摘  要

　　為充分發(fā)揮大型儀器設(shè)備在本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)過程中的作用，將大型儀器設(shè)備開放共享發(fā)展作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要途徑，探索大型儀器設(shè)備共享利用方式，提出開設(shè)大型儀器設(shè)備實驗選修課程、構(gòu)建完善的大型儀器設(shè)備開放共享機制、構(gòu)建虛擬仿真實驗云平臺、建立大型儀器設(shè)備使用獎懲制度，對提升高校大型儀器設(shè)備的開放與共享水平、促進實踐教學(xué)改革、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、提高本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力具有重要參考意義。

　　關(guān)鍵詞

　　大型儀器設(shè)備;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力;共享利用;人才培養(yǎng)

　　高校重點實驗平臺已成為區(qū)域性科技創(chuàng)新體系的重要組成部分，是高校教學(xué)和科研工作的基礎(chǔ)和載體，也是人才培養(yǎng)和開展科技創(chuàng)新的重要基地。中共中央、國務(wù)院在2010年7月發(fā)布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》明確提出了對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的培養(yǎng)要求，要求創(chuàng)立高校與科研院所、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制。高校應(yīng)充分發(fā)揮重點實驗平臺資源優(yōu)勢，尤其是應(yīng)利用好代表專業(yè)評價水平和發(fā)展方向的大型儀器設(shè)備。大型儀器設(shè)備開放共享不僅可以提高大型儀器設(shè)備資源利用率，還能為學(xué)生特別是本科生提供更多的實驗機會，是專業(yè)型人才培養(yǎng)的重要途徑。大型儀器設(shè)備在高校本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)過程中發(fā)揮著重要作用，采取教學(xué)和科研相結(jié)合的方式，可以滿足大眾教育背景下的精英教育人才培養(yǎng)。

　　一

　　高校大型儀器設(shè)備教學(xué)現(xiàn)狀

　　近年來，隨著中國高等教育的發(fā)展以及各行各業(yè)對高層次人才需求的大幅提升，越來越多的高校加大了科研項目投資，購入了大量價格不菲、高精度、操作復(fù)雜的大型儀器設(shè)備。但購入大型儀器設(shè)備后的管理工作存在許多問題，導(dǎo)致大型儀器設(shè)備的使用與本科生的教學(xué)工作和人才培養(yǎng)脫節(jié)。相關(guān)文獻顯示，我國高校擁有的大型儀器設(shè)備數(shù)量遠多于歐盟國家，但利用率僅為他們的1/7左右，大型儀器設(shè)備在本科教學(xué)和人才培養(yǎng)過程中也未展現(xiàn)資源優(yōu)勢。由于管理體制不夠完善，高校內(nèi)不同院系存在重復(fù)購置大型儀器設(shè)備的問題。對于操作復(fù)雜的大型儀器設(shè)備，因忽視了工作運行環(huán)境的限制，導(dǎo)致實踐教學(xué)環(huán)節(jié)常常無法正常使用。因缺乏專業(yè)實驗技術(shù)管理人員的管理，影響了大型儀器設(shè)備的開放共享程度和深度。部分高校本科生基本沒有享受到大型儀器設(shè)備的資源優(yōu)勢，這與高校培養(yǎng)高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才目標有著一定的差距。

　　國內(nèi)目前關(guān)于高校實驗室在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)中的利用機制研究較多，但對于大型儀器設(shè)備在本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)中的共享利用方式研究較少。筆者以我校國家工程實驗室和省內(nèi)同類重點實驗室為樣本，調(diào)研重點實驗室面向本科生的開放現(xiàn)狀與模式。據(jù)我校公路養(yǎng)護技術(shù)國家工程實驗室使用管理數(shù)據(jù)顯示，大型儀器設(shè)備使用率僅62%。在接受調(diào)研的我校道路專業(yè)大二、大三學(xué)生120人(占該專業(yè)總?cè)藬?shù)的1/3)中，僅10%的學(xué)生表示接觸過大型儀器設(shè)備實驗，且這部分學(xué)生主要是通過我校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺與道路協(xié)會參與的大型儀器設(shè)備實驗，在日常教學(xué)中參與的多為常規(guī)實驗。綜上所述，筆者以所在單位的國家工程實驗室、協(xié)同創(chuàng)新中心(平臺)等重點實驗平臺的大型儀器設(shè)備為主要研究對象，結(jié)合調(diào)研情況進行研究與實踐，以期提升大型儀器設(shè)備的開放與共享水平，促進實踐教學(xué)改革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提高本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

