生命学科实验教学平台资源共享模式研究

杨玉荣，王 岩，刘艳萌，李倩茹

(1．河北农业大学 教务处，河北 保定071001;2．河北农业大学 思政部，河北 保定071001)

高校的实验室仪器设备是进行基本教学、科研开发、生产实习必须具备的物质基础，是高等教育实践教学正常进行的重要保障［1］。近年河北农业大学对实验教学设备费的投入飞速提高，各实验中心、实验室的仪器设备数量、质量、性能等方面都有了突破性的改观。各学院、实验中心购置的仪器设备数量远远超过前10年设备的总和。实验室环境得到极大改善，实验教学面积不断扩大，学校正在新建两栋实验教学大楼。本科教学实验室今年也不断购入一些“高精尖”的大型仪器设备。如何有效的利用这些仪器设备为实验教学和科研服务，是目前高校急需解决的问题。河北农业大学生命学科实验教学平台的建设依据学校的整体实际出发，统筹规划，合理布局。本文以该平台为例，探讨实验室仪器设备资源共享模式，从而达到高效合理利用学校仪器设备的目的，充分发挥学校仪器设备资源的优势，实现资源共享。

一、现状

目前，河北农业大学实验中心、实验室的管理方式属于校院二级管理，仪器设备属于分散式管理。分散管理模式的做法即是仪器设备的产权归学校，分散到各院、系分头管理，按专业建立实验室，仪器设备的使用权归各实验室［2］。学校投资5 000多万元，购置生命类学科实验室仪器设备7 558台(套)，生命类学科各个实验室教学仪器设备的数量、质量、性能等方面有了突破性的改观，学院也逐渐购入一批“高精尖”的仪器设备。随着我国高等教育大众化的实现，社会对人才评价从资格转向能力，从技能转向创造，这就需要高校培养具有实践能力和创新能力的人才［3］。但是，目前学校受现有实验场地、实验人员、实验条件、管理等因素的限制，许多改革性、创新性的实验项目无法开展，这与学科的发展和进步背道而驰。

(一)仪器设备分散闲置，利用率低

目前，河北农业大学生命学科有各类专业实验室29个，分散于全校9个学院。各学院在申报仪器设备过程中只考虑到本单位自己使用上的便利，或只考虑某个实验项目、课题的临时需要，没有经过专家的充分论证，更很少了解全校同类仪器设备的数量和使用情况，而盲目购置。后因课题的完成或实验项目的结束，导致仪器设备闲置不用。二是由于大型贵重仪器设备的耗资大，维修和维护成本高，这也是造成学院资源不愿共享，闲置不用的重要原因。这种管理模式无形中造成大量仪器设备长时间闲置，设备利用率低。据调查显示，目前我国大型精密实验仪器设备的利用率仅为 15%左右［4］。

(二)仪器设备的投资浪费大

去年，河北农业大学购置了大批的仪器设备，从生命类学科各实验室购置的仪器设备来看，各学院对所申报的仪器设备没有经过充分论证，只是对各系上报情况的简单整理，而各实验室之间互不融通，都想建成小而全的实验室，这势必造成仪器设备申报的重复性，造成严重的资源浪费。例如生命类学科中生命学院、园艺学院、农学院、资源与环境学院等实验中心都已独立拥有自己的人工气候室。在近期购置的设备申报中各学院又不断的更新、扩大人工气候室中的各类设备。造成此类设备各学院4次重复购置，这种学院各自为政的管理模式不仅造成资源严重浪费、利用率低，而且不断扩大的实验室规模势必造成学院内实验空间的拥挤。再例如，动医学院、生命学院、植保学院等都想建立自己的多媒体数码互动教室，每一个多媒体数码互动教室的价格在90万左右，而且这种互动教室只有在个别实验项目中才能使用，造成多媒体数码互动教室利用率低，资源严重浪费。

