大型儀器研究生測(cè)試員機(jī)制的探索與實(shí)踐

畢四軍，李喜玲，唐麗云，周保范

大型儀器研究生測(cè)試員機(jī)制的探索與實(shí)踐

畢四軍，李喜玲，唐麗云，周保范

(蘭州大學(xué) 磁學(xué)與磁性材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000)

該文研究了大型儀器如何在有限的周期內(nèi)發(fā)揮其重要作用，滿足教師、科研人員和研究生對(duì)大型儀器的需求。通過大型儀器研究生測(cè)試員機(jī)制的建立，使得大型儀器能夠全面開放，24 h測(cè)試服務(wù)，直接推動(dòng)了教學(xué)、科研的發(fā)展進(jìn)程，提高了大型儀器的使用效率和測(cè)試水平，提升了學(xué)生的科研素質(zhì)、創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力，發(fā)揮了大型儀器在出成果和出人才方面的巨大作用。

大型儀器；研究生測(cè)試員，機(jī)制；全面開放

大型儀器是人才培養(yǎng)、科學(xué)研究的重要手段和物質(zhì)條件，保持科學(xué)家在研究領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先的重要因素之一是保證其能使用先進(jìn)的儀器設(shè)備[1]。大型儀器全天候開放，提高利用率，才能使大型儀器在出成果和出人才方面發(fā)揮更好的作用。蘭州大學(xué)磁學(xué)與磁性材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室擁有40多臺(tái)總價(jià)值4 700多萬元的大型儀器設(shè)備，包括穆斯堡爾譜儀、FEI Tecnai F30透射電鏡、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、MPMS XL、振蕩樣品磁強(qiáng)計(jì)、M-H Loop、半導(dǎo)體超凈室、XPS、分子束外延低維功能材料制備系統(tǒng)、綜合熱分析儀、計(jì)算機(jī)群等，但儀器管理工程師只有幾名，沒有足夠時(shí)間和精力保證大型儀器的全面開放時(shí)間和24小時(shí)測(cè)試服務(wù)。針對(duì)這種情況，需要有學(xué)習(xí)需求、科研需求或大部分時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室的人員來承擔(dān)一部分日常和節(jié)假日測(cè)試服務(wù)。大型儀器研究生測(cè)試員在這樣的條件下應(yīng)運(yùn)而生。這些大型儀器研究生測(cè)試員能緩解工程技術(shù)人員壓力，保證大型儀器的全天候開放，為人才培養(yǎng)和科學(xué)研究提供保障。

1 大型儀器研究生測(cè)試員產(chǎn)生的環(huán)境和必要性

大型儀器是科研工作的基本需求，是發(fā)揮科技創(chuàng)新、科技人員潛力的一個(gè)重要支撐，同時(shí)更是培養(yǎng)人才的重要基礎(chǔ)[2]。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器科研平臺(tái)的教師、科研人員和研究生長(zhǎng)期在實(shí)驗(yàn)室，需要隨時(shí)用大型儀器進(jìn)行測(cè)試、分析、驗(yàn)證和研究，這就需要大型儀器全面開放和24 h測(cè)試服務(wù)，儀器的使用和維護(hù)保養(yǎng)方面，不可避免地會(huì)產(chǎn)生矛盾。如果僅希望儀器不出毛病，接觸儀器的人愈少愈好，儀器就很難充分發(fā)揮作用，即使維護(hù)保養(yǎng)得很好，第一流的儀器也會(huì)下降為第二流[3]，得不到高水平的數(shù)據(jù)、高質(zhì)量的相片、高精度、高靈敏度的測(cè)試結(jié)果，儀器就很難充分發(fā)揮作用。

大型儀器全面開放和24 h測(cè)試服務(wù)，需要大型儀器測(cè)試管理的幾名工程師每人負(fù)責(zé)幾臺(tái)大型儀器的日常運(yùn)行、測(cè)試和維護(hù)維修等，還要管理多間材料、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)設(shè)備、化學(xué)藥品試劑、各種氣體鋼瓶、發(fā)熱裝置、水電、衛(wèi)生和安全，另外還要兼顧實(shí)驗(yàn)室的其他服務(wù)工作，很難有時(shí)間和精力承擔(dān)8小時(shí)以外和節(jié)假日儀器測(cè)試，這就需要有知識(shí)、熟悉儀器、對(duì)大型儀器有需求、有大部分時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室的人員來擔(dān)任，這些人員就是研究生。

