“互聯網+”高校大型分析測試儀器開放共享的管理探索與實踐
——以華南理工大學材料平臺公共分析測試中心為例

2020-03-26 05:46:02詹美燕李春明

科技管理研究 2020年4期

詹美燕，李春明

（華南理工大學材料學院，廣東廣州 510641）

高校中的大型分析測試儀器（以下簡稱大儀）為我國高校科學研究的開展提供了重要的支撐，是培養高層次創新人才、進行高水平科學研究的重要物質基礎［1］，是助力高校“雙一流”建設的堅實后盾，也是整個社會生產技術和經濟發展的支撐力和推動力。大儀利用率的高低關系到國家科技創新能力的形成和發揮，對建設創新型國家具有重要意義［2-3］。科技含量較高、價格昂貴是高校大型分析測試儀器的主要特征。高校的大儀也是中小科研機構或區域內企業研發部門所急需的，因此在滿足高校自身需求的基礎上，大儀的空余機時可以通過大型儀器設備共享協作平臺向社會開放，促進產學研的進一步融合。構建大儀共享體系，能夠有效避免資源浪費和重復建設，實現政府、科研、教學和企業等各類機構中的大型儀器設備互通有無，為各類機構的發展提供技術支撐［4］。一些發達國家很早就對儀器資源共享進行研究，美國、英國、德國等發達國家都非常重視大儀的使用和管理，在大儀共享方面有先進的管理模式和經驗。例如，為貫徹完全開放、免費使用的政策，美國國家儀器共享服務中心整合國內實驗室和研究機構的科研儀器資源，向社會提供共享服務［5］；在德國，由國家資助購置的重大科研儀器，向國內外的科研機構、大學的科研人員開放，國家負責投資費用、運行費用，通常由聯邦政府承擔90%、州政府承擔10%，而大儀管理單位只需要負責日常管理、運行和維護保養［4］；韓國政府為保障大儀的使用效率，頒發相關法律法規，在網絡上發布儀器共享指南，實行儀器共享會員制［5］。我國的大儀共享管理與國際先進高校之間尚存在一定差距［6］，如何持續提升大儀開放共享效率和專業化服務能力，更好地支撐學科發展，仍然需要不斷深入探索和實踐。

1 我國大儀開放共享現狀

隨著我國高校辦學水平的不斷提高，高校大型儀器設備的數量和種類也呈高速遞增，高校教學、科研工作的硬件條件得到了明顯的改善，但是，伴隨我國高校大儀建設規模的持續增長，一些問題日益突顯。

從全國高校大型儀器設備使用效益統計結果來看，大型儀器設備使用效益普遍不高、重復購置現象比較普遍［7］。高校大型儀器設備使用率不高的原因主要有以下幾個方面：（1）由于購置經費有財政支持，有的大儀購買前缺乏充分的調研，購置前的可行性調研論證工作得不到足夠重視，流于表面，買回來的儀器僅供某一項目臨時使用就閑置，甚至出現儀器設備購置回來后放置多年未動的情況，造成資源的巨大浪費［8］。（2）隨著高校對科研經費的不斷投入，許多專家學者在課題經費充足的情況下選擇購入大型儀器設備供課題研究使用，但所購置的大型儀器設備位置分散且實行封閉式管理，僅供本課題組人員使用，沒有形成共享理念，導致設備利用率低下、使用效益不高。（3）盡管當前許多高校已經逐步開展大型儀器設備共享管理，但是由于管理體制和機制不完善，許多實施措施未能真正落實，本校不同院系之間不了解其他部門的儀器設備及使用情況，導致大儀使用效益低下；而另一方面，包括本校師生在內的大量分析測試需求卻難以得到滿足，造成了較大的資源浪費［9］。這種部門化、個人化的大儀使用和管理傾向，以及相對封閉的管理狀態，在一定程度上加劇了大儀的多頭重復購置現象［10］，又進一步造成大儀使用頻率較低甚至閑置浪費的現象。因此，如何全面提升高校大型儀器設備的共享效率，使大型儀器設備的使用效益得到充分發揮，保證效益最大化，促進高校儀器設備管理工作有序開展，提升高校實驗室儀器設備的管理水平，促進大型儀器設備共享平臺的構建并實現其效益最大化，更好地支撐高校教學與科研工作的開展，已成為當前高校亟待解決的問題［11］。

