高校大型儀器開放共享平臺的建設(shè)和管理

花 蕾， 杜一平， 唐 靜， 席永清， 趙秀閣， 藍(lán)閩波， 吳 炎

(華東理工大學(xué) 分析測試中心，上海 200237)

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高校大型儀器開放共享平臺的建設(shè)和管理

花 蕾， 杜一平， 唐 靜， 席永清， 趙秀閣， 藍(lán)閩波， 吳 炎

(華東理工大學(xué) 分析測試中心，上海 200237)

為了實(shí)現(xiàn)大型儀器有效開放和資源共享，更好地為全校師生的教學(xué)和科研服務(wù)，自2009年起，分析測試中心作為試點(diǎn)單位啟動了大型儀器開放共享。至2012年底，分析測試中心20萬以上大型儀器實(shí)現(xiàn)全面開放。本文介紹了分析測試中心開放共享平臺的構(gòu)建，平臺開放提高了儀器使用率、學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研水平。針對運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題如測試服務(wù)與培訓(xùn)的矛盾、培訓(xùn)工作量的歸屬、設(shè)備運(yùn)行與維修支持經(jīng)費(fèi)不足等提出了相應(yīng)的解決方案，為實(shí)現(xiàn)全校各實(shí)驗(yàn)室的開放共享、提高閑置大型儀器設(shè)備的使用率，提供了很好的借鑒。

大型儀器設(shè)備； 分析測試中心； 開放共享； 平臺建設(shè)

0 引 言

近年來高校大型儀器設(shè)備數(shù)量和質(zhì)量迅速提升，為學(xué)校教學(xué)、科研的迅速發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。目前高校大型儀器基本上采取專人集中管理的模式，未能最大限度提高儀器的使用率，也不利于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐動手能力、具備社會競爭力的高級人才[1-3]。我校自2009年以來，以分析測試中心為試點(diǎn)單位積極探索建設(shè)開放的實(shí)驗(yàn)室體系，以青年教師和研究生為主體，通過嚴(yán)格培訓(xùn)和考核使其達(dá)到獨(dú)立上機(jī)使用大型分析儀器的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)大型儀器統(tǒng)一管理、有效開放、資源共享的新格局[4-5]，顯著提高了儀器利用率，增加了學(xué)生自主上機(jī)的機(jī)會。

1 開放共享平臺的構(gòu)建

我校分析測試中心實(shí)驗(yàn)室占地1 200 m2、大型分析儀器30臺套，儀器設(shè)備原值超過0.5億元。以往大型儀器設(shè)備都是由實(shí)驗(yàn)室專業(yè)技術(shù)人員專門進(jìn)行管理和使用，獨(dú)立開展校內(nèi)外的測試服務(wù)業(yè)務(wù)。由于儀器設(shè)備的專用，實(shí)驗(yàn)室以外人員很難有機(jī)會利用本中心儀器進(jìn)行分析測試，在下班時間和周末儀器基本處于閑置狀態(tài)，嚴(yán)重影響了儀器的使用率。

自2009年始，在學(xué)校相關(guān)部門大力支持下，選擇了3臺使用率最為頻繁的掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)和能譜儀(EDS)，對校內(nèi)青年教師和研究生開放，對他們進(jìn)行培訓(xùn)，考核合格后可以在非工作時段自主上機(jī)，獨(dú)立進(jìn)行樣品的測試，大大緩解了樣品測試量的需求。通過3年的試運(yùn)行和探索，基本建成了一套完善的運(yùn)行和管理體系，到2012年底，本中心將全部大型儀器對校內(nèi)教師和研究生全面開放，最大限度實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的開放共享，提高了設(shè)備的使用率，充分調(diào)動和激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進(jìn)了科研水平的提升。

