高校材料學科實驗室管理現狀及策略研究

劉婉穎，劉 麗，李思愷，黃志強，蒲 藝，謝雨星

（1.西南石油大學 新能源與材料學院，成都 610500；2.四川大學 材料科學與工程學院，成都 610065）

實驗室是高校進行實踐教育與科學研究等日常工作的基本場所，承載著培養學生動手實踐能力和創新思維的重任，規范高效的實驗室管理是實驗室發揮其科研、育人職能的重要保障[1]。實驗室管理水平決定了實驗教學質量的優劣，加強實驗室管理，為高校師生提供更好的學習、科研平臺，對提高教學質量，提高學校辦學水平具有重大意義。

材料學科內容涉及面廣，學科交叉多，教學難度大，更需注重實驗教學[2]。因此，加強材料學科實驗室管理是提升材料學科教學質量的基本保障。許多學者對此進行了探索，如管東波等[3]對高校工科高分子材料實驗室管理存在的問題進行了分析，認為主要存在個別設備利用率低、管理混亂、安全管理水平偏低及個別實驗人員業務水平較低等問題。陳歡歡等[4]提出通過改革實驗室管理模式、改進實驗儀器設備管理辦法和加強實驗技術師資隊伍建設等方式進一步加強材料科學與工程實驗室的管理。于漫等[5]從實驗室設備、耗材、安全及專職人員4 個方面對材料學科實驗室管理與發展進行了探討。曾文等[6]分析了金屬材料工程專業實驗室設備與安全管理存在的問題，并提出相應的改進措施。本文基于目前材料學科實驗室存在的一些問題，根據西南石油大學及新能源與材料學院實驗室的管理經驗，提出相應解決對策，探究更加規范、高效的實驗室管理方法。

一、高校材料學科實驗室管理存在的問題

（一）實驗儀器設備管理存在的問題

1.安全管理工作重視少

有的學校和業務部門領導認為學校就應該以教學和科研為中心，只要搞好教學和科研就行，沒必要過分強調實驗安全建設管理。領導們的安全意識淡薄，實驗室安全管理體制不健全，沒有理順工作機制和明確專職管理機構，政出多門，安全責任主體不清、職能交叉、分工不明和管理有漏洞，當有安全問題出現時，管理部門間相互扯皮，推脫責任。實驗室布置雜亂，一間實驗室放置不同專業領域用儀器設備，并安排2～3 人進行管理，導致教師上實驗課時，找不到相應實驗老師進行對接和負責，出現混雜現象。

2.設備保養維護不夠

實驗室儀器設備承擔著本科生和研究生實驗教學、畢業設計及科研工作，其長時間使用必然會出現老化、損壞及性能降低現象，如果不及時維修保養，極易出現故障，影響儀器設備的使用性能，縮短其使用壽命。尤其材料學科對實驗的要求較高，對實驗室設備的使用較為頻繁，加上部分學生操作不規范，不愛惜實驗儀器設備，便會加重和加速儀器設備的損壞[7]。實驗室儀器設備損壞率高，日常維護保養不夠，導致實驗室部分器材老化損壞，使用性能難以保證，無法滿足正常實驗教學與科研需要，便會降低實驗室工作效率，影響實驗教學效果。

3.設備利用率低

近年來，隨著高等教育的迅猛發展，招生規模的不斷擴大，高校學生人數大幅增加，實驗室投入也漸多，高校實驗室配套儀器設備逐漸完善，基本滿足實驗教學與科研需求。但是，采購儀器設備時往往沒有從實驗室實際需要出發，存在盲目采購、片面性采購等問題，導致重復購買、重復建設，實驗設備利用率較低，浪費實驗資源[8]。此外，還存在實驗室教學與科研管理缺少統籌，設備重復購置，共享程度低的問題[9]。由于實驗室開放程度低，加之學生對儀器設備使用不熟悉，除正常實驗教學與科研工作外，實驗室儀器設備通常長時間閑置，投入大量資金購置的設備沒有物盡其用，造成對資金的極大浪費。

（二）安全管理存在的問題

1.教育宣傳不夠，缺乏安全意識

安全是高等教育事業持續蓬勃發展、高校學生茁壯成長最基本的保障[10]。當前許多高校存在重視科研與實驗教學而忽視了實驗室管理，重視設備使用性能而輕視了設備使用安全性的現象。學校關于實驗室安全的宣傳教育工作開展不到位，往往只是在入學時統一進行安全教育，之后缺少系統的安全知識教育；對實驗室安全重視程度不夠，導致學生安全意識淡薄；對實驗室儀器設備操作不熟悉、安全性能不了解，導致實驗室意外事故頻發。

2.安全隱患較大，缺少應急制度

材料學科實驗室配套儀器設備眾多，相當一部分設備存在較大的安全隱患，如無機非金屬材料實驗室的力學性能試驗機、高分子實驗室的煉焦機、金屬實驗室的機械加工車床及其他高溫高壓裝置等[11]，還有種類繁多的藥品，其中不乏有毒有害的化學藥品，同樣增加了安全隱患。當前高校對于實驗室安全管理的重視程度不夠，安全管理制度不夠完善，實驗室缺乏風險評估制度與應急制度，缺少應急自救知識培訓，應對緊急情況能力不足，安全隱患較大。

