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高等院校仪器设备共建共享情况调查

                                                                      高等院校仪器设备共建共享情况调查

      导读:仪器设备是高等学校人才培养和科学研究的技术支撑条件,其中的大型、精密、贵重仪器设备的作用尤为突出。由于高水平人才培养和科学研究的需要,高校是贵重仪器设备集中的地方。又因价格昂贵,耗资巨大,贵重仪器设备也是全社会的稀缺资源,具有广泛的社会需求。因此,贵重仪器设备的规划建设和使用管理是高校管理工作的重要内容,如何有效开放共享,充分发挥贵重仪器设备的资源效益,更好地支持教学、科研、社会服务,并减少低水平重复购置,一直是国家、社会和高校都普遍关注的热点和难点,也是一个全球性的问题。
  
  2004年12月17日,国家发改委批复《“十五”“211工程”高等学校仪器设备和优质资源共享系统建设可行性研究报告》(发改社会〔2004〕2927号),2005年1月21日,教育部转发国家发改委的批复,并宣布成立项目管理机构(教高函〔2005〕1号),正式启动了“高等学校仪器设备和优质资源共享系统”(以下简称CERS)的建设。
  
  资源共享系统第一期建设的目标是:依托中国教育科研网,运用现代信息技术、网络技术手段,通过管理和机制创新,初步建立分层次的高等学校仪器设备和优质资源共享系统,形成互为适应的教育资源管理和开放服务新机制。强化组织和协调配置,利用高等学校优质教育资源,提高高等教育水平,为建设成为布局合理、定位准确、功能齐全、开放高效、体系和机制健全的资源共享系统,实现项目规划的建设目标,大力推动教育信息化,促进教育现代化奠定基础。
  
  2006年8月,项目第一期工作顺利通过了三部委组织的验收。资源共享系统项目完成了预定的建设任务,实现了项目的建设目标,形成了一批标志性成果,大型仪器设备资源和优质教育资源的开放共享取得明显效益。
  
  项目的第二期建设旨在推动项目学校建立校内的贵重仪器共享服务管理体系,通过信息管理网络系统形成立体结构的、信息及时更新的仪器设备共享大平台,使开放共享成为高校仪器设备运行的常态。
  
  一、基本建设概况
  
  改革开放以来,我国高校的仪器仪表设备条件的规模和水平进入了前所未有的快速发展期。根据教育部的统计数据,自1995年到2009年,全国高校教学科研仪器设备总值从158亿元增长到1360亿元,增长了近8倍(见图4-1)。从图1中的增长趋势看,2000年以前增长速度相对慢一些,年均增长率约11.0%。2000年后增长速度明显加快,年均增长速度达到22.6%,比2000年以前快了一倍。
  
  图4-1.1995-2009全国高校教学科研仪器设备总值变化
  
  仪器设备的发展状况很大程度上反映了高校人才培养的规模和科学研究的规模、水平,反之亦然。在人才培养方面,1999年高校开始扩招,人才培养的规模成倍增加。根据教育部的统计数据,恢复高考招生以来,普通高校本专科招生规模逐年增长。1998年之前,高校招生年均增长约8.5%。1999年开始大幅度扩招,至2009年,招生人数已从1998年的108.4万增加到当年的639.5万,在校人数超过2100万。招生的年均增长约17.5%,增速比98年以前高1倍。招生的增长情况与仪器设备的增长趋势非常相似,说明仪器设备的增长与高等教育规模的增长关联度很高。
  
  图4-2.1995-2009教育部直属高校科研经费增长情况
  
  图4-3.1995-2009国家自然科学基金增长情况
  
  在科研方面也存在类似的情况。90年代中期后,高校的科研规模快速增长,科研群体扩大,科研日益成为高校教师的普遍行为,高校的科研规模迅速增长。其中教育部直属高校的科研经费总量1995年为12.4亿元,到2009年已到达276.3亿元,15年增加21倍(见图4-2)。从增长趋势看,1999年以前增长趋势相对平缓,2000年后增长速度大幅提升,目前仍处于近乎线性增长趋势之中,其趋势与仪器设备存量的增长趋势一致。科研的巨大投入促进了仪器设备的建设,科研的不断增长的需求,有力地推动了仪器设备的建设。
  
