宝玉石实验室资源共享机制的理论与实践探索

李榴芬， 丘志力， 彭卓伦， 李 文， 王 琦， 莫 默

(中山大学地球科学系，宝玉石研究鉴定评估中心，广东广州 510275)

0 引言

实验教学作为高校本科教学的重要环节，是教学工作的重要组成部分。在提高学生实践能力、创新能力和科学素养等方面具有理论教学不可替代的作用［1-2］。因此，如何使实验教学能与时俱进，满足高层次人才培养和社会、产业发展多方面的需要尤为重要。

宝石学(Gemology)目前在国内归口在工学的材料类学科，宝玉石产业发展基础之一是需要通过各种实验测试中心及企业质检部门去建立珠宝货品质量保障机制，确保消费者的消费信心。因此，珠宝企业发展和企业检测人员是否具有解决现实检测难题的素质和水平有明显关系。综合性大学如何通过高校优质实验室资源的发掘及与珠宝产业资源的互动、针对市场及珠宝企业需求，来培养大学本科毕业学生的科学素养、独立思考及创新能力，实验及综合实践技能，使本科生在毕业的早期能更好地面对市场复杂的动态鉴定问题，服务于珠宝产业的发展，成为一个值得探索的问题。

1 建立优质资源共享机制的理论及基础

国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006～2020年)，对我国科技基础设施的建设做出了明确部署，要求加强科技基础条件平台建设，建立科技条件平台的共享机制，将实现科技资源共享列为国家科技创新体系基础建设的重要内容［3］。共享运行机制体制的战略性意义就在于平台建设的共建共享性，建立共享机制，是整个平台建设的核心。平台的建设与运行包括“共享需求”、“资源整合”、“协同使用”、“调控管理”、“技术支撑”等五个彼此关联的主控环节，并通过平衡与协调，相互作用，以有序、稳定的状态保障平台运行，实现公益性、开放性、战略性的建设定位［4］。

广东省是我国金银珠宝首饰的主要集聚区，金银首饰制造、钻石毛坯加工、玉器加工、珍珠养殖与加工等产业在国内举足轻重。以广州、深圳、四会、南海、揭阳、汕尾、江门等众多珠宝集散中心组成的环珠江口地区，已成为我国珠宝产业的核心发展区域之一。其中以深圳、广州两地已占我国珠宝加工制造业70% ～80%，毛坯钻石加工量超过50%份额，进出口额上升到全国的72%［5］。“穗港澳”三位一体经济实体是中国乃至世界经济发展的最活跃的地区之一。随着中国-东盟自由贸易区和泛珠江三角经济区的提出以及CEPA自由贸易协议的进一步落实，泛珠三角区域正积极承接粤港澳产业转移与对接，区域整体经济实力和竞争力不断增强，为广东珠宝首饰产业发展提供了良好的外部条件。

地球科学系是我国创办最早的地质学教学和研究机构之一，1924年建系以来就已有朱家骅、谢家荣等8位院士先后在系内任教和学习，目前系内设有地质学一级博士点，其中“宝玉石与矿物材料”是地科系多年的发展方向之一，拥有鉴定设备较为齐全的专业宝玉石研究鉴定中心和具有重要影响的资深专家团队，至今已培养毕业了宝石学方向的专业硕士、博士生数十人和为数众多的宝石学方向本科生及国家珠宝玉石质量检验师(CGC)，同时宝玉石研究鉴定评估中心作为英国宝石协会(Gem-A)在中国联合教学考试中心(ATC)之一，长期开展英国宝石协会宝石学文凭(FGA专业资格证书)的培训，为社会培养了大量高水平高素质的宝石学专才。在我校优质教学实验资源和国内外培训资源共享的基础上，建立了对区域产业发展有影响的宝石学实验教学体系和产业发展共享平台，为广东也为全国珠宝产业输送了有创新性的应用型宝石学人才。

2 建立实验室优质资源共享机制的实践

2.1 建立开放的实验室“成长”机制

实验室开放包括两个方面:①时间和空间上的开放，从而提高使用效率，保证学生按需随时开展实验;②实验内容、方法和手段的开放，即鼓励学生根据实验内容，自主选择和探索实验方法和实验手段。第一种开放是实验室开放的基本管理要求，第二种开放才是实验室真正的开放，是实验室开放的本质要求［6］。

