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2013-04-10黄志华

实验室研究与探索 2013年8期

黄志华

(上海交通大学工程训练中心，上海200240)

0 引言

大型仪器设备的数量和质量在一定程度上是衡量高校实验室建设水平的一个重要标志，也是实践教学中必不可少的设备。我校工程训练中心是学校为适应创新人才培养建立的一个实训基地，从工程训练中心建成至今的10余年时间里，学校通过“世行贷款”、“211工程”、“985工程”建设项目不断加大投入，已拥有30多台大型仪器设备，并且在“985工程”三期实践教学基地建设项目中还将继续购置一定数量的大型仪器设备。这些设备在培养创新人才的实践教学中起到了举足轻重的作用，但同时我们也看到了仍有一些大型设备的利用率偏低甚至存在闲置现象，造成这一现象有多种因素:缺乏科学的购置计划，论证不充分，没有与实践教学课程紧密结合;缺乏必要的激励政策和措施，对外服务的付出与回报不相适应;缺乏开放服务的机制，因而资源共享的面不广;设备配套不全或设备陈旧、软件落后，无法满足当前发展的需要，等等。因此，如何在不断加大投入的同时，进行科学管理，最大限度地发挥投资效益，避免资源浪费，是管理部门面临的重大课题。

1 加强新设备购置前的论证

1.1 以课程教改项目建设需要来购置

作为国家级实验示范中心建设单位，原有设备已远远无法满足学生全天候开展工程实践、探究和创新的要求。从中心发展未来考虑，将在“985工程”三期实践教学基地建设项目中逐步购置高新技术设备，其中包括大型仪器设备。

造成高校大型仪器设备利用率不高的原因之一是采购前论证不充分［1］，设备在购置前就应考虑使用率，如果只是为某个项目所需，也不管后续项目能否再使用;或是不管是否需要，其他学校有我也必须有而购置的［2］;仅为新产品、新技术，别人没有我也要有，贪全求新，购买后不可能有很高的利用率，反而造成资金及场地的浪费，因此购置前的论证至关重要。根据本中心以往每年的统计，直接用于实践课程教学的大型仪器设备能够长期保持较高的使用率，而让学生在实训中有使用先进仪器的经历和体验，也确保了高等教育的社会领先性和先导性［3］，因此针对中心的特点，新购的设备是以“985工程”教学基地建设项目中各教改分项目为单位来申报，与课程教改方案相结合。

首先邀请教务处、校内其他学院相关专业的专家教授来我们中心，与实践课程老师一起对拟开设新的实践课程和教改项目进行可行性研讨，这其中必然包含对用于实践教学的仪器设备是否购置、购置后受益范围进行分析，各位专家从不同角度提出问题、互相探讨，最终达成共识。只有分项目在研讨中获得通过，才能购置其中的大型仪器设备，这就从源头上防止了因盲目采购而造成设备的闲置现象。

1.2 选择适合教学实际的设备

对于已经决定必需购置的大型设备应通过多种形式、多方面的调研进行设备选型。同类仪器可能有不同的厂商、不同的品牌、不同的价格，由于大多数设备在到货前是看不到的，申请使用者可能也没有用过，这些设备给人的直观印象就是图片和技术指标了［4］，因而购置前期的调研论证就显得十分必要，这也是设备采购管理的关键。

由大型仪器设备的使用者参与设备的调研和购置工作，就能提前熟悉设备，掌握设备的基本性能。目前网络已成为各类信息传播的主要渠道，可以先通过网络了解和掌握有关设备产品的资料，分析和判断设备的性能状况;再通过电话询问，进一步了解仪器的性能指标和价格;最重要的是通过走访生产厂家及用户，与用户直接接触与交流，进行更深入细致的调研工作，得到实际真实的感受，最后再做取舍。通过实地调研，了解兄弟院校对仪器设备使用状况的评价和使用管理中的一些经验，对每一个品牌可以选择几家用户进行实地调研，着重了解:①同类仪器设备的使用情况和最新型号及技术指标的发展，避免使用者对当前市场不甚了解，购买了技术性能落后、型号陈旧甚至停产的产品;②仪器设备购置的费用、选配件情况，在购置谈判过程中要注意的事项。目的是为了对不同品牌的设备有一个更深入了解，找出它们的优缺点，通过认真比较，仔细考查，选出一个品牌型号作为最优选型，另选二个品牌备选，为下一步论证、公开招标作好准备［5］。

经过调研后写出大型设备的论证报告，再请相关学院的资深专家和教授对设备写出详细意见。所请的专家教授是熟悉国内外高校实验室大型仪器设备的使用状况和发展动态的，他们了解制造厂家的产品情况，既要从科学技术发展远景考虑其先进性，选用最新型号的设备，更要结合实际情况考虑经济上的合理性和教学上的实用性;既能从专业的角度分析设备的选型及技术指标能否满足学科和专业的使用要求［6］，又能够在考虑中心现状和未来情况下提出切实可行的建议。在功能和费用相近的情况下，考虑今后的设备维修和升级换代的因素，选择售后服务好、信誉好的供货厂商。经过不同角度的反复论证，力求避免盲目购置，使大型仪器设备的可行性论证工作不流于形式。