研究生對(duì)于大型儀器的開放需求日益增加，原因之一是研究生能否畢業(yè)的硬指標(biāo)是以發(fā)表論文的質(zhì)量和數(shù)量[4]。從發(fā)表論文角度，如果沒有可靠的儀器測(cè)試數(shù)據(jù)的支持，研究論文很難在高水平的雜志上發(fā)表[5]。更重要的是，研究生最清楚自己的科研課題和實(shí)驗(yàn)需求，而這正是儀器管理人員所缺乏的。大型儀器的具體測(cè)試只有緊密地與具體的科研問題和背景相結(jié)合，才能找出科學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的問題，有利于提出解決問題的方案，有所新的發(fā)現(xiàn)，從而獲得高水平的研究成果。另一方面，由于目前就業(yè)壓力越來越大，具有較強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力的學(xué)生才更具競(jìng)爭(zhēng)力[6]。

大型儀器具有重要的作用，和研究生密切相關(guān)。磁學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室眾多大型儀器的全面開放和24 h測(cè)試服務(wù)，如果能讓研究生親自操作各種大型儀器，對(duì)他們的學(xué)業(yè)和研究水平會(huì)有很大的幫助，因此，他們很愿意承擔(dān)測(cè)試工作，大型儀器研究生測(cè)試員應(yīng)運(yùn)而生。研究生測(cè)試員成為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器科研平臺(tái)的一員，為學(xué)科建設(shè)、教學(xué)和科研提供了良好的支撐，同時(shí)能培養(yǎng)其自身科研素質(zhì)和動(dòng)手能力，提高其團(tuán)隊(duì)意識(shí)合作精神。

2 建立大型儀器研究生測(cè)試員管理機(jī)制

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的每臺(tái)大型精密儀器設(shè)備都有3類人員共同負(fù)責(zé)管理[7]。一是儀器設(shè)備主管，由教師擔(dān)任，他們熟悉當(dāng)今學(xué)科研究的方向和進(jìn)展情況，熟悉該儀器在科學(xué)研究的作用，主要負(fù)責(zé)拓展、開發(fā)儀器測(cè)試功能。二是主管儀器設(shè)備工程師，精技術(shù)、重服務(wù)，負(fù)責(zé)儀器日常保養(yǎng)和定期維護(hù)，每周固定幾天做測(cè)試，及時(shí)掌握儀器運(yùn)行情況。協(xié)助儀器主管負(fù)責(zé)完成儀器開發(fā)功能和特定的測(cè)試。三是研究生測(cè)試員，測(cè)試員嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作儀器，認(rèn)真鉆研，并記錄實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果以及儀器運(yùn)行過程中遇到的問題，并及時(shí)與儀器主管和主管儀器工程師溝通，以保證儀器安全正常運(yùn)行。因此，研究生測(cè)試員在重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器方面的工作作用不容小視。

2.1 研究生測(cè)試員的選拔、培訓(xùn)和考核

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研平臺(tái)每學(xué)期舉辦各種大型儀器培訓(xùn)，培訓(xùn)前在院辦的公告欄發(fā)布培訓(xùn)公告，同時(shí)向各位導(dǎo)師發(fā)郵件，請(qǐng)他們推薦2～3名學(xué)生參加培訓(xùn)。因?yàn)閷?dǎo)師最熟悉自己學(xué)生情況和研究小組的需求，能保證推薦培訓(xùn)的學(xué)生都是科研工作中對(duì)儀器有需求的，同時(shí)發(fā)揮導(dǎo)師的監(jiān)督和督促作用。由于參加培訓(xùn)的學(xué)生很多，培訓(xùn)采用課堂講授和儀器操作相結(jié)合的方式，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、責(zé)任心、培訓(xùn)學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)和學(xué)生的意愿，最好選擇有讀博士意愿的研究生充當(dāng)測(cè)試員，一是測(cè)試隊(duì)伍可以相對(duì)穩(wěn)定較長(zhǎng)時(shí)間，二是可以使測(cè)試員立足科研，鉆研儀器設(shè)備，認(rèn)真分析測(cè)試環(huán)境、測(cè)試條件，達(dá)到較高的測(cè)試水平[8-10]。

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器培訓(xùn)采用集體培訓(xùn)、小組和個(gè)別培訓(xùn)、跟班測(cè)試培訓(xùn)的方式。集體培訓(xùn)是由各臺(tái)大型儀器的老師講授儀器的基本原理、構(gòu)造，在科研領(lǐng)域的應(yīng)用、樣品的制備和測(cè)試水平、日常的維護(hù)等，讓學(xué)生通過大型儀器培訓(xùn)，熟悉通過什么儀器能得到自己科研所需的物相分析、材料的微結(jié)構(gòu)、形貌觀察 (成分分析，結(jié)構(gòu)測(cè)定)、薄膜厚度、應(yīng)力缺陷、元素定性、定量分析、元素價(jià)態(tài)、低溫磁性等。對(duì)他們所處的科研環(huán)境有初步的認(rèn)識(shí)，有利于他們今后的學(xué)習(xí)與科研。由集體培訓(xùn)初步選定若干名測(cè)試員。

