生態學實驗室資源的教學科研共享初探

張仁懿， 袁建立， 史小明

(蘭州大學 生命科學學院/草地與農業生態系統國家重點實驗室，甘肅 蘭州 730000)

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·儀器設備供應與管理·

生態學實驗室資源的教學科研共享初探

張仁懿， 袁建立， 史小明

(蘭州大學 生命科學學院/草地與農業生態系統國家重點實驗室，甘肅 蘭州 730000)

教學實驗室和科研實驗室是當前高校主要的兩類實驗室，其功能及服務對象相對獨立。然而在傳統的管理模式下，兩類實驗室的資源共享受到限制，設備資源的利用率及服務效益較差。利用生態學儀器設備季節性與便攜性的特點，在“基礎生態學大實驗”的建設及教學過程中，對生態學實驗室資源的共享進行了初步實踐，以期促進生態學實驗室資源的教學科研共享。通過總結該實驗課程的教學經驗及其他學者在設備資源共享上的經驗，在學校構建共享平臺的環境條件下，科研人員、管理人員以及實驗技術人員需要增強共享意識、相互協作，以充分提高實驗室資源的服務能力，為人才培養、科學研究服務。

生態學； 教學實驗室； 科研實驗室； 共享

0 引 言

高校通常分設科研實驗室和教學實驗室，兩類實驗室的功能和服務對象相對獨立。其中，科研實驗室主要承擔科研任務，進行理論前沿的探索與技術研究的開發，同時完成研究生的培養工作；而教學實驗室主要承擔本科生的課程教學實驗任務，注重基礎理論的掌握及基本操作能力的加強，并為本科生畢業論文設計、科技創新活動等提供實驗場地[1]?？蒲袑嶒炇液徒虒W實驗室分設的模式，使儀器設備資源分散分布，功能的開發不充分，導致教學、科研資源的共享率和利用率普遍偏低[1-2]。因此，高校實驗室管理及技術人員正在積極探索科學的實驗室管理模式和運行機制，致力于教學-科研實驗室一體化平臺的建設，以期充分發揮實驗室及其設備的服務能力，提高兩類實驗室的資源共享率和利用率[2-4]。

蘭州大學生態學科是國家重點學科之一，建設目標為培養具備生態學基本理論、基本知識和較強實驗技能，具有較好科研素質和分析解決問題的能力，能在科研、高校、企事業單位和行政管理部門從事科研、教學和管理工作的專門人才[5-6]。然而，傳統教學、科研實驗室分設的模式，不能充分發揮已有儀器設備資源在人才培養、科學研究和社會服務等方面的作用[2]?，F就實驗教學團隊基于“基礎生態學大實驗”等課程的教學經驗，通過統籌科研實驗室和教學實驗室的關儀器設備資源的使用，對生態學儀器設備的科研教學共享模式進行了初步探討。

1 傳統機制下科研教學儀器共享存在的問題

盡管許多高校在儀器設備共享管理方面做了大量工作，但由于管理體制和機制不完善，提出的很多措施得不到落實，儀器設備的使用效率及效益仍得不到有效提高[7]。綜合實驗教學及前人的研究經驗，影響科研教學資源共享的因素主要有：

(1)共享意識不足，管理思維落后。受管理機制和傳統習慣的影響，國內高校實驗室普遍存在小而全封閉管理的弊端。實驗室和儀器設備歸各個科研、教學單位所有，各實驗室封閉管理，只考慮本實驗室使用上的便利，致使設備或重復購置，或被束之高閣，缺乏開放共享機制，儀器設備在閑置時也不愿借給其它實驗室使用，無法有效使用和開放共享。

(2)儀器設備功能開發不完全。①各實驗室由于研究方向可能僅需儀器設備的某一項功能，對儀器設備功能的使用單一化，很多功能得不到有效的開發利用；②由于缺少高水平的技術人員，實驗人員不具備探索儀器設備相關功能的能力，儀器使用往往停留在驗收過程的演示培訓水平。

