谈谈我国高等院校实验室的现代化建设，本文主要内容关键词为：高等院校论文,现代化建设论文,实验室论文,我国论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高等院校实验室是进行实验教学和培养人才、开展科学研究的重要基地，也是高等院校办学耗资最大的一个子系统。在科学技术日新月异、我国的经济体制正在由计划经济向市场经济全面转型的情况下，我国高等院校实验室如何建设的问题，很值得探讨。
一 当代高等院校实验室现代化特点
一场以新材料、新能源、微电子、计算机、生命工程、海洋工程及空间技术等高新技术迅速崛起为特征的技术革命正以迅猛之势席卷全球。为了迎接高新技术革命的挑战，培养出更多高素质的高级专门人才，为社会提供更多的科研成果和技术服务，世界各国的高等院校都在根据自身的人力财力特点和学科发展方向，积极建构具有自身特色的、作为教学科研基地的实验室。
1.软硬件投资日趋庞大。微电子技术、音像、计算机技术、光纤视频及通讯技术、多媒体技术、信息处理技术等高新科技的发展和广泛应用，必然会促使高等教育手段趋于现代化，以电、光、声、像为媒体的教学手段将会在高等教育中得到广泛使用，从而导致教育技术的革命和教育工艺学的兴起。学习机、微型计算机、学习包、课程软件、计算机教学系统、信息处理系统、模拟仿真系统等将会成为高等院校尤其是高等理工科院校的主要教学手段。这些仪器设备的购买、安装、使用和维护，需要巨额的投资，产品更新换代速度快，致使当代的大学成为一个耗资巨大的场所，即使是国际名牌大学如哈佛大学、牛津大学，也都由于资金短缺而使设施设备、图书情报资料的发展受到限制[1]。
2.计算机知识已成为大学教育的公共内容。计算机的应用已深入到社会的各个领域，并且是一种现代化的教学工具。在许多传统的实验室中，计算机将作为一种通用仪器，用来完成产生信号、采集分析数据以及显示结果等，不仅可以取代许多昂贵的仪器，而且能使学生获得全新的知识和概念。掌握传统实验的方法和手段与计算机技术相结合的基本技能，这是一个创造型人才必须具备的基本素质之一。随着微机的普及以及其他一些电子仪器的发展，计算机教育已成为目前高等教育中所有专业的一门极为重要的公共课程。在西方发达国家的高等院校里，计算机是作为一种与图书馆类似的、人人可以随时享用的公共设施来建设的；上网的计算机终端分布于整个校园，软件资源也非常丰富；庞大的计算机网络由学校的计算机服务部门统一管理和维护，他们不仅安排专人为全校师生解答疑难问题，而且还为全校师生开设各类短期的计算机培训课程。
3.教学科研仪器的“前后台”相分离。在传统的实验中，一般都是将从数据采集到结果输出的整个过程都集成在一台专用的仪器中，使得仪器变得越来越复杂和昂贵。进入80年代后期以来，由于微电子技术、超大规模集成电路技术、信息与通讯技术和计算机科学的飞速发展，数据的获取与处理趋于分离，分别由称为“前台”和“后台”的设备完成。前台设备是一个集将被测量参数转换为电信号、信号放大与抗干扰处理等功能于一体的专用仪器；后台设备就是装有专用软件的普通微型计算机，负责完成信号的分析、处理、储存和输出等功能。现代测试仪器“前后台”相分离的现象是实验手段的一次重大飞跃，它不仅能使仪器的造价大大降低，而且能使整个实验系统的功能和灵活性得到前所未有的增强。
4.仪器的“模块化”和“单板化”。模块化是把仪器内部具有各种功能的单元设计成分立的模块，通过不同的组合来完成不同目的的实验。单板化是把模块的元器件裸装在一块电路板上。由于电子技术、集成电路技术、计算机结构及其通讯协议标准化的迅速发展，“模块化”和“单板化”组合设计的概念在现代教学仪器的设计、构造和制造中被广泛采用，它能使教学仪器具有下列优点：(1)易于在教学中引进新技术，缩短更新换代的周期。当需要引入先进的新技术或者发现有更先进的元器件时，就可以及时地对有关模块进行改进或更换，其余模块仍可保留使用。(2)模块化能实现一物多用，提高设备的利用率。学生以模块组合进行实验，比用现成仪器更能深刻了解实验原理，得到实验技能训练，有利于提高学生的学习积极性。(3)单板化的仪器结构，不仅能大幅度降低成本和减小仪器的制造难度，而且具有很强的透明性，学生在实验中，能对元器件及实际安装获得感性认识，有利于为某些对硬件感兴趣的学生提供一个因材施教的良好条件。(4)有利于教师和学生尤其是研究生开展科研工作。由于模块增减灵活，对某些有特殊要求的实验，只需要添加少数特殊模块和编制特定的计算机软件即可完成。