二、實驗室管理改進的對策

（一）加強實驗室安全教育，提升安全意識

材料學科實驗室擁有的儀器設備種類繁多、數量大，安全隱患分布廣、安全風險較高，加強實驗室安全教育必不可少。高校要將安全工作視為重中之重，強調實驗室安全管理，持續組織開展安全教育，提高安全教育重視程度。如西南石油大學將全校師生根據院系分類，每學期組織開展實驗室安全知識教育及測試，對安全風險較高的材料化工類學生相應提高測試要求，未通過安全知識測試的學生將不能進入實驗室參與實驗，確保學生進入實驗室前熟悉實驗基本安全情況及自救措施。學校和院系實驗中心每年都會定期舉行校園安全文化展覽、安全知識講座等宣傳工作，組織學生參加防震減災應急演練或滅火與應急疏散演練，提高西南石油大學師生的突發事件應急處理能力，普及防火滅火及逃生自救常識，保障師生人身、財產安全。

同時要加大安全教育宣傳力度，創新宣傳教育形式，面向全體師生普及安全常識，加強師生的安全防護意識，提高防范意外事故的能力。新能源與材料學院將實驗室安全教育融入團組織生活與班會，定期開展安全教育主題活動；利用易班等APP 進行實驗室安全知識競答；舉辦實驗室操作技能競賽等，進一步加強安全宣傳教育，讓學生主動參與到安全學習當中，樹立安全第一的觀念，強化安全防護意識。

（二）完善實驗室安全管理制度，提高應急能力

實驗室安全是學生進行實驗實踐學習的安全保障，而實驗室安全管理制度的完善程度決定了實驗室的安全系數。高校實驗室要牢記安全第一，預防為主，加強實驗室安全管理，健全實驗室管理制度[12]。高校實驗室要加強對易燃易爆、劇毒化學藥品及高溫高壓儀器設備的嚴格管理，特別是材料學科實驗室的高風險儀器及藥品，要實行雙人雙鎖管理。為提高實驗室事故應急處理能力，高校要建立實驗室安全風險評估制度，在開展實驗教學與科研活動之前要對實驗進行系統的風險評估，明確安全隱患，確保安全后再進行教學與科研活動。同時要建立實驗室安全應急制度，針對火災、危險化學用品事故和觸電事故等突發安全事故制定應急預案；還要定期開展應急處置知識學習和應急處理技能培訓，并設立專項經費用于配備應急人員與物資，進一步加強突發事故應急處理能力。學校和中心每年都會定期舉行校園安全文化展覽、安全知識講座等宣傳工作，組織學生參加防震減災應急演練或滅火與應急疏散演練，以提高全校師生的突發事件應急處理能力，普及防火滅火及逃生自救常識，保障師生人身、財產安全。

完善實驗室安全管理制度，降低安全風險，提高應急處理能力，建立并保障師生實驗與科研環境的安全。針對新能源與材料學院實驗室實際情況，實驗中心按照《西南石油大學實驗室安全管理條例》規定，將安全責任切實落實到位，實驗室均設有安全責任人，并簽訂安全責任書，設置實驗室安全信息牌，包含安全責任人聯系方式、實驗室危險源和安全注意事項等，在實驗室內設置實驗室安全信息板，包含值日表、安全檢查日志、危險實驗指導、應急預案及安全技術說明書等信息和儀器設備操作規程。

西南石油大學新能源與材料學院實驗中心每年對教師（包括外籍教師）、本科生及研究生進行實驗室安全培訓，組織師生在“實驗室安全考試系統”（網頁界面如圖1 所示）學習相關實驗室安全知識，新進教師和學生必須通過安全知識考試后才能進入實驗室進行工作和學習。同時，中心面向本科生開設實驗室安全教育選修課，面向碩士研究生開設實驗室安全與消防安全課程，供學生深入學習安全知識和熟練掌握安全技能。學校和學院實驗中心每年定期舉行校園安全文化展覽、安全知識講座等宣傳工作，組織學生參加防震減災應急演練或滅火與應急疏散演練，提高學校師生突發事件應急處理能力，普及防火滅火及逃生自救常識，保障師生人身、財產安全。

圖1 實驗室安全考試系統界面

（三）加強設備維護保養

高校實驗儀器設備是實驗教學與科研工作的基礎工具，建立儀器設備維護和維修制度，對實驗儀器設備加以維護保養，保障其正常運作，是日常實驗教學與科研工作開展的前提[13]。高校實驗室應重視儀器設備維護與保養，指派專人負責檢查設備狀況，將設備維護情況與實驗教師考核掛鉤。日常維護保養需重點關注易損壞儀器與大型貴重設備，定期對儀器設備使用性能進行檢測，發現壞損要及時上報，盡快進行維修，處理陳舊設備，為實驗教學的正常進行做好基礎設施保障。同時要加強對實驗教師和學生關于儀器設備的操作與維護培訓，要求師生規范標準地操作使用儀器，根據儀器特性選擇適宜的空氣濕度、酸堿度和溫度等，減少人為因素造成儀器設備出現故障導致的經濟損失。

