教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)室開放資源共享探索

鄭傳明， 胡長文， 黃如丹， 支俊格

(北京理工大學(xué)化學(xué)學(xué)院，北京100081)

0 引言

隨著我國高等教育快速發(fā)展，科學(xué)研究和教育水平的不斷提高，高校面臨著提高研究水平與教育質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的艱巨挑戰(zhàn)［1-2］。越來越凸顯科研成果及創(chuàng)新人才培養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)室資源利用的密切性，儀器設(shè)備資源及效益在高校綜合實(shí)力評(píng)估中是重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在提高學(xué)生實(shí)踐能力及創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系中具有不可替代的作用［3-4］。

高校主要有科研與教學(xué)兩類實(shí)驗(yàn)室，科研實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)科學(xué)研究任務(wù)，進(jìn)行理論前沿與技術(shù)開發(fā)研究，同時(shí)培養(yǎng)研究生。教學(xué)實(shí)驗(yàn)室主要承擔(dān)課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，主要面向本科生特別是低年級(jí)本科生。高校實(shí)驗(yàn)室資源的有限性、分布的差異性、資源的利用率較低目前已是突出問題，如何充分挖掘資源，對(duì)有限的資源進(jìn)行更合理、更有效的利用，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)發(fā)展的良性循環(huán)，在科學(xué)研究與創(chuàng)新人才培養(yǎng)中發(fā)揮更有力的支撐作用，成了如今高校普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一［5-6］。實(shí)驗(yàn)室開放與資源共享是提高實(shí)驗(yàn)室水平和效益的主要措施［7-8］，為此，我們進(jìn)行了探索與實(shí)踐。

1 傳統(tǒng)機(jī)制存在的問題

受管理機(jī)制和傳統(tǒng)習(xí)慣的影響，國內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室普遍存在小而全封閉管理的弊端。化學(xué)學(xué)院多年以前各個(gè)教研室均設(shè)有實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備歸各個(gè)教研室所有，各實(shí)驗(yàn)室封閉管理，只考慮本實(shí)驗(yàn)室使用上的便利，致使設(shè)備或重復(fù)購置，或被束之高閣，缺乏開放共享機(jī)制，儀器設(shè)備在閑置時(shí)也不愿借給其它實(shí)驗(yàn)室使用，無法有效使用和開放共享，利用率低，投資效益差?？蒲薪?jīng)費(fèi)大多采用項(xiàng)目管理，項(xiàng)目小組為完成某一個(gè)項(xiàng)目購置價(jià)值較高的儀器設(shè)備，甚至是為一時(shí)之需，為項(xiàng)目組使用方便，采用封閉管理，使用范圍有限，儀器設(shè)備的功能使用和功能開發(fā)不完全，使用機(jī)時(shí)少，但也不愿讓別人用。

分散封閉管理儀器設(shè)備，無法組建高水平的儀器設(shè)備管理技術(shù)隊(duì)伍，儀器維護(hù)維修不及時(shí)。一方面設(shè)備重復(fù)購置浪費(fèi)資金，一方面又導(dǎo)致儀器設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)不足，專職管理和維修人員不足。缺乏管理機(jī)制，缺乏共享信息平臺(tái)，儀器設(shè)備信息不通暢，想使用儀器的人難以知道何處有此儀器、何時(shí)可以使用，擁有儀器的人又不知道何人何時(shí)要使用儀器設(shè)備。導(dǎo)致儀器設(shè)備利用率不高、閑置浪費(fèi)的現(xiàn)象很嚴(yán)重，嚴(yán)重阻礙著大型儀器設(shè)備的效益發(fā)揮和共享成效。因此，實(shí)驗(yàn)室開放與資源共享勢在必行［9-10］。

