况处理进行综合考核。在所有学员进行通识考试的基础上，针对化学类、生物类、机械类、辐射类的学员进行专业化的场景虚拟仿真考试，以进一步保证相关实验过程中的人生安全；针对部分有科研或技能竞赛需求的老师和学员进行特定考试，以获得实验室常规教学时段外的使用权。
参见图2，后台管理模块1包括用户管理模块10、学籍信息管理模块11、学习资料管理模块12、试卷题库管理模块13、成绩档案管理模块14和信用档案管理模块；学籍信息管理模块11用于收集与管理学籍登录模块2中的注册时所填写的个人信息，生成学籍档案；学习资料管理用于记录学员学习进度，分配相应的学习资料；试卷题库管理模块13用于识别学员的专业，按照各专业及考试类别设定相应出题规则，生成相应试卷；成绩档案管理模块14用于记录学员考试成绩，并给予成绩不合格学员一次补考机会；信用档案管理模块用于记录考试过程中学员的作弊行为、视频监控中实验室准入学员的违纪行为、实训指导教师对学员的意见，将违纪学员纳入准入黑名单。
用户管理模块10用于教师对学籍信息管理模块11、学习资料管理模块12、试卷题库管理模块13、成绩档案管理模块14和信用档案管理模块中的记录的信息进行统计与管理。用户管理模块10设置三个级别的管理权限，分为一级管理员、二级管理员和三级管理员；三级管理员为实验室管理员，负责虚拟仿真学习模块3的开放、信用档案信息登记的权限；二级管理员为实验室负责人，拥有用户设立和更改、学习资料修改、考试组织的权限；一级管理员为学校的实验室主管部门领导，拥有三级管理员、二级管理员的所有权限。所有准入学员在取得准入权限后签订安全承诺书，安全承诺书签订完成后，再由三级管理员上传，分别依次通过二级管理员、一级管理员进行核查与签署，构建三级准入责任体系。
学分系统用于记录并管理学员在校学分信息，门禁系统用于通过验证待进入实验室学员与后台管理模块1中的准入黑名单进行比对，并根据比对结果执行门禁的开关；视频监控系统用于对准入学员在实验室的行为进行监控并录像。后台管理模块1中的成绩档案管理模块14通过有线或无线方式连接至学校的学分系统，信誉管理模块通过有线或无线方式连接至实验室的门禁系统、监控系统，实现后台管理模块1中的学籍信息、成绩档案和信用档案信息及时更新与共享。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种实验室安全准入平台系统，其特征在于：包括通过有线或无线方式与后台管理模块(1)连接的学籍登录模块(2)、虚拟仿真学习模块(3)、考试模块(4)、准入认证模块(5)和信用反馈模块(6)；
所述学籍登录模块(2)用于学员注册并向后台管理模块(1)上传个人信息后，登录实验室安全准入平台；
所述虚拟仿真学习模块(3)用于课程内容的选择与展示，所述课程内容包括安全管理制度单元(7)、安全操作仿真单元(8)和应急处理仿真单元(9)；所述安全管理制度单元(7)采用电子书浏览或视频观看方式进行学习，所述安全操作仿真单元(8)的采用3D技术仿真设计真实的实验室场景进行学习，所述应急处理仿真单元(9)采用VR技术集成实验室安全事故的场景进行应急预案的体验式学习；
所述考试模块(4)用于学员在所述课程内容学习完成后从后台管理模块(1)获取考试试卷，实现学员在线考试，并将考试成绩传递至后台管理模块(1)中；
所述信用反馈模块(6)用于向准入认证模块(5)中反馈考试成绩，所述信用反馈模块(6)还用于通过实验室视频监控和实训指导教师走访的形式，将实验室准入学员的安全行为反馈至后台管理模块(1)；
所述后台管理模块(1)用于通过集成学籍登录模块(2)、虚拟仿真学习模块(3)、考试模块(4)、准入认证模块(5)和信用反馈模块(6)的信息，建立学员信息库，分配学习资料，组成考试试卷，记录考试成绩，记录准入学员的违纪行为，建立实验室准入黑名单；