高校的大儀之所有沒有實現完全的開放共享，本文認為可能存在以下幾方面的原因：

一是大儀購買單位沒有形成共享理念。許多科研課題組使用科研項目經費購買的大儀，僅供本課題組人員使用，課題組獨占大儀的使用權，而課題組內對大儀的需求畢竟是有限的，導致某些大儀多數時間處于閑置狀態。

二是大儀維修經費得不到保障，限制了開放共享。我國的大型科學儀器大多由政府投資購置，大儀的采購經費是有保障的，但是購買回來后的使用及維護費用則相對沒什么保障，而一些“高精尖”的大型儀器設備的使用和維護費用都比較高，尤其是使用5 年之后基本已經過了保修期，一旦出現故障，維修經費無從落實，特別是對一些維修成本高的儀器設備，很難申請到維修經費，結果造成大量儀器設備長期處于待維修狀態，得不到持續開放共享。

三是開放共享之后，大儀的使用者增加，使用率升高，因此帶來的大儀故障率也增加，損壞風險增大，管理單位擔心儀器設備共享容易受到損壞而維修經費又沒有保障，也導致大儀管理機構不太愿意將其開放共享。

四是缺乏完善的共享管理機制，限制了開放共享的可持續發展。目前大部分的高校大型儀器共享平臺構建處于剛起步或試運行階段，由于涉及多部門的管理以及利益，共享平臺在實施的過程中成效并不顯著，符合自身特色的激勵政策還未完善，已有制度和相應的措施缺乏有效性和執行力，大儀共享主要依靠儀器設備管理者的自覺、自愿，尚未形成完善的資源共享機制。

五是缺乏完善的評價、考核與長效激勵機制，影響開放共享的積極性。大儀的技術含量很高，需要有較高水平的實驗室儀器操作人員相互配合才能充分發揮作用［12］，因此，建立可持續發展的大儀共享平臺，必須建立一支高水平的、相對穩定的實驗室技術和管理隊伍。一支結構合理、技術精湛、思想穩定的實驗室技術和管理隊伍，是大儀對外開放共享工作高效運行的決定性因素之一。實驗室技術和管理隊伍中的實驗技術人員，既要有一定的學術水平，又要具有精湛的實驗技術水平，通過相關培訓掌握一定的大型儀器設備維護、維修的專業技術。但是現狀是，高校大儀的管理工作一般被認為是一種教學輔助性工作，由于缺乏相適應的評價、考核與長效激勵機制，管理人員的職稱評定、福利待遇、管理培訓等方面都遠遠落后于科研教學人員，這在很大程度上限制或抑制了大儀管理人員的工作積極性，造成實驗室技術和管理人員工作積極性不強，工作懶散，而且流動性大，更難以吸引優秀人才進入實驗室技術和管理隊伍。實驗室專職人員配備不足，導致大多精密設備缺少專人管理，從而影響了大儀開放共享進程。完善可操作性強的績效考評機制，能有效調動相關人員對大型科學儀器設備的使用、開發和維護等工作的主動性，高校必須重視實驗技術人員，加強實驗技術和管理隊伍的建設。首先是開辟通道，讓實驗技術人員能和科研教學人員享受同等的晉升機遇；其次是制訂獎勵機制，大儀共享收費系統的資金拿出部分用于獎勵優秀的實驗技術和管理人員；再次是建立培訓機制，專業的技術培訓可以提高管理者的專業素質和業務水平，擴寬視野，提高實驗室技術和管理人員的業務水平，熟練掌握各種先進儀器設備的操作和新功能開發［13］。

