高等院校儀器設備共建共享情況調查

      導讀：儀器設備是高等學校人才培養和科學研究的技術支撐條件，其中的大型、精密、貴重儀器設備的作用尤為突出。由于高水平人才培養和科學研究的需要，高校是貴重儀器設備集中的地方。又因價格昂貴，耗資巨大，貴重儀器設備也是全社會的稀缺資源，具有廣泛的社會需求。因此，貴重儀器設備的規劃建設和使用管理是高校管理工作的重要內容，如何有效開放共享，充分發揮貴重儀器設備的資源效益，更好地支持教學、科研、社會服務，并減少低水平重復購置，一直是國家、社會和高校都普遍關注的熱點和難點，也是一個全球性的問題。
　　
　　2004年12月17日，國家發改委批復《“十五”“211工程”高等學校儀器設備和上等資源共享系統建設可行性研究報告》(發改社會〔2004〕2927號)，2005年1月21日，教育部轉發國家發改委的批復，并宣布成立項目管理機構(教高函〔2005〕1號)，正式啟動了“高等學校儀器設備和上等資源共享系統”(以下簡稱CERS)的建設。
　　
　　資源共享系統**期建設的目標是：依托中國教育科研網，運用現代信息技術、網絡技術手段，通過管理和機制**，初步建立分層次的高等學校儀器設備和上等資源共享系統，形成互為適應的教育資源管理和開放服務新機制。強化組織和協調配置，利用高等學校上等教育資源，提高高等教育水平，為建設成為布局合理、定位準確、功能齊全、開放高效、體系和機制健全的資源共享系統，實現項目規劃的建設目標，大力推動教育信息化，促進教育現代化奠定基礎。
　　
　　2006年8月，項目**期工作順利通過了三部委組織的驗收。資源共享系統項目完成了預定的建設任務，實現了項目的建設目標，形成了一批標志性成果，大型儀器設備資源和上等教育資源的開放共享取得明顯效益。
　　
　　項目的**期建設旨在推動項目學校建立校內的貴重儀器共享服務管理體系，通過信息管理網絡系統形成立體結構的、信息及時更新的儀器設備共享大平臺，使開放共享成為高校儀器設備運行的常態。
　　
　　一、基本建設概況
　　
　　改革開放以來，我國高校的儀器儀表設備條件的規模和水平進入了****的快速發展期。根據教育部的統計數據，自1995年到2009年，國內高校教學科研儀器設備總值從158億元增長到1360億元，增長了近8倍(見圖4-1)。從圖1中的增長趨勢看，2000年以前增長速度相對慢一些，年均增長率約11.0%。2000年后增長速度明顯加快，年均增長速度達到22.6%，比2000年以前快了一倍。
　　
　　圖4-1.1995-2009國內高校教學科研儀器設備總值變化
　　
　　儀器設備的發展狀況很大程度上反映了高校人才培養的規模和科學研究的規模、水平，反之亦然。在人才培養方面，1999年高校開始擴招，人才培養的規模成倍增加。根據教育部的統計數據，恢復高考招生以來，普通高校本專科招生規模逐年增長。1998年之前，高校招生年均增長約8.5%。1999年開始大幅度擴招，至2009年，招生人數已從1998年的108.4萬增加到當年的639.5萬，在校人數超過2100萬。招生的年均增長約17.5%，增速比98年以前高1倍。招生的增長情況與儀器設備的增長趨勢非常相似，說明儀器設備的增長與高等教育規模的增長關聯度很高。
　　
　　圖4-2.1995-2009教育部直屬高校科研經費增長情況
　　
　　圖4-3.1995-2009國家自然科學基金增長情況
　　
　　在科研方面也存在類似的情況。90年代中期后，高校的科研規模快速增長，科研群體擴大，科研日益成為高校教師的普遍行為，高校的科研規模迅速增長。其中教育部直屬高校的科研經費總量1995年為12.4億元，到2009年已到達276.3億元，15年增加21倍(見圖4-2)。從增長趨勢看，1999年以前增長趨勢相對平緩，2000年后增長速度大幅提升，目前仍處于近乎線性增長趨勢之中，其趨勢與儀器設備存量的增長趨勢一致。科研的巨大投入促進了儀器設備的建設，科研的不斷增長的需求，有力地推動了儀器設備的建設。
　　
　　圖4-3是國家自然科學基金委對自然科學基金的統計情況。從1995年到2009年，自然科學基金撥款情況從4.7億元增長到70.5億元，增長約14倍。2000年以前，增長比較平緩，2001年以后，增長速度大幅提升，目前仍處于高速增長趨勢之中。高校是自然科學基金項目的重要流向，從中可以看出高校基礎研究的增長勢頭。
