基于学科交叉的实验平台建设探讨

2018-03-21周连景李秀珍

实验科学与技术 2018年1期

周连景,李秀珍,肖雯

(北京理工大学生命学院,北京海淀区 100081)

学科建设水平是衡量一所大学办学实力和办学层次的重要标准。它体现了人才培养、科学研究、国际交流等多方面的能力与水平，彰显了一所大学发展的内涵与价值。近些年来，随着科学技术的快速发展，学科交叉已经成为国内外高校学科发展的明显趋势，使得传统学科之间的界限日渐模糊，且学科交叉为当代学术研究的主要生命力所在，因此也是提升学科建设水平的突破口[1]。学科的交叉，本质上是不同学科的融合，而实现这种融合的重要步骤之一就是建立共享的实验平台，进而方便不同学科人员之间进行沟通交流。在这种形势下，整合传统学科的实验平台，构建交叉学科共享实验平台，已经成为高校学科建设的重点工作之一。

1 当前高校实验平台运行管理存在的主要问题

实验室管理的主要目标应该是提高各种仪器设备的使用率，规范学科的发展，加快创新人才的培养，促进原创性科研成果的产生。当前，由于受到高校管理体制的制约和人们传统思维的影响，很多仪器设备尤其是大型贵重仪器设备仍然隶属于课题组或个人管理，难以实现资源共享，在某种意义上导致学校的资源短缺和浪费。因此，深入分析这种现状，高校实验平台管理存在以下3个方面问题。

1.1 缺少合理的统一规划机制

随着国家对高等教育和科技创新经费投入的加大，尤其是高校“985工程”和“211 工程”的不断推进，高校购置和拥有的实验仪器设备成倍增加。然而很多高校实验室的发展建设缺乏统一的规划，使得任务不清晰，目标不明确。特别是设备购置前的论证与设备购买后的管理相互脱节，导致重复购置很多设备，造成有限资源的浪费。

1.2 缺乏完善的运行管理机制

目前高校中除了少数进入国家实验室资质认定的实验室外，很多实验室并没有建立完善的实验室管理体系，缺乏有效的管理机制[2]，以致实验室资源使用效率低下。

一项关于浙江省高教园区各高校实验室的资源利用及共享情况调查表明，在科研设备使用情况方面，设备使用率小于3%和使用率在3%～10%之间的高校比重最高，分别占35.85%和32.05%，而设备使用率在10%～20%的高校比重最小，占13.21%。大型设备的使用率较低，从其年平均机时数看，年机时数在100～400 h的高校比重最高，占46.15%，而机时数在600 h的高校比重最少，只占7.69%。同时，对非本专业的学生开放程度也不容乐观，具体统计如图1所示[3]。

图1 对浙江省高教园区各高校实验室非本专业的学生开放程度统计

可以看出，在仪器设备管理中“重购置、轻开放，谁买谁管、谁管谁用”的现象比较严重，致使部分大型通用仪器设备使用率不高[4]。另外，由于部分实验仪器设备存在责任人不明确、仪器设备信息不完整、管理者只重视自己使用方便性等情况，致使仪器设备不能呈现开放共享化，造成优质资源的闲置。

1.3 缺乏有效的激励奖惩机制

高校实验仪器设备购买后，它的正常运行涉及维护、运行、管理、实验室建设等环节，这些环节的正常运转势必需要经费作为保障，然而这些费用目前均由管理者自行负担。这种状况必然会降低管理者对仪器开放共享的积极性和主动性。要想真正发挥各种仪器设备的自身功能，提高使用效率，需要高校建立起一套有效的奖惩机制，激励管理者主动开放仪器设备，发挥学校公共资源的最大效能。

2 建设共享实验平台对学科交叉融合的重要意义

2.1 共享实验平台是促进学科交叉融合的重要舞台

建设共享性教学科研实验平台是实现不同学科间交叉、融合的重要途径[5]。目前，很多学科在不断分化、细化的同时，众多相近的学科又在不断趋向交叉、融合。正是这种交叉、融合作用，才促进了科技的发展，产生很多当代重大科研成果。当然,学科交叉、融合有其自身的内在规律,不能任意嫁接，但作为管理者可以为其营造氛围和搭建桥梁，让共享实验平台成为促进学科交叉融合的一个重要舞台。

2.2 共享实验平台是学科交叉融合背景下创新人才培养的重要保障

当前，我国的就业机制已经由计划经济时代的统一分配，转变为社会主义市场经济时代的双向选择，尤其是高等教育扩招之后，大学毕业生的人数迅猛增加，就业市场转变成了“买方市场”，用人单位越来越侧重毕业生的实际工作能力和创新能力。这就要求高校的人才培养模式要由“知识型”向“知识能力型”转变，由“应试型”向“素质型”转变[6]。高校的实验教学工作必须尽快适应这种新需求，将过去的“教学实验”理念向“实验教学”理念转变，为学生将理论与实践相结合提供保障，把知识转化为能力创造条件。要实现这种理念的转变，必须进行实验教学体制改革，搭建起学科实验大平台，让学生在课余、节假日等时间通过提前预约的方式，自由进入实验室进行实验操作，同时也可根据学生个人兴趣允许他们选择一些相关实验进行操作,从而增加实践机会,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力以及创新能力。

