一流学科背景下高校实验室改革探索

高 宇 丁绪武 赵旭东 张 星

上海工程技术大学 上海 201620

建设世界一流学科是中共中央和国务院作出的重大战略决策，有利于提升高校的综合教育实力并培养现代化的一流人才，对于提高我国的教育发展水平和国际核心竞争力具有十分重要的意义。随着一流学科建设的深入发展，众多高校将实验教学改革作为推动学科建设的切入点，实验是现代高等教育中必不可少的环节，是引导学生将理论知识转化为实践能力和科研能力的重要途径，对于夯实基础学科建设以及促进应用学科与行业产业相结合均有重要作用。近年来，为了增强对一流学科建设的支撑，国内各高校开始重视实验室的改革并逐步提高实验室建设水平。实验室作为高校教学和科研的基础支撑单位，已获得高校的持续关注和重点支持，在软硬件方面均取得一定的进步。但传统实验室暴露出的若干问题影响了一流学科的成长，因此实验室的现代化改造已是大势所趋。现代化实验室在人才管理、设备管理、安全管理及资源管理等层面进行优化，为高校发展一流学科起到支撑和保障作用，从而进一步提高了高等院校的学科发展水平。

一、当前困境

(一)实验室队伍不能支撑学科前沿发展

高校实验室作为教学和科研的支撑部门，建设重点长期聚焦于实验环境的改善和实验设备的更新方面，而忽视了人才队伍建设对实验室发展的重要性。实验室的人员配置在年龄结构、学历结构、职称结构等方面均有结构不合理的现象发生[1]。第一，实验室人员的年龄梯队存在断层，国内高校的实验室队伍普遍存在老龄化现象。虽然近年来新引进了一些拥有更高学历的管理人员，但是他们缺乏实际的实验室工作经验，在专业应用能力和管理经验上存在明显不足，从而导致了中坚力量缺失。第二，实验室人员的学历层次仍需提高，目前人员的学历分布以本科和硕士为主，而博士占比较少，这会导致实验室人员对本学科的前沿发展没有充分的研究，甚至滞后于实验教学内容。第三，实验室队伍的职称普遍偏低，以初级和中级为主，而高级职称占比很小，存在专业知识较为陈旧和管理模式较为固化的现象，不利于发挥现代实验仪器的教学效果，对一流学科的建设和发展助力有限。

(二)实验设备管理未考虑学科建设目标

实验室设备是开展实验教学和科研不可缺少的工具，一流学科建设中的每一次重大进步都离不开实验设备的支持。在各高校大力推进一流学科建设的过程中，实验室的仪器设备作为教学科研和学科发展等各项工作的基础和前提，目前缺乏科学化的管理手段。由于实验室设备数量众多并持续增加，这给设备管理带来的挑战主要有两方面。第一，设备采购与学科发展规划相驳。高校除了对老旧设备进行更新外，还会根据科研项目购置先进仪器，但项目结束后相关设备利用率较低[2]。产生这种现象是由于在设备采购规划前期，未考虑本学科的实验特点和长期发展目标。第二，多数高校实验室设备管理还未信息化，不便于学校统一管理，不能在校内进行设备信息共享。高校实验室设备通常具有数量大、种类多、需定期维护等特点，仅靠人工记录和归档很容易造成管理混乱和信息丢失。现阶段，国内很多高校仍以纸质档案的方式统计仪器和设备情况，对不同时期购入的设备难以精准定位，这给定期检修和维护造成困难，长此以往影响了教学和科研的实验效果，进而影响到学科建设的长足发展。

