自制實驗裝置 強化實驗隊伍建設

林海旦， 林先茂， 樊 冰， 薛凌云， 姜周曙

（1.杭州電子科技大學a.國有資產與實驗室管理處；b.自動化學院，杭州310018；2.上海諾基亞貝爾股份有限公司，杭州310058）

0 引 言

實驗技術隊伍是高校實驗教學改革的主要力量，是學生實踐動手能力和創新能力的培養者，是實踐教學和科學研究的橋梁和基石，實驗技術隊伍在高校建設和人才培養中占有舉足輕重的地位［1-2］。打造一支整體素質高、技術能力強、適應新形勢要求的實驗技術隊伍，是保障高等教育質量可持續發展的重要基礎，也是實現新工科人才培養目標的重要保障。

目前國內外很多專家學者、實驗室管理工作者圍繞如何建設好實驗技術隊伍進行了不懈的探索和研究，但大都圍繞實驗技術隊伍的編制、待遇和晉升途徑等方面進行，對如何真正提升實驗隊伍的專業化程度方面辦法不多。

調研發現，美國高校實驗技術隊伍水平普遍較高，大都能夠承擔自制實驗裝置工作。國內越來越多的高校開始重視實驗裝置的研制工作，在多年工作實踐的基礎上，探討了自制實驗裝置，強化實驗技術隊伍能力建設的方法和途徑。

1 高校實驗技術隊伍建設現狀

在“雙一流”建設背景下，高校對實驗技術人員的綜合素質要求越來越高，為滿足新形勢的需求，提升實驗技術隊伍為人才培養、科學研究、社會服務和文化傳承創新等各項事業服務的能力和水平，已成為當前高校的緊迫任務。近年來，碩士及以上人員開始大量進入高校實驗室從事實驗技術工作，據調查，目前浙江省本科院校實驗技術隊伍中碩士及以上學歷人員已占總數的60%以上，但與之不匹配的是實驗技術隊伍建設現狀并不容樂觀，實驗技術隊伍建設滯后在一定程度上已成為制約高校進一步發展的“瓶頸”。從眾多的研究成果分析來看，我國高校的實驗隊伍建設普遍存在以下問題。

（1）激勵保障措施不健全，缺乏工作積極性。一段時期以來，實驗技術人員在高校中被視為教輔人員，“干多干少一樣，干和不干一樣”的現象仍然存在，很多高校實驗技術人員不僅在學校地位低、待遇差，而且在培訓進修、職稱晉升等方面也較為弱勢，浙江省本科院校實驗隊伍現狀調研的統計發現，在實驗技術隊伍人員晉升中，94.44%的高校沒有向優秀的實驗人員傾斜。同時學校對實驗技術人員缺乏一套科學合理的培養體制，實驗技術人員歸屬感不強，在一定程度上影響了實驗技術人員的工作積極性［3-4］。

（2）技術研發氛圍欠缺，實踐水平弱化。由于一些歷史遺留問題，大多數專職實驗技術人員只從事日常實驗教學的儀器設備與環境條件保障工作、實驗室建設、實驗教學改革，而引領實驗技術進步與創新的工作氛圍欠缺，加上目前高校實驗教學理論化，實驗技術隊伍工程化培養機會少、缺乏工程背景和實踐鍛煉機會，技能水平難以快速提升，導致實驗技術人員存在動手能力弱，適應能力和創新能力弱，實踐水平弱化的問題［5］。

2 自制實驗裝置促進實驗技術隊伍能力建設

實驗教學作為應用型人才培養體系中的重要環節，對人才培養質量的提升起到至關重要的作用。實驗技術人員根據實驗教學大綱中的實驗項目的要求，通過制作滿足高校實驗需求的，符合高校人才培養目標定位的更合理、更實用的自制實驗裝置，有利于促進實驗教學的改革和創新，發揮實驗室效能，提高實驗教學質量，提升人才培養質量，也有利于獲得自身成就感，提高工作積極性，同時有利于提高自身的以下4 種能力和素質，具體見圖1 所示。

