淺析高等工科院校大型儀器設(shè)備開放共享的策略*

施小娟 仇金

南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院 南京 210016

0 引言

國務(wù)院《關(guān)于國家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器向社會開放的意見》（國發(fā)〔2014〕70 號）的發(fā)布對于推動(dòng)科研設(shè)施與儀器開放共享具有里程碑的意義，意見明確指出，通過深化改革和制度創(chuàng)新，加快推進(jìn)科研設(shè)施與儀器向社會用戶開放，實(shí)現(xiàn)資源共享，充分釋放服務(wù)潛能，為科技創(chuàng)新和社會需求服務(wù)，為實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略提供有效支撐。

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家加大了對高等教育的投入，“雙一流”、特色學(xué)科、重點(diǎn)學(xué)科、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施，有力地促進(jìn)了高校學(xué)科和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，大型儀器設(shè)備的數(shù)量得到了大力充實(shí)[1]。高校大型儀器設(shè)備在全國大型儀器設(shè)備總量中占比最高。大型儀器設(shè)備是高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、社會服務(wù)、成果轉(zhuǎn)化的重要手段和物質(zhì)基礎(chǔ)之一[2]。

高校如何合理配置大型儀器設(shè)備以及推進(jìn)大型儀器設(shè)備的共享，提升大型儀器設(shè)備的使用效益和共享程度，是高校辦學(xué)需要努力解決好的問題[3]。在國家和地方各級政府政策的指引下，各高校積極推動(dòng)大型儀器設(shè)備開放共享，制定了大型儀器設(shè)備共享管理的各項(xiàng)制度，搭建了大型儀器設(shè)備共享平臺，提出了大型儀器設(shè)備共享管理的全信息化流程，建立了大型儀器設(shè)備使用效益考核評價(jià)體系等[4-7]，為大型儀器設(shè)備的開放共享奠定了良好基礎(chǔ)。但是大型儀器設(shè)備共享是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，尤其對于高等工科院校，大型儀器設(shè)備臺套數(shù)多、專業(yè)性強(qiáng)，教學(xué)設(shè)備和強(qiáng)專業(yè)性科研設(shè)備的有效使用機(jī)時(shí)不足，全面推進(jìn)開放共享仍然存在很大的難度和挑戰(zhàn)。

1 工科院校大型儀器設(shè)備共享管理實(shí)踐

1.1 大型儀器設(shè)備概況

表1 給出了自2000 年開始，南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院在不同時(shí)間段大型儀器設(shè)備的臺套數(shù)及設(shè)備原值情況。截至2022 年6 月底，學(xué)院大型儀器設(shè)備總數(shù)為108臺，設(shè)備原值超1.48億元，從2016 年至2022 年6 月，新增的儀器設(shè)備臺套數(shù)占總數(shù)的比例超72%。

表1 南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院大型儀器設(shè)備不同階段增加情況

結(jié)合在動(dòng)力、能源、車輛領(lǐng)域的科研工作，學(xué)院實(shí)驗(yàn)室分為氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、控制、傳熱、車輛等五大專業(yè)方向。大型儀器設(shè)備在各個(gè)專業(yè)方向的分布如圖1 所示。傳熱方向?qū)嶒?yàn)室的大型儀器設(shè)備43臺，占總數(shù)的40%，包括燃油霧化光學(xué)測量系統(tǒng)、紅外光譜輻射計(jì)、壁面雙向反射測試系統(tǒng)、太陽能模擬器等；結(jié)構(gòu)方向?qū)嶒?yàn)室的大型儀器設(shè)備26 臺，占總數(shù)的24%，包括高溫疲勞綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、立式旋轉(zhuǎn)沖擊試驗(yàn)器、譜載荷蠕變試驗(yàn)器等；氣動(dòng)、控制和車輛等三個(gè)方向?qū)嶒?yàn)室的大型儀器設(shè)備占總數(shù)的36%，包括超聲速進(jìn)氣道流動(dòng)機(jī)理實(shí)驗(yàn)臺、先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)一體化電動(dòng)燃油泵系統(tǒng)、多能量混合推進(jìn)系統(tǒng)、高速車載數(shù)據(jù)采集分析裝置等。各個(gè)專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)室的設(shè)備大多是科研設(shè)備，且專業(yè)性比較強(qiáng)；有少部分設(shè)備單純用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，比如葉輪機(jī)械實(shí)踐教學(xué)平臺、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)臺、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)臺、微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺等。

