高等学校信息类实验设备开放共享模式探究

柯红岩, 崔家瑞, 金仁东, 李 擎

(1. 北京科技大学 资产管理处, 北京 100083； 2. 北京科技大学 自动化学院, 北京 100083)

高校信息类实验设备主要包括电子设备类、机电设备类和部分仪器仪表类。作为自动化、电子技术、计算机技术、信息通信等专业的实验教学设备,信息类实验设备在高等学校本科教学设备中占有非常大的比例。据《高校实验室建设发展报告(2014)》[1]统计,教学设备占总仪器设备的80%,而10万元以下的信息类实验设备占比超过了60%,而且保持每年约10%的增长速度。据统计,2012—2013学年机电设备类和电子设备类就超过了850万件,总金额超过了700亿元。

以北京科技大学为例,信息类实验设备在学校设备资产中占比超过20%,而且每年约有2 000—3 000万元的经费用于该类设备的更新与购置,随着新工科建设和双一流大学建设的推进,必然新增大量信息类实验教学设备。

虽然国务院和教育部提出了大型仪器设备开放共享要求[2],在国内高校科研院所进行了大型仪器设备开放共享平台建设[3-8],并已建立了国家、校级、院级等各级大型仪器共享平台、大型仪器设备开放共享制度、标准和机制等一系列管理办法与实施方案[9-14]。但主要是针对50万元以上的大型仪器设备,而且绝大多数属于分析、测试、测量类等标准化设备。针对这些设备形成的开放模式、标准等相关管理制度均无法直接应用于信息类实验设备。因此,亟需研究和探索一套适用于信息类实验设备的开放共享模式及运行管理制度、标准和机制。

1 信息类实验设备特点

信息类实验设备,主要是指电子计算、信息通信及自动化教学仪器设备。区别于大型仪器设备的主要特点为：

(1) 数量庞大、功能多样,放置分散,不易管理。以北京科技大学自动化学院CDIO自动化实验室为例,该实验室存有的信息类实验设备20余种,每种设备又分成了10～20个功能模块,另外,还配有对应的电源线、信号线、SD卡等配件,极容易混乱、丢失。

(2) 具有二次开发和再创造的特点,包含更多的智力服务,而且没有统一的执行标准。绝大多数信息类实验设备用于本科教学,所以,这类设备的功能基本上都是demo形式,方便学生和教师在已有功能基础上进行创新,因此,创新形式多样。

(3) 具有模块化设计的特点,不同用户使用的功能模块不同,技术人员付出的智力劳动也不同。在实际教学过程中,不同学生选择不同的功能模块,完成不同程度的创新设计,对于教师来说,需要了解所有的功能模块,并能够指导学生,因此,技术人员付出的智力劳动程度大不相同。

(4) 具有定制性强的特点,高校信息类实验设备大部分是根据高校教学需求定制的,且种类繁多、应用范围广。由于各高校发展定位不同,对信息类实验设备需求也不尽相同,导致绝大多数信息类实验设备均为定制且各具特色。

2 信息类实验设备在开放共享中存在的问题

(1) 信息类实验设备数量庞大且开放共享率低。目前进行开放共享的设备绝大多数属于分析、测试、测量类等标准化设备。对于高校来说,除了这些标准化设备,还存在大量用于实验教学的信息类实验设备,这些设备除了满足正常的实验实践教学和本科毕业设计外,基本上处于闲置状态。另一方面,在新工科建设背景下,各高校必然新增大量信息类实验教学设备,如果不进行开放共享,将进一步加剧这种资源浪费的现状。

(2) 信息类实验设备开放共享模式及机制不健全。信息类实验设备二次开发和再创造的特点导致了无法直接套用成熟的大型仪器开放共享模式。另外,信息类实验设备模块化特点导致了虽同为开放,但开放的功能和智力劳动不同。因此,现有的大型仪器设备开放共享运行管理制度、标准和机制无法适用于信息类实验设备。

(3) 部分企业对信息类实验设备需求强烈而高校设备却闲置。对于中小型企业来说,除了需要标准化设备进行测试测量,同样也需要信息类实验设备,一方面进行新技术、新方法的验证与优化,另一方面进行员工的研发能力和创新能力的培养,而绝大多数中小企业是没有计划或者没有经费购买大批信息类实验设备,而高校信息类实验设备很多处于闲置状态。