目前，高校的专业及课程设置都根据国家教育部有关文件进行，以基础专业理论、外语、马列课为主，辅之以体育类、军事理论类、大学语文及一些选修课，以纯理论课为主。具体到某一专业课程很难有充分的实验操作时间。虽然如此，由于综合性大学的学生质素高、学习能力强，通过实验教学改革，完全有能力让学生在更高的学习平台上“边干边学”，在本科阶段就可以介入产业发展的领域进行探索。以我系宝玉石方向学生为例，由于高校实验室资源及经费的限制，在没有和英国宝石学会(GAGTL)合作进行FGA培训之前，宝石实验课基本上只是理论课，实验课课时少，教师也没有太多的积极性;本科教学中实验仪器和实验标本数量都比较少，学生进行实物操作的机会也不多，不能很好地锻炼学生的动手能力，更谈不上提高学生在专业方面的创新能力，毕业后很难独挡一面。早期，我们通过和国际最早的宝石学教育机构GAGTL(Gem-A的前身)构建灵活有效的实验室开放模式，可以加强学生的实践能力和探索精神。例如，宝玉石实验的标本可以是正常标准值的，还可以不在标准值范围内的，实验过程中启发学生去发现这种差异，而不是仅看教科书的结果来肯定结果，学生通过自己的努力和教师的启发完成实验，真正从实验过程中学到观察问题的方法和思考教科书可能存在的“问题”，在培养动手能力的同时，学会发现和寻找解决问题的技巧;另一方面，通过国际高端教育平台英国宝玉石协会(Gem-A)的宝石学教育培训合作(英国宝石协会FGA培训本身有系统的宝石学教程、网络学习平台，以及一整套宝石标本和仪器，它们的珠宝杂志报导全球最新的宝玉石研究知识和珠宝产业相关的信息)，可以借鉴国际产业教育模式，取长补短提高教学质量，引导学生了解国际产业发展的前沿动态。

在借助国际产业平台的同时，大学实验平台应该通过构建科学合理的实验室开放管理制度，采用校际的实验室设备共享模式，让有兴趣的大学高年级学生根据专业、兴趣和设计预约参与实验工作，进行教学科研的交叉，既节约成本也丰富了大学的教学内容，如美国明尼苏达大学实验室采用的3个层次(高、中端仪器设备和废旧的仪器)的开放管理制度，使实验室设备管理不受上下班的影响［7］。促进教学和科研有机结合，不仅提高了仪器使用率，达到贵重仪器使用机时要求，更重要的是提高了学生的参与科研的能力，也可增强了校际交流、减少教育经费的重复投入［7-8］。

2.2 借助产业发展基地，建立人才实践基地

我国大学的应用型人才培养远不能适应和满足企业对人才的需求，当前高等教育评估体系、经济环境和大学生自身等诸多因素使得综合性大学学生的就业变得越来越难，而企业对高素质应用型人才的需求却处于饥渴状态，形成所谓结构性矛盾。如何充分发挥高校与企业双方优势，实现产学结合、优势互补以及资源共享是高校可持续发展必须考虑的问题。目前的主要问题在传统的教学模式下，理论教学和实验教学跟不上企业发展需要，学生没有太多的机会锻炼动手能力和创新能力。学校人才“供应”与企业人才“需求”两者之间的矛盾突出，如何解决企业招不到合适的人才，高校毕业生找不到合适工作是一个难题。

通过地球科学系与广州钻汇集团沙湾产业园、广州出入境检验检疫局综合技术服务中心珠宝鉴定实验室、广州创慧珠宝有限公司等建立共青团中央及中山大学团委的“青年就业创业见习基地”，校外单位为宝石学专业本科学生提供见习岗位，为其积累工作经验、提高就业创业能力创造条件。通过实习基地，增加企业监督和了解在校学生学习的情况，为培养高素质的应用型人才提供了直接的需求指引，为企事业单位选人搭建平台。学生除了在校实习之外，借助学校和产业共同建立的发展基地，通过多种形式的实践活动，把实践教学推向产业前沿，做到了专业实践与社会实践，第一课堂教学与第二课堂教学，学期计划内实践与假期计划实践相结合。在实践过程中有的项目可能需要延长实习时间才能完成，根据用人单位的需要进行了调整，让学生尽可能更多地在实习基地生活学习，甚至直接根据企业需求设置本科毕业论文题目，使学生的实习工作和未来的工作直接挂钩，解决企业面对的现实难题。通过较长时间的实践，学生的职业素质与职业技能训练相结合，帮助部分学生提高学生了综合工作的能力，为学生走向社会提供了窗口和渠道。

高校实验室是实施素质教育、培养创新人才必不可或缺的重要基地，它包含学校实验教学和企业生产实践两个部分。通过与企业共建校企基地，学生到企业，在工学交替、产学互助等形式中实现对学生基本应用能力的培养，并利用企业现场特有的工作氛围，来陶冶学生爱岗敬业的情操，树立团结协作精神，培养学生综合职业能力和全面素质能力的目的。