最近中心在国家级示范中心的验收过程中，用“985三期”建设经费新购置的多台大型设备受到了专家组的好评。

1.3 技术指标的合理选择和招标的公平性

40万元以上的大型仪器设备是由学校招标办采购的，而10万～40万的大型仪器设备是由中心按程序自行招标采购。如何将自行招标这部分做好，用最小的支出获得最大的效益，购买到高质量、高性能、低价格的仪器设备，将关系到资源的利用率。

通过充分的调研，对已通过论证并将要采购的大型仪器设备制定招标方案，提出技术指标，制定标书。而技术指标是否合理关系到采购的经济和社会效益，也事关招标工作成功与否和招标的公平性［4］。关键是既要选择功能较好的设备，又要尽量节省资金、降低设备成本，力求价值的最大化［7］。同时提出的技术指标不得有倾向性和排斥性，即不得以不合理的条件限制或排斥潜在的投标人，不能通过特定的技术参数间接指定品牌［8］。购置的设备要与所需教学项目相吻合，过分超越实际需求的技术指标是资源的隐性浪费［4］，但同时也要考虑前瞻性，要有一定的余量;而技术指标的偏差界定比较困难，专业性很强，因而要由专家来界定。

目前，我们采用公开招标与邀请招标相结合的方法。虽已选出了不同品牌型号的供货厂商，但为了扩大采购选择面，将所有大型设备的购置标书挂在校园网内工程训练中心的主页上进行招标。当购置通用设备时，就可能会有众多的潜在供应商参与投标，如“985三期”经费采购的数控车床和加工中心，标书上网后吸引了众多供应商前来投标，特别是加工中心，最后中标的并不是原来选定的供应商，进一步提升了性价比和售后服务。

2 建立联合实验室

随着科技的飞速发展，教学设备的更新换代速度已跟不上科技发展的速度，教师在课堂教学时讲授的是先进的技术、新的设备和新方法，但学生到实验室所接触到的往往是一些陈旧和落后的实验设备和实验手段。要想紧跟当今科技发展的步伐，就必须不断地添置和更新实验教学设备［9］。

由于高校所需的仪器设备专业性强，供应商少，特别是进口最新型的大型仪器设备，往往难以形成有效竞争，招投标时可能会造成有效供应商不足法定家数而流标［4］，甚至有的还是单一来源设备，只能从唯一供应商处采购，无法通过招标采购，但这并不完全意味着只能由此供应商随意定价，特别是批量采购时，与供应商的协商谈判余地就比较大，另外，许多大公司很愿意与高校合作，以此来扩大公司的影响和培育潜在的用户，因此可以与公司建立联合实验室，公司可利用高校实验室这个平台来展示、宣传自己的新技术和新产品，扩大公司影响力，并了解中国市场对产品及技术的需求，从而不断改进自己的产品，进一步满足客户的更高需求［9］。根据这一特点，中心与多家海外公司建立了联合实验室，如前不久与法国ALDEBRAN公司合建的中国第一家实验室“上海交通大学—ALDEBRAN Robotics双足仿人机器人联合实验室”，就是通过联合出资方式只用约一半价格购买了8台原价每台超过10万元的ALDEBRAN公司产NAO机器人(在世博会法国馆内表演的机器人)，不仅降低了采购的成本，而且高校通过与公司合作开展的一系列活动(如机器人竞赛等)，为学生提供了具有与国外先进水平同步的实践基地和科技创新的平台，在原有的各类机器人平台上加入了NAO机器人后成立了开放性的机器人创新工作室，向全校学生招募成员，并在2012年7月组织了仿人机器人舞蹈大赛，控制机器人之间协调互动，根据音乐的韵律节奏进行组舞，从提高学生兴趣入手，有效地提高了学生的综合实践能力，有利于培养具有国际竞争力的高水平人才，未来双方还将共同努力来提高设备的使用率，达到了双赢。

3 升级改造现有的设备

随着科技不断发展，仪器设备的升级换代步伐也在不断加快，对于中心用了近10年的大型设备，有些已无法满足当前对培养学生的要求了，但如果全部报废，再购置新设备，势必造成资金的浪费，而科学合理的对原精密贵重的大型设备进行升级改选，可以最大限度地延长其使用寿命、提高利用率、减少新设备的购置，因此，在使用者提出具体要求后，中心对陈旧大型仪器设备的运转情况进行了分析，通过调研，并与生产厂家协商谈判后对部分设备进行了升级，由于原厂商提供的技术支持，享受到厂家软、硬件设计方面的最新成果，使设备性能大幅提升，如:三坐标测量仪，是2002年通过“世行贷款”购买的，原价格近35万元。由于当时是教育部统一招标采购，无法考虑各高校科研与教学的差异化需求，缺乏相应足够的配套附件，因此并不完全符合中心实践教学的要求，没有供学生用的模拟软件，导致使用率一直不高。现通过与原厂家协商，用不到30万元对其进行升级改造:更换了电控系统、新增一套Hiscanner激光扫描测头和KT400柔性夹具、软件升级为最先进的测量软件、尤其是添加了10套网络脱机版软件:供10台电脑脱机操作和编程，虚拟仿真、全可视化的操作过程让学生上课时能有身临其境的实际操作感受。这台设备经改造，立即与新购置的绝对关节臂测量机一起用于“机械制造基础”的实践课程，每次可容纳20位学生同时实习。另外，因测量软件已升级为最新版，可以进行高、精、尖的测量，因而承接了航空航天领域高难度的曲面锥型齿轮的测量，改造后的设备能更好地为教学、科研服务。