3 信息类实验设备开放共享新模式和新机制

3.1 优化信息类实验设备开放共享管理

由于信息类实验设备包含主体和多个模块,相对于标准化的设备,管理起来更复杂、更困难,因此,在标准化设备管理的基础上,设计了信息类实验设备数据采集表,并逐步探索适用于信息类实验设备的管理方式。

3.1.1 设计信息类实验设备开放共享数据采集表

为了开放共享管理的便捷性,在原有基础上设计了信息类实验设备数据采集表(见表1)。其与大型仪器信息表的主要区别在于：针对设备特点,将功能、技术指标和应用领域按照设备主体和功能模块细分,即设备主体配合不同功能模块即视为不同的设备,使得开放共享的针对性更强。设备入账时同时录入设备主体和相关模块信息,并且模块信息可根据实际情况自行扩展或缩减,增强了设备管理的灵活性。表1中略去了与大型仪器设备信息一致的部分。该表能与原有的大型仪器设备信息采集表很好地兼容,更易于信息类实验设备管理。

表1 信息类实验设备开放共享数据采集表(区别)

3.1.2 明确信息类实验设备开放共享成本补偿原则

在新的开放共享模式下,必然需要新的运行管理机制配合,逐步完善学校仪器设备开放共享工作。针对信息类实验设备的特点,应从组织管理、运行管理、财务管理和考核评价等方面给出相应的管理办法。针对信息类实验设备的再创造功能,特别是科研人员的智力服务,提出信息类实验设备技术开发成本可按照高校科技成果转化形式确定科研人员在信息类实验设备技术开发方面的成本投入,其中共享服务收入中对于技术开发成本的补偿可作为教师绩效奖励发放,有效提高教师参与信息类实验设备开放共享积极性。

3.2 信息类实验设备开放共享新机制

由于信息类实验设备绝大多数具有二次开发功能,即再创造功能,因而包含了大量的智力劳动,也因此它在培养学生工程实践能力方面具有更大的通用性和灵活性,需要更多的脑力劳动者的介入,同时更强调开放共享过程中的育人功能。因此,建立了图1所示的信息类实验设备运行机制。

图1 信息类实验设备开放共享新机制框图

信息类实验设备运行机制由信息发布、双向服务、成果转化、协同育人和业绩分配五个部分组成,各部分具体描述如下：

(1) 信息发布包括两个层面：一方面在仪器设备共享管理平台(USERS)发布信息类实验设备开放共享信息,另一方面相关教师主动发布仪器设备开放共享信息给潜在的服务对象；

(2) 双向服务也包含两个层面：一方面仪器设备可供服务对象使用,另一方面服务对象及其潜在的服

务需求反向促进、引导教师针对现有信息类实验设备进行功能再创造；

(3) 成果转化是指由高校教师参与的信息类实验设备功能再创造产生的成果一方面转化为服务对象的新产品,另一方面可反哺教学,将再创造产生的成果转化为实验教学平台,扩展实验教学资源；

(4) 协同育人是指由参与信息类实验设备二次开发的企业人员与教师在该仪器设备所在的实验教学环节共同指导学生工程实践课程；

(5) 业绩分配是指将信息类实验设备开放共享收入计入教师的业绩工作量,同时加大教师由于技术开发投入所获得的成本补偿比例,充分调动教师参与信息类实验设备开放共享的积极性。

3.3 信息类实验设备开放共享新模式

针对中小企业对信息类实验设备的需求和高校信息类实验设备特点,通过为企业技术验证、技术升级、人员培训等提供设备支持与智力服务,企业为高校提供更先进的工程设计理念、校企协同育人等形式,探索信息类实验设备开放共享新模式。

信息类实验设备的特点决定了它不可能和大型仪器设备采用相同的开放共享模式。信息类实验设备开放过程中的绝大部分工作都属于创造性工作,需要更多的技术人员参与,而不是按照标准流程操作设备,生成报告。因此,它更强调开放共享过程中的创新活动和技术人员的智力劳动。