基于上述維護保養常規要求，西南石油大學新能源與材料學院實驗室實施儀器設備的日常維護由中心專職實驗人員負責，主要包括儀器設備的日常保養、維護、清潔及簡單故障處理等，設備管理員對設備的運行與維護全權負責，實行問責制，設備使用率、完好率影響個人年終考核。部分特種設備（包括壓力容器等）按照國家規定和標準邀請具有資質的單位到中心進行定期檢查和維護；部分精密計量裝置等根據實際使用情況和具體需要，送到具有資質的單位進行標定。實驗中心專職人員需具備豐富的設備維修經驗，加之，學校始終保證維修經費足額劃撥，保障儀器設備保養和維修的及時性，同時也確保中心儀器設備的完好率達99%以上。

（四）提高設備利用率

購置實驗室儀器設備的初衷是為實驗教學與科研工作服務，提供良好的學習、工作條件，且投入較多資金，要在正常工作負荷范圍之內，合理提高設備的利用率，發揮設備的價值，實現物盡其用。提高實驗室開放程度，可以提高實驗設備利用率，同時為學生提供更多使用儀器設備進行科研探索的機會[14]。西南石油大學新能源與材料學院開放實驗室為本科生提供學習與科研探究平臺，通過開展大學生課外開放實驗、油氣田材料重點實驗室大學生科技創新基金項目等，鼓勵學生課外時間走進實驗室，進行科學實驗探究，開展科研探索。向學生開放實驗室，鼓勵學生參與開放性實驗，學生在學習過程中不僅學會了實驗設備的使用，還培養了創新意識與科學思維，讓實驗設備的價值得以充分體現。

西南石油大學新能源與材料學院對中心儀器設備依據“服務教學，支撐科研，專人專管，開放共享”的原則，實行開放式運行管理，分為實驗室設備開放和大型精密設備（簡稱“大精設備”）開放2 個層面。在實驗室設備開放方面，分為教學實驗使用和開放實驗使用。前者保證教學基本要求和基本能力培養，學生無須預約，根據課表安排上課；后者則由學生根據自身的條件與興趣，在課余時間進入中心進行自主實驗或研究。學生可以自擬題目，也可以通過開放基金項目和教師的科研課題進入實驗室進行研究，達到因材施教的目的。學生通過網上實驗室預約系統進行預約，經實驗室安全負責人審核通過后，可以自主操作設備開展實驗。在大精設備開放方面，設備由專業人員進行操作，校內外人員均可通過大型儀器設備共享管理平臺預約測試。大精設備管理員嚴格執行《西南石油大學大型儀器設備使用效益考核管理辦法》，做好設備使用記錄。

除了開放實驗室之外，設備管理制度對于提高設備利用率也極為重要。要消除科研工作與實驗教學之間的界線，統籌管理，實現設備共享，避免重復建設造成的資金浪費。李潔等[15]提出將本科教學與創新實驗相結合、研究生教學與科研工作相結合，以提高實驗室儀器設備的利用率。西南石油大學對實驗室大型儀器設備實行開放共享，為充分發揮大精設備使用效率，管理員對學生開展培訓，學生經培訓考試合格后，可以獲得大精設備自主測試資格，中心5 年來大精儀器培訓近800 人次。對于大型儀器設備采用網上在線預約，為全校師生提供設備共享服務，并對大型儀器設備的維護保養情況、利用率和對校內外服務率等進行綜合效益考核，連續2 年考核不合格的設備實行換管，交由其他管理能力強的單位，利用換管機制進一步挖掘大型儀器設備的使用潛力，提高現有大型儀器設備使用效率，進而最大限度地提高大型儀器設備的投資效益。大型儀器設備管理上，也遵從專業之人做專業之事。對于實驗中心年底考核總不達標的大型儀器設備，實行院內招聘熟悉且常用該設備的專業教師進行管理操作和維護，從結構改造、方法突破及裝置改進方面，提高儀器使用率，拓展其應用領域，如本院系前幾年考核不合格的掃描電化學顯微鏡，后由專業老師管理，不斷突破創新，從制備試樣方法、樣品測試用配套裝置、多環境工況條件下的模擬測試裝置及簡單易行的測試技術方面考慮，創新測試技術和方法，極大方便了師生的測試服務，大大提高了該設備利用率。基于此，申請并授權相關發明專利4 項。

三、結束語

本文針對材料學科實驗室儀器設備維護不好、利用率低、安全教育不深入和缺少應急制度等問題，結合西南石油大學及西南石油大學新能源與材料學院的管理經驗提出相應的對策與建議，以期加強實驗室管理，建立開放共享、安全高效的材料學科實驗室，為高校人才培養與科研工作提供良好的實驗實踐的學習場所和平臺。