随着使用年限的延长，设备趋于老化的问题日益显现，如何将有限的设备用好，充分利用现有的条件，对运行中的大型设备进行技术改造，最大限度延长其使用寿命，由于实验室仪器的升级改造与新购置设备相比，投资少、见效快，随着教学改革的不断深入，升级改造将不断增强仪器设备自身活力，为仪器设备的二次开发利用探索一条有效途径［10］。

4 通过网络平台实现校际共享

从教育部统计公布的部分直属高校贵重仪器设备的利用率来看，大型贵重仪器设备的使用效益偏低，是高校普遍存在的主要问题［11］。传统的管理方式使高校之间、院系间难以共享仪器设备，降低了其利用效率，造成了资源的浪费［2］，实践证明共享是提高使用率的一种行之有效的方法。中心从2002年底起就将所有10万元以上设备技术参数和实际照片放在校园网内的工程训练中心网页上，以期实现资源共享。2008年起又将30万元以上的大型仪器设备加入“上海研发公共服务平台”，由于加工中心加入了此平台，带动了数控车床、数控铣床共同进行数控培训，凭借此平台，中心已为社会提供了多次的服务。

中心从2003年起，在本校没有安排课程的空闲时段和寒暑假，利用资源和设备的优势对我校附近的院校学生进行数控中、高级工职业技能培训，如:东海学院、上海师范大学、上海中华职业技术学院、上海电子信息技术学院。通过培训的学生参加市劳动局的考试，合格后获得职业资格证书，增加了这些学校学生的就业率，特别是在2008～2009年金融危机时，通过数控培训的学生就业率近100%，同时大大提高了数控铣床和加工中心的使用率，使用机时从原来的近800 h/台到超过1 500 h/台，而中心也获得了可观的培训收入，取得了较高的社会和经济效益。

5 通过实验室开放提高设备利用率

实验室作为实践教学必不可少的硬件资源，只有通过开放管理才能使之获得最大限度的有效利用［12-13］。由于实践训练与专业理论课程学习有很大区别，而实验室的开放能让学生可以利用课余时间到实践场所锻炼技能，增长才干，为学生自主学习、提高综合素质提供了广阔的空间，是培养创新人才提高创新能力的重要途径［14］，因而目前中心的实践场所正逐步向全天候开放的方向努力。随着实验室的开放，改变传统教学模式的课时限制和进出实验室的时间规定，根据需要随时使用仪器设备，因此大型仪器设备也得到了充分的利用，中心每年设置多个PRP项目，学生自主选择感兴趣的项目，认真研究和设计，在开放实验室中完成PRP项目，还能进行科技创新、竞赛等课外项目的作品制作，中心也多次组织和参与各类竞赛，如从2010年起每年的IDC Robocon国际机器人设计赛校内选拔赛的设计与制作、每年的全国大学生工程训练综合能力竞赛参赛作品的制作，今年在第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛上海赛区选拔赛上我校两支学生队伍分获一、二等奖佳绩。调动了学生自主性学习和探索的热情，增加了学生的团队协作精神，提高了设备的利用率。

实验室的全面开放势在必行。充分利用网络资源以信息化、网络化手段管好实验室，使开放具有可持续性;使实验室的开放运行真正成为学校创新人才培养的有力支撑。目前中心的实验室已部分安装了门禁系统，如能建立公共开放平台，并与“大型仪器设备共享平台”关联，学生可以随时了解开放状态和设备运行状态，有空闲的状态就可预约，根据预约的时间通过门禁系统刷卡进入实验室，刷卡使用大型仪器设备，管理人员随时了解实验场地和设备的利用情况［15］。关键是要建立大型仪器设备和实验室的对外开放管理制度，充分挖掘大型仪器设备的潜力，开发其功能，扩大其使用范围，以适应实验室的开放要求。

6 结语

大型仪器设备是高校培养高素质、创新型人才的物质保障，要充分发挥其优势和作用，使其真正成为培养学生创新能力的物质条件。随着科学技术突飞猛进，对高校仪器设备的管理提出了更高的要求，对中心的大型仪器设备要根据实际情况和发展规划进行科学的管理，要提高大型仪器设备的使用率，必须更新观念，转换机制，建立一整套切合实际的大型仪器设备科学管理体制，面对高校跨越式发展的新机遇，需要我们在工作中不断探索、研究和创新。

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