大型仪器研究生测试员机制的探索与实践

毕四军，李喜玲，唐丽云，周保范

大型仪器研究生测试员机制的探索与实践

毕四军，李喜玲，唐丽云，周保范

(兰州大学 磁学与磁性材料教育部重点实验室，甘肃 兰州 730000)

该文研究了大型仪器如何在有限的周期内发挥其重要作用，满足教师、科研人员和研究生对大型仪器的需求。通过大型仪器研究生测试员机制的建立，使得大型仪器能够全面开放，24 h测试服务，直接推动了教学、科研的发展进程，提高了大型仪器的使用效率和测试水平，提升了学生的科研素质、创新精神和动手能力，发挥了大型仪器在出成果和出人才方面的巨大作用。

大型仪器；研究生测试员，机制；全面开放

大型仪器是人才培养、科学研究的重要手段和物质条件，保持科学家在研究领域国际领先的重要因素之一是保证其能使用先进的仪器设备[1]。大型仪器全天候开放，提高利用率，才能使大型仪器在出成果和出人才方面发挥更好的作用。兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室拥有40多台总价值4 700多万元的大型仪器设备，包括穆斯堡尔谱仪、FEI Tecnai F30透射电镜、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、矢量网络分析仪、MPMS XL、振荡样品磁强计、M-H Loop、半导体超净室、XPS、分子束外延低维功能材料制备系统、综合热分析仪、计算机群等，但仪器管理工程师只有几名，没有足够时间和精力保证大型仪器的全面开放时间和24小时测试服务。针对这种情况，需要有学习需求、科研需求或大部分时间在实验室的人员来承担一部分日常和节假日测试服务。大型仪器研究生测试员在这样的条件下应运而生。这些大型仪器研究生测试员能缓解工程技术人员压力，保证大型仪器的全天候开放，为人才培养和科学研究提供保障。

1 大型仪器研究生测试员产生的环境和必要性

大型仪器是科研工作的基本需求，是发挥科技创新、科技人员潜力的一个重要支撑，同时更是培养人才的重要基础[2]。重点实验室大型仪器科研平台的教师、科研人员和研究生长期在实验室，需要随时用大型仪器进行测试、分析、验证和研究，这就需要大型仪器全面开放和24 h测试服务，仪器的使用和维护保养方面，不可避免地会产生矛盾。如果仅希望仪器不出毛病，接触仪器的人愈少愈好，仪器就很难充分发挥作用，即使维护保养得很好，第一流的仪器也会下降为第二流[3]，得不到高水平的数据、高质量的相片、高精度、高灵敏度的测试结果，仪器就很难充分发挥作用。

大型仪器全面开放和24 h测试服务，需要大型仪器测试管理的几名工程师每人负责几台大型仪器的日常运行、测试和维护维修等，还要管理多间材料、电化学实验室的化学设备、化学药品试剂、各种气体钢瓶、发热装置、水电、卫生和安全，另外还要兼顾实验室的其他服务工作，很难有时间和精力承担8小时以外和节假日仪器测试，这就需要有知识、熟悉仪器、对大型仪器有需求、有大部分时间在实验室的人员来担任，这些人员就是研究生。

研究生对于大型仪器的开放需求日益增加，原因之一是研究生能否毕业的硬指标是以发表论文的质量和数量[4]。从发表论文角度，如果没有可靠的仪器测试数据的支持，研究论文很难在高水平的杂志上发表[5]。更重要的是，研究生最清楚自己的科研课题和实验需求，而这正是仪器管理人员所缺乏的。大型仪器的具体测试只有紧密地与具体的科研问题和背景相结合，才能找出科学实验中存在的问题，有利于提出解决问题的方案，有所新的发现，从而获得高水平的研究成果。另一方面，由于目前就业压力越来越大，具有较强实践动手能力的学生才更具竞争力[6]。

大型仪器具有重要的作用，和研究生密切相关。磁学重点实验室众多大型仪器的全面开放和24 h测试服务，如果能让研究生亲自操作各种大型仪器，对他们的学业和研究水平会有很大的帮助，因此，他们很愿意承担测试工作，大型仪器研究生测试员应运而生。研究生测试员成为重点实验室大型仪器科研平台的一员，为学科建设、教学和科研提供了良好的支撑，同时能培养其自身科研素质和动手能力，提高其团队意识合作精神。

