发挥仪器共享平台优势提升研究生创新技能

吴立鸿，朱 路，杨勋兰

(1.郑州大学 材料科学与工程学院,河南 郑州 450001；2.黄河流域水环境监测中心,河南 郑州 450001)

科学研究需要创新,科研创新能力是研究生综合能力的体现。但如何培养研究生具有从事本专业或本学科实际工作和科技创新能力,已经成为高校研究生培养中的一个重要课题,也是我国现行高等教育研究生培养的一个重要目标[1-4]。实验室是高水平大学的核心资源之一,研究生科研能力和创新能力的培养是通过其在实验室的科研实验来完成的[3,5]。科学仪器是现代科学研究的要素,大型先进的仪器设备是高校仪器共享平台(实验室)的重要组成部分,是开展实验教学、科研的必要硬件保障,在科研工作中起着重要的作用,也是培养创新人才的重要途径[6-7]。科学的发展日新月异,学生渴望了解学科发展前沿的知识,社会及用人单位也越来越重视高校毕业生的创新能力和实际动手能力,尤其是代表着高科技发展方向的大型仪器的操作能力。研究生创新能力的培养离不开与科学仪器相关课程的学习与实践[6,8]。

目前,分布在院系及实验室的大型分析仪器利用率低,先进的大型分析仪器使用仍停留在来样委托测试层面,同时,高层次的专业化专职实验人才队伍缺乏,积极性不高是当前高校实验室或仪器平台面临的主要问题。从事科研一线的研究生动手操作的机会较少,缺乏利用大型分析仪器探索未知科研领域、发现自然规律的直观认识,对研究生实现技术创新以及自身创新能力的培养是一个很大的缺陷,研究生自主创新空间受到限制[3,9-10]。大量设备闲置与研究生实践操作机会缺少,创新技能不高形成反差,设备资源与人力资源没有形成有机的结合。因此,积极推动仪器共享平台的建设,最大限度地调动外部资源为共享共用,充分发挥平台优势培养具有创新技能的人才,已经成为高校的共识[10-11]。

1 准确定位，推动校级共享平台的建设与运行

随着 “国务院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”的出台,为进一步推动资源共享,提升大型仪器的管理水平和使用效益,郑州大学结合自身现状成立了校级的仪器共享平台(现代分析与计算中心),仪器共享分析平台的成立与定位更好地契合了国家关于大型科研仪器共享开放的指导精神,将为学校的重点学科建设、高水平科研创新能力提升、多学科交叉研究提供有力支撑。中心成立两年来,学校投入1 500万元资金用于中心基础环境改造,中心按照标准化实验室的要求完成了相关建设工作。学校直接投入以及相关院系安置在中心的大型仪器资金总额约5 000万元,现已有表面形貌分析、结构分析与成分分析等所需求的相关大型先进的仪器10余台套,如扫描电镜、投射电镜、XPS、ICP-MS、共聚焦显微镜、固体核磁、磁学测量系统、X射线衍射仪、离子淌度成像系统等。目前,中心员工现有专职8人,其中具有博士学位人员7人,高级职称4人,研究生导师3人。中心采用边建设边运行的模式,随着更多的仪器陆续到位,专职分析测试人员正在按照学校的要求逐渐壮大。

2 发挥平台优势，探索研究生创新技能培养的模式

作为科研工作的一支重要力量,郑州大学研究生虽然队伍庞大,但真正能够直接利用仪器从事科研工作的少之甚少,这对其科研创新技能的培养极为不利。从初期的方案制定与试样制备到最终的测试结果之间对研究生而言可以称为 “黑匣子”,不直接上机参与测试对探索科研过程的直观认识将大大降低。如何破解 “黑匣子”是打通课题研究的关键,因此,大型仪器设备尤其是校级公共共享平台向研究生开放是解决上述问题的一条重要途径[7]。学校现代分析与计算中心是多学科交叉的校级公共共享平台,是服务于全校师生的科研创新的载体,因此,探索利用校级公共共享平台提升研究生创新技能具有重大的意义。目前国内相关高校也在不断地探索各种模式,如改进教学方式、构建实践平台[12],已建有分析中心的部分高校提出了 “保姆＋自助”运行方式为我们提供了可借鉴的参考,如学校的师生经培训合格后允许个人自助上机完成测试。但如何结合郑州大学现状,发挥仪器共享平台的优势,提升研究生创新技能的培养模式亟须深入研究。经过近一年的探索,适合中心运行的研究生创新技能培养模式已基本形成,主要涉及以下内容:理论与上机培训—选拔、进驻中心—完成测试机时—考核、颁发测试技能合格证书。

1)理论与上机培训。很多科研仪器不是用坏的而是长期放置导致损坏的,因此仪器面向研究生开放可提高其寿命与利用率,降低维护费用。目前中心对研究生培训主要是,充分利用空闲的仪器,或在同类仪器均繁忙的情况下,单列一定的培训机时,不定期开展相关仪器培训。开展培训前首先在网站发布公告,有意向的研究生可以通过校园卡账号登录网络平台进行申请登记,达到一定组班人数后,确定培训时间,并通过平台通知至个人。培训内容包括一定理论课时以及较长的上机培训机时。研究生测试合格后由中心备案,为后续的研究生助管选拔提供备选。中心正式运行一年来,已经完成12批次100余人次的培训,全部培训合格,初步具备了独立操作相关仪器的资格与能力。