(三)实验教学内容凸显落后

河北农业大学生命学科类的实验教学一般为30学分左右，约占课程教学的21．5%，总学分的18．75%。除了学分上与理论课程的悬殊，各专业所开设的实验教学课程往往依附于理论教学，似乎实验课内容只是理论教学内容的验证，是理论教学的从属，实践范围过窄。课程中实验项目的设计考虑更多的是验证性质的实验教学，很少考虑到综合性、设计性等提高学生专业实践能力的实验。这种实验教学体系遏制了学生学习积极性的发挥，影响学生综合素质的培养和能力的提高。学校没有形成相应的管理机制去促进实验教学的改革，实验教学缺乏与时俱进的新内容、新技术、更缺乏实际操作中所需基本技能的训练。新购置的一些“高精尖”的仪器设备无法应用到现有的实验项目中，所以急需改革实验教学内容，吸收新鲜的实验元素，不断充实、更新实验教学内容。改革学院只是为了学科知识的完整而设计实验教学内容的管理模式，学院应根据学校实践能力培养路线的实施统一规划、构建与理论教学既有机结合又相对独立的实验教学体系，来适应社会对人才的需求。

(四)实验室队伍建设落后

高校的实验室队伍是开展实验教学及实验室管理方面的中坚力量。由于近几年的扩招，河北农业大学学生人数有了突破性的增长，仪器设备数量不断创新高，实验教学质量也在不断地提高，而实验室工作人员数量几乎没有明显变化。这必然导致实验室的仪器设备得不到及时维护，损耗快，一定程度上造成资源的浪费。2006年，学校生命类学科实验课人时数为4万左右，专职实验技术人员58人，兼职13人;2014年，学校生命学科类实验课人时数为9．2万左右，专职实验技术人员为68人，兼职36人。实验课人时数增长率为130%，而实验技术人员增长率仅为46%。目前，学校专职实验技术人员68人中，其中高级职称占20%，中级职称占50%，其他人员占30%。实验技术人员学历普遍较低，高级职称的人员比重相对较少，这种现状显然已经不再适应我校实验教学的发展需要。由于高校政策方面的某些缺陷，实验技术人员在职称评定、评优、奖励等方面名额较少，而且工资待遇也低于同级教师和研究人员系列。实验系列职称的实验人员职称最高到高级实验师，相当于副高，而且退休也早于其他系列。这必然造成实验技术人员队伍思想极其不稳定，工作积极性不高，实验能力差。也有不少实验技术人员以此为跳板转入其他教师系列，所以高校实验室管理水平难以提高。

二、生命学科实验教学平台的初建

(一)仪器设备分散闲置的问题得到解决

目前，河北农业大学在林果生态国家级实验教学中心、植物科学与技术国家级实验教学中心和作物学国家级实验教学中心的基础上，探索实验室管理改革的一些措施。我校正在梳理生命学科中的农学、林学、生命、园艺、园林、植保、动医、动科、资源与环境等29个专业实验室，以资源整合、资源共享为目标，把学科专业知识相近、使用教学仪器设备类似的实验室进行统一布局、统一规划，建立生命学科实验教学平台。这样生命学科实验教学平台只要建成两个大型人工气候室，一个多媒体数码互动教室就可以同时满足生命学科中各个学院、实验中心的需求。能够充分发挥人工气候室、多媒体数码互动教室的使用价值，同时也节约了大量的实验室空间，极大地减少了资源的闲置问题。

(二)成立实验测试中心，实现集中专管共用

生命学科实验教学平台将整合各学院、实验中心的有关化学分析实验室建立实验测试中心，由教务处负责统一排课、统一管理、配置测试中心的仪器设备。坚持“五统一”的管理模式，即仪器设备统一调配，教学任务统一下达，实验室房屋统一安排，实验人员统一管理，实验经费统一使用。实现中心内部资源的网络化管理、仪器设备资源共享、仪器设备信息查询、网上预约、样品委托测试、信息交流等，可面向校内师生、校外单位和个人提供大型仪器设备的预约使用服务。