(3)儀器運行維持費用缺乏。許多儀器運行成本較高，維修費用昂貴，后續運行和維護經費的不足導致”買得起馬，買不起鞍”的現象[8]。在沒有后續經費保障的情況下，隨機耗材用盡或出現故障后，干脆不修、不用，導致設備的閑置。

(4)實驗技術隊伍建設滯后。許多高校忽視培養相對穩定的實驗技術隊伍，實驗技術人員素質和水平不高，影響了儀器設備的管理、使用和開發。此外，由于對實驗管理及技術人員的考核制度不完善，缺乏與共享相適應的評價、考核、激勵和懲罰機制，造成管理人員、科研人員、實驗技術人員對大型儀器設備的使用、開發和維護等工作缺乏積極性和主動性。

2 生態學儀器的特點

生態學儀器往往設計為適應田間實驗、野外實驗的需要，與其他類型的科研教學儀器相比，其具有季節性與便攜性兩大特點。

2.1 季節性

生態學科研儀器由于往往受植物生長季的限制，儀器使用具有季節性，這一現象在高海拔、高緯度地區尤為顯著。實驗室的科研工作主要在高寒草甸地區完成(生長季6月至9月)，野外調查相關的儀器集中在生長高峰的7月至8月，此間儀器設備成為科研工作的瓶頸。在春季及秋冬季節，除了室內的分析類儀器，生態科研儀器閑置率普遍較高。

與科研儀器的使用相反，由于假期的影響，實驗教學儀器在生長季往往利用率很低。實驗教學主要在實驗室、溫室以及校園內等場所進行，環境可控或較為溫和。此外生態學儀器設備主要在教學期間使用。每學期實驗課結課后，儀器設備就處于閑置狀態，因此教學設備每年的開機時數普遍偏低。設備長期閑置，則容易老化，影響實驗教學效果。此外，生態學教學儀器無論是種類還是數量，往往遠低于科研儀器，無法滿足培養具備生態學基本理論、基本知識和較強實驗技能高水平人才的目標需求。

綜上所述，實驗教學的生態學儀器的使用高峰與科研儀器互補，兩者間的有效共享能夠極大提高儀器的服務效益。

2.2 便攜性

為了滿足田間或野外科研實驗的需要，儀器生產商將多數生態科研儀器設計為易拆卸、可擴展的類型，以方便科研人員在不同實驗樣地間快速移動設備，且能適應復雜環境下的運行要求。正是因為生態學儀器的便攜性，為科研教學的共享創造了有利的條件。例如，雖然生態學科研實驗室與教學實驗室位于不同校區，在“基礎生態學大實驗”運行過程中，許多科研儀器仍能輕易地在校區間有效共享，解決了生態學教學實驗過程中缺乏相關儀器設備的問題。在儀器設備的安裝拆卸過程中，使學生對儀器工作原理深入地了解，鞏固了專業基礎知識的同時，也鍛煉了學生的動手能力及對儀器功能的開發能力。

3 科研教學儀器設備資源共享平臺建設

為更好地推動儀器設備的共享，滿足高?？蒲?、教育發展的需要，本著“資源共享、提高利用、優化配置、物盡其用、強化管理”的原則，針對當前科研教學儀器設備共享存在的問題，結合生態學儀器設備的特點，各高校需統籌優化生態學科研、教學實驗室的儀器設備資源，以實現儀器設備資源的優化與整合[7]。

3.1 提高共享意識

高?？蒲袑嶒炇沂侨谌瞬排囵B、科學研究與社會服務于一體的平臺，擔負著高素質人才培養的重任。實驗室開放與資源共享是提高實驗室教學科研水平的主要措施[9]。實驗室負責人及管理人員認識到，實驗室的儀器設備是用來分析、檢測，為科研、教學服務，儀器設備的閑置則失去了其存在的價值，成為實驗室內的擺設。事實上，相當一部分儀器設備的報廢，并非因為運行的損耗或損壞，而是長期閑置使電子元件受潮或老化，通電瞬間導致關鍵部件的燒毀。更有甚者，儀器報廢是因為長期閑置導致的過時淘汰。多數生態學儀器生產時考慮了野外復雜的運行條件，比其它類型儀器更為結實耐用，更應充分發揮其作用，體現其價值，避免閑置浪費。

