大型科研仪器在地方高校本科人才培养中的应用探索

［摘 要］文章探讨了大型科研仪器在地方高校本科人才培养中的作用，针对盐城工学院相关现状，分析了大型科研仪器效能未充分发挥的原因，并从课程教学、应用推广、培训考核、助管制度、实践环节、管理机制等方面提出了解决方案。

［关键词］地方高校；本科人才培养；大型科研仪器

［中图分类号］G642 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）24-0122-04

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上明确指出，办好我国高校，办出世界一流大学，必须牢牢抓住全面提高人才培养能力这个核心点，并以此来带动高校其他工作[1]。习近平总书记的重要讲话精神，为办好中国特色社会主义大学提供了科学指南和实践依循，为地方本科高校提高人才培养质量指明了方向。地方高校应紧密结合地方经济社会发展需求，致力于培养具备创新精神和实践能力的高水平应用型专业人才。

国务院印发的《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》指出，国家重大科研基础设施和大型科研仪器是用于探索未知世界、发现自然规律、实现技术变革的复杂科学研究系统，是突破科学前沿、解决经济社会发展和国家安全重大科技问题的技术基础和重要手段[2]。大型科研仪器性能卓越，具备高精密度和灵敏度，是专业领域前沿、高端技术的载体，为高校和地方各行业的课题研究、技术服务提供强有力的物质支撑，是高校培养高水平人才不可或缺的重要资源。然而，目前地方高校在大型科研仪器的使用上，主要定位于科学服务研究，在本科人才培养中尚未充分发挥其应有的作用[3]。

一、大型科研仪器在地方高校本科人才培养中的作用

（一）有利于学生综合能力的培养

大型科研仪器是物理、化学、电子、机械和数学等学科综合发展的产物[4]。学生在认识与操作大型科研仪器的过程中，通过调用与拓展多学科知识，实现理论知识与实践能力的融合，并在应对误操作、设备故障等突发问题中锻炼综合能力。因此，大型科研仪器在地方高校本科人才培养中的应用能有效促进学生多学科知识的交叉融合与综合应用能力的提升。

（二）有利于学生创新思维的培养

大型科研仪器以其高级、精密、尖端的科技特性，在架构设计、工作原理、操作方式及数据分析等方面展现出丰富创新元素。相较于基础实验仪器，大型科研仪器凭借其卓越的性能，能够激发学生的探索欲望，促使学生采用创新手段和方法，向研究纵深探索，以期实现突破性成果。

创新是在继承基础上的提高或再创造。然而，目前地方高校本科学生与大型科研仪器之间却处于“断链”状态。学生对大型科研仪器不了解，对仪器的测试结果不敢质疑，遇到难以解释的现象不敢大胆联想和主动尝试用已学知识去破解，从而失去了发现实验中新现象、新理论的机会。充分接触、了解和运用大型科研仪器为学生的创新行为提供了契机，潜移默化中滋养了学生的创新思维。因此，大型科研仪器在地方高校本科人才创新思维的挖掘和创造能力的培养中发挥着不可或缺的作用。

（三）有利于学生职业能力的培养

面对当前社会对效益的追求，地方高校本科生毕业后将面临对职业技能、综合素质等职业能力要求极高的社会环境。其中，本地企业和科研院所尤为青睐那些能够熟练操作大型科研仪器的应用型人才。因此，在地方高校本科人才培养中强化大型科研仪器的教学与实践环节，能够有效促进学生将理论知识与实践操作相结合，使他们熟练掌握大型科研仪器的使用技能，能够独立解决常规仪器故障并提出优化测试方案。这将大幅提升学生的职业能力和个人价值，使他们更加胜任职场的高标准要求。

大型科研仪器的操作具有一定专业性和复杂性，学生在使用过程中难免需要查阅相关资料或寻求实验技术人员指导，这一过程不仅能够锻炼学生的实践操作能力，还能够在潜移默化中培养他们的沟通协调能力和职业素养。

二、大型科研仪器在地方高校本科人才培养中的应用现状

目前我国高校拥有的大型科研仪器设备总量远超欧盟国家[5]，且仪器使用率也在逐步提升。然而，这些仪器在本科人才培养中的使用却相对较少。以盐城工学院为例，大型科研仪器年平均使用时长由2017年的498.3小时提升至2023年的1315.6小时，但本科生使用年平均时长仍不足总时长的5%。经过数据对比与分析，不难发现，大型科研仪器多用于教师与研究生的科研任务和公共服务，本科人才培养是其应用洼地，不仅使用时长短，而且形式和内容也相对单一。