圖1 南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院大型儀器設(shè)備專業(yè)方向分布情況

1.2 大型儀器設(shè)備共享管理的“1+2+N”項(xiàng)舉措

在南京航空航天大學(xué)大型儀器設(shè)備共享管理平臺及共享制度的支撐下，學(xué)院遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、政策引導(dǎo)、專管共用、有償使用”的原則，積極對校內(nèi)外開展大型儀器設(shè)備共享服務(wù)，制定了“1+2+N”項(xiàng)舉措。

學(xué)院制訂了大型儀器設(shè)備共享實(shí)施細(xì)則。細(xì)則中明確了除了單臺套50 萬及以上的設(shè)備必須共享外，學(xué)科建設(shè)等國撥資金建設(shè)的設(shè)備無論單價(jià)是否達(dá)到50 萬元，必須開放共享；要求將設(shè)備責(zé)任人、使用人、共享負(fù)責(zé)人、安全負(fù)責(zé)人，根據(jù)具體情況進(jìn)行統(tǒng)一，便于責(zé)權(quán)利統(tǒng)一；大型儀器設(shè)備責(zé)任人必須制定設(shè)備管理規(guī)定，明確責(zé)任機(jī)制和共享運(yùn)行方案等。

學(xué)院成立了2 個(gè)工作組，即大型儀器設(shè)備共享工作小組和共享收費(fèi)定價(jià)工作小組。大型儀器設(shè)備共享工作小組統(tǒng)籌規(guī)劃學(xué)院共享管理工作，制定學(xué)院共享相關(guān)管理制度并組織實(shí)施，負(fù)責(zé)學(xué)院共享實(shí)體平臺及大型儀器設(shè)備的績效考核等。大型儀器設(shè)備共享收費(fèi)定價(jià)工作小組成員除了包括同行專家、設(shè)備歸屬實(shí)驗(yàn)室主任外，還包括設(shè)備用戶代表，負(fù)責(zé)學(xué)院新增大型儀器設(shè)備的共享收費(fèi)定價(jià)以及收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

學(xué)院出臺了N 項(xiàng)支持舉措，比如：1）嚴(yán)格實(shí)行大型儀器設(shè)備持證操作，針對專用設(shè)備設(shè)立技術(shù)支持崗；2）對集中服務(wù)平臺和獨(dú)立機(jī)組平臺，進(jìn)行集中的人力、管理、場地等資源保障，為每個(gè)實(shí)驗(yàn)室安裝門禁、使用監(jiān)控等，保障設(shè)備使用安全及設(shè)備使用的全過程記錄；3）對共享效果好、服務(wù)有效、考核優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)室責(zé)任人及大型儀器設(shè)備責(zé)任人，給予獎(jiǎng)勵(lì)；4）對共享效果好的大型儀器設(shè)備，給予維修補(bǔ)貼等。

1.3 教學(xué)設(shè)備和強(qiáng)專業(yè)性科研設(shè)備共享面臨困難

在各項(xiàng)舉措的保障下，學(xué)院大型儀器設(shè)備共享工作持續(xù)有效推進(jìn)。面對激增的大型儀器設(shè)備，教學(xué)設(shè)備和強(qiáng)專業(yè)性科研設(shè)備的共享推進(jìn)存在一定的困難，普遍存在有效使用機(jī)時(shí)不足的情況。