2 建立大型仪器研究生测试员管理机制

重点实验室的每台大型精密仪器设备都有3类人员共同负责管理[7]。一是仪器设备主管，由教师担任，他们熟悉当今学科研究的方向和进展情况，熟悉该仪器在科学研究的作用，主要负责拓展、开发仪器测试功能。二是主管仪器设备工程师，精技术、重服务，负责仪器日常保养和定期维护，每周固定几天做测试，及时掌握仪器运行情况。协助仪器主管负责完成仪器开发功能和特定的测试。三是研究生测试员，测试员严格按照操作规程操作仪器，认真钻研，并记录实验过程、结果以及仪器运行过程中遇到的问题，并及时与仪器主管和主管仪器工程师沟通，以保证仪器安全正常运行。因此，研究生测试员在重点实验室大型仪器方面的工作作用不容小视。

2.1 研究生测试员的选拔、培训和考核

重点实验室科研平台每学期举办各种大型仪器培训，培训前在院办的公告栏发布培训公告，同时向各位导师发邮件，请他们推荐2～3名学生参加培训。因为导师最熟悉自己学生情况和研究小组的需求，能保证推荐培训的学生都是科研工作中对仪器有需求的，同时发挥导师的监督和督促作用。由于参加培训的学生很多，培训采用课堂讲授和仪器操作相结合的方式，根据学生学习态度、责任心、培训学习中的表现和学生的意愿，最好选择有读博士意愿的研究生充当测试员，一是测试队伍可以相对稳定较长时间，二是可以使测试员立足科研，钻研仪器设备，认真分析测试环境、测试条件，达到较高的测试水平[8-10]。

重点实验室大型仪器培训采用集体培训、小组和个别培训、跟班测试培训的方式。集体培训是由各台大型仪器的老师讲授仪器的基本原理、构造，在科研领域的应用、样品的制备和测试水平、日常的维护等，让学生通过大型仪器培训，熟悉通过什么仪器能得到自己科研所需的物相分析、材料的微结构、形貌观察 (成分分析，结构测定)、薄膜厚度、应力缺陷、元素定性、定量分析、元素价态、低温磁性等。对他们所处的科研环境有初步的认识，有利于他们今后的学习与科研。由集体培训初步选定若干名测试员。

初步选定测试员进行小组和个人培训，由仪器主管教师介绍该仪器应用在哪些学科研究中，它的进展情况以及在科学研究中的作用，在哪些顶级刊物发表了哪些相关文章，并在测试功能、测试的准确性和精度、测试结果中进行指导，同时规定学生学习相应的文献。

该仪器的主管工程师负责培训测试员的操作规程、操作步骤、操作细节、紧急情况的处理、日常保养与维护、样品的处理和样品的安装、操作记录的填写等实际操作的训练和日常检查。

老测试员负责对初选测试员跟班测试培训和指导，初选测试员跟随老测试员进行大型仪器实验室开机环境检查 (温度、湿度等)、仪器的预热、保护气输送、样品准备、sequence编写、样品的测试、测试记录填写等实际操作，经过半年跟班测试和老测试员指导下独立测试2个环节。

最后，由仪器主管教师、仪器主管工程师和老测试员进行理论、操作的考核，选出责任心强、踏实细心、认真负责、肯钻研的学生作为该仪器测试员。

2.2 研究生测试员的管理

研究生测试员 (也是该大型仪器实验室的安全员)作为重点实验室大型仪器科研平台的一员，对他们管理更要以人为本，既要有岗位要求，责任担当，又要有监督检查，还要有奖惩措施。管理要从细节入手，科学管理，制定重点实验室大型仪器科研平台相应的管理制度，如大型仪器研究生测试员选拔操作培训制度、大型仪器研究生测试员职责、每台大型仪器操作规程、注意事项、每台大型仪器岗位职责、岗位要求、大型仪器年终奖励制度、大型仪器实验室安全员职责[11]。

这些规章制度的制定和建立，使研究生测试员知道有岗位要求和岗位职责要遵守，保证大型仪器安全运行，为教学科研提供了良好的环境和保障。

3 研究生测试员建立的意义与成效

科学与技术上的创新和创造是和仪器、设备、测量上的创新、创造联系在一起的[12]。研究生测试员的工作，为他们科研素质的培养和创新、创造能力的培养提供了平台。重点实验室TEM透射电子显微镜 (Tecnai F30)采用会员制和预约测试的管理方法，每天24 h运转，一周固定几天早、中、晚给会员用户测试，剩余的时间和假日给预约用户测试，这些工作基本上是靠研究生来实现的。由于仪器经常保持高真空状态，对仪器的维护保养反而有利[3]。近年来，研究生测试员在导师指导下，开发了用于电镜的纳米操纵器，实现不同的测试功能，依托此电镜，学校的教师和研究生发表了多篇高水平的论文。

