高校大型儀器設(shè)備融入本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索與實(shí)踐

吳甲，葛志明

（南通大學(xué)國(guó)有資產(chǎn)管理處，江蘇 南通 226019）

目前，產(chǎn)業(yè)變革和科技革命競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018-2022年）》指出，要推進(jìn)高等教育內(nèi)涵發(fā)展，提升高等學(xué)校科學(xué)研究與創(chuàng)新服務(wù)能力。因此，高校要整合教育資源，建立以科研和創(chuàng)新為核心的人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、服務(wù)社會(huì)架構(gòu)體系。大型儀器作為高校開展科學(xué)研究重要工具，在高質(zhì)量人才培養(yǎng)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮更加重要的作用，高校學(xué)生如果能夠接受專業(yè)儀器體驗(yàn)和熏陶，對(duì)建立和培養(yǎng)自學(xué)和再學(xué)習(xí)的能力，提升發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的水平，培養(yǎng)具有理論問(wèn)題分析和實(shí)踐探索求解能力的人才至關(guān)重要。

1 大型儀器設(shè)備對(duì)本科人才培養(yǎng)的重要意義

1.1 大型儀器設(shè)備潛能挖掘需要

大型儀器設(shè)備是開展科學(xué)研究的物質(zhì)基礎(chǔ)。據(jù)科技部和國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局?jǐn)?shù)據(jù)，截至2021年，全國(guó)50萬(wàn)以上大型科研儀器設(shè)備的保有量已經(jīng)超過(guò)10萬(wàn)臺(tái)套，但是，大型儀器設(shè)備的高投入沒(méi)有形成相應(yīng)的效益，目前還存在運(yùn)轉(zhuǎn)效率不高、有效機(jī)時(shí)偏低、服務(wù)形式簡(jiǎn)單、功能利用和開發(fā)不充分等問(wèn)題。高校作為大型儀器設(shè)備主要分布單位之一，在機(jī)制健全、平臺(tái)建立、隊(duì)伍建設(shè)、統(tǒng)籌管理等方面做了一系列開放共享探索，如果從人才培養(yǎng)角度對(duì)大型儀器使用方向進(jìn)行二次規(guī)劃，將有利于進(jìn)一步充分挖掘儀器全生命周期內(nèi)的價(jià)值潛力。

1.2 高校人才培養(yǎng)模式變革需要

《關(guān)于加強(qiáng)基礎(chǔ)學(xué)科人才培養(yǎng)的意見(jiàn)》指出，要發(fā)揮高校培養(yǎng)基礎(chǔ)研究人才主力軍作用，為國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展培養(yǎng)基礎(chǔ)研究人才。為了戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，高校不僅要注重理論知識(shí)的傳授，更需要重視創(chuàng)造力的培養(yǎng)。科學(xué)研究是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的最有效方式，在本科教育階段，保證一定量的科研時(shí)間投入，讓學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，在研究實(shí)踐中學(xué)以致用，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣繼而發(fā)展成學(xué)術(shù)志趣，讓學(xué)生在本科階段獲得一定的學(xué)術(shù)經(jīng)驗(yàn)和成果，主動(dòng)地思索未來(lái)學(xué)科研究方向，對(duì)其今后的研究生學(xué)習(xí)以及進(jìn)一步深造有很大的幫助作用。

2 高校大型儀器面向本科生開放面臨的困難和問(wèn)題

2.1 大型儀器得不到集中

按照委托-代理理論，學(xué)校是大型儀器設(shè)備所有權(quán)者，二級(jí)學(xué)院行使大型儀器設(shè)備的管理權(quán)和使用權(quán)。目前，雖然多所學(xué)校紛紛建立了大型儀器設(shè)備開放共享虛擬平臺(tái)，但是，由于受限于經(jīng)費(fèi)管理模式分散以及二級(jí)學(xué)院未建立共享實(shí)體平臺(tái)等因素，二級(jí)學(xué)院的高精尖的儀器設(shè)備使用權(quán)大多數(shù)分散在各課題組，二級(jí)學(xué)院對(duì)其缺乏有效的管理和使用約束，青年教師甚至實(shí)驗(yàn)中心工作人員也無(wú)權(quán)使用。課題組在完成課題研究后，儀器將不再發(fā)揮作用，整體利用率不高甚至處于半閑置狀態(tài)，也造成了大型儀器設(shè)備資源的浪費(fèi)。