2 實(shí)驗(yàn)室開放資源共享的探索與實(shí)踐

《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》，對(duì)我國科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)做出了明確部署，要求加強(qiáng)科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)，建立共享機(jī)制，將實(shí)現(xiàn)科技資源共享列為國家科技創(chuàng)新體系基礎(chǔ)建設(shè)的重要內(nèi)容［11-12］。

2008年基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心被遴選為北京市實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，承擔(dān)全校各專業(yè)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程、化學(xué)類各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)工作。2009年化學(xué)系與物理系共同建設(shè)原子分子簇科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，主要是開展創(chuàng)造性和前瞻性基礎(chǔ)科學(xué)研究，圍繞原子分子簇科學(xué)領(lǐng)域中重要物理化學(xué)問題，跟蹤團(tuán)簇科學(xué)國際學(xué)科發(fā)展前沿，創(chuàng)造一流水平團(tuán)簇研究成果，占據(jù)團(tuán)簇科學(xué)制高點(diǎn)，提升基礎(chǔ)科研水平和學(xué)術(shù)地位。通過培養(yǎng)碩士生、博士生、博士后及青年教師，培養(yǎng)創(chuàng)新型拔尖人才，造就創(chuàng)新研究實(shí)力強(qiáng)的團(tuán)簇研究學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)。經(jīng)過世界銀行貸款、“211”、“985”工程和學(xué)校振興理科計(jì)劃等建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，化學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室硬件條件特別是儀器設(shè)備有了根本性的改善，實(shí)驗(yàn)室使用面積5 500 m2，儀器設(shè)備價(jià)值6 300萬元，2 200臺(tái)套，其中單價(jià)10萬元以上的70臺(tái)套，單價(jià)100萬元以上的11臺(tái)套，實(shí)驗(yàn)室與儀器設(shè)備分布在兩個(gè)校區(qū)。

科研實(shí)驗(yàn)室配置的儀器設(shè)備價(jià)值較高，基本上為單臺(tái)套管理、使用。教學(xué)實(shí)驗(yàn)室配置的多為普通儀器設(shè)備，但同樣的儀器有較多的臺(tái)套數(shù)，利于組織教學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)一人一組，獨(dú)立操作，確保學(xué)生有足夠的實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練時(shí)間。雖然科研和教學(xué)的主要內(nèi)容不相同，但培養(yǎng)人才的目標(biāo)是一致的。近年來。我們?cè)诮虒W(xué)與科研實(shí)驗(yàn)室開放與資源共享方面進(jìn)行了一些探索與實(shí)踐，取得了一定的成效。

2.1 實(shí)驗(yàn)室開放

實(shí)驗(yàn)室是利用儀器設(shè)備與設(shè)施等資源創(chuàng)造出特定條件或環(huán)境的場所，實(shí)驗(yàn)室極大地促進(jìn)了科技發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)日益復(fù)雜，科研愈來愈要求用較多的儀器設(shè)備和設(shè)施、多種學(xué)科協(xié)作及多類人員配合來完成，所以，實(shí)驗(yàn)室資源不僅只有儀器設(shè)備資源，還有軟件環(huán)境，如研究氛圍、團(tuán)隊(duì)合作、組織管理及工作效率等。實(shí)驗(yàn)室開放是重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)審的重要指標(biāo)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的主要建設(shè)內(nèi)容與評(píng)審的主要方面，也是進(jìn)行綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型等現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要條件。為適應(yīng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程的全面改革，充分整合開放教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)室資源是行之有效的管理手段，也是改變傳統(tǒng)教學(xué)模式、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立操作能力和創(chuàng)造性思維的必由之路［13］。

目前依托化學(xué)學(xué)院建設(shè)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)外開放，全球招聘實(shí)驗(yàn)室主任和研究人員。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金面向國內(nèi)外高等院校教學(xué)、科研人員、博士后、博士、碩士研究生，以及科研機(jī)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)部門中具有一定實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的科研和技術(shù)人員，在申請(qǐng)人員所在單位或到本實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行獨(dú)立研究和合作研究。基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心實(shí)行開放管理，除按照教學(xué)計(jì)劃完成實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)任務(wù)外，實(shí)驗(yàn)室對(duì)全校學(xué)生開放，學(xué)生可以在課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，參加選修實(shí)驗(yàn)課和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以自擬題目到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備資源共享

