连欢 张翠忠 李志红 刘凤平 张贞发

广西民族师范学院化学化工学院 广西崇左 532200

0 引言

大型精密仪器是各大高校开展教学和科学研究的重要硬件支撑，在高校实践教学、科学研究及服务社会方面扮演着不可或缺的角色，从一定程度上体现了一所高校的办学水平和层次[1-2]。近些年来，伴随国家教育发展战略的部署和实施，各类地方高校的办学规模逐渐加大，学校对硬件设施的投入增加，特别是用于教学和科研的大型精密仪器数量逐年增多。但由于相关管理机制和人才配备跟不上硬件设施扩充的步伐，资源难以充分利用，造成国家资源的浪费。

精密仪器一般是指：单价在10 万元及以上的设备；单价不足10 万元，但属于成套购置或需配套使用，整套价格在10 万元及以上；单价不足10 万元，但属于国外引进、教育部规定为贵重稀缺的精密仪器。仪器使用效率要求方面，教育部专用仪器设备800 小时/年,通用仪器设备1 400 小时/年。但国内高校大型仪器设备的利用率普遍不高，设备闲置、服务能力较弱的现象普遍存在，未达到国家管理服务和开放共享要求。地方高校的仪器投入与产出的矛盾更加突出。这是由于地方高校资金方面较困难，没有充足资金购买大型精密仪器管理平台，师生无法方便、及时地预约、使用到精密仪器[3-4]；另外，每个技术员负责的实验设备数量较多且设备数量逐年增加，但实验技术员队伍难以补充人员，甚至流失，导致技术员工作量日益繁重。需要探索出既能够提升仪器设备使用效益，又能够减轻工作人员脑力和体力的方案。综上所述，如何以最低的资金投入提高大型精密仪器的使用效益、缓解技术员工作压力是地方高校亟待解决的问题。

1 设备管理现状

目前，广西民族师范学院化学与生物工程学院实验管理中心在岗人员有分管副院长1 人，实验室主任1 人，实验员4 人，精密仪器技术员3 人，其中，精密仪器技术员不仅负责全学院的精密仪器操作维护及实验室管理工作，还要兼做实验教学相关的其他工作。实验室人员结构和基本责任分工如图1 所示。由图可知，每个技术员负责的设备部分是亲自测试的仪器设备，一部分是给学生自主操作的设备，还有一部分是教学设备，技术员还要承担所负责的对应仪器的实践教学任务以及实验室的其他相关事务。

图1 实验室人员结构及分工图

学院每年在校学生在两千人左右，涉及精密仪器设备使用的学生在400 人左右。拥有5 万元以上设备100 多台，含10 万元以上贵重精密仪器设备50 多套，其中有30 多套设备为学院内部共享设备，其余的为使用频率较高的教师个人管理，即放置在课题组实验室（将课题组实验室统称为功能实验室）。其中，学院内部共享设备中有四台60 万以上的设备对社会开放，对外开放的设备目前主要为跟学院有合作的企业提供无偿服务。

随着“互联网+”时代的到来，精密仪器设备信息化迎来新的发展契机，通过互联网技术实现大型精密仪器设备的管理已成为实现精密仪器高效管理、提高设备使用效率、服务能力及其开放共享的有效途径。因此，广西民族师范学院在2019 年利用专业建设经费将实验室基础设施改造，补充大量进口精密仪器设备，并购买智慧实验室系统，主要用于部分实训室监控管理和大型精密仪器设备的预约使用，但该预约平台的使用受局域网的限制，不能在其他网络中登录使用。局域网络问题难以得到解决，导致这个看起来比较先进的预约平台成为鸡肋，但这并不妨碍精密仪器正常预约及使用。这几年利用有限的资源和简单的管理模式实现了各大精密仪器的快捷预约，没有实验设备信息闭塞和时空局限，学院各大精密仪器设备正常有序运行，为广西民族师范学院的实践教学、科学研究及社会服务提供了强有力的保障。