“大型儀器開放流程大體分為“培訓(xùn)申請”“培訓(xùn)”“網(wǎng)上預(yù)約”“上機(jī)”四大模塊，見圖1。

圖1 實(shí)驗(yàn)室開放流程圖

2 完善開放管理模式

2.1 完善的管理制度

結(jié)合學(xué)校的相關(guān)管理規(guī)定及本中心實(shí)驗(yàn)室儀器的特點(diǎn)制定了一系列與開放使用配套的管理制度，保障實(shí)驗(yàn)室開放工作的規(guī)范化、科學(xué)化、程序化[6]。主要包括：“大型儀器設(shè)備管理制度”“實(shí)驗(yàn)室安全管理制度”“儀器設(shè)備操作規(guī)程”“儀器開放責(zé)任協(xié)議書”及“儀器開放預(yù)約制度”等。要求學(xué)生遵守管理制度，嚴(yán)格儀器操作規(guī)范，明確儀器故障、維修責(zé)任人。

實(shí)行導(dǎo)師負(fù)責(zé)制。讓導(dǎo)師積極參與實(shí)驗(yàn)室開放管理工作，審核學(xué)生申請報名資格，對培訓(xùn)過程進(jìn)行全程監(jiān)督，學(xué)生獲得上機(jī)資格后對學(xué)生每一次的預(yù)約上機(jī)進(jìn)行授權(quán)確認(rèn)，與實(shí)驗(yàn)室共兼管，加強(qiáng)對學(xué)生的管理。

作為分析測試中心的主管部門，校實(shí)驗(yàn)室與裝備處大力支持本中心實(shí)驗(yàn)室的開放管理，定期進(jìn)行監(jiān)督檢查，協(xié)同校信息辦共同開發(fā)了大型儀器共享管理平臺和校內(nèi)測試費(fèi)電子收繳結(jié)算系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了開放共享的網(wǎng)絡(luò)化管理。

2.2 寬進(jìn)嚴(yán)出的培訓(xùn)機(jī)制

由于大型儀器價格比較昂貴、操作精密，如盲目地讓學(xué)生上機(jī)操作會加大儀器損壞的風(fēng)險，不利于儀器的正常運(yùn)行[7]。為保障大型儀器設(shè)備常態(tài)化開放[8]，必須對自主上機(jī)操作人員進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)。

對于申請培訓(xùn)的人員審核資格后采取小班制的培訓(xùn)方式，每班不超過8人，培訓(xùn)分為集中講解和一對一上機(jī)操作兩部分，集中講解儀器的操作原理、應(yīng)用范圍、樣品制備和前處理、各種儀器參數(shù)的意義、測試方法選擇、數(shù)據(jù)處理方法等，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)安全、規(guī)范操作儀器的重要性。待學(xué)員掌握了這些基本理論知識后，對其進(jìn)行一對一的上機(jī)操作演練，根據(jù)學(xué)員自身的動手能力調(diào)整培訓(xùn)周期，直至每一個學(xué)員都達(dá)到熟練操作儀器和數(shù)據(jù)處理。培訓(xùn)結(jié)束后組織專家組對培訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行考核，合格者發(fā)放上崗證，給予自主上機(jī)資格。

2.3 健全安全保障機(jī)制

自儀器設(shè)備開放共享后，為達(dá)到加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室安全管理，在中心大樓、各實(shí)驗(yàn)室入口及儀器操作室門口安裝了獨(dú)立門禁系統(tǒng)，對自主上機(jī)的學(xué)生使用時間段進(jìn)行分層次管理。學(xué)生預(yù)約儀器的開放上機(jī)經(jīng)管理員批準(zhǔn)后，只能在指定的預(yù)約時間段內(nèi)使用校園卡進(jìn)出中心大門及儀器所在實(shí)驗(yàn)室。同時，在各樓層走廊、開放實(shí)驗(yàn)室及處理間安裝了攝像頭，及時跟蹤并監(jiān)控自主上機(jī)的全過程，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作，輕者對其提出警告、再培訓(xùn)合格后上機(jī)，重者直接取消上機(jī)資格。