參與教學的科研人員更應充分利用生態學儀器的季節性和便攜性兩大特點，將科研項目及教學任務有機結合，既能鞏固本科生對基礎知識的理解，提高本科生進行科研的能力，又能解決當前許多科研人員面臨研究生少、缺少勞動力的困境，以低成本完成科研項目相關的工作，達到雙贏的目的?？蒲袑嶒炇业脑O備資源向教學開放，是科研教學有機結合的基礎，在此過程中科研儀器能夠得到較高的利用率。

3.2 優化管理，發揮儀器性能

儀器設備管理是一個系統的工作，計劃評估、采購、管理、使用、維修以及報廢處理各環節都是密切聯系的，需要建立一個完善的設備管理制度，促進儀器設備的規范使用，提高生態學儀器設備的利用率[3, 10]。

(1) 重視儀器設備購置的可行性論證。設備購置需從實驗室建設的實際出發，注重實用性和先進性相結合，分析實驗設備的利用率和使用效益，性價比和投資效益，設備的人員管理和技術力量，配套設施和日常維護經費落實情況，設備共享以及應用前景等因素。

(2) 加強教學科研實驗設備的使用、借調管理。加強儀器設備中期管理工作是提高儀器設備利用效率的關鍵所在。管理人員兼管科研、教學實驗室或提高對兩類實驗室的儀器調配權限，以合理統籌儀器設備的使用，提高利用率。

(3) 做儀器設備的后期管理。包括儀器維修、技術改造以及報廢管理。實驗技術及管理人員應在長期管理及實踐中積累經驗，應用新的技術對過期、待報廢設備進行改裝，以開發或改善原有設備的性能，達到設備資源的二次利用，提高其利用率。生態學儀器普遍具有良好的擴展能力，二次開發的可行性高，通過對儀器設備的功能開發，能夠在鞏固專業知識的同時，提高學生對儀器設備的故障處理能力及應用能力。而無法再次開發的設備需經過嚴格審核后才可以進行報廢，避免設備資源的浪費。

3.3 建設平臺，保障持續共享

教學科研實驗室共享平臺的建設，能為兩類實驗室儀器設備合理、長期的共享提供保障。其中，教學實驗室主要由學校建設，其資源對科研實行共享也比較容易執行。而科研實驗室的設備一般由科研團隊的課題經費購置，因此科研實驗室的儀器設備資源面向教學共享難度大。為了調動科研實驗室參與儀器共享平臺的積極性，教學科研共享平臺的建設應具備合理的共享機制及運行模式[11-12]。結合生態學儀器的特征及國內高校儀器共享的實踐經驗[2]，教學科研共享平臺應考慮以下方面：

(1) 共享平臺良性運轉的保證。充足的維護經費是實現兩類實驗室儀器長期共享的保證，也是儀器設備持續運行、提高其利用率的前提。由于操作不當或正常損耗，生態學儀器設備共享使用過程中不可避免地出現損壞、耗材用盡等情況，當使用對象為人數較多、操作能力較差的本科學生時尤為如此。因此，對于共享使用的儀器設備，應有區分地對不同使用對象制定合理的收費制度。例如，對于科研設備，提供共享設備的科研人員及其課題組優先免費使用儀器，而對教學實驗收取合理費用，從教學經費撥付[2]；反之，教學設備對科研的共享收取費用，由科研人員的項目中撥付。收取費用可用于儀器維修、耗材補充、管理費、勞務費以及儀器功能開發等支出。