　　大型儀器設(shè)備

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　　二

　　大型儀器設(shè)備在本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)中的共享利用方式

　　依托高校重點實驗平臺擁有的大型儀器設(shè)備和可以開展的科研實驗項目，篩選適宜本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的科研實驗項目。通過設(shè)立校級公選課、專業(yè)必修課等方式，介紹大型儀器設(shè)備的發(fā)展歷程、用途、基本操作、實驗分析理論知識。構(gòu)建完善的大型儀器設(shè)備共享管理系統(tǒng)，不僅能讓本科生高效便捷地利用大型儀器設(shè)備，還可以方便學(xué)校和學(xué)院統(tǒng)籌管理現(xiàn)有大型儀器設(shè)備，合理有效使用大型儀器設(shè)備。開展面向全體本科生的虛擬仿真實驗，構(gòu)建虛擬實驗場景，幫助學(xué)生深入了解實驗的基本特征與要求，提高學(xué)生對專業(yè)基礎(chǔ)知識的理解能力，擴展視野，促進學(xué)生進行“探究式、自主式”學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的綜合實踐能力。除此之外，還需建立健全大型儀器設(shè)備管理獎懲制度，推動高校大型儀器設(shè)備配置、使用、共享和管理改革。在維護、運行好現(xiàn)有的大型儀器設(shè)備的基礎(chǔ)上，豐富大型儀器設(shè)備共享平臺資源，多方面培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

　　1.開設(shè)大型儀器設(shè)備實驗選修課程

　　定期循環(huán)開展大型儀器設(shè)備講座，傳授實驗項目的原理及內(nèi)容，進行案例分析，分享前沿動態(tài)，開拓專業(yè)視野。講座的時間和內(nèi)容可以比較靈活。以公路養(yǎng)護技術(shù)國家工程實驗室為例，該實驗室是國家重點實驗室。實驗室擁有國內(nèi)唯一的大型直道足尺試驗系統(tǒng)，還擁有美國材料試驗機(MTS-810)、PG分級全套試驗設(shè)備、PTI瀝青路面分析儀(APA)、漢堡車轍試驗儀、Trolxer4140-B型旋轉(zhuǎn)壓實機(SGC)、WF72455型自動馬歇爾擊實儀、AVC振動式瀝青壓實機、剪切實驗系統(tǒng)(SST)、UTM試驗機等大型儀器設(shè)備。以交通運輸部批準我校牽頭組建“新一代耐久性道路結(jié)構(gòu)與材料”交通運輸行業(yè)以高校為主體協(xié)同創(chuàng)新平臺為例，該平臺擁有行業(yè)最大的大型土工離心試驗系統(tǒng)，國際上土木建筑領(lǐng)域最先進的X射線探傷與斷層掃描試驗系統(tǒng)等先進實驗設(shè)備。開設(shè)的大型儀器設(shè)備選修課程內(nèi)容可涵蓋重點平臺所有大型儀器設(shè)備，向本科生講解儀器設(shè)備的基本原理、組成結(jié)構(gòu)，以及實驗操作、實驗結(jié)果分析、數(shù)據(jù)處理方法等。通過書面考試和平時表現(xiàn)兩個方面對學(xué)生進行綜合評價，考試成績占主要部分。采用閉卷考試的方式，考核學(xué)生對大型儀器設(shè)備的掌握情況;平時成績主要是依據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)和實驗完成情況而定。

　　2.構(gòu)建完善的大型儀器設(shè)備開放共享機制

　　通過對校內(nèi)師生和社會用戶開放共享，充分發(fā)揮大型儀器設(shè)備的資源優(yōu)勢，提高科研設(shè)施與儀器的利用效率和效益。開放共享機制應(yīng)包含共享體系、管理體系、服務(wù)體系和評價體系。

　　第一，共享體系。由學(xué)校資產(chǎn)處負責校級大型儀器設(shè)備開放共享平臺的建設(shè)與維護，各學(xué)院應(yīng)將本單位大型儀器設(shè)備的開放共享服務(wù)信息及時在共享平臺上發(fā)布和更新。符合國家、省各級大型儀器設(shè)備協(xié)作網(wǎng)入網(wǎng)條件的我校實驗儀器設(shè)備，由資產(chǎn)處統(tǒng)一組織入網(wǎng)。

　　第二，管理體系。學(xué)校成立大型儀器設(shè)備開放共享工作領(lǐng)導(dǎo)小組，組長由主管國有資產(chǎn)管理的副校長擔任，副組長由資產(chǎn)與實驗設(shè)備管理處(實驗設(shè)備管理中心)負責人擔任，組員由資產(chǎn)處、研究生院、教務(wù)處、計財處、科研部等單位負責人擔任，定期對大型儀器設(shè)備管理隊伍進行培訓(xùn)與考核。

　　第三，服務(wù)體系。大型儀器設(shè)備實行集中管理，在優(yōu)先保證學(xué)院和學(xué)科內(nèi)共享的前提下，向院外和社會開放服務(wù);重點實驗室、研究中心等由學(xué)校重點資助大型儀器設(shè)備建設(shè)的研究實體，集中管理一些專業(yè)性強、使用面窄的大型儀器設(shè)備，在優(yōu)先保證本專業(yè)學(xué)生使用的前提下，向校內(nèi)和社會開放服務(wù)，并有償收取一定費用，用來獎勵管理人員和支持本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)工作。