2.2 工作量得不到認(rèn)可

雖然大多數(shù)高校沿用《高等學(xué)校貴重儀器設(shè)備年度效益評(píng)價(jià)表》考核主體框架，將人才培養(yǎng)納入考核指標(biāo)范疇，但是，各個(gè)高校對(duì)人才培養(yǎng)工作量認(rèn)定和使用標(biāo)準(zhǔn)各不相同，如果學(xué)校方面未打通管理體制機(jī)制，人才培養(yǎng)則不計(jì)入教學(xué)工作量，在績(jī)效分配、職稱評(píng)定等情況下均不予認(rèn)可，對(duì)機(jī)組人員將大型儀器設(shè)備用于人才培養(yǎng)的積極性造成影響。因此，在目前以機(jī)時(shí)、收入和成果考核為導(dǎo)向的考核體系下，機(jī)組人員往往更傾向于利用大型儀器設(shè)備開展科研課題合作、樣品檢測(cè)等共享服務(wù)，以至于留給大型儀器設(shè)備服務(wù)教學(xué)的空間非常有限。

2.3 課程得不到建設(shè)

大型儀器設(shè)備一般屬于精密貴重儀器，要求操作者不僅嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室安全要求，保證儀器運(yùn)行的水路、電路、氣路、磁場(chǎng)、震動(dòng)等環(huán)境要求，還要求操作者經(jīng)過(guò)系統(tǒng)培訓(xùn)，熟練掌握儀器的操作規(guī)程。對(duì)于本科生來(lái)講，由于其知識(shí)結(jié)構(gòu)和水平還達(dá)不到大型儀器設(shè)備操作要求，而且由于大型儀器設(shè)備單價(jià)高、臺(tái)套數(shù)少的特性，使不少課程建設(shè)者都望而卻步。在實(shí)際開展大型儀器設(shè)備教學(xué)時(shí)，一般以短期的現(xiàn)場(chǎng)觀摩演示為主，沒(méi)有適用于本科生的循序漸進(jìn)課程教學(xué)體系，也沒(méi)有統(tǒng)一的大型儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)、計(jì)劃和課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 經(jīng)費(fèi)得不到保障

大型儀器設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用包括耗材費(fèi)用、維修費(fèi)用、人工費(fèi)用、折舊費(fèi)用等。如果學(xué)校沒(méi)有單獨(dú)開辟大型儀器設(shè)備教學(xué)運(yùn)行費(fèi)用，將使得大型儀器設(shè)備的使用和維修等情況無(wú)法保障，甚至如果操作不當(dāng)，損壞后維修價(jià)格高昂、維修周期長(zhǎng)。由于目前大型儀器設(shè)備本科教學(xué)工作量，無(wú)法轉(zhuǎn)化為學(xué)校認(rèn)可的機(jī)時(shí)和成果，所以無(wú)法獲得維修費(fèi)資助和相關(guān)補(bǔ)貼保障，這些運(yùn)行費(fèi)用只能從教師自己的課題運(yùn)行經(jīng)費(fèi)支出，因此嚴(yán)重影響了開展大型儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主動(dòng)性和積極性。

3 “3+X”大型儀器設(shè)備服務(wù)教學(xué)的方法

為了發(fā)揮大型儀器設(shè)備在人才培養(yǎng)方面的價(jià)值，南通大學(xué)依托現(xiàn)有大型儀器設(shè)備，開展儀器服務(wù)教學(xué)的探索和實(shí)踐，建立“制度+平臺(tái)+經(jīng)費(fèi)”的大型儀器設(shè)備本科教學(xué)體系，開設(shè)針對(duì)不同專業(yè)的大型儀器設(shè)備教學(xué)方案X，從而實(shí)現(xiàn)大型儀器設(shè)備主動(dòng)地、系統(tǒng)地、精準(zhǔn)地服務(wù)于本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

3.1 建立協(xié)同制度體系

要進(jìn)一步發(fā)揮大型儀器設(shè)備在本科教學(xué)中的作用，就要從大型儀器設(shè)備全生命周期管理角度，在購(gòu)置、使用、共享、考核、處置等環(huán)節(jié)對(duì)儀器服務(wù)于教學(xué)做出明確規(guī)定。

學(xué)校大型儀器設(shè)備購(gòu)置論證管理辦法規(guī)定，要根據(jù)儀器的屬性，在購(gòu)置論證階段就規(guī)劃每年用于人才培養(yǎng)的機(jī)時(shí)數(shù)；學(xué)校大型儀器設(shè)備維修管理辦法規(guī)定，根據(jù)儀器設(shè)備服務(wù)于本科教學(xué)的機(jī)時(shí)數(shù)，維修論證時(shí)給予資助經(jīng)費(fèi)傾斜；學(xué)校大型儀器設(shè)備開放基金政策規(guī)定，每年必須設(shè)置一定比例的學(xué)生項(xiàng)目，用于支持本科生使用共享儀器開展實(shí)踐創(chuàng)新研究；學(xué)校大型儀器設(shè)備考核管理辦法規(guī)定，人才培養(yǎng)機(jī)時(shí)應(yīng)不低于購(gòu)置論證規(guī)劃的機(jī)時(shí)數(shù)量，對(duì)于性能指標(biāo)下降的儀器，可免于參加考核，但是，須在人才培養(yǎng)領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)揮作用。此外，學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)文件規(guī)定，大型儀器設(shè)備教學(xué)課程所取得的學(xué)分可以加入實(shí)驗(yàn)教學(xué)總學(xué)分；學(xué)校職稱評(píng)定辦法規(guī)定，實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員從事的大型儀器設(shè)備教學(xué)工作量可以納入對(duì)教學(xué)工作量要求范疇。