2.3 建立了实验室资源共享渠道

实验室之间的资源共享，不仅可以包括科研单位之间的实验室共建，还应该包括高校实验室和事企业研发部门之间的共建。过去，校企之间的合作共建已有不少成功的案例，如1999年，西安交通大学和宝光集团联合建立“宝光集团西安交大技术中心”，通过技术和资金的互补，双方进行新产品研发实验和开发，使企业成为世界上最大的真空灭弧室生产基地，为西安交通大学电器学科成为国家重点学科提供了重要支撑［10］。2003年，双方的共同努力下取得了三赢的局面，宝光集团的主力产品真空灭弧室产量达到世界第一位，质量与国外先进水平产品相当;西安交通大学在国际真空开关领域取得一席之地，与欧美、日本等发达国家同台竞技;中国成为真空开关生产大国，真空开关在中等电压等级占有率达到98%，中国真空灭弧室的产量占世界总产量的50%以上，上升到世界第一位(http://cyjt.swjtu.edu.cn/qqlw_view.asp?newsid)。中心通过和广州出入境检验检疫局综合技术服务中心珠宝鉴定实验室的共建，不但为学生提供了重要的实验平台，更重要地也促进了共建实验室学术水平的提高，经过多年合作，广州出入境检验检疫局综合技术服务中心珠宝鉴定实验室不但通过了国家实验室认证体系的技术认证，同时还为联合国金伯利进程项目提供了重要技术支撑，成为国家质检总局珠宝检验重要的技术力量。显然，利用高校科研实验平台和社会企事业实验平台之间的资源共享，提高高校科技成果的转化率，增加企事业对研发技术的支持，同时达到了学校学生培养和企业的人才培养共赢的局面。

3 完善社会与实验室资源共享模式

理想的实验教学应结合学科发展和社会产业发展趋势进行综合考量，统一规划实验教学体系，力求把“知识、能力、素质”的培养融为一体，培养学生实践动手能力、分析与解决问题能力、自学能力、创造性思维能力。如何才能达到上述多目标教学效果?通过上述实践，我们认为可以通过进一步完善社会与实验室资源共享，建立大“实验平台”来做深入的探索。

3.1 实现跨学科教学资源共享

跨学科教学是指超过一个学科范围的研究活动，意味着多门学科在教和学的过程中融会贯通［11］。有学者通过考察466位诺贝尔奖得主的知识背景发现，绝大多数诺贝尔奖得主拥有广泛的兴趣爱好、良好的哲学与人文修养、既专又博的科学知识结构。“知识背景交叉成为科学家打破习惯思维、扩大创新思维广度、取得原创性成果的源泉”。尤其是20世纪以来，“学科知识的交叉与融合，既孕育了精彩纷呈的原创性成果，又造就了善于打破学科壁垒，把不同学科理论与方法有机融合的创新性人才”［12］。

一些学者对国内外的跨学科教育进行了分析和总结［13-17］。国外教育界对跨学科教学也已经进行了多年的实践，世界知名大学普遍重视和推动多学科的交叉融合与发展。国外的大学集中体现了“以学生为中心”的办学理念，他们开设的课程面广量大，学生可以跨学科选课，在学业上享有自主权，选择自己有兴趣的课程，并计入学分，充分发挥学生的潜力和特长;而且学校注重交叉综合实验室和科研体系的建设。例如，麻省理工学院的跨学科研究中心和实验室已经超过64个，斯坦福大学实施了“生物学交叉学科”研究计划，涉及生物工程、生物医学、生物科学三大领域，跨越文理学院、工程学院和医学院三大学院［15］;同时国家给予跨学科高层次人才培养项目进行支持，如美国国家科学基金会(NSF)于1997年启动了“研究生教育与科研训练一体化”项目，对跨学科研究生培养进行重点资助，以推进多学科领域开展合作研究，解决日益复杂的科学技术和经济社会问题［16］。目前国内的教学安排大多没有足够考虑到跨学科教育模式，大多数综合型大学是采用传统的“校-院-系-专业教研室”的学术组织模式，这种科层结构增加了专业之间教学资源综合管理和共享的难度，使得各院系、专业的实验室或研究中心较固定局限于为本院系服务，灵活的跨专业教学和研究体系就难以形成［17］;灵活多样的跨专业选课体制也是国内教育体系中较为欠缺的，学校经常存在“翘课”(逃课)和“蹭课”(非选修听课)现象，很大部分是因为学生对所传统安排课程不满意，而对某些没被安排的课程又有深厚兴趣造成的。建立跨学科教学资源共享机制，鼓励不同系和专业的学生跨学科选课，一方面拓宽学生的思维和知识视野，有可能培养具有交叉学科背景的人才;另一方面，有计划地建立跨学科的资源共享机制，能在有准备的情况下能提高教学实验资源的使用效率，仪器能够随时处于有计划开放使用状态，实验管理员能及时知道仪器的完好情况，不会因仪器闲置，到需要时才发现仪器不能正常使用，保障了实验室的正常运转。