信息类实验设备的特点也决定了它的应用领域不像大型仪器设备那样单一。它更多地服务于中小企业的技术开发人员,为中小企业提供更多的技术服务。因此,它更强调开放共享过程中中小企业和开放单位的技术共赢,而不是简单的测试测量报告。

基于以上考虑,建立了由“主动寻找”“共同开发”“联合团队”“内部结算”和“产学研企”组成的信息类实验设备开放共享新模式,如图2所示。

图2 信息类实验设备开放共享新模式框图

(1) 主动寻找需求企业。除了相关企业通过共享平台联系高校以外,高校应主动根据已有的信息类实验设备功能特点和未来针对专业特点待开发的新型信息类实验设备功能特点,主动寻找有技术需求和员工培训需求的科技类企业,特别是中小型企业。

(2) 共同开发设备功能。企业和学校教师或者科研单位技术人员共同参与信息类实验设备功能模块开发。开发过程中考虑国家未来发展战略,结合企业发展需要和学生能力培养对设备功能的需求,共同设计新型信息类实验设备或开发已有信息类实验设备的新功能,用于培训相关技术人员。

(3) 联合团队统一协调。开放共享团队成员主要由信息类实验设备的企业开发人员和教师组成。参与开发的技术人员根据需要,统一协调参与开放共享工作中,以保证开放共享的时效性、持久性和培训效果。

(4) 利益共享产权明晰。由于企业和学校是信息类实验设备开发和开放共享的共同体,因此在合作开发与共享中形成的收益要充分考虑双方在设备、水电、场地、人员等方面投入,此外还要考虑产品市场前景、企业投入产出比等因素,另外对于开发设备的知识产权归属等问题需双方在充分沟通基础上达成一致。

(5) 产学研企协同发展。在完成上述4个要素的基础上,参与开发的企业、学校或科研单位、学生都将在信息类实验设备开放共享中实现多方共赢。由于产学研企成果反哺教学,通过实验实践教学过程学生可以接触到最新的技术和产品,有利于学生工程实践和创新能力培养；企业也可以通过开放共享平台培训现有员工,促进员工专业技能提升。

通过上述5个要素,信息类实验设备开放共享新模式将有利于提高信息类实验设备使用率,有利于培养跨学科的复合型高级人才,有利于提升中小企业的研发实力、研发效率和创新能力,有利于企业为高校提供更先进的工程设计理念,进一步强化校企协同育人。

4 信息类实验设备开放共享案例

信息类实验设备开放共享已在我校自动化学院进行了近半年的试点运行,运行效果良好,教职工参与信息类仪器开放共享的积极性大大提高。部分开放共享成果如下：

(1) 建立了自动化学院-北京市住宅建筑设计研究院有限公司产学研实践基地,产生了12项实用新型专利、22项软件著作权和4篇EI检索论文并将研究成果转化为“工作自动化生产线实训”课程的实训项目之一：基于电力线载波和LabVIEW的楼宇自动化监控实训系统,并应用于自动化专业2015级本科生。

(2) 主动与景德镇珩源科技有限公司进行沟通,达成协同育人试点：由景德镇珩源科技有限公司总工程师与我院教师共同完成“控制系统设计”课程的实践教学环节,将企业的先进工程理念引入到实践教学中。

(3) 将与北京国网富达科技股份有限责任公司共同开发的无人机飞控平台转化为“工业自动化生产线实训”课程的研究型教学项目之一,并应用于自动化专业2015级本科生。

这些项目的引入,一方面开阔了学生眼界,另一方面也让学生学习了企业最先进的工程理念,学生学习的主动性和积极性有了显著提高。

5 结语

针对高校信息类实验设备存量大,闲置率高的问题,研究了信息类实验设备开放共享新模式。设计了信息类实验设备数据采集表,并根据设备再创造功能,提出了信息类实验设备“产、学、研、企”开放共享新模式,制定了配套的开放共享管理实施细则。最后,形成了信息类实验设备协同育人新机制。通过在自动化学院试点运行,运行效果良好,有效提高了设备使用率,达到了预期的开放共享效果。