学者笔谈
卢晨:实验室建设要适应现代大学发展要求
— 学者笔谈■ 高校实验室的作用不可替代。
■ 实验室发展的战略需要主动适应实验室发展的趋势和要求,当前的重点是努力提升实验室管理水平,促进全面开放。
■ 努力建设一支多层次、高质量的实验技术队伍。
■ 努力打造实验技术支撑能力,优化设备配置,改变管理方式,推进组织模式创新。
经过“211”和“985”等为代表的高等教育发展项目建设,我校正快速向研究型大学跨越与转型,并具备向世界一流大学冲击的实力,在国家创新体系中日益发挥不可替代的核心作用。
各方面建设经费的投入,主要体现在学校硬件设施的改善,尤其是我校教学科研用仪器设备的数量、种类、功能和档次有了快速提升。2012年底,学校档案馆主持对学校实验室情况进行了梳理和整理,基本摸清了学校实验室的沿革和现状,整理出版《上海交通大学实验室概览2012版》,为进一步分析我校实验室建设现状和发展战略提供了基础。我校仪器设备能力现已进入全新时期,各类仪器设备等实验设施在科学研究、学术创新、人才培养等方面发挥着重要的条件支撑作用。
因此,在国家深化高等教育改革,走以提高质量为核心的内涵式发展道路的要求下,需要适时研究我校实验室发展战略,深入探讨如何将巨大的投入转化为学校教学科研发展的真正实力,形成适应现代大学发展要求的实验支撑能力。
实验室建设要实现可持续发展
实验室是人们根据一定的目的和要求,运用一定手段,突破客观条件限制,在认为控制或干预或模拟条件下,观察、探索客观事物本质和规律的实验教学和科学实验的场所。高校实验室的作用是不可替代的。
学科交叉发展对实验室建设是极大的推进,例如,实验室建设已经不是理工科的专利了,文科实验室的建设也方兴未艾。人文社会科学与自然科学的交叉发展,在很大程度上改变了人文社会科学的传统研究方式,特别是在与社会经济发展密切关联的应用型社会科学领域更是如此,如:艺术设计、新闻传媒、经济管理等领域。越来越多的文科人才培养和学术研究需要运用实证方式和实验手段来支撑。
随着投入增加、科技手段的进步和社会的需求,大学实验室在数量与质量、规模与内涵等方面都已经有和还有巨大的发展空间。实验会有演示、验证、设计、综合和创新等多种形式;会有实物、模拟、仿真、虚拟和网络等多种方式;实验室也会服务于课程、专业、学科,直至成为跨学科或综合中心。
实验室发展的战略需要主动适应实验室发展的趋势和要求,当前的重点应是努力提升实验室管理水平,促进全面开放,良好的实验条件和优质资源被教师、学生利用才有意义,使用以后才会产生新的需求,有需求才能进一步争取和获得资源,进而实现实验室的可持续发展。
实验室建设要着力技术能力提升
现代大学实验室不仅拥有大量先进设备,更是通过设备、技术和人员的优势组合,形成具有引领学科发展的实验技术大平台,形成强有力的技术支撑能力服务于一流的科研,实验室建设的成果和标志不是设备的简单堆砌,而是独特的实验、制作、测试或分析等实验技术能力。形成能力的关键是优秀的实验技术人才队伍,人才队伍是实验室建设的第一要素。
目前,我校实验技术队伍中,主体成员为46岁以上、硕士及以下学历、中级及以下职称,正高职称少,后备力量不足。实验技术队伍的职称结构、学历结构和年龄结构不合理,技能熟练、技术出众的实验技术人才严重不足,越来越难以适应现代大学的发展要求。熟练技术人员的缺乏已经影响到了大型精密仪器设备的使用和维护。
过去五年来,我校从世界一流大学引进的学者人数累计已超过300名,在引进与流出的动态调整过程中,学校师资队伍结构得到了有效的优化。实验技术队伍如何才能与专任教师队伍发展相适应是我们一直思考的问题。
Bio-X中心贺林院士率领的科研团队屡屡冲击国际科研前沿和学术巅峰,在这支团队中,不可缺少的是一支结构合理、呈多层次阶梯式发展的实验技术人才队伍的强有力支撑作用。这支队伍中,少数人员具有副高职称和博士学历,多数是中级职称和本、硕学历,还有一部分本科以下学历的实验人员,组合在一起,形成了稳固的、强有力的实验服务支撑体系。
贺林院士团队的实验技术团队模式应该给我们启迪和思考。实验技术队伍应当是一支不同于专任教师的人才群体,由高低学历和经历的多层次人才构成,以长期、短期或兼任等多种方式聘任,在进和出的动态过程中实现队伍结构的调整和优化。具有高水平的技能是聘任的前提,技能的认定还可以积极利用社会的体系,即实验人员持有操作资格和资质等的认定证书。