　　
　　圖4-2、圖4-3分別從兩個側面反映了高校科研的發展狀況，盡管不是全部情況，但其趨勢展露無余。
　　
　　在儀器設備增長的大趨勢下，貴重儀器設備的裝備也同步發展，近些年的發展速度甚至已明顯超過儀器設備的總體增長速度。據不完全統計，1996年教育部直屬高校的貴重儀器設備(起點為單價20萬元以上)的總值不到7.5億元，在國內高校儀器設備總值中的比例為4.1%。2000年，教育部將貴重儀器設備的起點提升為40萬元，當年國內高校的貴重儀器設備總值為20.6億元，在全部儀器設備總值中所占比重已達到6.3%，與1996年相比，即使不考慮計價起點的調高因素，增長幅度也大幅提升50%。到2008年，貴重儀器設備總值已達到142億元，所占比重提升為11.8%。由此可見，近年來高校貴重儀器設備的建設發展明顯高于儀器設備總體增長幅度，在全部儀器設備中所占比重不斷提高，表明高校對貴重儀器設備的需求非常強烈。
　　
　　高校的學者和管理者普遍認為，高水平的科學研究工作和**人才培養工作越來越高度依賴貴重儀器設備的條件水平。上述數據所反映的貴重儀器設備的發展狀況很好地印證了這個觀點。據一項調研數據反映，一部分高水平研究型大學單價40萬元以上的貴重儀器設備的價值已經超過全部儀器設備總值的30%。可以預期，高校貴重儀器設備在全部儀器設備中所占的比重還將持續增長。
　　
　　在教育部領導下，經過近幾年的建設，大型儀器設備共享分系統目前已經包含2000余臺大型儀器設備、30余個大型科學儀器示范機組、70個高等學校校級共享平臺共享信息；大實驗教學示范中心共享分系統已經將501家***示范中心的介紹、實驗項目、實驗教材等內容已經上網共享；精品課程共享分系統將近4000余門精品課程的相關內容上網并免費開放。
所建設的系統有：
　　
　　*儀器設備共享信息技術標準推廣與接口系統
　　
　　2005年11月～2006年3月，項目組進行了共享系統標準與規范的調研，2006年3月發布了征求意見稿，并在管委會學校范圍內進行意見征集。截至2006年4月接口系統部分的開發基本完成。
　　
　　*譜圖軟件網上共享
　　
　　系統由譜圖查詢系統、譜圖信息比對系統、譜圖數據庫管理系統、WEB服務系統和用戶管理系統組成。
　　
　　①譜圖查詢子系統
　　
　　紅外查詢系統是本子項目的主要內容之一。該系統的主要功能是提供譜圖的WEB查詢功能。主要功能模塊有用戶登陸模型、用戶檢索信息輸入模塊、檢索信息顯示模塊和譜圖顯示模塊。
　　
　　②譜圖信息比對子系統
　　
　　譜圖信息比對系統是本子項目的主要功能之一，該系統功能模塊主要分為：用戶登陸模型、用戶譜圖信息上傳模塊、比對結果顯示模塊和譜圖顯示模塊。
　　
　　③譜圖數據庫管理子系統
　　
　　譜圖數據庫為系統的核心數據庫，本子項目通過數據庫服務器來集中管理譜圖數據。模塊功能有：各類化合物譜圖數據庫的添加、刪減和編輯等、新類別化合物譜圖庫的建立。
　　
　　*設備遠程操作與監控
　　
　　生物膜國家重點實驗室在教學和科研過程中試用了這個系統和相應的數字化設備網上遠程操作與監控軟件。課題以生物膜國家實驗室開放度*高的園二色儀等3臺儀器作為首批示范應用的儀器。
　　
　　在《生物波譜學》課程教學中試用了該系統。相關教學內容是向聽課的研究生演示用園二色技術測量蛋白質的二級結構，所用的樣品是牛血清白蛋白(BSA)。生物系“生物物理實驗”課程開設初期，生物系本科生只有1個班，30多人。
　　
　　生物膜國家實驗室在科研中也試用了數字化設備網上遠程操作與監控系統，選擇了中科院植物研究所光合研究中心作為試用的**個合作單位。該中心的匡廷云院士負責973項目光合作用機理研究，通過本系統進行菠菜中提取的光系統I膜蛋白復合物經不同時間(中等強度)的光照后蛋白質二級結構和光合色素的變化研究。
　　
　　*快速設計支持知識分系統
　　
　　通過3個應用工程進行快速設計支持知識系統的應用推廣，這三個應用工程是：子午線輪胎模具快速協同設計制造系統、汽車零部件快速設計系統、動物實驗遠程監控系統。
　　
　　*網絡化協同工作服務分系統
　　