教學(xué)設(shè)備尤其是純教學(xué)設(shè)備的運(yùn)行周期一般比較固定，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)時(shí)長為16 個(gè)學(xué)時(shí)，根據(jù)學(xué)生人數(shù)安排，教學(xué)設(shè)備集中在實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的這段時(shí)間內(nèi)反復(fù)使用，非課程時(shí)間段，教學(xué)設(shè)備的閑置率比較高。同樣，有些強(qiáng)專業(yè)性科研設(shè)備在滿足科研任務(wù)使用的情況下，仍有很多時(shí)機(jī)可以對外共享，而這樣的設(shè)備校外用戶使用的需求一般也不高。這些客觀情況導(dǎo)致了教學(xué)設(shè)備和強(qiáng)專業(yè)性科研設(shè)備的閑置，影響了設(shè)備資源的充分利用。

2 教學(xué)設(shè)備開放共享的策略

2.1 開發(fā)教學(xué)設(shè)備新功能，增設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校教學(xué)體系的重要組成部分，是高校人才培養(yǎng)必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力方面有著重要的作用[8]。為充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在提升學(xué)生實(shí)踐能力方面的作用，實(shí)驗(yàn)課程的開發(fā)越來越受到高校的重視。

目前基于高、精、尖教學(xué)設(shè)備開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，往往只利用了設(shè)備的部分功能，未能充分發(fā)揮大型儀器設(shè)備的效益[9]。設(shè)備功能利用和新功能開發(fā)情況是大型儀器設(shè)備共享績效考核細(xì)則之一。高校教師可對教學(xué)設(shè)備進(jìn)行新功能開發(fā)，挖掘現(xiàn)有設(shè)備的潛力，增設(shè)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，在一定程度上可以提高大型儀器設(shè)備的利用率，提升高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)支撐能力和建設(shè)水平，進(jìn)一步發(fā)揮儀器設(shè)備在人才培養(yǎng)中的作用。

2.2 開發(fā)虛擬仿真技術(shù)，促進(jìn)交叉學(xué)科教育

2020 年以來，受新冠疫情暴發(fā)的影響，實(shí)驗(yàn)課程有時(shí)不得不通過線上方式授課，一方面影響了實(shí)驗(yàn)課程的效果，同時(shí)對教學(xué)設(shè)備的開放共享也造成了更大的困難。

教學(xué)實(shí)驗(yàn)室通過虛擬仿真技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、模擬操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備，最大限度地共享實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備資源。同時(shí)，通過虛擬仿真技術(shù)，使得高校不同學(xué)院、不同專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室之間的密切聯(lián)系變得可能，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好，可以學(xué)習(xí)其他專業(yè)的知識，有利于培養(yǎng)高校復(fù)合型人才和促進(jìn)交叉學(xué)科教育。

3 強(qiáng)專業(yè)性科研設(shè)備開放共享的策略

3.1 結(jié)合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題，加大對青年教師開放共享

青年教師是高校人才的儲備力量和未來的中堅(jiān)力量。部分青年教師由于缺乏科研團(tuán)隊(duì)或科研條件，沒有足夠的經(jīng)費(fèi)改善科研需要的軟硬件設(shè)備。高?？蔀榍嗄杲處熓褂么笮蛢x器設(shè)備提供更大的便利和更多的政策支持，提高大型儀器設(shè)備對青年教師的共享力度，緩解青年教師暫時(shí)缺少科研資源的壓力。

學(xué)院設(shè)有航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱環(huán)境與熱結(jié)構(gòu)工業(yè)和信息化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、航空飛行器熱管理與能量利用工業(yè)和信息化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、航空動(dòng)力系統(tǒng)江蘇省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等，結(jié)合學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題，優(yōu)先資助青年教師，以及使用學(xué)院大型儀器設(shè)備的申請項(xiàng)目；同時(shí)鼓勵(lì)青年教師與外單位合作，進(jìn)一步提高大型儀器設(shè)備面向外單位的共享水平。

