高校實驗中心高效運行機制探究

林 玲， 馮鵬舉

（暨南大學化學與材料學院，廣州 510630）

0 引 言

化學與材料學院前身可追溯到1930 年成立的化學系，擁有厚重的歷史積淀［1］，2016 年學校將隸屬于生命科學學院的化學系與理工學院的材料系整合建立學院。學院于2019 年對實驗管理人員進行獨立培訓，統籌責任分工，將儀器管理與實驗教學分類全面整合，實現人力資源與教學、管理的有效對接，緩解了儀器管理與實驗教學任務重而實驗管理人員不足的問題。目前實驗中心在崗教師18 人，碩士及以上學歷人員占89%，1 名為正高級實驗師（正高職稱），7 名為高級實驗師（副高職稱），8 名為實驗師（中級職稱），2 名為助理實驗師（初級職稱），設2 名副主任，分管實驗教學與大型儀器運行。實驗中心承擔全校共計47 個專業的化學化工相關實驗教學工作，涉及化學與材料學院、環境學院、藥學院、生命科學學院、理工學院、醫學院和國際學院，全年將近14 萬總人時數［2］。中心儀器平臺現有ICP-MS、掃描電鏡、透射電鏡、核磁共振波譜儀、高分辨液質聯用儀、氣相色譜儀、拉曼光譜儀、氣相色譜質譜聯用儀、X 射線衍射儀等大型儀器共70 臺，全部由中心實驗人員管理維護。回顧4 年來運行情況，存在教學與儀器管理任務分配不均衡、部分大型儀器機時數較少、儀器管理專業性不足、教學實驗室開放效率低等眾多問題，在一定程度上影響著中心高效高質量運行。教育部高等教育司2022 年工作要點提出：堅持問題導向、目標導向、效果導向相結合，建設高質量高等教育體系。化學與材料學院實驗中心從問題出發，調研華南農業大學、四川大學、中山大學、南京大學實驗教學中心，發現中心在實驗教學項目創新、虛擬仿真實驗的開發、信息化平臺建設、實驗室開放等方面仍存在不足［3-8］。處在大力引才的學院，拓展前沿研究，深化教學改革，強基育才的關鍵時期，創新實驗中心建制及改革相關管理措施，高效運行的實驗中心將為學院發展提供強有力的支撐。

1 實驗中心運行現狀

1.1 人員管理體系有待完善

（1）身兼多崗。中心教師既要承擔本科實驗教學輔助工作，也要對管理的大型儀器以及實驗室教學儀器進行維護保養，協助師生進行分析測試，還需承擔學院的公共事務物，例如本科生和研究生招生、畢業答辯準備等。對于教師而言，教學乃重中之重，實驗教師是在滿足本科教學的基礎上再抽出時間和精力來管理大型儀器，而大型儀器的管理是一項專業性強的工作，實驗教師兼職來做儀器管理員，無法實現“專人專管”，重儀器采購，輕儀器管理的模式急需改變［9］。

（2）跨校區難題。化學是基礎學科，服務于理工醫等多個學科。目前我國高校發展快速，存在多校區建設，基礎學科所在學院搬遷，則必然引起其他校區教學不便的問題。學校化學實驗室分布于石牌校區和番禺校區，目前學院在各校區均保留基礎實驗室，減少學生的跨校區流動。實驗室教師和實驗人員需要頻繁的跨校區工作，降低了工作效率。實驗教學所需的大型設備也必須同時兩校區配置，無法保證足夠的開機時間，同時迫使跨校區儀器維護，儀器培訓，數據測試等低效工作成倍增加。

（3）人員暫時性短缺。實驗中心教師，其中84%為女性，全部女教師中35 周歲以下人數過半。自2018 年開始，陸續有女教師休產假，出現人員暫時性短缺問題，常規的處理方式為將休假女教師的工作分配給幾位同事暫時代理，存在接手老師對專業儀器操作不嫻熟、輔助教學經驗不足的問題［10-12］。為保證教學質量，人員暫時性短缺引起的教學與儀器管理問題應得到充分關注。

1.2 大型儀器管理積極性不高

實驗系列教師承擔中心大型儀器的管理工作，儀器操作難度、維護管理復雜程度均有差別，難以量化。不同的儀器培訓周期和培訓次數由于使用頻率的關系，明顯不同，難以制定合理的激勵措施和調動教師工作積極性。當科研教師提出做探索性檢測或開發儀器新功能時，需探索檢測方式方法，對儀器管理人員的專業知識和測試水平提出較高的要求，管理員的操作與管理技能必須逐年提高，而不應停留在更換耗材與配件，如何促使管理人員自覺提升儀器操作水平，也是亟待關注的問題。

1.3 教學實驗室開放效率低

學校處于快速發展階段，新校區正在加速建設中。在學校未完成整體布局前，學院教學實驗室將處于兩校區分布，同時運作狀態。化學與材料學院教學實驗室（分析、有機、無機、物化、化工、材料加工實驗室）。