2 简易平台建设

2.1 管理平台搭建

2015 年，实验室管理软件短缺，没有其他便捷使用设备的途径，更没有预约使用仪器设备的预约途径，且当时只有一名技术员，所有精密仪器设备均需要亲自操作测试，基本都是学生或教师送样品过来，由技术员进行测试，测试完毕拷贝数据发送给相应的学生或教师。但一名技术员很难面面俱到，技术员像流水线操作工一样，工作量非常大，且很多样品不能及时测试，仪器设备运行情况等信息无法透明。为了便于统一管理设备，实现设备运行情况信息透明公开化，便于管理统计实验室使用率等数据，提升实验设备使用效率，技术员利用工作常用的腾讯QQ 建立一个可容纳500 人的精密仪器预约群，以社群管理为途径，在实验室管理上做出以下改革：

1）建立简单明了的实验室管理制度；

2）仪器设备使用流程；

3）仪器设备使用在线预约；

4）培训学生，实现部分设备学生自主操作。

简单的实验室管理制度及仪器使用要求均以群公告的形式体现，让学生通过发送已经既定的Excel表格到群文件的形式来预约设备。与之前相比，仪器利用率有效提高，仪器使用过程中留有电子档案，但是学生和教师要经常下载最新文档表格，然后再填写预约信息并上传群文件，不可避免的是如果有多个人同时下载并上传文档会导致部分预约信息被漏掉，但这种情况是少数，当时设备数量很少，预约人数也没有现在多，大多数情况下不会出现这种遗漏。直到2018 年腾讯在线文档横空出世，为实验管理平台提供了极大的便利。将预约文件迁移到在线文档不仅可以免去不断上传文档的麻烦，还可以实现多人同时在线编辑，这在原有基础上更加便捷，有效增强设备资源供需的透明度，使用效率进一步提升。

2.2 平台管理

互联网只是一个工具，如何使工具发挥最大价值的关键在于管理。首先是群成员的管理，群成员由指导教师、学生及实验技术员构成，学生毕业就会自动退群，因此群成员始终都没有超过500 人。技术员、指导教师及学生的群昵称分别有统一的格式，方便识别。比如技术员昵称为“技术员—张三—（SEM/XRD/AFM）”。仪器设备预约使用规范及群规则都在群公告里简明展现。目前，由于技术员缺乏，有一部分仪器设备完全开放给学生自主操作使用（称为其他精密设备），每学期组织两次以上的线下培训，每个指导教师派代表学习，后续把操作视频上传至群文件或拷贝给指导教师以供学生和指导教师学习巩固。贵重精密仪器设备的使用，如扫描电子显微镜（SEM）、X 射线粉末衍射仪（XRD）等操作及维护成本较高的设备需要技术员亲自操作测试，但测试样品的制作是由学生自主完成的，样品制作方法及注意事项等以视频的方式记录并上传群文件供学生自主学习。学生准备好样品之后，提前一天在线填写样品信息，填好之后私聊对应的技术员，提醒技术员确认。学生在仪器使用时间找技术员拿钥匙开门，开门后先检查卫生和设备情况，确认没有问题后正式使用。在使用过程中遇到问题可以通过QQ 在线私聊技术员，报告故障。使用完毕后，向技术员报告使用情况，如需检查，则在检查通过后锁门即可。一般实行互相监督管理，如果下一位仪器使用者使用前发现问题，则追究上一位使用者的责任。所以基本上学生使用完锁门拍照给技术员确认即可。技术员如果在其他仪器上测样，也可以通过QQ 在线指导学生排除故障。如果故障问题较大则停止测样，由技术员抽时间亲自排查故障。在线文档可以多人编辑，部分内容有可能被误删，虽然在实际使用过程中几乎没有发生过误删除数据的情况，但依然需要定期备份数据。实验设备的安全管理离不开前期的学生教育，这种管理模式刚开始会有些困难，当在校所有师生都适应这种模式后，会影响下一届学生，在这种良性氛围的熏陶下，后面使用的学生就会自觉遵守管理规定。此外，指导教师的作用也不容小觑，因此前期在指导教师实验设备使用规范的培训上会花些时间，责任落实到每个指导教师后，指导教师会严格要求学生遵守管理规范。