(三)通用设备资源共享

某些仪器设备对学科专业实验而言是非常必要的，但学科专业的学生数量本身就少，直接导致设备购置后使用率很低。小而全的实验室建设显然缺乏长远、可持续发展的规划，无形中就会造成人力、财力及物力的浪费。为解决这一矛盾，学校将逐步实现通用设备资源共享。例如作物学实验教学中心花费200多万元购置包括构建虚拟仿真模型的专业设备和立体展示设备，如美国三维激光扫描仪Trimble TX 5、三维扫描仪FastSCAN Cobra、便携式三维扫描仪Artec Eva 3D、3D双通道立体投影系统、体感互动设备、裸眼立体显示器等。这套虚拟仿真实验装备面向全校农学、园艺、植物保护、资环与环境、国土、生命科学、园林与旅游、农村发展、现代科技等9个学院24个本、专科专业，开设各类实验课16门。其中基础实验包括玉米生长过程动态虚拟仿真实验、园艺作物品种识别与虚拟展示实验、园艺设施环境三维虚拟展示实验、小麦叶锈病识别与虚拟展示实验等;综合训练实验包括夏玉米生产管理虚拟仿真实验、园艺作物群体微环境调控实验、玉米病害侵染特征的虚拟仿真实验、农药安全使用综合虚拟培训实验等;创新训练实验包括玉米三维形态交互式设计虚拟仿真实验、园艺设施环境交互设计与计算分析实验、大田环境下玉米病害侵染特征的虚拟仿真实验等。真实实验与虚拟实验相互补充，完善实践教学体系。通过现代化信息手段，实现实验教学资源与虚拟仿真实验的开放和共享。

(四)调整、优化、充实、创新实验教学内容

信息技术的飞跃式发展需要有较强的实践能力和创新能力，这样大学生在进入社会后才能够具有很强的运用所学理论解决实际问题的能力。实验教学也要与时俱进，吸收新鲜元素，对每门实验课程的内容、项目进行改革，把验证性实验与综合性、设计性实验等多种实验形式有机地结合。例如农药残留分析实验中的“蔬菜中有机磷残留分析”实验，学生通过实验设计、样本采集、提取、净化、残留分析等一整套实验，掌握农药残留检测的基本方法。这些综合性、设计性实验需要学生结合课程，自己设计，边学习边实践，加深了对理论教学的理解，提高了学生的动手能力，培养了学生独立分析和解决问题的能力，也为学生今后开展科学研究、进行创新活动、培养创新精神奠定了基础。

2014年，河北农业大学生命学科实验教学平台整合教学实验项目18个，新增教学实验项目32个，极大地增加了学生们的动手、创新能力。

(五)加强实验队伍建设

对于高校的实验室管理而言，实验室管理和技术人员最为重要。生命学科实验平台建成后，学校将会合理定编，确定各级职称、学历的实验技术人员在实验队伍中的比例。实验人员队伍将由生命学科实验平台统一管理，脱离学院的束缚。在当前高校实验教学改革的新形式下，学校会定期或不定期加强对现有技术人员的培训和深造，提高实验人员素质。只有不断充电，才能更好的胜任本职工作，实验室工作才能不断创新。学校还要积极鼓励和引导部分一线教师投身于实验室的建设与管理当中，科学有效的实验教学管理离不开一线教师的支持与参与。学校将逐步建立一支责任心强，业务素质高的实验管理人员。学校也将会出台一系列政策、措施，采取定性与定量相结合的考核办法，结合实验技术人员的教学工作量、实验室管理等各个方面的成绩，进行业绩评定以提高实验技术人员的积极性，稳定实验教学队伍。

三、结论

加强高校实验室资源共享，尤其是加强大型实验设备的共享，充分发挥其使用效益，是高校教学和科研顺利开展的重要保证［5］。随着河北农业大学实验中心、实验室仪器设备数量的突破性增长，教学管理人员、教师和实验人员要充分利用实验教学这个平台，认真研究实验内容、结构以及各门实验课之间的相互关系，对实验内容进行重新规划和调整，优化实验教学体系，逐渐开发出一批新的综合性、设计性实验，使之与传统验证性实验有机结合，既能使学生较好地掌握实验内容，强化动手能力，同时又能培养学生综合分析问题和解决问题的能力。

［1］ 周晓娟，冯春．高等学校仪器设备管理对策探讨［J］．巢湖学院学报，2009，11(4):36-38．

［2］ 管华．我国高校实验仪器设备管理模式的探讨［J］．实验技术与管理，2009，4(26):170-175．

［3］ 姚文．众手描绘路线图［N］．河北农业大学校报电子版，http://auh．cuepa．cn/show_more．php?doc_id=390863，2010-12-17(01)．

［4］ 姜澎．我国大型实验设备利用率低高校应共享资源［N］．文汇报，2003-01-21(2)．

［5］ 左铁镛．充分发挥实验室的作用建设一流大学［J］．中国大学教学，2007(12):4-6．