(三)实验室安全管理影响学科高质量发展

高校实验室安全是实验教学的开展和科研进展的重要前提，由于很多理工科的学习和研究不能离开实验实践，各高校为了保障实验的顺利进行都在持续开展实验室安全检查工作，以排除安全隐患，但实际检查过程中仍存在许多问题。第一，缺少专业的安全检查人员[3]，检查的质量和专业性难以保证。当前实验室安全检查多由本校的保卫处或资产处负责，安全检查人员不了解所有学科的实验室安全知识，一些安全检查负责人对于物理、化学、生物等学科的实验安全验收标准存在知识漏洞，还需要进一步的培训。第二，安全检查流于表面[3]，无法发现深层次的安全隐患。由于高校实验室占地广、设备多、各学科的情况差异较大等问题，在安全排查时容易产生遗漏，近年来各高校都逐步完善了安全管理制度，但安全排查的有效性仍有可加强的空间。第三，对于安全管理工作的监管不充分，对于台账中信息缺失和安全管理不合规的现象缺少及时的监管。很多高校仍在使用纸质台账作为记录方式并定期收取检查，大量的纸质信息给安全监督工作造成较大负担，导致信息监管不到位的现象发生。第四，目前为保障实验室用水用电安全，实验室的水、电、门、窗等普遍依靠人工开关，数量众多的实验室给学校的整体监管工作增加了难度，实验室的开放时间难以准确地管理并监控。

(四)实验室资源利用率影响学科发展效率

当前很多高校的实验室发展受到空间资源分配不合理和预算有限的制约，主要表现在建设实验室时，缺乏科学合理的前期规划。一是实验室空间资源利用率较低。由于不同学科所建设的实验室在实验环境和建设标准等方面存在较大差异，许多教学型实验室在承担相关课程的实验教学后长期处于空闲状态，这在一定程度上造成高校的资源浪费。近年来，国内高校一直在摸索如何以适合的方式将实验室定期开放给本科生、研究生用于实践练习，但由于实验过程可能会存在安全隐患。目前，国内很多高校已经开始着手利用智慧实验室来解决实验室空间利用率的问题，但仍有很多值得探索和不断完善的空间。二是预算有限，资金分配不合理。高校实验室的发展受资金支持情况的影响较大，由于预算的制约，在设备采购、网络改造、智慧实验室建设上，资金分配不合理的现象时有发生。具体来说，在采购大型设备时，缺乏对本学科未来发展方向的分析，对于大型设备后期利用率的预判不足，导致一些昂贵设备的利用率较低；在专业设备的使用上，教学和科研团队往往倾向于延续使用过去的实验方式，而不习惯于使用学科前沿的研究方案，未能让先进设备发挥最大价值；在进行网络改造时，由于开销较大并且改造过程耗时较长，不能及时更换已损耗的硬件设施和已老化的布线，与此同时，较低的网速也对现代化的实验教学造成负面影响；近年来国内高校普遍着手建设智慧实验室，但在建设前期，缺乏对于学科适用性和经济合理性的充分论证，从而造成投入了大量的建设成本，但却对一流学科的发展助力有限。

二、应对措施

(一)建设一流队伍为学科发展提供人才保障

根据2015年国务院印发的《关于统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，高校一流学科的建设要以建设一支知识结构全面的高素质实验技术队伍为切入点。实验室是高校将理论和实践相结合的重要根据地，建设一流学科需要一流的实验室，而一流实验室离不开一流的人才队伍。因此，高校建设实验室的首要任务就是推进实验室人才队伍建设，才能为实验开展、学科建设、专业发展和人才培养提供有力保障。具体解决措施可分为三个方面：首先，高校管理者要转变观念，重视实验室建设在学科建设中的地位，改革实验室队伍的人才的培养方案，提高对实验室人才队伍建设的重视程度，以及对实验室管理者的管理能力和科研能力要求，从而为实验室建设和发展注入新活力。其次，应着手于优化队伍结构，为提高队伍的整体素质建立制度保障，改变当前年龄结构、学历分布、职称结构不合理的现状[1]，提高对新进人员的专业素养和科研能力要求，并鼓励实验室管理人员参与相关学科的进修和培训，从而更好地为建设一流学科提供服务和支持。最后，要建立健全激励机制和考核体系，改革激励机制以促进团队高质量发展，在考核时应充分考虑实验室人员对教学和科研的贡献，关注人员对一流学科建设和发展的推动作用，全面激发人才活力。