所述准入认证模块(5)用于给予考试成绩合格的学员准入权限，同时用于接收后台管理模块(1)中的准入黑名单，取消准入黑名单中学员的准入权限。
2.根据权利要求1所述的一种实验室安全准入平台系统，其特征在于：所述安全管理制度单元(7)的内容包含实验室管理制度、实验实训管理制度、实验室安全制度、危险化学品管理制度、应急预案。
3.根据权利要求1所述的一种实验室安全准入平台系统，其特征在于：所述安全操作仿真单元(8)的学习包括实验室的安全环境、安全设施的认知与使用，劳保、防护用品的穿戴，实验台与仪器的整理与清洁，化学类、生物类、机械类、辐射类的实验操作场景的体验与学习。
4.根据权利要求1所述的一种实验室安全准入平台系统，其特征在于：所述应急处理仿真单元(9)的内容包括火灾事故应急处理方案、触电事故应急处理方案、突发停电停水应急处理方案以及危险化学品伤害应急处理方案。
5.根据权利要求1所述的一种实验室安全准入平台系统，其特征在于：所述考试模块(4)包括通识考试、专业考试和特定考试；所述通识考试用于对所有学员进行实验室安全制度、实验室安全操作常识、危险化学品管理制度、应急预案的考试；所述专业考试用于对参与化学类、生物类、机械类、辐射类专业的学员进行考试；所述特定考试用于对实训指导教师、参与科研或竞赛的学员进行考核。
6.根据权利要求5所述的一种实验室安全准入平台系统，其特征在于：所述考试模块(4)的考试形式包括题库考试和仿真考试；所述题库考试采用选择题的形式在线作答，用于对安全管理制度的考核；仿真考试采用场景虚拟仿真的形式，用于对安全操作、应急情况处理进行综合考核。
7.根据权利要求1所述的一种实验室安全准入平台系统，其特征在于：所述后台管理模块(1)包括用户管理模块(10)、学籍信息管理模块(11)、学习资料管理模块(12)、试卷题库管理模块(13)、成绩档案管理模块(14)和信用档案管理模块(15)；所述学籍信息管理(11)用于收集与管理学籍登录模块(2)中的注册时所填写的个人信息，生成学籍档案；所述学习资料管理模块(12)用于记录学员学习进度，分配相应的学习资料；所述试卷题库管理模块(13)用于识别学员的专业，按照各专业及考试类别设定相应出题规则，生成相应试卷；所述成绩档案管理模块(14)用于记录学员考试成绩，并给予成绩不合格学员一次补考机会；所述信用档案管理模块(15)用于记录考试过程中学员的作弊行为、视频监控中实验室准入学员的违纪行为、实训指导教师对学员的意见，将违纪学员纳入准入黑名单。
8.根据权利要求7所述的一种实验室安全准入平台系统，其特征在于：所述用户管理模块(10)用于教师对学籍信息管理模块(11)、学习资料管理模块(12)、试卷题库管理模块(13)、成绩档案管理模块(14)和信用档案管理模块模块(15)中的记录的信息进行统计与管理。
9.根据权利要求8所述的一种实验室安全准入平台系统，其特征在于：所述用户管理模块(10)中设置有三个级别的管理员，分为一级管理员、二级管理员和三级管理员；三级管理员为实验室管理员，负责虚拟仿真学习模块(3)的开放、信用档案信息登记的权限；二级管理员为实验室负责人，拥有用户设立和更改、学习资料修改、考试组织的权限；一级管理员为学校的实验室主管部门领导，拥有三级管理员、二级管理员的所有权限。
10.根据权利要求1所述的一种实验室安全准入平台系统，其特征在于：所述后台管理模块(1)中的成绩档案管理模块(14)通过有线或无线方式连接至学校的学分系统，信誉管理模块(15)通过有线或无线方式连接至实验室的门禁系统、监控系统。
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