2)选拔、进驻中心。中心将根据需求,从培训合格的研究生中选拔部分优秀学生作为仪器助管进驻中心,协助主管老师进行测试。研究生经培训合格后,协助主管老师从事分析测试能从一定程度上缓解高层次专业化实验人才队伍缺乏的问题。目前中心研究生助管基本上维持在20～30人,保持了仪器的顺畅运行。进驻中心的研究生也可在仪器空闲时从事自己的研究生课题；没有选拔上的研究生,若个人课题有测试需求,可以直接通过平台预约申请,经审核后,按照规定时间直接自主上机测试。这样不仅丰富了测试模式,同时充分给研究生提供了上机实践机会,加深了对课题的直观认识,有利于科研课题的完成与技能创新。

3)考核、颁发测试技能合格证书。经过选拔进驻中心的研究生,按照要求完成一定数量机时的实验与实践,极大地提升了研究生本身的技能与动手能力,提高学生素质和适应未来工作的能力。研究生完成所要求的测试机时并由个人提出考核申请后,中心根据相关考核办法,同时参考用户的投诉与反馈意见、主管老师的意见、测试机时、针对性的对比测试等,对研究生的综合测试技能进行考察与评估。最终由经考核小组出示审核意见,合格后颁发由中心或中心联合相关研究生培养单位出具的测试技能合格证书,目前正在与相关部门进行沟通予以实施。测试技能合格证书可使研究生的测试与分析技能更易于被社会认可,有利于就业或深造。校级仪器共享平台是一个涉及多学科研究的平台,不同学科的研究生集聚还有利于思想的碰撞与知识的创新,有利于自身课题的开展,能够做出创新性成果,有利于不同学科研究生的聚集与创新能力的培养。目前第一批进驻中心的研究生已经经过测试技能的考核获得了合格证书,据了解这一批研究生由于具有独立操作并熟练应用大型科研仪器从事科研工作的经验,目前已经在人才市场上受到用人单位的青睐,体现出了相应的优势。

3 健全制度，保障研究生创新技能培养的持续实施

有的工程技术学校结合学校性质与学生特点探索了多样化人才创新能力机制,取得了一定效果[13],而大学生创新能力评价方式也得到了进一步研究[14]。郑州大学研究生创新技能培养依托的仪器平台是校级的仪器共享平台,涉及学科多,研究生来自不同的院系,因此良好的研究生创新技能培养模式还需要良好的管理运行机制,才能保障方案的顺畅运行与持续实施。

3.1 营造良好的测试平台氛围及实验人员的激励机制

实验室技术人员作为实验室人员结构中极其重要的部分,不仅使高校的科研水平得到保证,同时在研究生培养中发挥着重要作用。建立相应的积累工作的评价、考核方案,可激励平台主管老师积极承担或参与仪器的培训与实践教学任务。主管老师的教学培训课时不但可以折合成相应的测试机时,同时研究生完成的测试工作机时经折合一半作为主管老师的工作量,激发了实验人员的工作激情。

3.2 建立良好的测试与自身课题相结合机制

相关学科研究生自愿接受培训并积极参与实践测试,充分发挥个人的潜力,支持并鼓励师生在完成正常测试的任务下,利用业余时间在平台实现自身课题的测试工作。这部分研究生的测试费给予较大幅度的优惠或减免。对于公开发表或出版利用平台仪器完成的相关论文与科研成果,经学校批准后,将从测试经费中设立研究生助管补贴。目前进驻中心的研究生助管补贴已经按标准进行了发放。通过奖励和其他激励措施,充分调动了教师和学生的创新积极性,目前结合已掌握的基本测试技能与研究课题,部分研究生已根据做出的创新性研究成果,发表了高水平的SCI论文。

3.3 建立责任教授主导的测试分析工作机制

中心成立专家委员会,并通过与专家委员会成员及相关学科知名教授合作,确立相关工作机制,建立教授主导相关疑难测试项目方案的制定,以及测试结果的分析,针对测试中的问题开展专题讲座与培训。鼓励学生全程参与其中,进一步提升了研究生的分析水平与创新能力,拓宽了视野。同时知名教授也是相关仪器考核小组的组长,组长根据考核要求对研究生测试完成情况与质量进行考核,考核结果是确定是否考核合格、颁发测试技能合格证书的重要依据。

3.4 建立以实用化和通俗化为出发点的系统化教学培训体系

结合科研测试实践,不断建立通俗实用化的培训与实践测试方案,充实和完善培训与实践教学,充分将学生在实际操作过程中的经验教训和知识积累下来,用于教学与实践,实现培训教学与测试实践的有机统一,提高培训质量和学生的实用测试能力,同时为指导培训与测试实践做出一定的示范。针对不同仪器,面向全校相关学科的研究生开展理论培训与上机测试,申报并形成系统化的研究生实验测试理论与实践等相关课程,如电镜教学实验、质谱教学实验等。通过形成的系统化的实验教学方案,持续提升测试管理,提升研究生的创新技能。

4 结束语

将学校仪器共享平台与庞大的研究生资源有机结合起来,发挥各自的优势,趋利除弊,扬长避短。研究生的加入缓解了现阶段专职人员不足的同时,提高了设备利用率,为学科建设与科研创新提供了支撑；平台给研究生提供了良好的实践机会,最终提升了研究生的创新技能,实现学校、中心及研究生等多方共赢。