(2) 兩類實驗室雙向開放的運行模式。為了促進科研實驗室及教學實驗室的資源共享，提高生態學儀器設備的利用率，兩類實驗室的雙向開放是關鍵；而雙向開放的合理運行模式，能夠促進教學和科研的有機結合，在培養生態學人才的過程中完成科研工作，同時極大提高學生進行科研研究、解決實際問題的能力。兩類實驗室的開放方式主要包括以下幾方面[2]：①實驗課開放。包括實驗課教學以及補做、重做實驗；②周末開放。學生自主選擇的實驗項目，可通過申請，利用周末時間在實驗室獨立完成；③假期開放。學生可申請利用寒暑假進入實驗室完成創新實驗項目，也可利用假期在實驗室參與教師的科研課題研究；④畢業論文實驗開放。學生在教師指導下，通過選題、開題、修改實驗方案等程序后，可申請進入實驗室完成畢業論文的實驗；⑤測試分析開放。利用共享實驗室的資源，學生參與對外樣品分析測試任務，并完成撰寫分析測試報告，鍛煉和培養學生解決實際問題的能力；⑥預約開放。經培訓，本科生、研究生和教師均可通過預約方式確定實驗室的使用時間，在預約時間內獨立使用實驗室和相關儀器設備。

(3) 創造科研教學儀器共享的良好環境和條件。實現科研教學設備的高效共享，需要整合多方資源，夯實多方基礎，健全完善制度保障、人才保障、資金保障以及信息保障等，從而為科研儀器設備高水平、多方位的共享發展創設良好的環境和條件。在平臺提供的共享模式下，通過科研和教學項目的帶動、導師的引領以及實驗技術人員的帶動，促成科研、教學及應用的有機結合，激發學生參與實驗的興趣和積極性，鍛煉學生的實驗動手能力、創新設計能力、管理能力以及綜合素質。

3.4 完善實驗技術隊伍建設

實現教學科研儀器的有效共享，高水平的實驗技術人才是關鍵。然而，由于歷史及體制的原因，高校實驗室一直被定位為教輔單位，使得高校實驗人員處于一個不被重視的地位，在薪酬待遇、職稱晉升、學位進修等方面的要求得不到滿足，導致缺乏工作熱情，影響工作積極性[4]。①實驗室人員應該努力增強自身修養，提高專業技術水平，更好地為科研實驗及教學實驗服務；②實驗技術隊伍建設過程中，還需制定合理的考核及激勵機制，避免出現“干多干少一個樣”，導致實驗室人員對儀器設備管理、維護及功能開發的積極性降低。隨著生態學相關精密儀器數量和種類的增多，建議相應增加立項機會(如西北農林科技大學的“大型儀器設備新功能開發項目”)，以充分調動實驗人員開發設備新功能的積極性。

4 結 語

生態學儀器具有季節性與便攜性的特點，為教學科研的共享奠定了良好的基礎，對提高儀器利用率及運行效益具有重要意義。良好的共享模式除了儀器設備的共享，還應包括兩類實驗室的雙向開放，將科研與教學有機結合，達到雙贏的目的。在學校構建有利平臺的環境條件下，科研人員、管理人員以及實驗技術人員需要增強共享意識、相互協作，共同為人才培養、科學研究服務。

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Resource Sharing of the Ecology Laboratory for Teaching and Research

ZHANGRen-yi,YUANJian-li,SHIXiao-ming

(State Key Laboratory of Grassland and Agro-Ecosystems, School of Life Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China)

Laboratories in the university mainly include experimental teaching laboratory and research laboratory. The traditional management mode has limited the sharing of resources for the two labs as their functions and service objects were different, thus the resource utilization and service efficiency was suppressed. In order to promote the sharing of research ecology laboratory resource, we took full advantage of their seasonality and portability to explore the proper sharing mode. According to the sharing experience of us as well as other scholars, we proposed that researchers, managers and technicians in the labs need to enhance the shared sense of mutual cooperation, and strive to improve service capacity of laboratory resources for personnel training, scientific research under the platform constructed by the university.

ecology; teaching laboratories; research laboratories; sharing

2015-11-28

國家基礎學科人才培養基金(J1103502，J1210033，J1210077)；教育部“質量工程”項目(222-860617)；蘭州大學教學研究項目(201412)

張仁懿(1983-)，男，福建寧化人，博士，實驗師，主要研究方向為生態學。Tel.:13659438612;E-mail：zrenyi@lzu.edu.cn

G 420

A

1006-7167(2016)08-0285-04