教學實驗室設計合理、配有通風櫥、純水系統、空調、多媒體設備、排風扇、試劑架等。服務于眾多學科的基礎實驗教學實驗室在沒有相關教學實驗安排時，多為空閑狀態，開放不足。學院科研實驗室依據教師職稱進行分配，由于學科特點的不同，有些實驗性強的學科存在實驗面積嚴重不足。2022 ～2023 年學院開放性實驗項目共計24 項，大學生創新創業訓練計劃百余項，創新性實驗為探索性實驗，各實驗項目集中在科研教師實驗室進行。教學實驗室的空閑狀態與科研實驗室的緊張運行形成反差，教學實驗室開放管理辦法急需完善。

1.4 線上實驗教學基礎薄弱

化學類實驗教學核心課程多為實驗操作型項目，實驗教學大綱的修訂存在滯后性，缺乏建立與學科前沿發展相匹配的規劃方案。教學手段以實驗室教學為主，缺少對先進信息化虛擬仿真實驗項目的引入，學生學習效率、數據分析能力有待提高。亟待重構現有專業實驗教學課程內容，優化實驗項目，將實驗教學與前沿科研成果結合，鼓勵將科研成果逐步轉化成本科實驗項目；定期修訂更新實驗教學大綱，建設具有推廣價值的實驗教學項目。

2 完善運行機制，實現高效管理

2.1 技術人員融合，重構實驗人員組織架構

有機、無機、分析實驗教學組實驗項目、開課專業、實驗員人數等情況如圖1 所示，其中有機與無機實驗教學組開課的專業完全相同，中心根據實驗教學特點將原屬于3 個教學組的實驗技術人員進行融合，建立實驗教學流動組。組內實驗系列教師需要學習3 個專業實驗教學項目，深入研究理解實驗內容。2022 年9月起開始采用融合方法，分析、有機、無機實驗教師互相協助實驗，交流經驗、學習多學科實驗內容與課前準備，教師自身工作能力與服務水平均有提升。物化與化工實驗教學組也在逐漸采用這一融合方法，以期實現互幫互助、切實解決人員暫時離崗引發的問題。其他學科，如材料科學與工程教學組配置有4 名教學輔助人員，由于服務面相對較窄，全年實驗約為23 454總人時數，人均約5 863 人時數，通過實驗中心的統籌調配則可以滿足閑時服務其他學科或儀器管理，忙時保證本學科的高質量教學任務。實驗中心的靈活性，有助于使中心所有教師滿足8 000 人時數/人/學年的基本要求，便于統一評價，兼顧公平。

圖1 3個化學實驗教學組實驗和專業分布

實驗中心需要承擔跨校區開設實驗課程的教學組有有機化學、無機化學、分析化學。經統計，有機教學組開設的有機化學實驗全年總和高達11 538 人時數；無機教學組開設的基礎化學實驗全年實驗總和達10 206人時數；分析教學組開設的分析化學實驗全年實驗總和為2 952 人時數。根據學時數，則可從流動組抽調3 名實驗人員跨校區從事實驗教學輔助工作，甚至常駐辦公，解決了跨校區工作的困境，同時滿足實驗中心對實驗員工作量的要求。流動組，可以將工作內容運轉起來，能較好地解決“困難工作無人接，容易工作大家搶”的難題。

實驗儀器管理和培訓是對教學科研非常重要的支撐，是實驗中心除服務教學以外另一個核心工作。實驗中心專門為每臺大型儀器配置2 名儀器管理員，分為A、B崗，要求2 位管理員具有同等技術水平。A崗主管，承擔培訓任務；B崗輔助管理，承擔測試、維護等任務。當A崗教師暫時無法管理儀器，由B 崗代替，這一舉措有效解決了儀器單人管理，機時數達不到考核的難題，雙崗輪換也能更好體現工作的公平性。

重新建立實驗中心教學組織架構，如圖2 所示。實驗技術人員流動性增強，有助于實現工作量均衡、解決了人員暫時性短缺引發的問題，同時促進實驗人員學習交叉學科知識，提升教學素養，適應當前前沿學科發展要求，流動性任務的設置，大大提高公平性，極大調動大家學習及工作的積極性。

圖2 實驗中心教學組織架構

2.2 量化考核，調動儀器管理積極性

強化學院實驗中心共享平臺儀器設備的使用管理，實現資源共用共享，持續提升儀器的使用效率，重在充分調動儀器管理員工作的積極性和主動性。如何科學地評價儀器管理員的工作表現和工作業績，是培養建設一支高水平的技術支撐隊伍的重中之重，是維系隊伍可持續發展之匙。針對可能出現的儀器管理教師培訓積極性不足，測試不及時等問題，中心經過充分調研，出臺“化學與材料學院實驗中心儀器共享平臺管理激勵辦法”，明確考核指標，如圖3 所示。根據考核指標制定相應的激勵方法，充分鼓勵大家干實事，出成效。從“激勵辦法”試行后，每年根據考核指標將滿足優秀評選條件的教師篩選出來，在中心會議上，優秀教師進行答辯，展示其工作成效供大家學習，而后經過全體成員投票選舉，再從中選出80%的優秀儀器管理員，其余教師考核為良好或合格，考核結果直接與教師儀器管理績效掛鉤。科學地評價了儀器管理的業績與表現，利于教師之間的互相了解，工作互通，有助于大型儀器規范化管理，調動了教師管理積極性。

