高校可持續發展的實驗室建設與管理

何素麗,王蘇穎

(1.北京大學醫學部 基建工程處,北京 100191; 2.北京大學 基建工程部,北京 100871)

1 可持續發展實驗室建設的背景

2014年，習近平總書記提出建設中國特色、世界一流大學的期望,2015年國務院印發《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》,我國高等教育事業開始由增量發展轉入存量改革以及由外延擴張到內涵發展的新時期。一流大學的建設依托于一流的硬件設施和一流的人才培養模式,高校對學生的教育不僅是理論知識教育,還應是對學生實踐能力和創新能力等綜合能力的培養,使培養的人才更好地適應社會發展的需求。高校實驗室為培養學生的實踐創新能力提供了空間環境和設備資源,學生通過實驗室學習，提高了實驗技能、鍛煉了動手能力、深化了對理論知識的理解,同時培養了團隊協作能力和嚴謹周密的做事風格。但是,目前一些高校相對分散、不均衡分配的實驗室空間和資源管理模式不利于實現實驗室資源的高效利用,更不利于多學科領域的交流。因此可持續發展的實驗室空間建設,對于創新型人才培養和跨學科融合發展而言至關重要,同時符合國家創新驅動的發展戰略。

從實驗室的發展趨勢來看,高校實驗室已經從傳統單一的實驗室向綜合性、多功能的研發類實驗室發展,其主要特征是:常規實驗室與研究分析類實驗室比例趨近、數據分析區域與實驗區域比例提高、輔助區域與實驗區域的相對分離又緊密結合。2017年8月,首屆國際可持續發展實驗室高峰論壇在北京舉行。中國出入境檢驗檢疫協會會長王新提出,如何做好實驗室的空間規劃,建立健全實驗室設計、建設和規范管理,實驗室的可持續發展是保證高校的可持續發展的重要因素[1]。然而,目前國內一些高校實驗室空間建設及資源管理模式無法滿足當前的發展需要,在新時代發展背景下,要促進學科創新發展,必須堅持可持續發展的原則,建設跨學科、融合共享的通用型實驗室。

2 可持續發展的通用型實驗室空間建設

就高校的科研實驗室而言,其設計方案多數基于科研人員的具體需要或者依據課題研究的特殊要求進行的個性化設計,隨著課題結項或使用人員的變更,則隨即面臨頻繁的拆除改造,造成建設資金的極大浪費。要建設可持續發展的實驗室,就必須盡可能延長實驗室的使用周期,建設具有一定靈活度的通用型實驗室。

2.1 通用型實驗室建筑設計布局基本要求

通用型實驗室可以通過標準的柱網、開放的實驗室空間等方法,合理、靈活的空間設計，使得實驗室功能空間具有更大的彈性,大幅提高實驗室空間的使用效率,減少改造投資。例如：實驗室空間設計采用標準模塊單元組成,可重組、合并；將核心設置在建筑的一側而不是中心位置,以保證實驗室空間的使用靈活性以及多種布局的適應性；采用開放式布局,實驗區、輔助實驗區、人員區等不進行明顯的物理分隔,相關機電條件預留到位,便于后期功能切換；無吊頂的實驗室空間不僅可以防止有毒氣體在吊頂以上的密閉空間積存,同時也有利于實驗室空間的調整。

2.2 機電設計是通用型實驗室設計的核心內容

可持續發展的實驗室機電設計是建設通用型實驗室的關鍵。一方面,可持續發展的機電設計能夠提供實驗室空間轉換的基礎；另一方面,將大幅度減少維修和改造成本,使得實驗室空間能保持更長時間的良好使用條件。此外,設計科學合理、思路清晰的機電條件設置將使得維護人員更容易尋找規律,也便于研究人員在空間轉換之后仍能夠進行區域控制。例如通用型實驗室可考慮采用機電管線設置在實驗臺上方的綜合支吊架形式,不僅有利于創造一個良好、舒適的實驗環境,也便于未來機電系統的檢修和維修,水電氣采用插接形式,布局也更加靈活。

2.3 裝配式機電設施符合實驗室建設的未來發展方向

2016年，國務院辦公廳發布了《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》,推動產業結構調整升級,裝配式成為了現代化建筑追求的方向。而實驗室建設涉及多個專業,各專業間交叉實施嚴重、管線碰撞頻繁、現場實施協調困難。BIM技術的產生,使裝配式實驗室機電建設成為現實。例如模塊化的綜合支吊架系統,即利用BIM軟件對各系統進行3D設計和綜合,然后根據設計圖紙在工廠完成所有部件的預制,現場組裝[2]。安裝綜合支吊架時按照標準模塊化布置,吊架可在上下左右任意方向進行調整,并且可以在原有吊架基礎上增加各種系統。例如不銹鋼排氣罩、萬向排氣罩可以借助綜合支吊架在實驗臺上方任何區域進行固定，各種形式的功能柱、懸空試劑架、吊柜也可以借助綜合支吊架進行拓展安裝等。綜合支吊架系統還可以迅速實現實驗室干濕區的轉變,以滿足實驗室根據功能需求的快速拆分和整合。

總之,通過高使用率的柱網空間、相對統一的機電設施管線空間以及未來發展空間的預留等,實驗室將能實現較大范圍的可持續性發展,能在不進行大規模改造的情況下實現實驗室空間的靈活性。