　　第四，評價體系。資產(chǎn)處組織對各學(xué)院實驗大型儀器設(shè)備的開放共享工作進行評價，主要內(nèi)容包括大型儀器設(shè)備的管理制度落實及管理使用狀況、開放共享的服務(wù)質(zhì)量、使用效益和收入等，若學(xué)院開放共享評價為優(yōu)秀等級將獲得從學(xué)校開放共享基金中劃撥的經(jīng)費補助。

　　3.構(gòu)建虛擬仿真實驗云平臺

　　虛擬仿真實驗的設(shè)置內(nèi)容涵蓋重點平臺的所有大型儀器設(shè)備，包括實驗原理、實驗?zāi)康摹嶒炓?、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析等。學(xué)生可通過校園網(wǎng)絡(luò)登錄虛擬仿真實驗平臺進行虛擬仿真實驗，不僅能實現(xiàn)教學(xué)目標、拓展學(xué)生視野，還有效解決了危險性高、成本高、不可逆等諸多實驗問題。開展面向全體本科生的實驗選修課程、學(xué)術(shù)交流與講座等活動，實現(xiàn)大型儀器設(shè)備在本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)中的共享利用，從理論和實踐環(huán)節(jié)提升本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，促進大型儀器設(shè)備的資源共享和跨學(xué)科交叉。結(jié)合使用虛擬仿真技術(shù)，以“理、虛、實”一體化的教學(xué)方式，構(gòu)建虛擬仿真軟件及云平臺，向?qū)W生提供能隨時隨地進行虛擬仿真的實驗條件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中開展實驗，彌補實際實驗實訓(xùn)中的不足，提高實訓(xùn)效果。進行虛擬仿真實驗前，先由教師進行實驗相關(guān)的理論教學(xué)，學(xué)生也可通過云平臺進行理論知識的個性化學(xué)習(xí)。對應(yīng)不同的仿真實驗，都需要對學(xué)生進行理論知識的自測，學(xué)生只有通過自測，才能進入之后的環(huán)節(jié)。使用云平臺啟動計算機本地的虛擬仿真軟件，學(xué)生進入軟件后，即進入虛擬仿真實驗。虛擬仿真軟件能夠模擬真實的實驗環(huán)境、真實的實驗任務(wù)、真實的實驗操作、真實的實驗設(shè)備等，讓學(xué)生能夠全方位體驗實驗流程。同時，云平臺將對學(xué)生的操作進行形成性評價。

　　4.建立大型儀器設(shè)備使用獎懲制度

　　為了促進實驗技術(shù)人員及師生更積極地使用大型儀器設(shè)備，應(yīng)建立合理的獎懲制度。在使用大型儀器設(shè)備進行教學(xué)和科研的過程中，對于對大型儀器設(shè)備使用效率高的實驗技術(shù)隊伍可獎勵研究開發(fā)基金，對于有本科生參與的研究隊伍獎勵額外的科研基金，以此調(diào)動實驗技術(shù)人員與教師的工作潛能和積極性，激勵更多的本科生參與大型儀器設(shè)備的利用。在本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)過程中，應(yīng)專門設(shè)立教育學(xué)分;指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生利用大型儀器設(shè)備所進行的科研活動和實驗項目的完成程度給予學(xué)生學(xué)分;學(xué)生取得的科研成果還可上報學(xué)院、學(xué)校，獲得相應(yīng)的獎勵。對于對大型儀器設(shè)備管理不當，甚至造成設(shè)備損傷的實驗技術(shù)人員，根據(jù)情節(jié)嚴重程度可給予撤銷職務(wù)、取消已獲得的獎勵資金和已獲得的榮譽等懲罰措施。獎懲制度是雙向工作評價體系，可從正反兩個方面保證大型儀器設(shè)備的良性運行。

　　三

　　結(jié)語

　　大型儀器設(shè)備開放共享不僅可以提高大型儀器設(shè)備資源的利用率，還為本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)提供了有效的途徑，是專業(yè)型人才培養(yǎng)的重要手段。做好大型儀器設(shè)備在本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)過程中的共享利用是一項艱巨的工作，目前我校所制訂的培養(yǎng)方案有：開設(shè)大型儀器設(shè)備實驗選修課程、構(gòu)建完善的大型儀器設(shè)備開放共享機制、構(gòu)建虛擬仿真實驗云平臺、建立大型儀器設(shè)備使用獎懲制度，這些舉措還需要在實踐教學(xué)中不斷吸取經(jīng)驗教訓(xùn)進行改進。在未來的工作中，我校除了繼續(xù)開展實踐教學(xué)外，還需要依靠校外社會資源，不斷豐富大型儀器設(shè)備開放共享平臺資源，完善平臺建設(shè)。

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　　作者簡介：李盛，工學(xué)博士，教授。長沙理工大學(xué)公路養(yǎng)護技術(shù)國家工程實驗室，410114。

　　聲明：文中圖表由作者本人提供，非經(jīng)授權(quán)，不得使用。

　　原文刊載于《中國現(xiàn)代教育裝備》雜志2021年第15期。

　　責任編輯  | 張賽

　　審核  | 肇啟龍

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