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，學(xué)科間越來越相互聯(lián)系和滲透，邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科不斷產(chǎn)生。一方面是從事一項(xiàng)科學(xué)研究需要多種學(xué)科的知識(shí)和多種測試技術(shù)手段，另一方面是一種測試儀器設(shè)備可以為多種學(xué)科的科學(xué)研究服務(wù)。隨著國家對(duì)高等教育投入逐年增加，高校擁有了大批國內(nèi)外先進(jìn)水平的大型儀器設(shè)備。高校實(shí)驗(yàn)室已不僅僅是重要的教學(xué)平臺(tái)，也是重要的科研平臺(tái)。高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的雙重身份使得實(shí)驗(yàn)室配置的儀器設(shè)備從純教學(xué)設(shè)備向教學(xué)、研究兼用設(shè)備，或純科研設(shè)備轉(zhuǎn)化。儀器設(shè)備資源共享則是實(shí)驗(yàn)室開放的一個(gè)重要方面，為了充分利用資源，增強(qiáng)投資效益，提高學(xué)生實(shí)踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，儀器設(shè)備的開放不僅要面向科學(xué)研究，同時(shí)也要面向本科生、研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)［14］?；瘜W(xué)學(xué)院在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作中，遵循基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室建設(shè)緊密結(jié)合的理念，始終堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備資源共享。

(1)儀器設(shè)備合理配置。通常根據(jù)資金的來源與建設(shè)方向確定，實(shí)踐中要做好教學(xué)設(shè)備與科研儀器的合理規(guī)劃配置。大型儀器設(shè)備一般對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求較高，如恒溫、恒濕、防塵、防電磁干擾等。將多臺(tái)大型儀器設(shè)備集中管理，創(chuàng)造符合要求的運(yùn)行條件，并配備具有維護(hù)維修能力的管理隊(duì)伍，以保證這些儀器處于完好狀態(tài)，有利于開展科學(xué)研究工作和高層次人才的培養(yǎng)，保證科研和教學(xué)實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行，避免實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，節(jié)約資金。大型儀器對(duì)外開放，實(shí)行有償服務(wù)。在滿足本單位使用的基礎(chǔ)上，向全社會(huì)開放，實(shí)現(xiàn)資源共享［15］。

(2)儀器設(shè)備開放共享有償使用。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備對(duì)外開放共享，有償使用，收取的測試費(fèi)用于儀器設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)、購置配件消耗材料、管理和操作人員的培訓(xùn)等。公管儀器設(shè)備由重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安排專人管理，全部工作時(shí)間對(duì)外服務(wù)，所有測試均收費(fèi)。托管儀器設(shè)備由重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室委托課題組管理，明確對(duì)外服務(wù)時(shí)間，對(duì)外測試收費(fèi)，非對(duì)外服務(wù)時(shí)間，完成課題組的測試，不收費(fèi)，但必須填寫儀器設(shè)備使用記錄。

(3)落實(shí)責(zé)任制。實(shí)驗(yàn)室為每臺(tái)設(shè)備安排負(fù)責(zé)人，由教師擔(dān)任，負(fù)責(zé)儀器設(shè)備的管理，組織完成運(yùn)行維護(hù)工作，使儀器設(shè)備保持在良好狀態(tài)。負(fù)責(zé)人可建立管理小組，成員可以是研究生。管理小組負(fù)責(zé)對(duì)使用儀器的人員進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)合格的人員由實(shí)驗(yàn)室頒發(fā)操作儀器的許可證，持操作許可證可以單獨(dú)操作使用儀器設(shè)備。充分利用儀器設(shè)備，特別是提高高值儀器設(shè)備的使用機(jī)時(shí)，使更多的學(xué)生，包括本科生，有更多的機(jī)會(huì)使用先進(jìn)的儀器設(shè)備。