初步選定測(cè)試員進(jìn)行小組和個(gè)人培訓(xùn)，由儀器主管教師介紹該儀器應(yīng)用在哪些學(xué)科研究中，它的進(jìn)展情況以及在科學(xué)研究中的作用，在哪些頂級(jí)刊物發(fā)表了哪些相關(guān)文章，并在測(cè)試功能、測(cè)試的準(zhǔn)確性和精度、測(cè)試結(jié)果中進(jìn)行指導(dǎo)，同時(shí)規(guī)定學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)的文獻(xiàn)。

該儀器的主管工程師負(fù)責(zé)培訓(xùn)測(cè)試員的操作規(guī)程、操作步驟、操作細(xì)節(jié)、緊急情況的處理、日常保養(yǎng)與維護(hù)、樣品的處理和樣品的安裝、操作記錄的填寫等實(shí)際操作的訓(xùn)練和日常檢查。

老測(cè)試員負(fù)責(zé)對(duì)初選測(cè)試員跟班測(cè)試培訓(xùn)和指導(dǎo)，初選測(cè)試員跟隨老測(cè)試員進(jìn)行大型儀器實(shí)驗(yàn)室開機(jī)環(huán)境檢查 (溫度、濕度等)、儀器的預(yù)熱、保護(hù)氣輸送、樣品準(zhǔn)備、sequence編寫、樣品的測(cè)試、測(cè)試記錄填寫等實(shí)際操作，經(jīng)過半年跟班測(cè)試和老測(cè)試員指導(dǎo)下獨(dú)立測(cè)試2個(gè)環(huán)節(jié)。

最后，由儀器主管教師、儀器主管工程師和老測(cè)試員進(jìn)行理論、操作的考核，選出責(zé)任心強(qiáng)、踏實(shí)細(xì)心、認(rèn)真負(fù)責(zé)、肯鉆研的學(xué)生作為該儀器測(cè)試員。

2.2 研究生測(cè)試員的管理

研究生測(cè)試員 (也是該大型儀器實(shí)驗(yàn)室的安全員)作為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器科研平臺(tái)的一員，對(duì)他們管理更要以人為本，既要有崗位要求，責(zé)任擔(dān)當(dāng)，又要有監(jiān)督檢查，還要有獎(jiǎng)懲措施。管理要從細(xì)節(jié)入手，科學(xué)管理，制定重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器科研平臺(tái)相應(yīng)的管理制度，如大型儀器研究生測(cè)試員選拔操作培訓(xùn)制度、大型儀器研究生測(cè)試員職責(zé)、每臺(tái)大型儀器操作規(guī)程、注意事項(xiàng)、每臺(tái)大型儀器崗位職責(zé)、崗位要求、大型儀器年終獎(jiǎng)勵(lì)制度、大型儀器實(shí)驗(yàn)室安全員職責(zé)[11]。

這些規(guī)章制度的制定和建立，使研究生測(cè)試員知道有崗位要求和崗位職責(zé)要遵守，保證大型儀器安全運(yùn)行，為教學(xué)科研提供了良好的環(huán)境和保障。

3 研究生測(cè)試員建立的意義與成效

科學(xué)與技術(shù)上的創(chuàng)新和創(chuàng)造是和儀器、設(shè)備、測(cè)量上的創(chuàng)新、創(chuàng)造聯(lián)系在一起的[12]。研究生測(cè)試員的工作，為他們科研素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新、創(chuàng)造能力的培養(yǎng)提供了平臺(tái)。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室TEM透射電子顯微鏡 (Tecnai F30)采用會(huì)員制和預(yù)約測(cè)試的管理方法，每天24 h運(yùn)轉(zhuǎn)，一周固定幾天早、中、晚給會(huì)員用戶測(cè)試，剩余的時(shí)間和假日給預(yù)約用戶測(cè)試，這些工作基本上是靠研究生來實(shí)現(xiàn)的。由于儀器經(jīng)常保持高真空狀態(tài)，對(duì)儀器的維護(hù)保養(yǎng)反而有利[3]。近年來，研究生測(cè)試員在導(dǎo)師指導(dǎo)下，開發(fā)了用于電鏡的納米操縱器，實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)試功能，依托此電鏡，學(xué)校的教師和研究生發(fā)表了多篇高水平的論文。