3.2 促进学校和社会企业资源共享互动

加强校内实践教学平台和校内外实习实训基地建设可以最大限度地解决人才培养和使用脱节的问题，同时也提高了全社会科研实验设备的使用效率。如何才能真正实现这种理想的共享?从教学的角度看，认为可以通过校企联合办学模式多元化来推动这种实践。在校企合作中，可以通过建立专业指导委员会的形式吸收来自校企的专家和技术骨干。委员会主要承担专业培养目标定位、专业教学文件审定、专业建设规划、指导校企合作等职责。通过委员会将企业对人才的需求及时反馈到学校教学规划部门，为制订专业发展规划提供依据。同时学校可以聘请企业具有丰富管理及研究开发经验的总裁、高级工程师客串课程，促进师资队伍建设的同时也加强在校生与社会、企业的实时沟通提高互动效率。

在师资队伍有保证的前提下，校内实验教学平台和校内外实习实训基地建设的无缝合作成为培养应用型人才的重要保障。可以借助互联网平台，加强基础实验和专业实验教学平台使用规划，在完善实验室建设和仪器设备的投入基础上，借助各种资源保证实验课程单人或两人一组进行实验，和学生能经常参加产业实践活动，确保每个学生都能通过实验和实践有效提高实验技能，提高分析问题、解决实际问题的能力和实验操作技能。

3.3 最大限度实现科研和教学资源共享

科研项目作为一个学科前沿研究的基本载体，除了需要具有扎实、深厚的理论基础和科学的实践能力的核心研究者外，也需要有精细、认真、锲而不舍的态度和兢兢业业的年轻团队队员参与，而学生作为未来的重要科研后备军如果能尽早参与到科研项目研究团队的工作，不但能培养其动手能力，更重要地是可以让年轻人的创新精神尽快得到发挥和锻炼。因此，通过激励机制鼓励有科研项目的老师，聘请课间科研助理(PRA)的方式来让一些具有从事科学潜能的学生在合适的时间参加科研项目，由项目负责老师进行指导，学生一方面协助进行科研，锻炼自己的实践能力，另一方面也可参与实验室建设和维护工作。项目主持老师，则通过开设相关的教学课程或者小型研讨会(Seminar)，让学生参与一些和科研任务有关的讨论和探索，开启本科学生的思路，拓展对从事高层次科学研究的了解，对于学术选择未来发展方向大有裨益。

综合性大学的实验室建设大多会考虑其科学性、前瞻性、可持续性及应用性。因此，综合教学实验室配备先进的大型仪器是一种趋向。大型仪器具有价值高、技术指标先进、通用性强、应用范围广等特点，如何将这些仪器有效地组织起来，构建功能齐全、体系完备的开放系统，在校内跨学科、跨专业、跨院系开放共用，在校外跨地区、跨行业、跨单位开放互动成为需要探索的问题。实验室的仪器设备在保证有效能动为科研教学运用的同时，教师的科研项目如何为学生提供参与其中的机会，建立科研与教学共享机制对于进一步提高高校综合实验教学水平也具有积极作用。

4 结语

通过多年的实践探索，地球科学系的宝玉石学科方向发展成为国内及广东省宝石学重要的教学、研究平台，和广东省主要珠宝产业集聚区建立了广泛的业务联系，宝玉石研究鉴定中心成为中国珠宝玉石首饰行业协会常务理事单位和鉴定评估专业委员会副主任、彩宝分会副会长、人工宝石分会副主任单位;全国珠宝玉石标准化技术委员会委员，中国注册资产评估师(珠宝)考试专家委员会委员单位;广东省黄金协会常务副会长，广东省珠宝首饰行业协会副会长单位等，在行业中建立了良好的口碑;参加过系和宝石研究鉴定中心开设相关专业选修课程和实验教学课程的部分本科毕业生和研究生分配到和产业发展密切相关的部门，如博物馆(包括故宫博物院，上海博物馆和广东省博物馆等)，珠宝检测机构，拍卖公司，典当行业，成为行业骨干，部分学生还成功建立了自己的珠宝企业，成为产业中坚。但是，由于专业设置上“宝玉石材料与工艺学”归属在材料口，如何理顺地质学与宝石学专业设置上的错位，在课程设立及实验室发展上协调好理论与应用并重，学生知识结构上理工融合，解决社会需要与教学环节脱节的矛盾，最大限度实现科研、教学和社会资源共享，达到可持续性发展和社会效益最大化，仍然是我们今后需要长期探索的工作。

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