  图4-3是国家自然科学基金委对自然科学基金的统计情况。从1995年到2009年,自然科学基金拨款情况从4.7亿元增长到70.5亿元,增长约14倍。2000年以前,增长比较平缓,2001年以后,增长速度大幅提升,目前仍处于高速增长趋势之中。高校是自然科学基金项目的重要流向,从中可以看出高校基础研究的增长势头。
  
  图4-2、图4-3分别从两个侧面反映了高校科研的发展状况,尽管不是全部情况,但其趋势展露无余。
  
  在仪器设备增长的大趋势下,贵重仪器设备的装备也同步发展,近些年的发展速度甚至已明显超过仪器设备的总体增长速度。据不完全统计,1996年教育部直属高校的贵重仪器设备(起点为单价20万元以上)的总值不到7.5亿元,在全国高校仪器设备总值中的比例为4.1%。2000年,教育部将贵重仪器设备的起点提升为40万元,当年全国高校的贵重仪器设备总值为20.6亿元,在全部仪器设备总值中所占比重已达到6.3%,与1996年相比,即使不考虑计价起点的调高因素,增长幅度也大幅提升50%。到2008年,贵重仪器设备总值已达到142亿元,所占比重提升为11.8%。由此可见,近年来高校贵重仪器设备的建设发展明显高于仪器设备总体增长幅度,在全部仪器设备中所占比重不断提高,表明高校对贵重仪器设备的需求非常强烈。
  
  高校的学者和管理者普遍认为,高水平的科学研究工作和高端人才培养工作越来越高度依赖贵重仪器设备的条件水平。上述数据所反映的贵重仪器设备的发展状况很好地印证了这个观点。据一项调研数据反映,一部分高水平研究型大学单价40万元以上的贵重仪器设备的价值已经超过全部仪器设备总值的30%。可以预期,高校贵重仪器设备在全部仪器设备中所占的比重还将持续增长。
  
  在教育部领导下,经过近几年的建设,大型仪器设备共享分系统目前已经包含2000余台大型仪器设备、30余个大型科学仪器示范机组、70个高等学校校级共享平台共享信息;大实验教学示范中心共享分系统已经将501家***示范中心的介绍、实验项目、实验教材等内容已经上网共享;精品课程共享分系统将近4000余门精品课程的相关内容上网并免费开放。
所建设的系统有:
  
  *仪器设备共享信息技术标准推广与接口系统
  
  2005年11月~2006年3月,项目组进行了共享系统标准与规范的调研,2006年3月发布了征求意见稿,并在管委会学校范围内进行意见征集。截至2006年4月接口系统部分的开发基本完成。
  
  *谱图软件网上共享
  
  系统由谱图查询系统、谱图信息比对系统、谱图数据库管理系统、WEB服务系统和用户管理系统组成。
  
  ①谱图查询子系统
  
  红外查询系统是本子项目的主要内容之一。该系统的主要功能是提供谱图的WEB查询功能。主要功能模块有用户登陆模型、用户检索信息输入模块、检索信息显示模块和谱图显示模块。
  
  ②谱图信息比对子系统
  
  谱图信息比对系统是本子项目的主要功能之一,该系统功能模块主要分为:用户登陆模型、用户谱图信息上传模块、比对结果显示模块和谱图显示模块。
  
  ③谱图数据库管理子系统
  
  谱图数据库为系统的核心数据库,本子项目通过数据库服务器来集中管理谱图数据。模块功能有:各类化合物谱图数据库的添加、删减和编辑等、新类别化合物谱图库的建立。
  
  *设备远程操作与监控
  
  生物膜国家重点实验室在教学和科研过程中试用了这个系统和相应的数字化设备网上远程操作与监控软件。课题以生物膜国家实验室开放度蕞高的园二色仪等3台仪器作为首批示范应用的仪器。
  
  在《生物波谱学》课程教学中试用了该系统。相关教学内容是向听课的研究生演示用园二色技术测量蛋白质的二级结构,所用的样品是牛血清白蛋白(BSA)。生物系“生物物理实验”课程开设初期,生物系本科生只有1个班,30多人。
  
