高校大型仪器开放运行管理探讨与实践.pdf

ISSN1672-4305CN12-1352/N实 验 室 科 学LABORATORY SCIENCE第 26 卷 第 4 期 2023 年 8 月Vol.26 No.4 Aug.2023 高校大型仪器开放运行管理探讨与实践李海霞,田 晶,何雨桐,姜 莹,章 炜,陶占良(南开大学 先进能源材料化学教育部重点实验室,天津 300071)摘 要:随着高校科技资源不断扩充,加强大型仪器服务平台的开放运行管理势在必行。围绕目前国内高校大型仪器开放运行过程中存在的问题,以高分辨率透射电子显微镜的运行管理为例,在仪器操作、开放运行、使用效率、服务质量和培训管理等方面探讨了可行的管理方法,总结了透射电镜管理方面的技巧和经验,提出了健全平台共享机制、提高仪器队伍专业性、提高仪器使用率和建立合理的绩效评价机制等策略,为基础研究和科技发展提供更有利的技术支持,同时也为其他大型仪器的开放运行管理提供行之有效的借鉴与参考。关键词:大型仪器;透射电镜;开放共享;运行管理机制;分阶培训中图分类号:G482 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1672-4305.2023.04.047Exploration and practice on the open operation and management of large-scale instruments in universitiesLI Haixia,TIAN Jing,HE Yutong,JIANG Ying,ZHANG Wei,TAO Zhanliang(Key Laboratory of Advanced Energy Materials Chemistry,Ministry of Education,Nankai University,Tianjin 300071,China)Abstract:With the continuous expansion of science and technology resources in universities,it is im-perative to strengthen the open operation and management of large-scale instrument service platform.We focus on the existing problems in the open operation of large-scale instruments in domestic univer-sities,taking the operation and management of high-resolution transmission electron microscope(HR-TEM)as an example,discuss feasible management strategies in terms of large-scale instrument opera-tion,open operation,usage efficiency,service quality and training management,summarize the skills and experiences in HRTEM management,and present strategies to improve the platform sharing mech-anism,refine the professionalism of large-scale instrument team,increase the utilization of instruments and establish the rational performance evaluation mechanism to provide more favorable technical sup-port for basic research and science and technology development,as well as to provide effective refer-ence for the open operation management of other large-scale instruments.Key words:large-scale instruments;transmission electron microscope;opening and sharing;opera-tion management mechanism;graded training 收稿日期:2021-10-23 修改日期:2022-10-12作者简介:李海霞,硕士,高级实验师,研究方向为大型仪器设备管理。E-mail:lihaixia 通讯作者:陶占良,博士,教授,研究方向为能源化学。E-mail:taozhl 大型仪器设备是高等学校和科研院所开展教学和科研的重要物质基础,是实验室建设及学科建设的重点投资对象,同时也是创新成果产出的重要硬件支撑 1-2。随着“985”、“211”、“双一流”项目建设的实施,国家财政对高等教育投入增加,高校仪器设备规模不断扩大,科技资源不断扩充,给高校带来了空前的发展机遇 3。