设备管理预约流程图如图2 所示。把设备分成三大类进行管理：一类是教学设备，这类设备专注于实践教学，主要使用人员是技术员和承担实践课程任务的专任教师；二类是科研设备，主要用于科研，主要使用人员是技术员；三类是其他精密仪器设备，这类设备主要是已经在课堂教学中学习过的和操作相对简单、维护成本相对较低的设备，这部分设备是给学生自主操作的。关于仪器设备的维护，每个学期都会结合上一年的耗材使用情况及仪器本身的需求，给每台仪器设备制定维护方案，然后根据方案和计划定期维护即可。如果在使用过程中出现故障，即临时故障，需要即时采取措施，排查故障，若故障难以消除，则走报修流程，报修是指相关负责的技术员提交材料给学校，按学校的办公流程审批，审批后通知技术员联系工程师进行维修。学生不熟悉操作，就要参加每学期安排的线下操作培训，错过培训时间的学生要跟着其他学生学习三次以上才可以独立上机操作。有了清晰的管理思路，平台就会有序运行。

图2 精密仪器管理流程图

3 平台效果

在这种管理模式下，精密仪器能够顺利完成精密仪器预约→实验室安全使用→故障报修→仪器维护等系列事件的处理，而且能够提高学生自主操作能力和自主应用能力，恰好满足应用型人才培养的目标，保障实践教学和科学研究的顺利开展。一般的信息化软件管理系统包含使用人登记→开通磁卡信息功能→预约→由系统根据设备空闲状态分配使用顺序→培训材料的下载和学习→自测系统测试合格→预约通过→获得许可→刷卡上机→状态监测（样品数量、测试时长实时监控）→根据时长缴纳费用→跟踪回访及意见反馈（包括参与的科研项目、发表论文情况、成果转化等信息）[5]。其中预约、使用登记、仪器设备使用状态及分配、测试时长、样品数量、项目及论文成果等信息都可以在在线表格里统计实现。因为学院仪器还处在免费开放的状态，不存在缴费问题。线上预约平台的搭建建立起使用者和管理者之间的沟通渠道，增强了教学和科研资源的透明度，提高了教学和科研资源的使用效率。使得技术人员体力劳动和脑力劳动的压力有所缓解，工作效率大幅提升，学生的自主操作能力和实际应用能力得以培养。到目前为止，该管理模式已经形成良性循环，能够保证实验教学和科研的有序开展。

4 平台优缺点

在新世纪高等教育教学改革工程的推动下，众多高校开始构建从仪器预约平台建设到科研应用的仪器分析实验教学体系[6]。平台的搭建更加直观简洁地架构了科研仪器和仪器分析实验教学之间的桥梁。一般的在线预约系统对网络环境有较高的要求，如河北医科大学药学院的仪器预约系统需要在校园网的环境下才能使用，校园网畅通才能保证系统的正常运行，此外，还需要具有一定管理经验的专业技术人员挖掘资源，进而开发基于网络环境的实验资源共享平台[7]。相比之下，目前搭建的平台有诸多优点：不受时间、地域、网络环境等限制；不需要专业的技术人员维护网络系统；方便直观，不需培训，无需注册账号，人人都可以上手预约；不用花费任何经费构建，利用唾手可得的资源就可以实现。然而这样简易的平台管理模式也有缺陷：只用于设备数量不是特别多的地方高校；设备状态数据需要技术员导出表格，分析统计学年教学数据；在线表格多人在线编辑存在被误删的风险；操作培训不够详尽、系统。但这些缺点都可以有针对性地解决。

5 结束语

近些年来，在这种经济简易的管理模式下，科学研究、教学设备都得以有序开展，避免了资源闲置和使用冲突。针对操作培训不够系统化的问题，录制精密仪器操作视频，通过学校已经拥有的第三方教学平台（学习通、大学MOOC 等）构建仪器应用类培训课程，为师生提供优质精良的培训内容，更加优化仪器设备资源的利用，进一步提升设备资源的使用效益。