面向研究生实验教学和科研支撑的公共实验中心建设探索

周宏敏， 熊 文， 陈 伟

(中国科学技术大学 研究生院，合肥 230026)

0 引 言

自1978年恢复高校招生考试以来，我国高等教育得到了稳健快速发展。2015年，全国各类高等教育在学总规模达到3 647万人，高等教育毛入学率达到40.0%。研究生招生64.51万人，其中，博士生招生7.44万人，硕士生招生57.06万人。在校研究生191.14万人，其中，博士生32.67万人，硕士生158.47万人[1]。我国研究生教育取得了巨大的成绩，为国家现代化建设作出了重要贡献。所以,进一步提高质量、发展内涵是新时期研究生教育的核心任务[2-3]。科研能力和实践能力是提高研究生培养质量的重点[4-6]。通过对研究生实验技能和操作能力的训练，培养研究生的科研动手能力、创新能力也是研究生教育的重要使命[7-8]。

1 为适应发展需求组建公共实验中心

我校是一所以前沿科学和高新技术为主，具有鲜明理工特色的综合型大学，为全国首批成立研究生院的高校。目前在校研究生8 100多人，其中博士生1 900多人，硕士生6 200多人。为适应研究生发展规模和培养质量的需求，以及服务于学校建设世界一流研究型大学的发展目标，学校精心布局，以“集中投入、统一管理、开放公用、资源共享”为基本原则，逐步建立面向多学科，跨学科的理化科学实验中心、生命科学实验中心、工程与材料科学实验中心、信息科学实验中心、超级计算中心以及微纳研究与制造中心等6个面向研究生教学和科研的公共实验中心。至2016年底，6个公共实验分中心有专职技术人员124人，实验室面积1.5万m2，50万元以上仪器设备200余台套，价值3.6亿元。

2 完善“三位一体”的管理体制及运行方式

公共实验中心按照《中国科学技术大学公共实验中心建设运行管理办法》，以“学校统管、学院协管、主任负责、专家组决策”为管理原则，在学校层面成立了由分管校领导担任主任，有关职能部门负责人和各分中心主任为委员的公共实验中心管理委员会，为公共实验中心的发展方向、政策制定以及运行管理进行战略指导；协管学院受学校委托对分中心实验室和人员进行实际管理；各分中心成立由既是学科领域内“科学家”又是仪器设备“技术行家”的研究人员组成的专家组，为分中心的建设和发展进行重大决策。“学校—学院—专家”三位一体的建设和管理模式，充分调动和发挥了学院和领域专家对公共实验中心建设的积极性，同时也将公共实验中心的建设和发展方向与研究生的教学和科研需求建立了直接联系。

3 建设高水平的专职、专业技术队伍

为保障对探索性和个性需求的高水平的研究生实验教学和科研的支撑，学校在公共实验中心设立了技术支撑岗位，制定了一系列有别于教师、管理岗位的引进、考核、职称晋升、国内外进修深造及薪酬待遇等政策和制度，并通过“技术骨干人员海内外进修”的方式，有计划地派遣技术人员到海内外高水平的科研机构、研发部门和著名设备企业学习深造，不断提高他们的技术水平，保障了公共实验中心高标准运行。至2016年底，公共实验中心专职人员124人，其中56人拥有博士学历，正高13人，副高27人。实验中心逐步建立了一支爱岗敬业、业务扎实的技术队伍。

4 构建以需求为导向的实验教学和科研支撑体系

4.1 开展技术报告及培训

在研究生新生入学后，实验中心组织大规模的技术报告和实践操作培训。①为了使刚入学的新生开拓信息渠道，了解实验中心，知道实验中心有什么，能做什么。②加强新生对技术的实践认识。大部分新生在本科阶段未能接触到大型仪器设备，对实验技术的了解往往停留在理论层面。通过对大型仪器设备的实际操作培训，能够加深对技术的理解，提高对实践的认识，同时也为在今后科研探索中进一步实际掌握打下基础。近3年，公共实验中心累计开设310余次技术讲座和培训，参加学生6 950人次，上机培训3 570人次，为研究生有效地补充了理论课堂外的实践认识。

4.2 开设实验技术课程

本科阶段学习主要是以“宽口径”培养为主，进入研究生阶段，深层次的专业理论和技术储存明显不足，对实验类的研究难以上手。而且，不同学校生源的学生水平参差不齐，全而统的实验教学也不合适。针对此种情况，公共实验中心利用技术优势，每年面向研究生开设涉及物质结构与分析、工程与材料、生物技术和信息技术等30余门技术的选修课程，研究生可根据自己的需求进行针对性的选修。此类技术课程的特点是由在一线从事测试的技术人员担任授课老师。他们长期直接面对有各类测试需求的学生，不但具有丰富鲜活的测试经验，同时对学生科研中遇到的常见问题也十分了解，更加贴近学生，易于从学生理解和感兴趣角度出发讲授课程，并在实验阶段培训学生实际操作大型仪器设备，为研究生进入研究阶段打好技术基础。