  生物膜国家实验室在科研中也试用了数字化设备网上远程操作与监控系统,选择了中科院植物研究所光合研究中心作为试用的第一个合作单位。该中心的匡廷云院士负责973项目光合作用机理研究,通过本系统进行菠菜中提取的光系统I膜蛋白复合物经不同时间(中等强度)的光照后蛋白质二级结构和光合色素的变化研究。
  
  *快速设计支持知识分系统
  
  通过3个应用工程进行快速设计支持知识系统的应用推广,这三个应用工程是:子午线轮胎模具快速协同设计制造系统、汽车零部件快速设计系统、动物实验远程监控系统。
  
  *网络化协同工作服务分系统
  
  网络化协同工作服务系统由网络化协同工作支持平台,和在此基础上开发四种仪器设备网络化共享应用系统构成。在对各应用系统开发、集成运行的基础上,建立了稳定的网络化协同工作服务系统,该系统具有仪器设备网络化远程共享功能,采取了边开发、边实施应用的方案,在许多企业中进行了应用。
  
  *网络化协同工作支持平台:
  
  网络化协同工作支持平台可实现基于Internet的应用共享、协同主持、信息交互、流程管理、冲突解调等功能。该平台可以单独使用,也可以作为其它应用系统的技术支持平台,内
  
  *三维激光扫描仪网络化共享应用系统
  
  三维激光扫描仪网络化共享应用系统由主要包括系统管理员、仪器设备提供方、企业用户、协同工作支持、产品造型设计五个功能模块。
  
  该系统可以实现使企业利用高校的设备资源和具有专业技术的人力资源,蕞大限度地实现科技资源的优化共享。重庆金仑油箱厂、重庆奇佳设备制造有限公司、重庆美联塑胶有限公司、重庆新源模具有限公司、重庆嘉利灯具有限公司、重庆江峰汽车部件制造厂等企业利用三维激光扫描仪网络化共享应用系统,在高校专业技术人员的协同下,完成远程协同开发设计产品的任务,为企业缩短了产品设计开发周期,降低了成本,也提高了设备的利用率,取得了很好的应用效果。
  
  *数控设备网络化共享应用系统
  
  数控设备网络化共享应用系统由协同支持管理,应用服务,设备管理,用户管理,系统管理5大功能模块组成。
  
  该系统主要利用现代信息技术手段和软硬件一体化数控终端实现数控设备的网络化共享,以经济实惠、方便快捷的方式满足企业用户的制造需求。重庆九环机电有限责任公司、重庆机床厂、重庆卡福自动阀门厂等企业利用该系统完成了异地加工服务任务。
  
  *快速原型设备网络化共享应用系统
  
  该系统主要通过集成快速原型制造设备,利用基于Internet的开放平台,为企业提供快速原型制造服务,在方便快捷的满足企业快速原型制造服务的同时,实现制造资源的共享。
  
  系统自建立至今已集成采用不同工艺的多种快速原型制造设备。通过系统已成功完成了多项快速原型加工任务。重庆激光快速原形及模具制造生产力促进中心在汽车信号系统外壳模具设计制造过程中,浙江乐清市五龙实业有限公司在硅油离合器中环形风扇这一新产品的设计开发中,均利用了快速原型设备网络化共享应用系统完成相应的任务。
  
  *透射式电子显微镜网络化共享应用系统
  
  系统主要包括信息发布、系统管理、用户使用、远程共享4个功能模块。
  
  该系统集成了重庆大学荷兰PHILIPS公司的Tecnai20透射式电子显微镜。该电镜的分辨率可达纳米级(10-9m),可对生物、金属、合金、矿物岩石、化工原料及产品、高聚合物等样品进行纳米尺度的微观分析。利用透射式电子显微镜网络化共享应用系统实现了用户的远程协同样品检测。该系统先后为西南铝业公司、四川川威钢铁集团、宜宾建中香料公司等单位提供了远程网络化共享服务。
  