2 華南理工大學材料平臺測試中心大儀共享的建設與成效

2.1 中心的主要特點和成果

華南理工大學材料科學與制備成形科技創新平臺，是學校重點建設的教育部“985 工程”二期國家科技創新平臺，其材料平臺公共分析測試中心（以下簡稱中心）是隸屬材料平臺建設、管理、運行的一個材料分析測試公共服務平臺，于2007 年9 月開始建設，共有16 間實驗室，合計面積816 m2，現有大型分析測試儀器14 臺套，價值2 300 萬元左右。

早在2008 年，華南理工大學相關部門為了加強大型儀器設備的管理，提高儀器利用率和共享水平，已開始建設華南理工大學儀器設備共享平臺。中心依托學校的儀器設備共享平臺，通過10 多年的持續實踐和改進，結合自身具體狀況和實際需求，探索出一套比較完善的分析測試儀器全年每天24 h 開放共享管理方法，促進了中心大儀的使用和管理更加便捷、靈活、高效。

高校大儀的開放共享具有自身的特點：首先在開放對象上，應該是面對學校全體師生共享（有條件的話可增加社會服務對象范圍）；其次在開放時間上，應該是全天24 h 開放。以掃描電子顯微鏡（SEM）為例，材料組織的微觀分析和表征是研究和開發新材料的基礎，SEM 作為微觀組織表征的主要和常用手段，操作相對簡單和安全，不涉及易燃易爆有毒等化學品類實驗室可能存在的安全隱患，通過正式的培訓，學生個人可以完成大儀的操作，不需要多人協作；此外，不同的材料觀察側重點不同，需要積累相關經驗，SEM 開放共享可以讓學生有更多的時間進行自行操作，根據自己的科學研究內容仔細選區觀察，安靜專注地進行分析和測試工作，有利于發現和探索更深層次的組織性能特征。由表1 中心近5 年開放共享的2 臺掃描電鏡使用情況可以看出，隨著參加自行操作培訓人員的增加，SEM的開放共享程度不斷增加，儀器使用機時也呈上升趨勢，大大超出學校大儀應達標年機時數（1 400 機時/年），完全實現了大儀的充分使用；與此同時也可以看出，SEM 測試在高校師生的科研過程中存在大量的應用需求，是不可或缺的分析測試儀器，完全可以通過開放共享和科學的管理以充分發揮儀器的使用潛力。

表1 近5 年華南理工大學材料平臺公共分析測試中心掃描電鏡開放共享情況

有償服務機制是行之有效的開放共享管理機制之一，所收取的費用可以為大儀維修和日常維護提供資金補貼，解決了大儀維修的后顧之憂，從而保障了儀器的持續共享開放，進而提高整個共享平臺設備資源開放的共享程度和使用率；此外，所收取費用按一定比例用于補貼大儀管理人員，可以調動各單位參與大儀開放共享的積極性。中心自開放運行以來就堅持實行測試收費制度，測試費收費標準與學校其他單位同一類型的儀器相當，收費標準自2008 年開始實施至今均未改變。學校在測試費收入管理中極大支持了中心開放共享的可持續發展，將測試費的85%下撥給大儀專管單位作為發展基金、設備維修基金和實驗室日常運行費等，確保了中心儀器的日常維護和故障及時維修。自大儀開放共享正常運行開始，中心完全實現了依靠測試費收入來保障大儀日常維護和故障及時維修的目標，在高強度的開放共享運行條件下，大儀始終保持良好的使用狀態。在中心正常良性發展的第10 年后，中心還使用測試費收入余額購置了一臺最新的SU8220 超高分辨率冷場發射掃描電鏡，價值470 萬元左右，目前正在試運行中。這在我國高校范圍內是極少見的范例，充分說明了科學合理的管理不但能夠有效提高大儀的開放共享效率，充分發揮大儀的科學支撐作用，還能夠極大挖掘大儀的潛在效益，為中心的可持續發展奠定一定的基礎。