圖3 儀器管理考核項目

2.3 完善安全培訓體系，促進實驗室開放

實驗室與設備管理處近2 年在實驗室安全培訓、應急演練、實驗室分級管控、多部門聯動做了很多工作［14-16］，二級學院逐步貫徹落實學校指導思想，將實驗室安全管理放在首位。學校將實驗室安全教育分為三級：一級為學校教育，全體師生參加實驗室與設備管理處組織的線上安全考試，滿分100 分，100 分合格；二級為學院教育，學院針對實驗室易出現的安全隱患以及應急救援設施進行培訓，通常為線下培訓；三級為實驗室教育，由實驗室負責人組織，針對實驗室內部儀器設備、危化品、氣瓶、高壓反應釜等進行操作培訓，制定儀器操作步驟，形成培訓記錄。化學與材料學院將實驗室安全管理制度進一步完善，將實驗室依據功能分為科研實驗室、教學實驗室、中心測試平臺實驗室，細化安全管理條例，進一步明確職責，控制風險，逐步開放實驗室，提高實驗室利用效率。

學院采取實驗室準入制度，安裝多功能門禁，通過人臉識別、指紋、校園卡、二維碼等控制，記錄進入實驗室的使用人員，做好安全跟蹤。科研實驗室及中心測試平臺實驗室目前均采用門禁系統，學院制定門禁管理規定，科研及中心實驗室由實驗中心審核開通。由學生申請，填寫門禁申請表（實驗室負責人簽字）交到中心實驗室，對于安全考試不合格者不予開通，圖4 為實驗室準入控制流程。學院進一步明確安全職責，實驗室負責人是實驗室安全的直接責任人，需核查準入人員的安全培訓情況，控制實驗室風險。

圖4 實驗室準入控制流程

進入教學實驗室使用，教學實驗室負責人組織（安全培訓考試）實驗室級別，申請進入實驗室需參加培訓及考核。中心制定教學實驗室使用管理規范及使用申請表，需填寫使用用途、使用時間、項目負責人、實驗內容及預期風險等，由中心領導審核。三級安全培訓且考試通過后，方可開通實驗室門禁。開放實驗以及創新實驗期間的安全責任由項目負責人及參加實驗的學生承擔，教學實驗室實驗員起監督作用。明確各方安全責任，進一步提升實驗室開放效率。

2.4 實驗教學多元化發展

近年來，國家對虛擬仿真項目建設的政策支持和關注度一再提升，高校教師通過項目教學、情境教學、模塊化教學，推動了現代信息技術與實驗教學深度融合，提高了教學質量。

調研南京大學、四川大學、華南農業大學等高校化學實驗教學，3 所高校均采用線上與線下相結合的實驗教學模式，虛擬仿真實驗教學優點突出，能夠使教學方法和體系多元化、提高學生學習效率。

結合理工科學科特點，中心快速推進虛擬仿真實驗教學，首先推動化工相關仿真實驗建設。購買仿真軟件用于“化工仿真實驗”；試用北京歐貝爾軟件技術開發有限公司的仿真軟件進行化工基礎實驗的教學，虛擬仿真軟件與實驗設備相結合的實驗教學方式豐富了實驗教學資源，激發學生學習興趣，符合“新工科”創新人才培養機制的要求。分析化學實驗教師帶頭搭建了信息化平臺［2］，借助二維碼技術、微信公眾號，建立實驗教學素材庫，錄制實驗室安全小視頻。學生可在公眾號提出問題，教師做出解答，增加了師生溝通渠道，線上+線下的實驗教學方式極大提高了學生學習效率。有機化學實驗在預習階段引入虛擬仿真軟件［12］，通過模擬實驗，可提前熟悉實驗流程，虛實結合，生動有趣。

3 結 語

化學和材料科學學科均為ESI 全球前1%的學科，學院處在快速發展階段，處于拓展科研，深化教學改革的關鍵時期，化學與材料學院實驗中心在發展中創新機制，對比兄弟高校，反思運行中存在的問題，提出合理化建議，以為師生提供高效優質服務為目標。目前實驗中心致力于數字化教學平臺建設、“科研-教學”轉化創新本科實驗項目、積極拓展校內外服務分析測試，為雙一流學科建設服務，可為兄弟院校的實驗平臺搭建，提供一些有益的思考。