一流学科建设中大型精密贵重仪器设备培训体系的改革

2020-06-18翁雨燕范大明

实验室研究与探索 2020年3期

陈晨，翁雨燕，范大明，彭伟，孙红

（1.江南大学食品学院，江苏无锡214122；2.苏州大学物理科学与技术学院，江苏苏州215006）

0 引言

大型精密贵重仪器设备是高校人才培养、专业建设和学科发展的硬件保障［1］。根据国务院《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》［2］以及教育部等三部委《统筹推进世界一流大学和一流学科建设实施办法（暂行）》［3］，食品科学与工程学科入选“双一流”建设学科。近年来，食品学院在大型精密贵重仪器设备购置和管理方面取得了长足进展。

培训是仪器设备管理中非常重要的环节，培训的效果直接影响仪器设备的使用率和贡献率。以食品学院测试平台的宽场成像高内涵系统、原子力显微镜、场发射扫描电子显微镜、高分辨率共聚焦激光显微镜等仪器设备为例，在以往的培训过程中有很多常见问题，如培训前准备不足导致学生在有限的时间里无法很好地吸收和消化大量的培训内容、长时间脱离上机操作导致学生使用仪器不当造成仪器损坏、部分学生以扩充知识面为目的参加培训无形中增加了机组老师的培训工作量等。

本文创新调研方式，得到一系列重要的培训需求，在培训方案设计、培训实施保障、培训体系完善等方面提出了若干改革举措，培训体系重塑与建设卓有成效。

1 培训需求调研

探索新型需求调研方法，利用需求管理工具有效提取和跟踪培训需求。前期利用线上调查问卷的形式开展培训需求调研，获取来自参加过培训的学生的百余份有效问卷，并对调研结果的有效提取、不断更新和长期跟踪，分析得出以下结论。

（1）培训对象以食品学院和生物工程学院的研究生为主。本测试平台面向校内开放共享，全校师生均可以通过“大仪共享平台”预约使用。本次所调研的仪器设备主要用于食品学院和生物工程学院的日常科研，另外也共享给化学与材料工程学院、环境与土木工程学院、纺织服装学院等。在学历层次上，大部分使用者为硕士研究生69%和博士研究生29%，另外还包括少量提前参与科研的本科生2%，以上学生使用仪器设备必须经过专业的培训。

（2）对仪器设备的前期了解不足。经过前期调研，70%的学生在培训前能够大致了解部分大型仪器平台的设备种类、数量及用途。但是由于了解缺乏仪器设备详尽信息的公开渠道，98%的学生在培训前仍然有很多不清楚的重要细节问题，主要集中在：如何进行样品前处理、如何进行数据后处理分析、如何选择最适合实验的仪器设备。此外，机组老师也不了解学生的样品情况等，无法给出专业的培训建议。

（3）培训流程设计陈旧效果不佳。经过前期调研，有15%的同学按照以往的培训流程能够熟练掌握仪器设备的使用，有9%的同学经过培训以后表示仍然不了解仪器设备，不知道如何开展实验，有76%的学生表示培训以后，基本可以独立操作仪器，但还是不定时需要向机组老师求助。这种似懂非懂的培训效果给后期仪器使用维护带来更大的压力和隐患。根据跟踪反馈，培训流程中的难点在于缺乏专业性的培训素材和内容、缺乏精心设计的上机实验环节、缺乏专业技术人员细心指导，培训方式单一，机组老师培训前也不了解学生实验的需求等。

（4）个性化培训需求十分强烈。经过前期调研，

82%的学生倾向于3 ～5 人的小团体培训，希望能够按样品种类进行分组培训。学生希望除基本操作培训外，机组老师还能够增加设备原理介绍、样品前处理技术、数据处理培训等多项培训内容。学生希望在培训资料方面有重大改进，摒弃之前使用的繁复的说明书、操作规范和技术规范等纸质材料，增设电子材料便于查看，包括设备附带的教学视频、机组老师制作的简洁规范的指示图片、机组老师录制的规范操作视频。

2 迭代式培训流程设计

在学生实际操作使用仪器的过程中，遇到的问题千差万别，培训的重难点也必然存在一个逐步显现的过程，不可能通过一次培训就能达到非常好的效果，因此培训内容需分项多步骤进行，形成“培训—操作—再培训”的模式。

图1 改革后的基本培训流程图

改革后的基本培训流程如图1 所示。①机组老师线上通知培训安排，学生事先在“大仪共享平台”的文件系统中查看仪器的思维导图，包括设备原理、设备结构、样品前处理、设备操作和数据后处理等说明书文件，以及机组老师自制的操作手册和注意事项等。②安排工程师上门以课程形式做基础培训，以PPT 形式讲述仪器的工作原理、仪器的构造、仪器的工作模式、软件的使用方法和应用案例。③由工程师面向所有学生做上机操作培训，规范操作流程。在以上的统一培训结束以后，由机组老师根据样品测试条件的不同定期进行分组培训，助理研究生根据测试需求随时开展一对一培训，并由机组老师进行答疑［4］。