2.4 落實(shí)儀器維護(hù)責(zé)任

大型儀器的保養(yǎng)維護(hù)極其重要，良好的日常維護(hù)是實(shí)驗(yàn)室開放共享的基礎(chǔ)。儀器一旦開始運(yùn)行，就會產(chǎn)生損耗，每一位上機(jī)的人員在上機(jī)操作前后都要檢查儀器的運(yùn)行狀態(tài)是否正常、耗材是否充足，一旦儀器發(fā)生故障要及時報告值班老師，協(xié)助老師聯(lián)系工程師參與整個維修過程。有些儀器損耗或故障是由于操作不當(dāng)產(chǎn)生，儀器的維修費(fèi)用也較昂貴，這時上機(jī)人員和中心需按照責(zé)任輕重共同承擔(dān)儀器的維修。

2.5 網(wǎng)上預(yù)約和繳費(fèi)

2009年我校開通了校內(nèi)大型儀器共享管理平臺，將全校20萬元以上大型儀器納入了管理體系。獲得上機(jī)資格的學(xué)生可使用學(xué)號通過官網(wǎng)“信息門戶”登錄后選擇測試平臺或?qū)W院下屬開放儀器進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約。分析測試中心設(shè)有專門的預(yù)約管理系統(tǒng)，可對“中心”實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所有大型儀器進(jìn)行獨(dú)立的后臺管理和維護(hù)。儀器管理員根據(jù)各儀器特點(diǎn)、測樣需求、開放類型及工作量安排等對預(yù)約參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，選擇合理的時段開放，對學(xué)生預(yù)約的日期、時間、測試內(nèi)容、測試類型、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等進(jìn)行審核。審核通過后，學(xué)生在得到導(dǎo)師的授權(quán)認(rèn)可后可在預(yù)約時段上機(jī)。

學(xué)生在預(yù)約成功后，可在校內(nèi)測試費(fèi)電子收繳結(jié)算系統(tǒng)進(jìn)行繳費(fèi)，打印繳費(fèi)三聯(lián)單，分別交繳費(fèi)結(jié)算點(diǎn)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)室和自行保管。

網(wǎng)絡(luò)化管理改變了原有手工管理低效的局面，提高了設(shè)備預(yù)約管理功效[9-10]，及時反映大型儀器設(shè)備的使用情況并對其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，增強(qiáng)了設(shè)備資源的共享性，從一定程度上提高了設(shè)備的使用效率。

2.6 規(guī)范儀器檔案管理

儀器檔案真實(shí)記錄了儀器在運(yùn)行過程發(fā)生中的一切操作，對儀器設(shè)備的正常使用和有效維護(hù)至關(guān)重要[11]，是資質(zhì)認(rèn)定合格實(shí)驗(yàn)室的基本要求?！斑\(yùn)行日志”記錄使用者對儀器操作的所有原始資料；“維護(hù)記錄”記錄儀器定期保養(yǎng)、更換配件、發(fā)生維修的全過程；“開放使用記錄”記錄開放前后儀器的狀態(tài)是否正常、使用中發(fā)現(xiàn)的故障及原因、使用者的交接情況等。

3 大型儀器開放共享平臺的成效

3.1 提高了儀器使用率

開放共享的運(yùn)行模式拓展了儀器使用的空間，提高了儀器使用率，儀器使用時間由以往8 h的工作時間，擴(kuò)展到24 h全日制，以及周末和節(jié)假日。以2013年，我們分別開設(shè)了2期培訓(xùn)班。1期以普及大型儀器使用基礎(chǔ)為目標(biāo)，有20臺儀器參與，培訓(xùn)學(xué)生198人； 2期是在1期基礎(chǔ)上一對一進(jìn)行培訓(xùn)，使學(xué)員達(dá)到自主上機(jī)的目標(biāo)，參與培訓(xùn)的儀器為8臺，每班4～8人，多個班進(jìn)行培訓(xùn)，共培訓(xùn)學(xué)生155人，其中有151人獲得上機(jī)資格。