大型科研仪器对人才培养、学科发展、成果转化起到了重要支撑作用,但其开放共享管李海霞,等:高校大型仪器开放运行管理探讨与实践理也成为高校设备管理工作的重点问题,一方面是高校每年对仪器购置大规模的资金投入,另一方面则是部分仪器使用效率不高,加强大型仪器服务平台的开放运行管理势在必行。自国务院发布关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见(国发201470 号)以来,全国高校持续加大对科技资源,尤其是大型仪器设备资源开放共享工作的关注 4-6。南开大学作为“985”、“211”和“双一流”建设高校,长期以来非常注重提高大型仪器的使用效益和开放共享,全校 20 万元以上可供开放的仪器都加入了院级或校级平台,对校内外开放共享服务,建设了一套较完整的平台运行管理机制7。1 高校大型仪器开放运行管理存在的普遍问题自国发201470 号文件发布以来,全国各高校都在推进仪器共享信息化建设,但大型仪器开放运行管理中仍普遍存在以下几个问题8-10:(1)大型仪器共享平台存在局限性。随着新时代的来临,各高校均建立了不同规模的大型仪器共享平台,但多是对校内开放,校外用户仅能查阅仪器信息,不能直接在平台预约测试,限制了相关仪器的开放共享;(2)大型高端精密仪器使用率较低。大型高端精密仪器具有操作复杂、管理难度高、故障率高、维修费用昂贵等特点,一般都会配备专业的技术人员负责管理,但专职教师工作时间有限,不利于仪器设备最大程度的开放共享;(3)大型仪器设备的共享缺乏激励机制。共享程度的好坏关键在人,需要适当的机制来激发仪器相关主体的主观能动性。开放共享增加了仪器使用率,方便了师生,但也增加了仪器管理者的工作量。若没有可行的激励机制,则容易导致相关人员的能动性不高,进而没有动力开放共享。此外,很多仪器测试教师疲于应对接样测试,缺乏对测试结果的跟踪反馈,也一定程度上削弱了仪器设备对科研和教学工作的服务和推动。2 针对高校大型仪器开放运行管理工作的相关策略高分辨率透射电子显微镜作为大型高端精密仪器,具有操作复杂、故障率高、维修费用昂贵、管理难度高等特点,因此如何使其高效率、低成本的开放运行,并达到透射电镜资源最大化,是每位仪器管理者面临的极具挑战性的问题。下面将以高分辨率透射电子显微镜管理中总结出的经验和方法为例,围绕目前国内高校大型仪器开放运行管理过程中存在的问题,在仪器操作、开放运行、使用效率、服务质量和培训管理等方面探讨可行的管理方法。同时,结合现有透射电镜的管理和运行经验,提出提升开放运行管理效率和效益的相关策略。2.1 制定健全的平台共享机制大型仪器平台的建设及使用方便了师生充分利用大型仪器设备进行科研探索和实验教学,进一步提高了科研教学质量,增加了仪器使用率和开放度。但是目前大部分高校大型仪器共享平台仅面向校内师生,校外用户不能在平台预约测试。以南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室为例,校外用户(外单位高校和企业用户)有意向使用透射电镜进行测试服务,需要联系仪器管理员,由管理员安排测试时间,测试完成后还需校外用户支付测试费后再由仪器管理员去财务部门开具发票,这一流程相比校内略显繁杂,不但拉长了整个测试服务的周期,也给仪器管理员增加了工作量。健全的平台共享机制是大型仪器开放共享的保证,因此在平台建设过程中,要因地制宜的制定健全的共享机制 11。在平台使用过程中,不断地修正和完善,提高大型仪器平台的共享程度。可尝试以省或者市为单位,打通各高校平台之间的壁垒,通过信息化管理将仪器整合起来,结合仪器操作时间、维护保养等成本统一制定合理的收费标准,避免出现收费过高无人问津和收费过低预约困难等现象。统一仪器的预约途经,设置简洁高效的预约流程和便利的付费途经,化繁为简,节约用户和仪器管理员的时间,使仪器管理员有更多的时间来为使用者提供更好的测试服务,提高大型仪器的共享程度。2.2 提高仪器管理队伍的专业性大型仪器设备的操作通常十分复杂,尤其是高精尖仪器设备。以透射电镜为例,样品种类多,包括无机物、有机物、生物材料和高分子材料等;样品微观尺寸范围广,样品大小从几微米到几纳米;样品性质复杂,耐辐照性、结晶性等都直接关系到仪器参数的选择;样品制备方法多样,样品的浓度、超声分散的时间以及选用的碳膜等都会影响测试结果。复杂的测试条件对仪器操作者提出了很高的专业技术要求,扎实的理论基础和过硬的实验技能是大型仪器高效运行的重要保证。同时,专业的管理人员也能够大幅提高大型仪器设备的使用寿命和投资回报率。191因此,为了提高仪器设备的使用效率,推进科学研究的创新发展,高校需要培养高素质的仪器管理队伍 12。(1)要有针对性地制定培训计划,定期邀请仪器的厂家开展讲座,鼓励仪器管理人员参加技术研讨会,充分熟悉掌握仪器性能,开发挖掘仪器的新功能。(2)培养仪器管理人员相关维护技能,能够处理仪器常见故障,降低仪器使用过程中的故障率。(3)鼓励仪器管理人员继续深造学习,不仅能操作仪器产出可信的数据,而且会正确分析仪器数据,进而可以帮助用户设计或指导实验,以实验数据来帮用户优化改进实验方法。(4)最重要的一点,树立仪器管理人员的仪器共享理念,提高仪器管理质量和测试服务水平。2.3 提高大型仪器使用效率在以往的管理模式下,大型精密仪器一般都会配备专职管理人员。对于透射电镜来说,仪器需求高,样品数量多,测试速度有限,管理人员上班时间内的测试机时远远满足不了日益增多的测试需求,由此造成大量样品积压,仪器使用率低下,严重影响科研人员取得测试数据的速度,制约了科研项目的进展 13。