3.2 搭建統(tǒng)一軟硬件平臺(tái)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)科的集中管理，促進(jìn)學(xué)科資源的互通融合，南通大學(xué)實(shí)施了學(xué)部管理體系，通過(guò)建立工學(xué)部、醫(yī)學(xué)部、理學(xué)部等方式，并建設(shè)相應(yīng)學(xué)部大樓，將同一學(xué)部通用的大型儀器設(shè)備集中存放在公共實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，實(shí)驗(yàn)中心主任負(fù)責(zé)平臺(tái)運(yùn)行，并且配備一定的專兼職機(jī)組人員，實(shí)現(xiàn)大型儀器設(shè)備科學(xué)管理、集中共用，不僅為科研測(cè)試提供了良好的平臺(tái)便利，也為大型儀器設(shè)備實(shí)踐教學(xué)深入開展提供了硬件支撐，極大地提升了儀器服務(wù)教學(xué)的能力。

信息化平臺(tái)方面，學(xué)校搭建了大型儀器設(shè)備線上共享服務(wù)平臺(tái)。早期的平臺(tái)主要專注于服務(wù)科研所需儀器資源的預(yù)約使用、自動(dòng)計(jì)費(fèi)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等方面。升級(jí)后，平臺(tái)將儀器教學(xué)培訓(xùn)也納入服務(wù)范疇，提供在線儀器課程、發(fā)布教學(xué)培訓(xùn)公告、設(shè)立實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫(kù)。平臺(tái)對(duì)儀器服務(wù)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一收集和利用，為平臺(tái)大型儀器設(shè)備申購(gòu)、維修、考核論證做決策參考。此外，為了向?qū)W生提供更加便利的服務(wù)，平臺(tái)同時(shí)提供電腦端和移動(dòng)端應(yīng)用，在預(yù)約前一天，平臺(tái)自動(dòng)向移動(dòng)端發(fā)送消息，提醒按時(shí)參加預(yù)約的培訓(xùn)課程。

3.3 提供運(yùn)行保障經(jīng)費(fèi)

學(xué)校通過(guò)設(shè)置專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)加大對(duì)儀器教學(xué)活動(dòng)的資助力度，提高大型儀器設(shè)備機(jī)組和學(xué)院主動(dòng)承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主動(dòng)性和積極性。學(xué)校在開放基金中設(shè)立“學(xué)生創(chuàng)新專項(xiàng)基金”，用于鼓勵(lì)師生圍繞大型儀器設(shè)備開展教學(xué)和創(chuàng)新活動(dòng)，讓對(duì)儀器科研和創(chuàng)新有興趣、有能力的學(xué)生脫穎而出；設(shè)立大型儀器設(shè)備教學(xué)研究項(xiàng)目，用于鼓勵(lì)教師主動(dòng)對(duì)日常教學(xué)活動(dòng)中，融入、用好大型儀器設(shè)備，提供更多的解決方案。

在大型儀器設(shè)備運(yùn)行經(jīng)費(fèi)方面，進(jìn)一步加強(qiáng)經(jīng)費(fèi)使用時(shí)對(duì)大型儀器設(shè)備教學(xué)活動(dòng)的傾斜力度。例如，維修經(jīng)費(fèi)為負(fù)責(zé)教學(xué)活動(dòng)的大型儀器設(shè)備全額資助維修費(fèi)用，減少大型儀器設(shè)備機(jī)組人員對(duì)大型儀器設(shè)備投入教學(xué)后產(chǎn)生損壞的后顧之憂；二級(jí)學(xué)院擬購(gòu)置用于本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的大型儀器設(shè)備，則通過(guò)專業(yè)建設(shè)經(jīng)費(fèi)予以購(gòu)置經(jīng)費(fèi)資助，論證時(shí)納入優(yōu)先購(gòu)置級(jí)別；大型儀器設(shè)備收入分配時(shí)，學(xué)校會(huì)根據(jù)開放共享程度和承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況，對(duì)共享大型儀器設(shè)備機(jī)組予以耗材、勞務(wù)等額外的補(bǔ)助和支持。