3 可持續發展的開放式實驗室空間運行模式

目前,多數高校由于實驗室資源分配不均衡,實驗室空間周轉流動性差,各學科經費投入力度不同,造成有些學科實驗室空間資源不足,而有些學科部分實驗室閑置、資源利用率低。隨著國家不斷加大對高等教育硬件建設的重視力度,各項改善辦學條件的資金投入不斷增多,各院系實驗室建設及實驗設備采購“小而全”的現象普遍存在,低水平的重復建設和設備采購造成資源的浪費。為提升高校實驗研究水平和資源使用效率,建設開放共享的實驗室十分必要。但目前開放式實驗室建設還處于初期的探索階段,很多實驗室名為開放,實際還是各院系自己管理,實驗室和相關設備在有項目或有教學任務時使用,或僅供科研項目使用,無項目時閑置,利用率較低[3]。隨著科學技術的飛速發展,實驗室硬件設備更新換代的速度很快,即使是最先進的實驗設備，也可能在一段時期后被淘汰。為真正實現實驗室空間和資源的充分共享以及實驗室空間的可持續發展,建立一套適合開放式實驗室空間管理的運行和管理模式十分必要而緊迫。

3.1 建立并完善實驗室管理制度

實驗室的開放需要有統一的管理組織和不斷完善的管理制度[4]。針對經費來源多樣化、管理部門多的現狀,應建立開放式實驗室的專門管理機構,該機構負責開放式實驗室的統一管理,制定多層次的管理制度體系,定人管理,落實責任,明確實驗室及實驗設備使用者和管理人的責任[5]。建立信息庫,詳細記錄實驗室及實驗設備的相關信息,特別是要記錄儀器設備使用說明及保養規定,并對使用情況及維修情況如實登記[6]。實驗室的基本信息以及設備的維修情況記錄能夠方便使用者更好地了解實驗室的總體情況和運行狀態,也方便管理人員及時進行維護、加強管理。此外,為保障實驗室空間使用的正常流轉,避免長期無理占用,可針對用于科研項目的實驗室實行有償使用,課題結項后立即退出。開放實驗室管理機制的建立和完善不僅可以改善實驗室使用狀況、提高實驗室資源利用率,而且也有利于加強學科建設和科研等方面的交流合作,促進跨學科研究領域成果的實現。

3.2 建設實驗室資源信息交流平臺

信息交流暢通是實驗室資源實現共享的條件,實現實驗室資源共享需要引進智能化管理系統,建設實驗室資源信息交流平臺[7-8]。在信息化程度很高的今天,互聯網技術極大地促進了實驗室資源信息交流。將開放共享的實驗室及設備資源信息放到網上,師生可以及時了解到可供使用的實驗室和相關儀器設備的基本信息,并可在網上預約。通過網絡平臺提供實驗室開放時間、實驗要求以及相關儀器設備的操作流程和規范要求等信息,同時可實現實驗室使用者和管理者的實時信息互動[9-10]。實驗室開放的網絡信息交流平臺不僅方便本校不同學院師生共享實驗室空間和實驗儀器設備,也使得高校間、校企間、地區間實現實驗室資源共享成為可能。

3.3 建立實驗室開放的績效評價與考核

對實驗室開放的績效進行評價和考核能夠調動實驗室工作人員的工作積極性,也能發現實驗室開放工作中存在的問題,促進開放式實驗室建設的科學化和規范化。實驗室開放的評價和考核主要針對使用效率進行量化,如實驗室開放周期、儀器設備開放運行的機時、運用實驗室空間或儀器設備開展的科研實驗活動項目數、相關的研究成果數量和發表論文的數量、培養人才的數量、服務收入等。根據考評結果,建立獎懲制度,對考評結果好的實驗室技術人員及主管機構進行獎勵,對考評結果差的實驗室,查找存在的問題、責成改進,并對相關責任人員做出一定的懲處。通過科學的績效考核評價，提高實驗室資源利用效率、促進高校實驗室空間的可持續發展[11-12]。

3.4 加強高校實驗室技術人員隊伍建設

開放式實驗室的高效運轉需要一支高素質的實驗室技術隊伍,不僅要有扎實的專業理論知識,還應掌握一些邊緣交叉學科知識,熟知實驗室的基本情況和各項設備設施的性能,使其保持良好狀態。此外,還要與教師、學生等各方面密切聯系,具有較強的團隊協作能力。因此,建設一支高素質的實驗室技術和管理隊伍非常關鍵[13]。第一,要改變實驗室技術人員是輔助教學人員的不正確認識,在晉升、薪酬、繼續教育、職稱評定等方面給予支持,減少差別待遇；第二,加強對實驗室技術人員的專業培訓,同時吸引優秀的高學歷畢業生加入到實驗室管理隊伍中；第三,建立對實驗室技術人員的激勵與約束機制,根據其在工作中的表現和業績給予獎勵或懲戒,調動實驗室技術人員的工作積極性、激發其工作中的創新精神。實驗室技術人員不斷學習和進步,才有能力協調各方資源,管理和維護好現有的實驗室空間,實現實驗室的可持續發展。

4 結語

綜上所述,建設可持續發展的通用型實驗室是高校實驗建設的一個方面,能夠比較有效地解決高校實驗室資源共享及實驗室空間緊張的具體問題,能夠在一定的程度上提高實驗室的使用效率。實驗室空間建設如創造一個生命體,確保可持續發展才能延長其使用壽命,并且使其在生命周期內通過有效管理充分發揮功能,實現良好的投資收益,為高校科研及教學工作提供強有力的支撐。

References)

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[13] 張克,任遠坤.加強高校實驗教師隊伍建設,促進實驗室建設可持續發展[J].科教導刊(上旬刊),2017(7):183-184.