MPMSXL(SQUID)每天24 h連續(xù)運(yùn)行多年，研究生測(cè)試員和儀器主管老師、儀器工程師注重儀器功能的拓展，在原有電測(cè)量部件的基礎(chǔ)上，開發(fā)了用吉時(shí)利6517B給樣品加大電壓測(cè)量I-V的方法，開發(fā)了基于LabVIEW的電測(cè)量系統(tǒng)，同時(shí)注重測(cè)試方法、測(cè)試條件 (如降溫速率最好選擇1.5 K/min或2 K/min)的研究，保持壓縮機(jī)外部機(jī)散熱片的清潔，使儀器杜瓦中的壓力緩慢變化，冷頭間歇時(shí)間延長(zhǎng)，有效延長(zhǎng)了冷頭的工作時(shí)數(shù)，保證高水平科研工作的進(jìn)行和高水平論文的發(fā)表。

穆斯堡爾譜儀采用鈷57放射源，它的半衰期是270天，如果儀器不常工作，會(huì)使放射源無謂的消耗。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器科研平臺(tái)有多臺(tái)穆斯堡爾譜儀 (高溫、低溫)，儀器工程師合理安排放射源購置時(shí)間，在半衰期內(nèi)，研究生測(cè)試員在儀器24 h連續(xù)工作中進(jìn)行樣品的測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，受到許多高校和科研單位的歡迎，提高了重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的知名度，為學(xué)校創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

大型儀器研究生測(cè)試員機(jī)制的建立，大型儀器的全面開放，儀器24 h測(cè)試服務(wù)，使學(xué)?？蒲衅脚_(tái)的環(huán)境越來越好，獲得的自然基金、青年基金、橫向課題等逐年增加。

大型儀器研究生測(cè)試員機(jī)制的建立，使研究生對(duì)大型儀器的作用越來越重視。而重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器科研平臺(tái)對(duì)研究生測(cè)試員及研究生科研素質(zhì)和能力的嚴(yán)格要求、規(guī)范訓(xùn)練，杜絕了他們膽子大、毛躁、實(shí)驗(yàn)前不充分準(zhǔn)備、測(cè)試操作儀器隨意、無安全防范和自我保護(hù)意識(shí)[13]的情況，使研究生測(cè)試員養(yǎng)成了良好的科研習(xí)慣，具備一定的獨(dú)立科學(xué)研究和創(chuàng)新能力。既能鍛煉他們實(shí)際工作的能力，又能提高重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大型儀器的日程管理水平[14]。這些年，研究生測(cè)試員有多人分別獲得 “中國(guó)科學(xué)院獎(jiǎng)學(xué)金”“寶鋼獎(jiǎng)學(xué)金”“求是獎(jiǎng)學(xué)金”“李政道獎(jiǎng)學(xué)金”“教育部博士研究生學(xué)術(shù)新人獎(jiǎng)”和蘭州大學(xué) “博士研究生學(xué)術(shù)新人獎(jiǎng)”等等，發(fā)表近百篇SCI論文。

另外，負(fù)責(zé)電鏡、XPS、熱分析儀、MPMS XL、穆譜等的研究生測(cè)試員在擇業(yè)、就業(yè)中比其他同學(xué)更有競(jìng)爭(zhēng)力，被西北工業(yè)大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)、西安交通大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)等高校和科學(xué)院所錄用的比例更高。

4 結(jié)束語

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室眾多的大型儀器，除去儀器具備的可開放性[15]，一臺(tái)大型儀器如何在有限的周期內(nèi)發(fā)揮其功能至極限，服務(wù)教學(xué)、促進(jìn)科研，一直是大型儀器管理人員所追求的目標(biāo)。建立研究生測(cè)試員機(jī)制，大型儀器全面開放和24 h運(yùn)行，提供了良好的科研環(huán)境和科研條件，為學(xué)科建設(shè)、高水平科研提供了優(yōu)質(zhì)、高效的測(cè)試，促進(jìn)了研究生的科研能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新精神及綜合素質(zhì)的提高，全面充分地發(fā)揮了大型儀器在出成果和出人才方面的重要作用。

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Exploration and Practice of Graduate Testers Mechanism of Large-scale Instrument

BI Sijun， LI Xiling， TANG Liyun， ZHOU Baofan
(Key Laboratory for Mageneism and Magentic Materiais of the Ministry of Education， Lanzhou university， Lanzhou 730000， China)

This paper studies how large equipment play its important roles in a limited cycle to meet the needs of the teachers，researchers and graduate students in the increasing demand of large equipments.The establishment of a large-scale instrument graduate testers mechanism， making large instruments services will be fully open，24 h test services can be carried out every day.It promoted the development of teaching and scientific research process，improved the efficiency on the use of large-scale instruments and test level of students to enhance the scientific research quality，innovatived the spirit and practical ability，played an important role on the large equipment in the achievement and the talent..

large-scale instruments； graduate student testers； mechanism； fully open

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.05.040

2016-04-26；修改日期:2016-07-07

畢四軍(1962-)，男，本科，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要從事大型儀器測(cè)量與實(shí)驗(yàn)室管理方面的研究。