(4)鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生參加科研項(xiàng)目。從事前沿科學(xué)研究的導(dǎo)師，開放自己的實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備，選拔優(yōu)秀的本科生參與一些研究項(xiàng)目，進(jìn)行科研實(shí)踐，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表科研論文，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣。通過多層次的本科生和研究生開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，鼓勵(lì)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新課題研究以及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，激發(fā)學(xué)生的開拓創(chuàng)新能力。導(dǎo)師結(jié)合專業(yè)優(yōu)勢，組織科研活動(dòng)和學(xué)術(shù)研討等，通過高水平、高質(zhì)量的學(xué)術(shù)活動(dòng)培養(yǎng)研究生和本科生，不僅加大了對(duì)研究生的培養(yǎng)力度，而且本科生中的學(xué)術(shù)氛圍也日漸濃厚，使優(yōu)質(zhì)的科研實(shí)驗(yàn)室資源得到充分利用。

(5)教學(xué)設(shè)備統(tǒng)籌管理。教學(xué)實(shí)驗(yàn)室有在同一時(shí)間使用多臺(tái)套相同儀器設(shè)備的特點(diǎn)，儀器設(shè)備集中管理，有利于提高利用率，便于日常維護(hù)，節(jié)約資金，發(fā)揮最佳使用效益。基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心包括無機(jī)普化、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、中級(jí)儀器、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室全部儀器設(shè)備歸實(shí)驗(yàn)中心所有，統(tǒng)一管理、調(diào)配、使用，最大限度減少重復(fù)購置，提高儀器設(shè)備使用率，增強(qiáng)投資效益。對(duì)于教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，強(qiáng)調(diào)教學(xué)實(shí)驗(yàn)優(yōu)先的原則?？蒲袑?shí)驗(yàn)室對(duì)于偶爾使用一次的普通儀器設(shè)備，也可以向教學(xué)實(shí)驗(yàn)室借用，沒有必要自己購置，占用資金和實(shí)驗(yàn)室空間。

(6)開設(shè)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。教學(xué)實(shí)驗(yàn)既要訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能，同時(shí)也要培養(yǎng)創(chuàng)新思維和科學(xué)研究能力。近年來，基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的普通儀器設(shè)備大多配置充足，但中高檔儀器設(shè)備受經(jīng)費(fèi)限制，數(shù)量較少。而科研實(shí)驗(yàn)室配置了許多中高檔大型儀器設(shè)備，在學(xué)院實(shí)驗(yàn)室開放共享機(jī)制下，這些大型儀器設(shè)備對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)開放，用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)，高年級(jí)本科生的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程多在科研實(shí)驗(yàn)室完成。對(duì)低年級(jí)學(xué)生開放，讓他們?cè)趯?dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行創(chuàng)新型、研究型實(shí)驗(yàn)，有利于激發(fā)他們的科學(xué)研究興趣，培養(yǎng)科學(xué)研究后備人才。

2.3 提升實(shí)驗(yàn)人員的綜合素質(zhì)