圖1 自制實驗裝置提升實驗技術隊伍的4種能力

（1）提高動手能力。實驗技術人員對實驗教學儀器設備進行功能開發、技術創新前，必須先充分了解原有相關儀器設備的種類和功能，更需要清楚每種儀器設備的適用范圍和優缺點等；實驗裝置研制過程中，實驗技術人員需要收集資料、學習研究、修改、調試。經歷了自制實驗裝置研發過程，實驗技術人員更加了解儀器設備的結構、性能和特點，使得實驗技術人員自身的理論知識儲備更加扎實，同時實踐動手能力得到了充分鍛煉［6］。

（2）提高分析問題和解決問題的能力。為了制作適用的教學儀器設備，實驗技術人員需要與教研組成員一起研究實驗教學大綱，結合教學方法和教學內容，分析現行使用的哪些儀器設備或者儀器設備的哪些功能跟實驗教學內容和形式不匹配，提出解決問題的方法，并進行方案的多次論證和比較，通過與研制組成員的一次次分析、討論和解決，實驗技術人員分析問題和解決問題的能力得到一定程度提高［7-8］。

（3）提高團隊協助能力。自制實驗裝置往往涉及多學科、多課程的知識，可以運用到不同課程的實踐教學環節，為了自制教學裝置在實踐教學體系中能發揮最大作用，自制實驗裝置一般需要團隊多人協作完成。實驗裝置的研制過程中，團隊成員一起歷經收集資料、方案論證，系統、軟件設計、制作、調試等全過程，強化了大家的團隊協作能力。

（4）提高科研創新能力。自制實驗教學裝置往往設計新穎，構思巧妙，體現新的實驗方法和內容，同時很多還是市場上無法采購的專用實驗儀器設備，所以在儀器設備功能開發和制作過程中，實驗技術人員需要不斷地挖掘自身的創造潛能，從而使得自身創新能力得到了培養。

3 自制實驗裝置推動實驗技術隊伍建設

3.1 建立長效管理機制

規范合理的實驗裝置研制運行機制，是推進實驗裝置研制的基礎。為此，高校應樹立自制儀器設備的全生命周期管理理念，建立自制實驗儀器設備從立項、審批、過程監管、驗收入庫、獎懲、推廣應用等方面的一整套措施和制度保障，規范自制實驗儀器設備管理，使實驗技術人員從事自制實驗儀器設備的開發和使用有章可循，從制度和經費等各方面解決實驗技術人員的后顧之憂。

建立自制實驗裝置的激勵機制，是推進實驗裝置研制的助推器。實驗技術人員往往習慣于按部就班，缺乏從事教改、科研的動力，尤其是在其創造性的勞動得不到評價和認可時，就更不愿把時間和精力投入其中，應通過各種途徑，精神激勵和薪酬激勵并行，激發實驗技術人員的內在動力，鼓勵實驗技術人員研制使用自制裝置，提高自身的工程實踐能力。職稱對于高校工作人員而言非常重要，對于實驗技術人員來說也是一樣，學校將自制實驗裝置納入實驗技術人員職稱評審條件，在專業技術職務評聘中，將研制實驗裝置并被校內外使用作為實驗系列專業技術職務業績基本條件之一，與實驗技術人員的考核直接掛鉤，作為實驗技術人員的上崗條件選項，從而激勵他們參與實驗裝置研制。通過系列政策激發實驗技術人員的內在的動力，同時通過制造一定的外在壓力和吸引力，讓實驗技術人員在提升自己能力的同時還能在職稱、待遇等方面有所收獲［9-11］。

3.2 開展自制實驗裝置立項與評比

高校應提倡并支持實驗技術人員研制原創性自制教學儀器及智能化信息化設備。通過設立自制儀器研發項目，鼓勵開展關鍵新部件，新器件、新軟件研發，實驗新技術、新方法研究，并將其廣泛應用于實驗教學，推動實驗教學改革、改進教學方法和手段、提高實驗教學水平、激發實驗技術人員創新工作熱情［12］。

學校結合培養具有創新精神的應用型高素質人才這一總體目標，開展實驗教學技能競賽，通過公開教學的形式就實驗設計、實驗演示、實驗指導等方面進行學習和交流，并在實驗教學項目中對參賽使用自制儀器設備作為項目特色或創新的一部分，同時在評分表的教學方案設計等方面予以體現，促進實驗技術隊伍水平的提升；將自制實驗裝置跟薪酬獎勵結合，開展自制實驗裝置評選，同時遴選優秀作品參加全國性的評選活動，并給予一定的獎勵，引導大家開發高水平的自制實驗裝置；充分發揮考核的作用，將獲得自制實驗裝置國家級獎作為學校教學考核評價內容、核心指標之一。精心營造學校自制實驗裝置的良好氛圍，從而帶動更多的實驗技術人員參與實驗裝置的研制。