3.4 建設(shè)專業(yè)化教學(xué)方案

（1）建立教學(xué)微課程，實(shí)施精準(zhǔn)化教學(xué)。大型儀器設(shè)備人才培養(yǎng)模式的改革，要以優(yōu)質(zhì)的、豐富的課程資源作為教學(xué)載體和基本條件。為此，學(xué)校鼓勵(lì)建立大型儀器設(shè)備線上微課程視頻庫(kù)，課程內(nèi)容涵蓋儀器基本原理、操作規(guī)程、日常維護(hù)等內(nèi)容。

微課程視頻教學(xué)不僅可以彌補(bǔ)大型儀器設(shè)備資源和師資力量的不足，讓大型儀器設(shè)備優(yōu)質(zhì)教學(xué)內(nèi)容得以廣泛傳播，還有助于學(xué)生在實(shí)際操作前，熟悉和掌握儀器的基本知識(shí)和操作規(guī)程，使學(xué)生的專業(yè)水平和創(chuàng)新能力在線上學(xué)習(xí)、線下實(shí)踐的交替中得到提升。為了提高微課程的針對(duì)性和專業(yè)性，學(xué)校還鼓勵(lì)教師開辟對(duì)某一專業(yè)的大型儀器設(shè)備教學(xué)計(jì)劃，通過(guò)精準(zhǔn)安排教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容，為學(xué)生專業(yè)理論知識(shí)的鞏固、驗(yàn)證、應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。

（2）定期組織微培訓(xùn)，豐富儀器教學(xué)文化。為了增加學(xué)生與大型儀器設(shè)備近距離互動(dòng)體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，學(xué)校平臺(tái)定期組織儀器微培訓(xùn)活動(dòng)。通過(guò)發(fā)布微培訓(xùn)公告，鼓勵(lì)學(xué)生參加體驗(yàn)式培訓(xùn)，通過(guò)微培訓(xùn)后的考核，可取得初級(jí)操作資格證書，具備開展基礎(chǔ)操作的資質(zhì)，學(xué)生后期還可以繼續(xù)參加學(xué)習(xí)提升操作級(jí)別。通過(guò)微培訓(xùn)，將學(xué)校大型儀器設(shè)備向本科生開放，改變了大型儀器設(shè)備主要用于科研的現(xiàn)狀，不僅為各專業(yè)學(xué)生提供儀器基本知識(shí)、操作技術(shù)指導(dǎo)的基礎(chǔ)培訓(xùn)，而且擴(kuò)展了本科生的視野，提高了他們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和實(shí)踐操作能力，這種靈活的模式是強(qiáng)化不同專業(yè)學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)、構(gòu)建交叉融合知識(shí)體系的重要方式，有效地將學(xué)?？蒲袃x器優(yōu)勢(shì)資源轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)踐教學(xué)優(yōu)勢(shì)資源。

（3）開展導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提供創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。大型儀器設(shè)備知識(shí)和技能的培訓(xùn)目的不僅是技能的簡(jiǎn)單重復(fù)，也是后期開展具體研究工作的基礎(chǔ)，只有基于“知識(shí)+技能+行為”三個(gè)維度的培訓(xùn)，方能舉一反三，真正具備和掌握大儀分析能力。

為了能夠讓學(xué)生所學(xué)的大型儀器設(shè)備知識(shí)學(xué)以致用，強(qiáng)化學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的效果，學(xué)校通過(guò)組織導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的方式，引導(dǎo)學(xué)生深度參與相關(guān)實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)、過(guò)程實(shí)施和結(jié)果分析，將所學(xué)的大型儀器設(shè)備基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)際操作技能，轉(zhuǎn)化為利用大型儀器設(shè)備解決實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)校大型儀器設(shè)備還深度服務(wù)于大學(xué)生創(chuàng)新課題研究和各類學(xué)生競(jìng)賽，為學(xué)校本科生的培養(yǎng)提供了有力保障。

4 結(jié)語(yǔ)

大型儀器設(shè)備在教學(xué)方面的探索，促進(jìn)了教學(xué)資源、教學(xué)過(guò)程和教學(xué)體驗(yàn)的陣地轉(zhuǎn)型，有助于進(jìn)一步豐富和完善本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，在開拓學(xué)生專業(yè)視野，保證技術(shù)型、創(chuàng)新型高質(zhì)量本科人才的培養(yǎng)的同時(shí)，也解決了學(xué)校大型儀器特色資源使用不充分、不均衡的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了人才培養(yǎng)效益和儀器利用效率的“雙提升”。