高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室有教師、研究人員、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員、研究生、本科生等。在化學(xué)學(xué)院，教師主要承擔(dān)理論課程與實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)任務(wù)，指導(dǎo)碩士生、博士生、訪問學(xué)者，在實(shí)驗(yàn)室開展研究工作。研究人員開展科學(xué)研究，指導(dǎo)研究生，也接受指導(dǎo)本科生到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員主要是保障實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)儀器設(shè)備運(yùn)行，專業(yè)性較強(qiáng)的儀器盡量做到2人共同管理，確保儀器正常開放。鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)參與教學(xué)改革，自己申請(qǐng)課題和參與科研小組開展研究工作。研究生要承擔(dān)本科生實(shí)驗(yàn)課程的助教工作。實(shí)驗(yàn)室鼓勵(lì)碩士生博士生依托儀器進(jìn)行課題研究，開發(fā)儀器功能。研究生精力充沛，結(jié)合自己的研究工作，一邊搞課題研究，一邊搞實(shí)驗(yàn)室建設(shè)開發(fā)，是儀器設(shè)備開放共享建設(shè)中的新生力量。本科生也可參加課題組開展實(shí)驗(yàn)研究工作，在課余時(shí)間探索自己感興趣的科研項(xiàng)目，提升科學(xué)研究能力。

2.4 加強(qiáng)信息化平臺(tái)建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)信息化平臺(tái)是儀器設(shè)備開放共享最便捷的形式和最先進(jìn)的技術(shù)手段［16］。信息化平臺(tái)的構(gòu)建，將使設(shè)備共享工作的水平和效率得到有效提升，使設(shè)備管理人員充分展現(xiàn)開放共享提高利用率的意愿，也讓使用者能及時(shí)便捷地找到設(shè)備資源。為更高效的開放共享儀器設(shè)備，化學(xué)學(xué)院整合教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)室資源，建設(shè)了儀器設(shè)備開放共享網(wǎng)絡(luò)信息化平臺(tái)?？蔀g覽查詢大型儀器設(shè)備的基本情況，即規(guī)格型號(hào)、性能指標(biāo)、服務(wù)范圍以及收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、聯(lián)系方式等信息。集成網(wǎng)上查詢、網(wǎng)上預(yù)約、效益考評(píng)等各項(xiàng)功能，并不斷擴(kuò)展相關(guān)功能，實(shí)行動(dòng)態(tài)管理。

通過信息化平臺(tái)，教師和研究生可以在課題研究中靈活運(yùn)用需要的設(shè)備資源，甚至開發(fā)儀器設(shè)備的新功能。本科生可以了解一些大型儀器設(shè)備的功能和用途，申報(bào)和實(shí)施創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。管理系統(tǒng)記錄用機(jī)者的使用時(shí)間和次數(shù)，實(shí)驗(yàn)室以此作為收費(fèi)的依據(jù)，也便于查清事故原因。信息化平臺(tái)還整合了實(shí)驗(yàn)室門禁管理系統(tǒng)，使用儀器的申請(qǐng)者通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)約，實(shí)驗(yàn)中心審核授權(quán)后，申請(qǐng)者在許可的時(shí)間范圍內(nèi)，使用自己的校園一卡通即可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，操作使用儀器設(shè)備。

3 結(jié)語

在高校的實(shí)驗(yàn)室管理中，需要靜態(tài)管理與動(dòng)態(tài)管理相結(jié)合。靜態(tài)管理的是實(shí)驗(yàn)室的基本狀態(tài)，各種儀器設(shè)備與設(shè)施、教學(xué)與設(shè)備檔案。動(dòng)態(tài)管理的是實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行狀態(tài)，包括實(shí)驗(yàn)室工作狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等動(dòng)態(tài)過程。建立實(shí)驗(yàn)室的定期靜態(tài)和隨機(jī)動(dòng)態(tài)管理考核機(jī)制，使兩者協(xié)調(diào)和諧，是提高實(shí)驗(yàn)室管理水平、促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室高效率運(yùn)行的重要途徑。以前大家往往關(guān)注儀器設(shè)備是否短缺，是否完好，注重實(shí)物建設(shè)和管理，淡化了價(jià)值管理。隨著實(shí)驗(yàn)室實(shí)力的不斷增強(qiáng)，以后實(shí)驗(yàn)室管理應(yīng)轉(zhuǎn)向以開放共享、提高使用效率為重點(diǎn)，最大限度的開放實(shí)驗(yàn)室，共享實(shí)驗(yàn)室資源。

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