5.仪器设备的无形损耗加快。由于科学技术的突飞猛进，知识、技术、创造发明的成倍增长，仪器设备更新换代的速度不断加快，导致仪器设备的“无形损耗”非常严重。以微型计算机为例，短短数年，机型就从PCXT，经过PCAT、PC286、PC386、PC486、PC586，一直升级到POWER PC，微机软件也同样跟着升级换代。目前不少PC机从硬件性能上讲还能使用，但不能满足教学和科研的需要。抑制仪器设备无形损耗的唯一途径就是提高仪器设备的利用率，使仪器设备在更新换代前就因使用时间或次数达到设计指标而“正常退役”。
二 我国高等院校实验室建设存在的问题
如何建设高效先进的高等院校实验室，有必要分析一下我国现阶段高等院校实验室建设和管理中普遍存在的问题。
1.资金投入不足。由于我国经济发展水平远低于发达国家，政府能直接用于高等教育的投资经费十分有限，因此很难将办学经费用在实验室建设上，以致我国高等院校实验室设备相当落后。
2.布局设置不够合理。我国高等院校实验室建设，由于受传统体制的影响，实验室大多归属教研室管理，相邻的高等院校或研究机构之间缺乏有效的合作。由于实验室重复设置，片面追求“小而全”，许多实验室主要为某一门课程服务，必然导致规模小，任务少；有些实验室甚至还摊不到一个专职的实验室技术人员，每年只有很少的几次实验，实验室利用率不高、效益低下的现象普遍存在。
3.队伍素质亟待提高。我国的高等院校重教学科研、轻实验和管理的倾向严重，对实验室的重要性缺乏足够的认识，加上体制上的原因，实验室人员队伍的起点素质普遍较低、知识结构不合理、数量不足、人员不配套、年龄老化、思想不稳定，特别是缺乏高级实验技术人员和管理人才。而且进修提高的机会也较少；另一方面，随着科学技术的飞速发展，新技术、新材料、新工艺的不断涌现，对实验室人员队伍的素质要求越来越高。因此，高等院校实验室师资队伍建设的问题，亟待解决。
三 对我国高等院校实验室现代化建设的思考
如何根据我国的具体国情和有限的财力，按照现代科学技术发展的新特点，购置最能发挥效益的仪器设备，建设高效益的实验室，笔者以为应注意以下几方面的问题：
1.设置要科学合理。实验室的设置应从学校的总体目标出发，根据学校的教学规则、科研规划、研究生规划、技术开发项目的要求，按照学科和功能特点，综合规划学校的实验室布局，确定实验室的建设和发展目标。作为一个规范的实验室，应有明确的学科发展方面、饱满的教学科研任务、适度的规模、稳定的经费来源、齐全的技术文档和数量合适的实验室管理人员。在实验教学方面，实验室要能够独立开设实验教学课程，单独记学分，按照教学大纲的要求培养学生的实验知识和实践技能，开发学生的创新潜能，提高学生的实际动手能力和独立工作能力。
2.选型论证要严密。买好仪器设备是用好仪器设备的前提条件，而要买到好的仪器设备，就必须坚持正确的选型和科学的论证。如果选购不当，管好用好仪器设备就无从谈起。购买教学型的仪器设备主要应从以下三方面考虑：从培养现代化建设人才的观点出发，应具有科学技术上的先进性；从目前高校的经济能力出发，价格应低廉合理；从教育规律的观点出发，教学仪器的使用应有利于开发学生的智力和培养学生的能力。科研型仪器设备的造价昂贵，购买时要符合科研项目的发展规划、课题经费额度的要求，同时应兼顾教学的需要，尤其是本科生的毕业设计和研究生的培养，尽量扩大这类仪器设备的使用范围。为了减少浪费，防止“买非所需”的情况发生，对那些耗资巨大的大型、精密、贵重或批量很大的仪器设备，在购买前要进行科学论证。论证前，购买单位应对拟购仪器设备的必要性、紧迫性、预计的工作负荷、项目负责人和使用管理人员、安装使用的环境和设施条件、选型理由、在教学科研和技术开发中预计能产生的效益提出书面的可行性报告。设备部门应及时组织由使用单位负责人、有关的专家和学校设备部门的行政领导组成的专家小组，对使用单位提出的可行性报告逐项地进行审核、测评或提出建议，尽可能保证设备投资能充分为教学、科研发挥作用。