2.3 共享实验平台是学科交叉融合背景下产生原创性科研成果的重要基石

科技创新能力是影响高校科研绩效和学术水平的决定性因素，是体现高校综合办学实力的核心指标之一，也是促进高校充分发挥自身职能和保持可持续发展的关键环节之一[7]。而学科的交叉和融合将有助于原创性科研成果的产生。20世纪50年代，生命遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)双螺旋结构的发现开辟了生物学新领域，完成这一重大科学发现的主要四位科学家中，仅有一位是生物学家，其他三位是物理学家和化学家[8]。进入新世纪之后，许多新思想、新观念和新成果同样源于学科的交叉和渗透。因此，管理者必须采取积极的措施，建立起有效机制，在基础相关的学科、内在联系紧密的学科之间，搭建起共享的实验平台，为不同学科的研究人员进行交流营造出轻松氛围。

3 学科交叉融合背景下共享实验平台建设的重要举措

3.1 科学规划实验平台建设，实现资源的合理配置

高校实验平台建设是一项复杂的系统工程，需要用科学发展观对整个实验室建设进行系统规划、设计和论证，尤其应考虑长远发展规划和近期计划，与学校整体发展规划一致，这需要对学校的学科建设需求等方面进行综合考虑。因此，实验平台建设的科学规划实质上是一种战略规划，制定高校实验平台建设发展规划，必须以一种科学的态度把握核心问题，全面分析现有实验室的状况、特色、水平和优劣，合理决定资源在实验室的配置[9]。

科学构建实验平台方面，结合学校特色、重点学科的优势，主要从硬件和软件规划入手。硬件规划方面：考虑学科实验需求、仪器设备现代化、环境设施标准化等，可将实验平台分为公共基础实验平台、大类专业实验平台、重点实验室平台及其他实验室平台4个部分。各平台可根据服务的群体、训练技能等差异，进一步进行特色建设。软件规划方面：主要侧重于实验室管理的便携，一方面是提高资源利用、共享效率，减少冗余及重复工作，加大开放力度；另一方面助于信息管理的系统与规范，为学科间沟通交流创新创造基础[10]。软硬件资源规划之余，也应注重人员与资金方面的筹划，实验技术人员的培养与业务素质的提高，资金筹措与投入的程度，对实验平台建设影响巨大。

以此基础，来合理配置实验室资源。多渠道筹措、分配实验资金，加大对实验室平台建设经费的投入，及时更新和补充现代化的仪器设备，改善实验环境，优化资源配置，实行科学规范化的管理。此外，设立专项基金，为资源共享提供经费支持。同时给予平台及设备开放运行适当经费补贴，调动管理者和使用者两方面的积极性，以促进平台和设备的开放共享[11]。

3.2 构建大数据学科实验室，实现资源的互联互通

当前，大数据的热潮触发了一场思想启蒙运动，而其本质是一场“管理革命”[12]。考虑到在实验平台科学规划中软件建设的需求，高校的实验室建设与管理可顺应这一时代发展趋势，建设大数据学科实验室，理顺运行管理机制，实现资源互联、互通。

大数据学科实验室就是利用先进的云计算及大数据技术，构建一个可以将服务器、存储、网络基础设施和实验系统软件高度统一管理的创新实验云平台，建立统一的数据中心，打破传统实验室各自为政造成的信息孤岛局面，实现资源的共享，满足相关学科的师生对教学与科研资源的需求。实验云平台可以突破时空阻隔、设备阻隔，利用各种移动终端就可以为相关学科的师生提供大数据教学与研究的服务，很好地调动学生学习的积极性，随时随地满足师生教学、科研需求。

3.3 制定合理的激励机制，调动各方人员的积极性

激励机制是促进高校实验仪器设备共享，提高平台管理水平和运行效益的重要因素，建立合理的奖惩激励机制，让仪器设备的使用者和管理者相互受益、双向驱动，充分调动各方面人员的主动性和积极性，确保共享实验平台的管理与运行实行良性循环和发展。

对仪器设备的管理者进行激励，就要为管理者增加投入设备、软件和人力，提高其工作的待遇，使其感觉到自己工作的重要性，为其开展工作提供充分的条件。

对仪器设备的使用者进行激励，需要学校要改变过去计划经济时代固定资产管理方面的陈旧管理模式，不能只讲求需求，不讲效益，只讲投入，不讲产出。虽然高等教育具有公益性，但在社会主义市场经济条件下，对实验平台的管理还要讲求成本核算。这样不仅可以获得更多的资源促进平台的发展建设，而且也可以避免资源争夺、占为己用后导致设备无法共享，给国家造成极大的资源浪费。