在地方高校本科教学中，大型科研仪器的应用主要局限于参观讲解、演示教学、基于软件操作的虚拟教学，以及限定时间和内容的多人一组轮换式现场验证性实验教学[6]，这些传统的教学模式未能充分发挥大型科研仪器在提升学生实践能力和创新能力方面的作用。

从设备数量和管理的特殊性上看，一是地方高校同种大型科研仪器数量有限，难以满足本科生集中实验的需求。二是大型科研仪器价格昂贵，部件损坏维修成本高，耗材购置费用高昂，地方高校在维持大型科研仪器本科教学方面的经费不足，难以支撑相关教学活动。三是地方高校大型科研仪器实验技术人员配备不足，专职大型仪器管理岗位设置较少。同时，部分大型科研仪器实验技术人员还承担着科研任务，他们仅能应对师生科研测试任务，难以抽出更多精力开展大型科研仪器的本科教学工作。四是大型科研仪器项目内容设计不足，形式不够灵活，难以适应本科教学的需求[7]。五是大型科研仪器首先要满足课题组的使用需求，空闲时间不固定，难以进行本科教学安排。六是部分大型科研仪器完成样品测试的时间过长，本科教学中无法开展全程的实时教学。

从定位属性上看，地方高校大型科研仪器一般归属于分析测试中心和各科研团队。分析测试中心是学校通用检测仪器的集约化管理单位，其特点在于仪器种类丰富、检测项目全面，配备有专业管理人员，并采用类市场化管理模式，主要定位于提供公共服务。科研团队是学校专用仪器的分散管理单位，其特点在于仪器专业性强、使用范围较窄，科研人员兼任专职管理员，主要定位于支撑团队的科研工作，服务于学科专业前沿知识的探索与实践。这两种定位属性的大型科研仪器在本科人才培养方面均缺乏相应的规划。

综上所述，地方高校要打破本科人才培养中大型科研仪器应用缺乏的僵局，需要从课程内容与形式、仪器管理、维护经费、实验指导人员配备等方面入手，制定一套切实可行的解决方案。

三、大型科研仪器在地方高校本科人才培养中的应用探索

（一）开设大型科研仪器分析类课程

大型科研仪器承载着前沿科学和技术，学生若要正确、合理地使用这些仪器，首先应对仪器本身有所了解。因此，地方高校可以开设大型科研仪器分析类课程，让学生了解仪器设备的结构、工作原理、功能以及基本操作，为后续科研实践打下坚实基础。盐城工学院化学化工学院、材料科学与工程学院、环境科学与工程学院、海洋与生物工程学院等二级学院在第二、第三学年开设了相应领域的仪器分析课程。通过此类课程的学习，学生不仅能够掌握大型科研仪器的理论知识，还能通过实践操作加深对仪器应用的理解，为其后续学习以及未来的职业生涯发展奠定坚实的基础。

（二）采用多种形式推广大型科研仪器使用知识

科学研究常需大型科研仪器提供数据支持，掌握其使用方法成为技术岗位招聘及研究生复试中的加分项。因此，地方高校推广大型科研仪器使用知识，将成为高层次人才培养的重要组成部分。推广大型科研仪器使用知识可以采取多种形式，如制作宣传图册和视频，并通过公众号、网站等平台发布；实验技术人员定期举办面向本科生的技术讲座；在学校大型科研仪器共享平台内安排实验技术人员授课时间，供学生自主预约学习；建立专门的大型科研仪器交流平台，促进实验技术人员与学生的互动交流。盐城工学院已汇总校内各类大型科研仪器，并制作了宣传图册；分析测试中心联合二级学院面向校内学生组织开展了自主上机培训，实现用户自主上机操作，截至目前已有近200名本科生获得了独立使用大型科研仪器的资格；分析测试中心专门为涉化专业考研复试的学生开展了大型科研仪器使用的集中指导，将专业研究工作的具体内容与测试方法紧密结合，有效提升了学生的实验技能和科研素养。