针对测试样品多、任务重的现状,为了充分发挥电镜的最大使用效能,提高仪器使用率,南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室探索出了一种培训准入制度和分阶开放运行的管理模式。培训准入制度是大型仪器安全开放的重要保障,可以有效减少人为因素对仪器的损坏,培训准入制度建立了标准化的培训流程,如图 1 所示,包括理论培训、笔试、操作培训、上机练习、考核等,考核通过才能被授予该仪器使用资格和自主上机操作权限。分阶开放运行模式则是对培训准入制度的完善和补充,为仪器的平安高效、低成本运行又增加了一层保障 14-15。分阶开放运行模式是对测试需求较高的课题组进行研究生培训。培训分为初阶、中阶和高阶三个阶段,如图 2 所示,然后根据研究生个人操作水平、责任心和设备熟悉程度分设不同的使用权限,分别安排在不同的时间段使用仪器,由此构建起分水平、分层次的仪器操作队伍,完成对透射电镜的日常维护、仪器管理和测试服务。该模式将严格的培训机制、严谨的技术管理和分权限的开放使用结合起来,使透射电镜的开放时间从工作日时间扩大到晚上、周末和节假日。图 1 透射电镜培训准入制度流程示意图图 2 透射电镜分阶开放运行模式示意图291 李海霞,等:高校大型仪器开放运行管理探讨与实践 经过 2 年多的实际运行,这种模式表现出了一定的优势,有效缓解了管理人员的压力,使管理人员可以腾出更多的精力查阅文献、摸索测试条件和拓展仪器功能,仪器使用效率得到了很大提高。以20202021 学年为例,先进能源材料化学教育部重点实验室管理的透射电镜共服务校内外 58 个课题组,有效使用机时达到 3166 小时,测试样品 3761个。辅助科研项目 70 余项获得科研创新成果,其中包括 Nature Commun.,J.Am.Chem.Soc.,An-gew.Chem.Int.Ed.等顶级期刊收录的 SCI 论文 50余篇,培养了一批责任心强、具有较好操作能力、专业能力和创新思维能力的透射电镜储备人才。2.4 建立合理的激励评价机制合理的激励评价机制,可以让仪器管理人员始终保持昂扬的工作态度,对仪器管理工作充满热情,最大程度地发挥主观能动性 16-17。激励评价体系既要体现日常的一些工作,又要根据仪器设备的特殊性和专业性、开放程度、使用反馈,并结合一定的社会经济效益,让绩效评价体系更加全面,更加符合管理人员的职业规划。不同类型的大型仪器有其特殊性和专业性,考核时不能一概而论,例如电镜类仪器,操作性比较强,需要操作人员辛苦测试;而对于色谱或者质谱类仪器,自动化程度比较高,不需要管理人员长时间操作。因此,仪器考核时应该先分门别类制定不同的考核标准,然后再结合有效机时、开放程度、使用反馈、完成科研教学任务量、产出专栏文章等指标,综合考察仪器的使用效益从而得出考核结果。对于考核结果为优秀的仪器管理员,应给予相应的激励,仪器的考核结果可作为仪器管理人员工作考核、职称评聘的重要参考依据,调动仪器管理人员的开放共享管理积极性,提升服务质量。3 结语大型仪器开放共享不仅是教学科研的需要,更是对人才培养、学科交叉融合发展的重要支撑。随着高校大型仪器种类和数量的日益增多,建立一整套高效、完善的高校大型仪器开放运行管理体系,兼顾开放成效、科研服务、教学保障等,是每一位大型仪器管理员需要面对的实际问题。本文围绕目前国内高校大型仪器开放运行过程中存在的问题,以高分辨透射电子显微镜的运行管理为例,结合透射电镜管理方面的技巧和经验,提出了健全平台共享机制、提高仪器队伍专业性、提高仪器使用率和建立合理的绩效评价机制等策略,提高仪器设备的利用效率和优化资源配置,为重大原始创新能力提升、科学前沿探索和国家重大科技任务提供更有利的技术支持,同时也为其他大型仪器的开放运行管理提供了行之有效的借鉴与参考。参考文献(References):1 吴丹.实验室大型仪器设备使用效率及管理模式研究 J.实验室科学,2021,24(3):229-232.2 王浩.高校大型仪器设备的管理现状及对策 J.当代化工研究,2020(19):157-158.3 辛良,朱宜斌,孙志强,等.“双一流”建设背景下高校实验室改革与创新 J.实验室研究与探索,2020,39(6):248-252.4 谭桂珍,陈相,余坚,等.高校大型仪器设备的管理现状及应对措施 J.广州化工,2020,48(4):155-157.5 卢媛,姚青倩,杨丽萍,等.高校大型仪器共享平台管理模式探索 J.实验室科学,2019,22(6):200-202.6 于川茗,李海霞.基于扫描电镜的大型仪器管理方法探讨 J.实验技术与管理,2019,36(6):300-303.7 胡宁,张万光,许宏山.大型仪器管理系统建设及其运行管理机制 J.实验技术与管理,2011,28(11):195-198.8 孙宇,高禄梅,张伟绒,等.新时期高校大型设备面向社会开放共享机制的探索与思考 J.实验室研究与探索,2021,40(8):274-279.9 许家怡.浅谈高校大型贵重仪器的管理与共享开放 J.广东化工,2020,47(9):202-203.10 辛良,吴刚,袁冠,等.高校大型仪器设备管理体系研究与实践 J.实验室科学,2019,22(4):219-223.11 郑建彬,赵明,宋秀庆,等.高校大型仪器共享平台建设运行中的问题分析与对策研究 J.实验技术与管理,2021,38(2):255-258.12 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