在人才培養方面，中心根據師生的測試需求開展了一系列大儀操作培訓，學生能熟練地操作相關儀器，在自行操作的情況下擁有更多的時間使用儀器進行深層次的科研數據分析和檢測，學生的實驗技術和科研能力都得到了較大提高。有的學生因為在校期間在中心受到過良好的大儀操作訓練，畢業后也進入相關領域從事大儀的操作、管理和研發等工作。

2.2 多元化管理方案

近些年來，隨著國家實力的提升和建設創新型國家戰略的實施，科教領域得以迅猛發展，特別是國家對于高校科研方面的投入，有效地充實了高校的大型儀器設備資源，隨著設備量的增加，無疑對設備管理帶來了挑戰，對設備的管理、維護、運營提出了更高的要求。據不完全統計，我國多數重點院校擁有的大型儀器設備均在30 臺以上，設備總金額高達千萬元級，但平均使用率卻不甚如人意，有的甚至不到25%［6,14］。隨著“互聯網+”時代的到來，實驗室信息化管理迎來了新的契機，通過互聯網技術來實現大型精密儀器的管理，已成為高效管理實驗儀器、提高其利用率的新方法，同時也是提高實驗室管理水平、服務能力以及開放共享的有效途徑［10,15］。中心在多年開放共享的實踐中，依托學校的大儀共享平臺，利用不斷發展的互聯網工具，已經逐漸形成了自身的管理特點，很好地促進了開放共享的可持續良好發展。

2.2.1 大儀操作培訓，大儀開放共享的基礎

大型分析測試儀器是培養高層次創新人才、進行高水平科學研究的重要物質基礎，也是知識與技術創新必不可少的工具和手段。要做到大儀的24 h完全開放共享，必須由師生參與進來自行操作，不可能僅限于大儀管理者操作大儀，因此，大儀的操作培訓是大儀開放共享的基礎。參加培訓對象的遴選很重要，關系到培訓練習過程中的態度和效果。中心通常選擇碩士研究生及以上的學生作為優先培訓對象，因為自身科研分析測試的需要，他們將會使用特定的大儀作為分析測試方法之一，就會有積極的意愿參加培訓，在此后的培訓過程中就會認真聽課和上機操作練習，態度決定一切，培訓效果會事半功倍。同時控制每期培訓的參加人數也很重要，通常中心每期培訓10 人，若太多的人上機操作則演示看不清楚；為了確保培訓效果，中心在掃描電鏡室增加了墻面電視顯示器，以便參加培訓的學生可以清楚地看到每一個上機演示操作步驟。

經過多年的培訓經驗累積，中心已經編寫了有針對性的培訓大綱，具體包括理論部分和實操部分。培訓主要由五大部分組成：（1）培訓前的預習。通過在華工材料平臺培訓專用QQ 群里發送相關培訓資料，要求學生事先預習，對即將的培訓課程有基本的概念和了解。（2）集中上課。在掃描電鏡室集中上課，根據測試操作流程進行培訓，穿插相應的理論知識，上課時間為一個上午。（3）上機練習。每人1 天的上機操作練習，有問題可隨時找老師，可隨時在QQ 群里提問，學生和教師一起參與討論。（4）考核。培訓考核分為筆試和機試兩部分。（5）后續跟蹤加強與鞏固。參加培訓后的學生經考核合格，即可自行上機操作，但是在開始的前3 個月，原則上要求先預約在實驗室正常上班時間內自行操作，這樣如果在操作過程中有問題則可以及時找到老師解決，在非上班時間則需要已經會熟練操作的學長陪同上機，以便解決一些小問題，提高測試技巧。此外，中心對已經培訓合格的學術還會實行隨機年度考核制度，以便跟蹤學生自行操作的效果。截至2018 年年底，中心已經培訓了可自行操作掃描電鏡的學生合計1 500 余人次。