MPMSXL(SQUID)每天24 h连续运行多年，研究生测试员和仪器主管老师、仪器工程师注重仪器功能的拓展，在原有电测量部件的基础上，开发了用吉时利6517B给样品加大电压测量I-V的方法，开发了基于LabVIEW的电测量系统，同时注重测试方法、测试条件 (如降温速率最好选择1.5 K/min或2 K/min)的研究，保持压缩机外部机散热片的清洁，使仪器杜瓦中的压力缓慢变化，冷头间歇时间延长，有效延长了冷头的工作时数，保证高水平科研工作的进行和高水平论文的发表。

穆斯堡尔谱仪采用钴57放射源，它的半衰期是270天，如果仪器不常工作，会使放射源无谓的消耗。重点实验室大型仪器科研平台有多台穆斯堡尔谱仪 (高温、低温)，仪器工程师合理安排放射源购置时间，在半衰期内，研究生测试员在仪器24 h连续工作中进行样品的测试，测试数据准确，受到许多高校和科研单位的欢迎，提高了重点实验室的知名度，为学校创造了良好的社会效益和经济效益。

大型仪器研究生测试员机制的建立，大型仪器的全面开放，仪器24 h测试服务，使学校科研平台的环境越来越好，获得的自然基金、青年基金、横向课题等逐年增加。

大型仪器研究生测试员机制的建立，使研究生对大型仪器的作用越来越重视。而重点实验室大型仪器科研平台对研究生测试员及研究生科研素质和能力的严格要求、规范训练，杜绝了他们胆子大、毛躁、实验前不充分准备、测试操作仪器随意、无安全防范和自我保护意识[13]的情况，使研究生测试员养成了良好的科研习惯，具备一定的独立科学研究和创新能力。既能锻炼他们实际工作的能力，又能提高重点实验室大型仪器的日程管理水平[14]。这些年，研究生测试员有多人分别获得 “中国科学院奖学金”“宝钢奖学金”“求是奖学金”“李政道奖学金”“教育部博士研究生学术新人奖”和兰州大学 “博士研究生学术新人奖”等等，发表近百篇SCI论文。

另外，负责电镜、XPS、热分析仪、MPMS XL、穆谱等的研究生测试员在择业、就业中比其他同学更有竞争力，被西北工业大学、长安大学、西安交通大学、哈尔滨工程大学等高校和科学院所录用的比例更高。

4 结束语

重点实验室众多的大型仪器，除去仪器具备的可开放性[15]，一台大型仪器如何在有限的周期内发挥其功能至极限，服务教学、促进科研，一直是大型仪器管理人员所追求的目标。建立研究生测试员机制，大型仪器全面开放和24 h运行，提供了良好的科研环境和科研条件，为学科建设、高水平科研提供了优质、高效的测试，促进了研究生的科研能力、动手能力、创新精神及综合素质的提高，全面充分地发挥了大型仪器在出成果和出人才方面的重要作用。

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Exploration and Practice of Graduate Testers Mechanism of Large-scale Instrument

BI Sijun， LI Xiling， TANG Liyun， ZHOU Baofan
(Key Laboratory for Mageneism and Magentic Materiais of the Ministry of Education， Lanzhou university， Lanzhou 730000， China)

This paper studies how large equipment play its important roles in a limited cycle to meet the needs of the teachers，researchers and graduate students in the increasing demand of large equipments.The establishment of a large-scale instrument graduate testers mechanism， making large instruments services will be fully open，24 h test services can be carried out every day.It promoted the development of teaching and scientific research process，improved the efficiency on the use of large-scale instruments and test level of students to enhance the scientific research quality，innovatived the spirit and practical ability，played an important role on the large equipment in the achievement and the talent..

large-scale instruments； graduate student testers； mechanism； fully open

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.05.040

2016-04-26；修改日期:2016-07-07

毕四军(1962-)，男，本科，高级实验师，主要从事大型仪器测量与实验室管理方面的研究。