  二、重大成果效益
  
  通过资源共享系统项目的建设,促进了一批大型仪器设备的对外服务,开放服务的理念得到更加广泛的认同。在资源共享系统项目建设的引导下,高校间相互学习和借鉴,建设校内共享服务平台,加强大型仪器的管理和服务,促进了高校大型仪器管理体制的改革。随着一批资源共享系统项目的建设完成和高校内部管理、服务水平的提高,全国高校大型仪器和优质教育资源开放服务的技术基础得到加强。通过资源共享系统项目的建设和探索,通过高校内部大型仪器开放服务的改革创新,一些新的思路、新的举措、新的机制逐步形成。
  
  以大型仪器开放共享为目标,开展仪器设备的入网申报、评选,从12个省市、59所高校申报的595台大型仪器中优选出16类138台大型仪器。对入选仪器给予资助,进行技术改造,进一步提高仪器性能,扩展功能,推动推动这批高水平的大型仪器的开放服务,并形成了一批建设成果。
  
  围绕大型仪器开放服务,开展技术与管理培训,共举办了19个技术培训班和1个管理培训班,聘请授课专家113人,来自全国百余所高校和120多个科研院所的1400多人次接受了培训。培训工作的开展促进了学习、交流与合作,开阔了视野,一批大型仪器技术人员的技术能力和管理水平得到了提高,进一步促进了仪器功能的利用与开发。通过培训工作的开展,还总结、凝练出一批非常实用的自编教材,在培训中发挥了很好的效果,并且为培训工作的进一步规范与提高提供了条件。
  
  项目的建设工作表明:开展资源整合是推动资源共享的有效手段,共享与管理相结合是保持信息资源常用常新的有效机制,信息标准和规范,是资源整合、应用服务信息系统建设的基本前提。
  
  CERS的开创性工作,体现了政府主导方向,高校群体参与,形成合力共同推动项目建设的局面,为全国高校大型仪器开放共享指明了方向,影响了一批高校的仪器设备开放共享工作。项目实施之初拥有信息管理系统的高校只有5所,到2009年已超过30所,发展变化之快为过去多年所罕见。
  
  另外,科技部于2006年初开展的全国“大型科学仪器设备资源的建设与整合”项目,也建立了涵盖全国的7个区域性大型科学仪器设备共享平台。过去曾在开放服务中发挥了很大作用的各地的科研协作网,如北京市、上海市、武汉市、广州市等地方的科研协作网,成为科技部项目的重要参与者,并在地方积极主管部门的主导下进一步发展壮大,成为区域平台的重要组成部分。过去十多年一直在地方科研协作网中发挥骨干作用的各地高校,通过科技部的项目,继续发挥着积极的作用。该项目与共享系统建设的目的相同,方式各异,形成了纵横交错、互为补充的局面。
  
  科技部还组织开展***仪器中心建设,一批在高水平科研工作中具有突出作用的大型仪器得到整合和重点支持,作用得到凸显。过去十多年里科技部先后建成15个***仪器中心,其中3个落户高校,很好地发挥了高校分析测试体系的社会作用和影响。
  
  三、未来发展规划
  
  新的一期“高等学校仪器设备和优质资源共享系统”建设项目已列入国家发改委、财政部、教育部“211工程”发展规划,立项工作正在进行之中。
  
  新的一期的建设强调高校的仪器设备共享体制机制建设,将推动项目学校按照“实体平台,集中管理,开放共享”的建设管理模式,以参加项目的每一所高校的仪器设备开放共享工作为基础,将高校校级仪器设备信息管理系统的建设作为一个显性指标予以明确要求,着力通过顶层信息平台建设和高校的校级信息平台建设构建一个覆盖主要“211工程”高校的、基于各高校仪器设备日常开放服务信息的、立体的仪器设备共享服务信息系统,实现开放共享服务体系的动态、可持续运行。同时,依托分布于各高校的一批高水平仪器设备示范机组大力开展测试技术队伍培训、分析测试方法、标准规范的研究等专业能力建设,以队伍的提升进一步推动仪器设备的高水平开放共享。
  
  要切实推进现代化信息管理系统在大型仪器设备运行和共享中的使用,使之成为大型仪器设备开放共享的有效办法,同时,还要紧随物联网等技术发展的步伐,逐步应用贵重仪器设备联网控制、授权使用等先进技术,完善仪器设备使用机时预约、测试结果传送等功能,从技术上充分方便广大师生使用仪器,同时在网上实时、真实地反映贵重仪器设备的使用状况。