改革后的基本培训流程着力于扎实提升学生的能力素质，以适应内外部环境的不断变化。具体到实际培训流程设计时，要结合学院的科研计划、结合测试平台的日常管理进行统筹安排，实现闭环管理。①从两个维度开展培训需求分析，即自上而下的分析培训目标、整体科研需求、学生过往的实验技能水平等，同时，自下而上的分析学生自身的培训需求。②结合上述两个方面的分析调查，形成需求分析报告和培训方案初稿，再征求相关老师意见后修改完善，报测试平台领导审批。每次开展具体的培训前，还应先将详细的实施方案按管理权限报批并公示，便于机组老师和学生清楚了解每次培训的具体安排，提前做出安排。③评价培训的效果，总结经验教训，和测试平台领导、相关科研平台的老师共商培训流程改进方案，为下次的培训做好准备。

3 全方位培训实施保障

迭代式培训流程比改革前大大加长，涉及面广，流程改革的成效离不开扎实有力的培训实施保障。全方位保障本身也有很大的探索空间，在很多方面需要提前谋划、协同设计。改革后的保障举措主要有。

（1）互动交流平台。需求分析是培训管理的重要组成部分，是开展有效培训的先决条件。除了单一操作类的培训有很明确的要求，面向科研实践的培训必须要满足科研平台老师的要求，满足学生的实际需求。忽视需求分析，会造成学生培训热情不高，会造成机组老师时间的极大浪费，会造成整个测试平台投入高产出差。为了分析得出亟须的关键培训需求，必须要建立有效的师生互动交流平台。

根据不同方向的需求建立多个即时通信组，包括仪器公司的工程师、经验丰富的科研平台、机组老师和学生，开设日常交流区和定期专题技术讨论区［5］。①便于学生第一时间找到机组老师，随时随地解决问题，提高交流效率；②可以促进学生与机组管理老师、学生与学生之间交流仪器的使用、方法、数据分析的经验，拓展他们科研思维发展，便于机组老师了解仪器使用的真正反馈，实现良性互动，提高仪器使用效率。

（2）培训人员梯队。培训人员是培训体系的根基，培训人员可以分为4 个梯队，衔接有序进行保障。4 个梯队涵盖厂家工程师、经验丰富的高级职称科研人员、专设仪器管理技术老师、大仪设备共享助理研究生等，梯队人员与职责如图2 所示［1，6］。基于梯队采取形式多样的学习交流方式，进行仪器设备测试、使用和维护技术等方面的报告和讲座，举办典型仪器前沿应用技术系列讲座，针对实际操作细节，开展培训人员擅长领域的应用培训。

图2 4个梯队人员与职责

通过梯队建设，形成以专设仪器管理技术岗位的人员为核心、研究生为辅的培训队伍［7］。梯队之间加强传帮带，①以提高仪器管理人员的业务能力和管理水平为目的，注重对仪器实验技术人员的业务再培训，不断更新和拓展技术人员的专业知识和技能，完成精细化的操作培训［8］；②以使学生迅速掌握大型仪器的使用知识技能为目的，在实践中锻炼出服务科研实践的培训能力［9］。

（3）更新培训资料。在构建大型仪器设备培训体系的过程中，要全面完善仪器学习资料，注重建设实践操作影音资料，形成新型培训手段［10］。以往的培训资料主要以仪器相关的书面资料为主，但随着设备的更新换代和多媒体技术的发展，可以加入更加生动、丰富的培训资料，改革后的仪器培训资料体系如图3 所示。在分组培训中引进“微课”，以视频为主要载体，记录情景化环境下现场培训的全过程，围绕某个重点、难点、疑点的知识点或教学环节展开的精心编排的教学活动，增强培训效果［11］。加强开放共享力度，将针对高级仪器分析的博士生课程视频化，共享给需要的低年级学生，以提升他们对仪器认知的专业性。同时，有效利用“Demo”软件为学生提供虚拟上机实战体验，避免新手损坏仪器。

图3 仪器培训资料体系

充分利用互联网技术，避免培训资料“沉睡”。通过微信公众号等方式，定期更新推送最前沿的学习资料，积极与学生互动留言。根据学科特色，开设相关仪器的网络在线培训课程，将每台仪器的操作流程录制成视频，并附上详细的使用注意事项解读，放置于“慕课”精品课程平台，供学生随时学习和在线讨论，及时反馈课程学习感受，教师进行在线答疑［12］。