選擇其中的3臺儀器就學(xué)生自主上機(jī)的開放天數(shù)、使用機(jī)時數(shù)及測試樣品數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，見表1。

從表1可以看出，學(xué)生經(jīng)過培訓(xùn)后對自主上機(jī)的需求很大，積極性也很高，開放效果顯著。非工作時段的儀器開放共享，減少了儀器的閑置率，縮短了學(xué)生加急樣品的測試周期，使學(xué)校設(shè)備資源的投入取得了最大的使用效益。

表1 2013年度部分儀器開放上機(jī)情況

3.2 提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研水平

目前國內(nèi)多數(shù)高校的大型儀器設(shè)備都是專門的集中管理，使得學(xué)生沒有太多機(jī)會實(shí)際操作儀器，很難了解實(shí)驗(yàn)的全過程[12]，尤其是實(shí)驗(yàn)中可能存在的誤差和影響因素，對學(xué)生進(jìn)一步提高科研水平，增強(qiáng)創(chuàng)新能力必然帶來一些困難。分析測試中心的大型儀器設(shè)備面向多個學(xué)科和行業(yè)，涉及材料、環(huán)境、應(yīng)用化學(xué)、生物化工、化學(xué)工程等領(lǐng)域。儀器全面開放共享有利于提高各個學(xué)科和領(lǐng)域?qū)W生的動手操作能力；學(xué)生將實(shí)驗(yàn)與自身科研緊密結(jié)合，提高了科研團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新能力；平臺更為不同科研領(lǐng)域的學(xué)生提供了相互交流和溝通的平臺，加強(qiáng)了學(xué)科間的交叉和相互融合，促進(jìn)科研水平的進(jìn)一步提高。

4 平臺運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題及解決方案

4.1 開設(shè)學(xué)生培訓(xùn)班

為了緩解測試難題矛盾，我們重新調(diào)整了工作安排，合理分配工作量，盡量在不影響日常測試的前提下加大培訓(xùn)力度。另外按照學(xué)生的需求對培訓(xùn)進(jìn)行分級：普及班，著重講解儀器的基本原理及操作，實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行上機(jī)演示，學(xué)生無需動手操作，這樣大大縮短了培訓(xùn)周期，也滿足了大部分學(xué)生在短期內(nèi)了解多種儀器操作的需求。強(qiáng)化班，按照原有的教學(xué)計劃開展培訓(xùn)，旨在提高學(xué)生的動手能力，并將科研與儀器操作有效結(jié)合、提高學(xué)生的科研能力。

4.2 確認(rèn)培訓(xùn)工作量

隨著儀器開放力度的加大、培訓(xùn)人數(shù)的大幅上升，僅僅依靠加班來維持培訓(xùn)并不是長久之計，更加不利于調(diào)動實(shí)驗(yàn)人員的工作積極性。為此，經(jīng)與校研究生院協(xié)調(diào)，最終將培訓(xùn)工作納入了校研究生教學(xué)體系，開設(shè)課程“現(xiàn)代儀器分析技術(shù)A”，即普及班，32學(xué)時，2學(xué)分；提高班為課程“現(xiàn)代儀器分析技術(shù)B”，每個班8人，32學(xué)時，2學(xué)分。這樣做進(jìn)一步完善了研究生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而培訓(xùn)教師的勞動得到了認(rèn)可，從而明確了培訓(xùn)的工作量，保障了實(shí)驗(yàn)人員的合理利益。

4.3 增設(shè)設(shè)備運(yùn)行與維修經(jīng)費(fèi)