（三）建立大型科研仪器线上培训考核系统

大型科研仪器价格昂贵，重复购置属于资源浪费。因此，储备多台同种大型科研仪器不符合当前国家提倡的资源共享共用、减少闲置、提高资源利用率的宗旨。在大型科研仪器数量有限的情况下，地方高校如何满足本科教学需求成为一个亟待解决的问题。盐城工学院通过在学校大型科研仪器共享平台上建立线上培训考核系统，利用虚拟平台提供使用说明、操作视频、注意事项等内容，并设置虚拟操作程序、考核试题库及通过标准。学生自学线上内容并通过考核后，还需通过线下实体大型科研仪器的使用考核，才能获得独立操作资格。这一举措有效缓解了仪器设备数量有限，无法同时满足多名学生培训需求的难题。

（四）制定本科生助管持证上岗制度

大型科研仪器的实际操作和虚拟操作在体验深度、操作细节以及故障应对等方面存在显著差异，学生在实际操作时仍需要实验技术人员的专业指导，这对地方高校本就“不富裕”的实验技术队伍提出了挑战。如何应对这一挑战呢？地方高校可以设立本科生助管持证上岗制度，选拔责任心强、专业知识扎实、动手能力强且对大型科研仪器有浓厚兴趣的学生，由他们协助实验技术人员完成精密、操作复杂、维修成本高的大型科研仪器的管理与样品制备等工作。本科生助管培训分为三步：首先进行集中培训，讲解仪器的操作规程，包括仪器构造及原理介绍、样品制备方法、参数设置、测试方法和数据分析处理等内容[8]；其次进行实操培训指导，根据学生课题中的实际样品，针对性地教授参数设置、测试方法选择及实操技巧，并要求实验技术人员至少全程陪同学生实操一次；最后进行考核，学生经过一定时间的实操练习，确认自己可熟练操作仪器后，可申请参加大型科研仪器使用考核，通过考核后方可获得上岗证，准许其进行仪器助管工作。盐城工学院制定了大型科研仪器本科生助管制度，参与助管并完成助管任务的学生不仅可以获得更多使用大型科研仪器的机会，提升个人能力，还可以获得第二课堂实践学时，满足素质拓展学分要求。这一“一举多得”的助管工作深受学生欢迎，不仅有效缓解了地方高校实验技术队伍的压力，还促进了学生实践能力和科研素养的全面提升，为培养高素质科研人才奠定了坚实基础。

（五）多环节设置大型科研仪器使用内容

地方高校可在本科实践教学环节，如综合实验、学科竞赛、毕业设计、工程实践等项目中设置应用大型科研仪器的实验内容和任务。同时，鼓励学生在大学生创新创业训练计划项目等赛事中，利用大型科研仪器开展具有创新性、探索性和高度实践价值的实践项目研究。此外，地方高校也可在教师主导的项目中，如实验室开放、教师科研项目等，鼓励学生勇于尝试使用大型科研仪器，以开展更精准的科学实验。这不仅有助于深化学生对仪器的理解，还能为科研项目提供支持和服务。

（六）建立大型科研仪器共享管理机制

第一，建立共享平台。地方高校可建立大型科研仪器共享平台，并发布相关的共享服务信息。盐城工学院由实验室建设与设备管理处负责大型科研仪器开放共享平台的建设与维护工作，各二级单位负责筛选出性能良好且非涉密的大型科研仪器，并由实验室建设与设备管理处统一将这些仪器纳入平台。仪器的开放共享服务信息由各二级单位负责更新。

第二，建立管理体系。地方高校可成立大型科研仪器开放共享工作领导小组，负责管理大型科研仪器相关工作事宜。盐城工学院的大型科研仪器开放共享工作领导小组由分管实验室建设与设备管理处的副校长担任组长，组员包括实验室建设与设备管理处、人事处、财务处、教务处、科学技术处等单位的负责人。小组成员共同商讨并决策大型仪器设备的购置、维修维持基金的配置、效益评价等事项。

第三，优化服务模式。地方高校可采取集约化管理模式，将分散在各科研团队的大型科研仪器集中统一管理。盐城工学院各二级单位均已实行大型科研仪器的集约化管理，仪器从专管专用模式转变为专管共用模式。在确保学院和学科内部优先共享的前提下，所有仪器均向院外和社会开放服务。对于大型科研仪器的开放共享服务，将收取一定的使用费用，以支撑仪器的维修维护。