3.引进投入产出的考核机制。引进投入产出的考核机制，目的在于对实验室的运营效益作出科学的评价，便于奖优罚劣。实验室的投入主要表现为房屋及仪器设备等固定资产的折旧、维修费用、仪器设备的增添、实验器材及低值材料的消耗及实验室工作人员的人力投入等方面；实验室产出主要表现为实验教学任务的完成、科研成果的产出、产品开发及中试、技术服务及人员培训等方面。由于高校的办学目的主要在于传播知识和培养人才，重在社会效益和远期效应，因此如何确定、评价高校办学的“产出效益”及其标准，是教育经济学研究的重要课题。
4.实现资源共享。实现资源共享是提高实验室的运营效益和仪器设备利用率的有效途径，大体可从校际间的资源共享和学校内部的资源共享两条途径入手。
(1)校际间资源共享的主要做法是，邻近的高校和其他研究机构的实验室互向对方开放，功能相同的实验室在彼此之间不重复建设，实验室人员互聘。目前国内许多高校已大胆地开展了这一改革试点。例如，北京的国家教委直属高校实施大型精密仪器设备的共享，大大提高了仪器的利用率，有效地解决了经费不足的困难，取得了良好的社会效益和经济效益。
(2)校内资源共享的主要途径是：首先，实验室向全校开放，接受更多的学生和教师来实验室做实验，充分提高实验室及其仪器设备的利用率，尽量减少仪器的无形损耗；其次，学校计算机联网使用。现在，作为计算机“灵魂”的软件已向大型化和复杂化方向发展，价格越来越昂贵，软件的费用已大大超过硬件的费用。例如工作站上使用的CAD/CAE系统（如美国EDS公司的UGⅡ、澳大利亚MOLDFLOW公司和MOLDFLOW等），其售价都在2万美元以上。另外，高档的计算机外设层出不穷，价格昂贵。实现联网共享资源后，整个学校不仅能实现软件共享、精密高档的外设（如高分辨率的彩色激光打印机等）共用，而且可以节省大量的存储设备（如软、硬磁盘等）。
5.走产、学、研结合的道路。高等院校参与科技产业的开发，已是世界性趋势。走产、学、研结合的道路，既是高等院校自身发展的客观需要，也是培养高水平适用性和应用性人才的重要途径。
以高等院校为依托建立高新技术产业开发区，让高等院校投身于经济建设的主战场，这是历史的必然。目前我国高等院校拥有各类实验室3.6万个，实验室工作人员14万人，仪器设备360万台件，总价值（按原值）达141亿元[2]。充分发挥这些实验室的效能，调动实验室工作人员的积极性，是高等院校改革的重要课题之一，不仅能为高等院校带来经济收益，而且在发展科学技术和国家科技产业方面将成为我国一个强有力的方面军。
6.加强实验室的队伍建设。实验室系统是由实验项目、人（队伍）、财（资金）、物（设备、材料、房屋设施）、技术资料和信息等要素组成的。实验项目完成的好坏，资金、物资的能量释放和效益的发挥，人的创造性劳动起着决定性作用。实验室投入的资金和购买的先进设备，都得靠高素质的人去操作、使用、管理、维护和保养，才能取得最佳的社会效益和经济效益。学校要培养高水平的各类专门人才，要把实验室建成教学科研基地，成为开拓新知识、新发明的策源地，就必须建立一支数量稳定、结构合理、事业心强和业务能力过硬的实验室队伍。在目前的情况下，物色好一个实验室领导人极为重要。因为实验室主任是实验室各项工作的直接领导者和组织者，他们的业务水平，组织管理能力、秉公办事的工作作风和艰苦奋斗的敬业精神，将直接影响整个实验室的建设质量和管理水平。
注释：
[1]李友芝《市场经济下大学改革的价值观》，《首都师范大学学报》（社科版）1994年5月。
[2]李英惠《高校实验室工作离不开高教整个事业的大背景》，《大学实验室通讯》第48期，1995年6月25日。