3.2 結(jié)合基本科研能力訓(xùn)練，加大對本科生開放共享

“更加重視科學(xué)精神、創(chuàng)新能力、批判性思維的培養(yǎng)培育”是習(xí)近平總書記對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提出的明確要求。在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的新時(shí)代背景下，基本科研能力訓(xùn)練為培養(yǎng)未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要的實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)的高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才提供了有力支撐[10]。學(xué)校從本科二年級開始啟動(dòng)為期兩年的基本科研能力訓(xùn)練教學(xué)，學(xué)生積極參與，了解相關(guān)科研活動(dòng)的流程，培養(yǎng)處理復(fù)雜工程實(shí)際問題和應(yīng)對復(fù)雜問題的科研智慧。

通過基本科研能力訓(xùn)練，本科生可以提前接觸到先進(jìn)的儀器設(shè)備，了解設(shè)備的功能和用途，參與到科研項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)過程中。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自己的興趣，利用大型儀器設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新課題研究以及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，一方面讓學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)的方法以及科學(xué)的思維方式，在解決問題的過程中進(jìn)一步融會貫通所學(xué)的理論知識，激發(fā)學(xué)生的開拓創(chuàng)新能力；另一方面使大型儀器設(shè)備資源得到充分利用。

3.3 結(jié)合校企合作，加大對中小企業(yè)開放共享

2022 全國專精特新中小企業(yè)發(fā)展大會在江蘇南京舉辦，習(xí)近平總書記致信祝賀，要求各級黨委和政府要堅(jiān)決貫徹落實(shí)黨中央決策部署，為中小企業(yè)發(fā)展?fàn)I造良好環(huán)境，加大對中小企業(yè)支持力度，堅(jiān)定企業(yè)發(fā)展信心，著力在推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新上下功夫。

中小企業(yè)的自主創(chuàng)新能力不足，缺乏技術(shù)、設(shè)備、信息等。地方各級政府積極出臺政策扶持中小企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，比如，江蘇省出臺了科技創(chuàng)新券政策，引導(dǎo)國家和省級科技創(chuàng)新基地、高等學(xué)校、科研院所、專業(yè)化機(jī)構(gòu)等科技服務(wù)機(jī)構(gòu)開放創(chuàng)新資源，為本省科技型中小企業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)提供大型科學(xué)儀器共享和檢驗(yàn)檢測等科技服務(wù)，對企業(yè)購買科技服務(wù)給予相應(yīng)補(bǔ)助。學(xué)院加入成為省科技創(chuàng)新券服務(wù)機(jī)構(gòu)，通過校企合作的形式，促進(jìn)資源共享，積極探索產(chǎn)學(xué)研深度融合的新機(jī)制新模式，加快知識產(chǎn)權(quán)和科技成果向企業(yè)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。

同時(shí)為推動(dòng)學(xué)校與專精特新企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，更好助力專精特新中小企業(yè)發(fā)展，學(xué)校研究制訂了助力專精特新中小企業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案，支持專精特新中小企業(yè)通過學(xué)校大型儀器設(shè)備共享管理平臺使用開放共享的大型儀器設(shè)備，并按一定的優(yōu)惠比例支付測試使用費(fèi)，進(jìn)一步推進(jìn)大型儀器設(shè)備開放共享。

4 結(jié)束語

大型儀器設(shè)備是高校開展教學(xué)、科研的重要資源和保障。本文結(jié)合高等工科院校教學(xué)設(shè)備和強(qiáng)專業(yè)性科研設(shè)備開放共享利用率低的問題，提出了推進(jìn)儀器設(shè)備開放共享的策略。教學(xué)設(shè)備與科研設(shè)備可實(shí)行分類管理，采取不同的開放方式，制定相應(yīng)的管理制度、支撐措施及評價(jià)辦法。通過設(shè)備新功能開發(fā)、虛擬仿真技術(shù)開發(fā)、助力學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)、深化校企合作等方式，進(jìn)一步提升大型儀器設(shè)備開放共享的能力，更好賦能高校人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新和社會服務(wù)。