3.3 建立創新研發團隊

自制實驗裝置具有靈活性、超前性、及時性的特點，容易形成實驗教學特色和優勢。以建立優化應用與創新能力培養的實驗實踐教學體系為目標，按照基本技能、基本能力、創新能力三類實踐能力培養分類整合專業實驗，通過實驗裝置研發實踐，探索建立由“團隊帶頭人——普通實驗技術人員——研究生”組成的“金字塔”形、“多元化”的多學科研發團隊結構。借鑒國內外先進的工程教育教學理念和實驗技術，由教學經驗豐富的一線教師主導，帶領普通實驗技術人員和學生自主研發高水平的實驗教學裝置。在自制實驗裝置的過程中，堅持基礎性和先進性并重原則，通過“做中學、干中教”和“基于項目的學習”，通過多樣化的訓練項目，經過一次次的實驗裝置的開發與制作，以及老中青傳幫帶，積極創造條件充分發揮團隊的作用，克服個體知識和能力的局限，培養實驗技術人員的動手實踐能力、創新和合作精神。同時，通過自制實驗儀器研發過程，實驗技術人員非常了解儀器設備的結構、性能和特點，具備了使用和維修儀器設備的能力［13-14］。

3.4 借力產學研合作

產學研合作既是創新實踐能力培養的重要途徑，也是科技成果轉化的重要渠道。自制實驗裝置可以由科研課題轉化而來，或通過產學研合作，推動成果轉化。實驗技術人員通過自制實驗裝置在提升自身能力和水平的同時，還可以獲取項目和成果［15-16］。同時可以通過校企產學研合作，借力企業，一起推動自制實驗裝置的產業化，產生一定的經濟效益，從而提升實驗技術人員的內在驅動力和積極性。自制實驗裝置具有“造血”的功能，通過“走出去，請進來”的方式，對提高實驗技術人員能力和水平都能起到推動作用。

4 實施成效

學校多年來一直大力鼓勵和支持實驗技術人員自主研發實驗教學儀器設備，自2015 年開始在校高教課題中加入自制儀器專項，2016 年增加了虛擬仿真實驗教學專項，鼓勵支持教師和實驗技術人員積極探索實驗教學的新方法、新手段，研制實驗儀器設備提高核心競爭力和社會影響力。自制實驗儀器研制在推動實驗教學改革、提高實驗室建設水平等方面發揮了積極作用。從2012 年開始精選學校自制實驗裝置參加高博會的教學科研設備展示，受到兄弟院校同行的好評和各地儀器代理商的關注，部分自制裝置已實現了產業化，在浙江大學、上海交通大學等100 多所高校推廣使用。在2018 年全國第五屆高校教師自制實驗儀器設備創新大賽中，由實驗技術人員研制的自制實驗儀器設備獲二等獎1 項（見圖2），三等獎3 項，總成績居全國第13 位，獲“優秀組織單位獎”，擴大了學校的影響力，提高了實驗技術人員研制自制裝置、開拓創新的積極性，提升了實驗技術隊伍的水平。

圖2 自制的實驗教學儀器

實驗技術隊伍在學校人才培養、科研和社會服務中發揮越來越重要的作用，他們的成績也得到了學校和社會認可。學校多個實驗技術人員在全國大學生電子設計等競賽中被評為優秀指導老師；其中有的實驗技術人員近3 年指導學生獲國家特等獎1 項，一等獎4 項，二等獎3 項；同時，實驗技術人員牽頭設計的實驗教學案例獲全國一等獎。

5 結 語

以自制實驗裝置為抓手，結合產學研合作等手段，可以有效促進高校實驗技術隊伍綜合能力提升。在新的歷史時期，為進一步實施人才強校戰略，全面提升高校實驗隊伍整體素質和綜合實力，努力打造一支與學校發展目標相適應的實驗隊伍，高校應進一步規范自制實驗裝置的管理制度和管理辦法，探索各種有效的方法和途徑，充分調動實驗技術人員的主動性、積極性和創造性，鼓勵更多的實驗技術人員參與自制實驗裝置，促使實驗技術隊伍的技能水平不斷提高。