4.3 组建研究生实验训练中心

通过开设技术课程和操作培训，满足了大部分研究生对于常规测试的研究需求。然而，有的课题组长期从事的研究方向与某类仪器设备关联度高，长期高频率使用特定类型的仪器设备，并且进行超出常规测试的探索性研究。如我校多个课题组从事各类材料合成及性能研究，研究生长期利用电子显微镜进行分析测试。常规的送样、测试、分析结果已经难以满足对高水平科研的需求，研究生迫切希望能够从试验设计、样品制备、仪器操作、图谱分析等全过程参与并深入掌握，以便针对性地发现和解决科研中的难题。针对此种需求，公共实验中心于2010年成立了“电镜研究生实验训练中心”(以下简称电镜实训中心)[9]。电镜实训中心根据电镜技术的特点，开设理论和实验相结合的电镜课程。其中实验课程为保证教学质量，采用“1对2”的个性化实验教学模式，即每次实验课1个老师仅对2个学生进行电镜操作培训。老师根据每个学生理解水平和掌握程度的不同，针对性地开展操作培训，显著增强了学生对电镜的理解和实际操作能力。通过电镜实训中心考核的学生，掌握了电镜相关理论、操作技能以及图谱分析能力，有力地促进了科研的顺利进行。同时，受训学生也掌握了一项大型仪器设备的操作技能，为毕业后的就业增加了竞争能力，也受到了用人单位的好评。在电镜实训中心探索取得成效后，根据学生科研的需求，公共实验中心继续拓展实验训练中心的技术领域，先后成立了力学性能、网络与硬件设计、核磁共振以及超级计算等4个新的实验训练中心，受到研究生一致欢迎。

4.4 强化技术服务

公共实验中心在积极做好面向研究生教学培训的同时，更主要和常规的工作是为研究生的科研提供技术支撑。通过测试服务，在样品制备、试验测试以及数据分析等测试的全过程中对学生进行指导，根据测试情况对试验研究中的技术方法和技术路线提供参考建议。近3年，公共实验中心对校内测试机时为55.3万小时，测试样品数56.6万余个，提供了1.221亿小时超算CPU服务。优秀的技术人员长期专注于其技术领域，有着丰富的实践经验，对技术的应用和发展有着较深的理解。同时，长期在一线从事测试和咨询服务，与各有关课题研究组保持交流，服务对象范围广，在其技术领域形成既“深”又“广”的知识特性，往往能为科研中某个技术方法提出重要的指导意见，利用自身的技术优势支撑高水平的探索研究。如在理化科学实验中心球差电镜、核磁共振、X射线衍射仪、原子力显微镜、拉曼光谱等多个机组支撑下，博士生高山以第一作者于2016年1月在《自然》在线发表“杂化二维超薄结构的合成及应用领域取得的重要进展”[10]。

4.5 加强信息化建设

为保障面向研究生的教学和科研服务能力,将“优质服务融于无形管理”，公共实验中心将信息化建设放在重要位置，不断提升信息化、智能化服务水平。生命科学实验中心自2008年在国内高校较早自主研发了大型仪器设备管理系统。该系统实现了仪器功能信息展示、网上预约、自助刷卡开机测试、费用结算等等功能，实现了7×24 h的服务能力。对于经考核取得使用资格的学生可直接自助开机测试，不受机组人员上下班时间以及节假日影响，较合理地解决了研究生对科研仪器使用的管理和服务需求。

5 建设成效

公共实验中心的建设，不仅彻底打破了条块分割的格局，推动了学科交叉，更激发了研究生科研创新的兴趣和热情[11]，学校研究生培养质量令人瞩目。2014年～2016年，学校作为第一署名单位，研究生共发表SCI或SSCI论文5 200余篇，其中一区和二区论文数2 550余篇，在《科学》《自然》《细胞》及其子刊上发表60余篇论文；30%以上的博士毕业生、35%以上的硕士毕业生继续国内外深造；直接就业的博士毕业生60%以上进入科研院所和高校工作。至2016年，共有159篇毕业论文获“中科院优秀博士学位论文奖”；研究生与导师合作完成的重大成果数次入选“世界十大科技进展”“国内十大科技进展”“中国科学十大进展”“中国高校十大科技进展”等。

6 结 语

研究生的培养是研究生主动探究的学习过程，更注重在实际科研探索中培养获取知识、理解方法、提高技能、独立思考、发现和解决问题的实践能力和创新能力[12-14]。大而统的实验教学模式不能满足不同专业和不同背景研究生教育的需求，被动式的实验教学也难以取得好的教学效果[15-17]。因此，为适应研究生教育的内涵式发展需求，我校将研究生的实验教学立足于主动的科研需求，通过在研究生实际的科研探索中进行需求教学，在发展中稳步推进教学和科研一体的公共实验中心建设，有力提升了研究生科研动手能力和实践创新能力，为促进研究生培养质量的提高进行了有效的探索。

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