为此,需要根据实验技术人才队伍的特点制订相应的吸引人才政策,核心是 重视实验人员的地位和待遇,形成实验技术队伍特有的人才政策和具体举措。例如,鼓励爱岗敬业、刻苦钻研,形成专有的实验技术能力;通过系统培养、培训不断提高实验技能;鼓励开展实验技术相关研究,申请仪器研制、技术改造、设备维修、实验测试和信息化管理等实验技术开发项目;根据需要设立部分特殊岗位(关键岗位、技术岗位或实验技术总监等各种形式);建立以能力为基础的,具有和社会水平相竞争的岗位报酬体系。
实验室建设要注重设备资源配置
近年来,国家对高等教育的支持力度不断加大,实验室的仪器设备条件有了极大改善,根据国家实现教育投入占GDP4%的目标,国家对高等教育的投入还将持续相当长的时间。
过去,实验室建设投入不足,好不容易争取到了建设经费,总想为今后多作些打算,不仅努力争取将设备放在自己身边,可以保证使用时间;购买设备时往往希望多增加功能或附件。从实际执行效果看,现有仪器设备的功能(尤其是高级功能)放空现象是普遍的,仪器的高级功能一般需要附加附件实现,有时这部分的投入不少于主机,但是购买以后既没有使用需求,也没有操作人员消化和使用,昂贵的附件只能束之高阁。另一方面,仪器设备的发展速度迅速,更新换代频率加快。目前学校仪器设备的使用寿命大约在5年左右,计算机等IT类设备使用寿命大约在3年左右,10年以上的设备占20%左右,5年以下的设备超过50%。最典型的是基因测序设备,差不多是以每年测序速度增加一倍,测序成本下降一半的速度发展。国外大学实验室建设时有时会特意放慢投入节奏,拉长相同仪器引入的时间间隔,充分享受仪器水平发展带来的好处。
现在,实验室投入大大增加了,设备资源配置的方式也需要相应改变,实验室建设要转变成可持续的长效发展机制。在学校统一引导和调控下,围绕学科发展要求,学校、部门、学院和教师的力量团结在一起建设实验能力,规划先行,谋划发展,多渠道争取实验室建设资源,使实验室建设进入常态化;改变设备投入模式,在众多因素中有所取舍和平衡,按需配置实验设备,允许适度超前或重复购置。
在设备拥有成本不断增长的大背景下,要充分利用学校的公共平台,上海市地域的仪器设备共享平台以及全国高校的大型仪器共享平台仪器(CERS)设备资源,从“为我所有”转到“为我所用”,提高设备使用效率,降低科研测试成本。
设备添置需要突破单一购买方式,可探索租赁、服务外包等多种拥有方式,降低综合拥有成本,提高投入效率。例如,学校仪器设备投入中效益最低的是机房电脑,2012年我校全年报废设备中,电脑报废量占一半,其中又有近50%的报废电脑来自于学校机房,使用机时数不长,但又必须淘汰。
一方面,学校经常要大批量更新供学生使用的电脑,另一方面,大学生中普遍存在“苹果三件套”现象,学生自备的IT设备无论性能还是数量上,都远远超出学校所能提供的机房电脑配置水平。因此,我们有必要改变现有设备投入模式,采用 BYOD(Bring Your Own Device)模式,学生携带自己的各类包括个人电脑、手机、平板电脑等智能设备在实验室接入网络使用,降低学校在IT设备上的投入,同时,满足学生个性化需求,激发学习热情和创造力。学校转变角色,集中于网络等基础设施建设,提供网络服务、技术支持和管理制度,预防网络安全隐患,以减少其它隐形成本。
实验室建设要促使管理方式转变
实验室建设需要转变发展方式,实现可持续发展,相应的管理方式也必须有所转变,职能部门的服务方式也必须有所转变。
在现代化管理模式下,信息开放是关键,各项决策要建立在透明和公开的信息基础上。推进实验室信息化工作已列入教育部相关部门的工作重点,学校要按照工作要求建设实验室综合信息化管理系统。
实验室管理要积极利用社会经济发展的成果,引入社会成熟的机制和理念,如获得相关的资格认证,获得各类许可证等资格等。又如,实验室与设备处在设备管理工作中引入设备全生命周期管理概念,从全新角度认识仪器设备管理,从单纯的设备购买审核过渡到推进设备使用全过程管理,充分发挥仪器设备效率、效益。
学校要从行政管理走向学术管理,实行教授治校,客观上对职能部门的工作提出了更高的要求,促使职能部门要转变工作方式。通过建立一个有序和权威的内部沟通机制,使学校能更好地了解教授意见,通过职能部门的决策执行,达成实验室建设目标。
在沟通机制下,职能部门以满足教学科学发展需要作为自己的工作努力方向,及时了解广大教师在不同时期、不同环境下,向往什么,有什么具体愿望与诉求。他们对实验室建设等事关他们切身利益的重大问题,其轻重缓急、解决方法,有什么想法和意见?他们对职能部门有什么要求?对施政效果满意度如何?