(二)设备管理要具备一流学科建设思路

高校在设备管理方面要革新思想，依据一流学科建设的目标和发展计划，紧贴本学科的教学科研特点，完善设备管理流程的制度建设，并进一步探索智能化的设备管理方案。第一，设备采购要围绕学科特性和建设目标，并参考学科的特色和优势，制定合理的设备购置方案。对设备采购要考虑学科建设的长期规划，在采购前根据学科实验特点、学科发展方向、人才培养目标等进行讨论和分析，避免现用现买、用后废弃的现象发生[2]。第二，对实验室现有设备采用信息化管理，逐步实现设备的电子化备案和全流程的信息化管理，避免重复购置、遗漏设备信息等现象，为长期科学化管理建立规范化的流程。第三，建立设备预约管理平台，为大型仪器提供共享机制[2]，从而为学科的教学和科研活动提供更加完善的硬件支持。管理平台应分为前后台，系统前台为师生提供仪器预约，后台为实验室管理员提供使用审批、状态监测和数据统计，从而更好地记录设备使用情况以便后续溯源，从而实现安全高效的设备及仪器的开放共享。

(三)安全管理要具备一流学科建设思路

高校实验室的安全管理需要建立完善的安全管理体系，高校要根据一流学科建设的目标来制订安全管理方案，在管理目标上与学科目标保持统一，从而更好地为学科发展提供支撑。第一，在校内建设一流的实验室安全管理机构。安全管理人员要对现代化实验室的安全管理有充分思考和深度实践，安全建设要以标准化、信息化、数字化和智能化为目标[4]，从而高效地配合一流学科发展。更重要的是，在进行安全检查时，要对需要重点检查的学科制订针对性的检查方案，并安排了解此学科特点的检查人员参与督查工作，从而保障安全检查的有效性。第二，建设一流的实验材料管理方案。对于危险化学品要进行全流程的信息化管理，对于申请、购买、领用、存放、处理和销毁等流程进行数字化监控，利用智能系统及时发现危化品的安全隐患，对于废弃化学品进行合理处置[5]。第三，开展现代化的实验室安全教育。加强新进师生的安全教育，保证安全教育的有效性和安全知识传达的全面性，优化实验室准入的考试方案，增加智能化的考试内容，从而保障安全学习效果。此外，要充分利用线上平台和数字资源开展安全培训，加强对实验室管理人员的考核和培训[6]，为学科的良性发展保驾护航。

(四)整合优势资源推进一流学科建设

持续提升实验室的资源利用率对一流学科的发展有助力作用，实现实验室资源的高效利用是建设一流实验室的必要措施。第一，对硬件设施采购建立中长期的合理规划，针对学科特点和实际实验需求制订采购方案，确保硬件设备的可持续性利用。此外，应整合现有硬件设备以减少重复购置，避免因项目结束导致的资源浪费现象[7]。第二，合理规划实验室空间以提高空间利用率[7]。高校的实验室除了承担本校师生的实验教学任务外，通常还需要承担科研项目和研究生培养的实验任务，应根据学科实验特点来改革空间分配方案。例如面向师生提供在线平台用于申请空闲状态的实验室，使师生能够更便捷高效地预约实验场所及设备，从而为一流学科建设创造良好的实验室环境。第三，建立资源共享平台以提升学科活力。整合本校乃至本市的资源，通过信息化的方式实现数据共享和资源共享[8]，为师生提供跨专业、跨院系的知识资源共享，从而拓宽师生视野并激发学科活力。

结语

在建设世界一流学科的背景下，深入分析高校实验室的发展现状和当前存在的问题，国内实验室普遍在人才管理、设备管理、安全管理以及资源管理方面存在不足，表明我国高校在实验室建设上还有很大的探索空间。从助力一流学科建设的角度出发，高校建设一流实验室可从四个方面进行改革和探索：第一，通过建立一流的人才队伍来提高实验室的综合管理水平，更好地为学科发展服务；第二，建立符合学科特点的设备管理方案，设备更新方案要充分考虑学科特色并紧跟学科发展变化；第三，提高安全管理水平，深入了解学科特点并建立有针对性的安全管理体系；第四，提升实验室的资源利用率，依据学科的实际实验需求来优化资源管理方案，减少实验室的资源浪费。以此建立现代化的一流实验室，使得实验室的作用能有效发挥，更好地为学科建设提供教学和科研的基础保障，从而推进一流学科建设，提升高校的办学水平和核心竞争力。