分析測試中心的大型儀器均為“高精尖”設(shè)備，運(yùn)行和維護(hù)的費(fèi)用很高，在培訓(xùn)教學(xué)中如果產(chǎn)生儀器損壞，不但直接影響到學(xué)?？蒲泄ぷ鞯拈_展，高昂的維修費(fèi)用也超出了教學(xué)經(jīng)費(fèi)的承擔(dān)能力。

雖然學(xué)校對大型儀器設(shè)備共享平臺有一定的資金投入，但當(dāng)儀器發(fā)生重大維修時往往入不敷出。要解決儀器維修的后顧之憂，需要校方、測試中心和學(xué)生所在課題組三方共建立長期有效的大型精密儀器維修基金管理機(jī)制，分工有序、責(zé)任明確、落實(shí)高效。

4.4 實(shí)行分級開放模式

自2012年底開始對所有大型儀器全面開放，經(jīng)過2年多運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)這一模式并不能適用于所有儀器。部分儀器操作簡單、不易損壞，適合全面開放；部分操作精密的儀器如質(zhì)譜儀、透射電鏡儀、X光電子能譜儀等均要求高真空或高壓，儀器參數(shù)較多，且各參數(shù)協(xié)同作用較強(qiáng)，如其中某一部件發(fā)生損壞，極易導(dǎo)致整個儀器癱瘓，這類儀器更加適合階梯式開放。所謂階梯式開放就是分級開放，根據(jù)學(xué)生培訓(xùn)及考核的優(yōu)劣，對前處理、制樣、測試和數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)進(jìn)行分級開放，對于開放上機(jī)表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生可逐級加大開放力度。這樣既能降低誤操作產(chǎn)生的儀器損壞率、又能消除學(xué)生擔(dān)心出故障、不敢多動手的心理壓力。

5 結(jié) 語

分析測試中心大型儀器的開放提高了學(xué)生使用貴重、精密儀器設(shè)備及分析測試能力，更好地為科研服務(wù)。通過近5年的運(yùn)行和不斷改進(jìn)，平臺的管理模式日益成熟、高效，管理制度日趨科學(xué)、規(guī)范，目前已推廣到材料、化工、生工學(xué)院多個校二級測試平臺，為推進(jìn)全校實(shí)驗(yàn)室的開放共享、提高閑置大型儀器的使用效率提高了很好的借鑒。當(dāng)然，在儀器開放實(shí)踐中還有一些問題有待解決，這需要我們不斷探索、進(jìn)一步完善管理體系，更好地實(shí)現(xiàn)開放與共享。

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Construction and Management of Open Sharing Service Platform of Large-scale Instruments in University

HUALei，DUYi-ping，TANGJing，XIYong-qing，ZHAOXiu-ge，LANMin-bo，WUYan

(Research Center of Analysis and Test，East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China)

In order to achieve the effective opening and resource sharing of large-scale instruments, better service for all the teachers and students in our university, since 2009, the Research Center of Analysis and Test in our university has been pointed as a pilot unit. To the end of 2012, every large-scale instrument in the Research Center of Analysis and Test whose cost is more than two hundred thousand has been realized fully open. This paper reports the construction of the open sharing service platform of large-scale instruments in Research Center of Analysis and Test in East China University of Science and Technology. The platform has improved the use efficiency of instruments, and strengthened the innovation ability and scientific research level of the graduate students. Some problems such as the contradiction between testing service and training, quantitative for the training work, shortage of the support funds for equipment operation and maintenance have been found during the construction of the platform, and some corresponding resolutions are discussed. A good reference is provided for fully open sharing of all laboratory, and it improves the use efficiency of large-scale instruments in our university.

large-scale instruments and equipment； research center of analysis and test； openness and sharing； platform construction

2015-12-10

花 蕾(1979-)，女，安徽宣城人，碩士，工程師，分析測試中心辦公室主任，研究方向?yàn)榇笮蛢x器管理及平臺建設(shè)。

Tel.：021-64252849，13918445120；E-mail：lhua@ecust.edu.cn

G 482

A

1006-7167(2016)09-0296-04