在一个多元化环境下,回答这些问题从来都不容易。在缺乏合理沟通和表达机制时,造成了获取信息的困难,例如,在学校如何准确获取仪器设备运行的状况信息难度颇大,为进一步的决策带来了困难。职能部门需要积极创新工作方式,采用征集、监测、调查或投票等多种方式获取直接、可靠、有效和权威的信息,让教师有合法有序的渠道表达自己的意愿。从今年开始,实验室将逐步推广应用电子标签,重点监测仪器设备和危险品,实时了解相关信息。
实验室建设要推进组织模式创新
随着高等教育的快速发展,传统的实验室模式与学校、学科发展的矛盾日渐凸显,以往的管理体制已经不能适应新形势的发展需要。近年来各大高校都加大对实验室的投资,按传统做法大多是依附某一学科设置,各学科之间仪器设备重复购置、实验室重复建设,与现代大学管理要求不符。
在世界范围内,很多高校都积极探索创新学术组织模式,促进学科交叉与整合,引导创新资源向新兴学术组织聚集,充分激发新兴学术组织的创新活力。大学实验室是承担科学研究和学科发展的载体,学术组织创新必将带来实验室组织模式的创新。
学术组织模式的变革能够使大学保持旺盛不衰的创造活力,张杰校长在接受《大学》专访中提到了《交大2020》发展规划,根据这一规划,学校将积极推进交叉集成战略,整合不同学科的创新要素和创新资源,构建形成集成式、矩阵式、多样化的新兴学术组织。
实验室建设必须紧紧围绕学校发展目标,在通往现代大学的特色之路上勇于探索和创新,实验室要建成能够为全校教师提供开放、共享和平等交流的平台。笔者在美国和日本一流大学考察时,多所大学的实验中心给我留下深刻印象。如哈佛大学的纳米中心等实验中心内集中布置了大型仪器和设施及大小实验室,实验室内水、电、气和网络集成配套,接口悬空下拉式冗余布置,使用者不局限于某个特定的学科,甚至刻意安排不同学科的使用者入驻实验中心,可灵活改变水、电、气等接入位置,迅速从一个实验设备切换到另一台。研究告一段落,也可迅速撤离。更重要的是整个实验中心有各种大小形式的公共空间,如会议室、走廊或咖啡室等,大部分墙面上可书写,这种设施灵活、方便易用的实验室能够使不同学科的教师在最短时间内汇聚在一起,共享实验技术能力和设施,迅速搭建起一个开放、自由的交流、讨论和研究平台。
学科交叉不仅是不同领域的教师在一起工作,更重要的是打破各学科领域的定向和壁垒,让众多教师的思想在一个自由、开放的空间汇聚、交叉,产生新的火花。实验中心为科学研究者提供一个开放的平台,在这里同一个问题可以被不同的学者从不同的角度来研究,教师可以各抒己见并综合其他学科或研究领域的观点,可以取得学科交叉研究思路。同时,也给教师提供了展示各自研究工作的机会,通过对彼此研究内容的了解,可以有更多机会选择感兴趣领域的研究专家进行交流与合作。
现代大学的实验室已经成为学科交叉的载体和推进器。
实践表明,大学教学科研的发展越快,对实验能力的需求就越大。我们有着共同的理想,即在不久的将来,来自不同领域、不同学科的专家和学者,汇聚在一个一个成为开放平台的实验室,或各抒己见,或共同实验,一起跨入学科发展和科学研究的下一站。
学者小传
卢晨,上海交通大学材料科学与工程学院教授、博士生导师,博士。历任上海交通大学材料科学与工程学院铸造研究所所长,材料科学与工程学院副院长,轻合金精密成型国家工程研究中心副主任,材料学院材料分析检测中心主任,现任上海交通大学实验室与设备处长。
先后主持和参与了国家“九五”、“十五”重大攻关项目、国家“863”重点项目、国家自然科学基金、上海市科技攻关项目和上海市汽车发展基金等科研项目15项,获得了“轿车用阻燃镁合金”、“子午线轮胎模具精密铸造技术”、“涂层转移法精密成型技术”、“轿车用镁合金轮毂精密成型技术”等科研成果,主要研究方向为压铸工艺及装备,铸造用造型材料,镁合金及其成型工艺,金属材料性能表征和分析等。负责承担轻合金精密成形国家工程研究中心及中试基地的建设项目。
获得省部级科技进步一等奖6项、国家科技进步二等奖2项,国家科技发明奖1项,“美国通用汽车中国科技成就奖”,教育部跨世纪优秀人才,上海市优秀学术带头人和上海市优秀青年教师奖。出版著作1本,发表论文120多篇。
担任中国铸造学会常务理事,《铸造工程》杂志执行主编。担任中国高教学会常务理事,全国实验室管理工作研究会副理事长。曾任江苏张家港市政府副市长(挂职)。