2.2.2 科學管理，提高儀器使用率

中心大儀開放共享的管理內容主要可以分為3個方面：使用人員管理；大儀預約制度；儀器和實驗室安全管理。

（1）大儀使用人員的培訓和準入制度是大儀開放共享的基礎。使用人員管理規定要求必須是通過中心相關培訓考核的師生才能自行使用相關大儀；取得大儀操作資格的學生必須熟悉大儀和實驗室安全管理條例，進入儀器室必須簽訂“實驗室安全責任委托書”，并得到導師的同意。

（2）完善有序的大儀預約使用制度是大儀開放共享的前提。運用信息技術手段是互聯網時代高校大儀管理工作發展的必然趨勢，中心依托華南理工大學儀器設備共享平臺實行所有測試的網上預約制度，用戶可以在網上查詢所需要的設備信息，并在網上預約使用。所有大儀根據具體情況設定了不同的預約時間段，使用者用學校門戶的用戶名登錄預約，學生的預約需要通過導師的審核（系統郵件通知）才能被提交給中心最終審核。以SEM 為例，全天預約分為7 個時間段，分別是：上午；中午；下午；晚上第1 階段（17：30 ～21：00）；晚上第2 階段（21：00 ～24：00）；晚上第3 階段（0：00 ～6：00）和清晨（6：00 ～8：00），真正做到24 h 開放。在每年的畢業季，即使在這樣完全開放的時段，使用者也要“秒殺”才能預約到使用時間，可見學生們對相關測試的需求量還是很大的。每天上午一上班，中心管理老師會在華工材料平臺QQ 群里發布當日測試安排，以便提醒已預約到的同學準時開展測試工作；有的預約可能會因為具體情況變化而被臨時取消，這時候華工材料平臺QQ 群就開始起作用了，學生在QQ 群里實時取消，在線的需要預約的學生實時看到后可留言預約，中心大儀管理老師24 h 在線，確保相關預約的順利變更。經過10 多年的發展，華工材料平臺QQ 群已經成長為擁有1 800 多名師生的超級大群，是中心大儀開放共享、日常管理和經驗交流的得力工具和助手。作為進一步的補充，中心大儀管理老師的手機號碼也分享在QQ 群里，必要時大儀使用人員隨時可以撥打電話聯系老師解決相關問題。

（3）儀器和實驗室的安全管理是大儀開放共享的保障。儀器操作規程和實驗室安全守則上墻，儀器操作過程中特別需要注意的地方用簡潔的文字醒目地標示于儀器旁。操作過程中發生任何自己不能解決的問題，使用人員可以在QQ 群里及時咨詢老師和同學，還可以直接撥打電話給管理老師。因為是全天候開放，因此在每日的測試安排中會用突出的字體提醒在晚上測試的須二人同行，務必注意人身安全。中心所有儀器室使用門禁系統開門，門卡可以設定有效的激活時間，僅在設定的時間內才可以打開儀器室的門；非上班時間的測試需要事先到大儀管理老師處取門卡，不同時段門卡的交接可在QQ 群里留言完成。

目前中心的管理制度還在不斷地完善過程中。中心正在開發培訓人員信息與預約系統對接，預約系統與門禁系統對接，嚴格執行預約測試制度，僅限已培訓考核合格的師生才能預約測試，防止未經培訓的人員自行操作行為；預約時會要求預約者先閱讀相關安全管理協議，并選擇“已閱讀”，而協議必須言簡意賅，否則會流于形式。同時，中心還在研發密碼開門系統，與預約系統對接，確保每次預約時系統自動生成該時段的門禁密碼。此外，即將投入使用的手機版預約系統也將更加方便地實現中心大儀開放共享的預約和管理。

3 結論