　　網絡化協同工作服務系統由網絡化協同工作支持平臺，和在此基礎上開發四種儀器設備網絡化共享應用系統構成。在對各應用系統開發、集成運行的基礎上，建立了穩定的網絡化協同工作服務系統，該系統具有儀器設備網絡化遠程共享功能，采取了邊開發、邊實施應用的方案，在許多企業中進行了應用。
　　
　　*網絡化協同工作支持平臺：
　　
　　網絡化協同工作支持平臺可實現基于Internet的應用共享、協同主持、信息交互、流程管理、沖突解調等功能。該平臺可以單獨使用，也可以作為其它應用系統的技術支持平臺，內
　　
　　*三維激光掃描儀網絡化共享應用系統
　　
　　三維激光掃描儀網絡化共享應用系統由主要包括系統管理員、儀器設備提供方、企業用戶、協同工作支持、產品造型設計五個功能模塊。
　　
　　該系統可以實現使企業利用高校的設備資源和具有專業技術的人力資源，*大限度地實現科技資源的優化共享。重慶金侖油箱廠、重慶奇佳設備制造有限公司、重慶美聯塑膠有限公司、重慶新源模具有限公司、重慶嘉利燈具有限公司、重慶江峰汽車部件制造廠等企業利用三維激光掃描儀網絡化共享應用系統，在高校專業技術人員的協同下，完成遠程協同開發設計產品的任務，為企業縮短了產品設計開發周期，降低了成本，也提高了設備的利用率，取得了很好的應用效果。
　　
　　*數控設備網絡化共享應用系統
　　
　　數控設備網絡化共享應用系統由協同支持管理，應用服務，設備管理，用戶管理，系統管理5大功能模塊組成。
　　
　　該系統主要利用現代信息技術手段和軟硬件一體化數控終端實現數控設備的網絡化共享，以經濟實惠、方便快捷的方式滿足企業用戶的制造需求。重慶九環機電有限責任公司、重慶機床廠、重慶卡福自動閥門廠等企業利用該系統完成了異地加工服務任務。
　　
　　*快速原型設備網絡化共享應用系統
　　
　　該系統主要通過集成快速原型制造設備，利用基于Internet的開放平臺，為企業提供快速原型制造服務，在方便快捷的滿足企業快速原型制造服務的同時，實現制造資源的共享。
　　
　　系統自建立至今已集成采用不同工藝的多種快速原型制造設備。通過系統已成功完成了多項快速原型加工任務。重慶激光快速原形及模具制造生產力促進中心在汽車信號系統外殼模具設計制造過程中，浙江樂清市五龍實業有限公司在硅油離合器中環形風扇這一新產品的設計開發中，均利用了快速原型設備網絡化共享應用系統完成相應的任務。
　　
　　*透射式電子顯微鏡網絡化共享應用系統
　　
　　系統主要包括信息發布、系統管理、用戶使用、遠程共享4個功能模塊。
　　
　　該系統集成了重慶大學荷蘭PHILIPS公司的Tecnai20透射式電子顯微鏡。該電鏡的分辨率可達納米級(10-9m)，可對生物、金屬、合金、礦物巖石、化工原料及產品、高聚合物等樣品進行納米尺度的微觀分析。利用透射式電子顯微鏡網絡化共享應用系統實現了用戶的遠程協同樣品檢測。該系統先后為西南鋁業公司、四川川威鋼鐵集團、宜賓建中香料公司等單位提供了遠程網絡化共享服務。
　　
　　二、重大成果效益
　　
　　通過資源共享系統項目的建設，促進了一批大型儀器設備的對外服務，開放服務的理念得到更加廣泛的認同。在資源共享系統項目建設的引導下，高校間相互學習和借鑒，建設校內共享服務平臺，加強大型儀器的管理和服務，促進了高校大型儀器管理體制的改革。隨著一批資源共享系統項目的建設完成和高校內部管理、服務水平的提高，國內高校大型儀器和上等教育資源開放服務的技術基礎得到加強。通過資源共享系統項目的建設和探索，通過高校內部大型儀器開放服務的改革**，一些新的思路、新的舉措、新的機制逐步形成。
　　
　　以大型儀器開放共享為目標，開展儀器設備的入網申報、評選，從12個省市、59所高校申報的595臺大型儀器中優選出16類138臺大型儀器。對入選儀器給予資助，進行技術改造，進一步提高儀器性能，擴展功能，推動推動這批高水平的大型儀器的開放服務，并形成了一批建設成果。
　　
　　圍繞大型儀器開放服務，開展技術與管理培訓，共舉辦了19個技術培訓班和1個管理培訓班，聘請授課專家113人，來自國內百余所高校和120多個科研院所的1400多人次接受了培訓。培訓工作的開展促進了學習、交流與合作，開闊了視野，一批大型儀器技術人員的技術能力和管理水平得到了提高，進一步促進了儀器功能的利用與開發。通過培訓工作的開展，還總結、凝練出一批非常實用的自編教材，在培訓中發揮了很好的效果，并且為培訓工作的進一步規范與提高提供了條件。
　　
　　項目的建設工作表明：開展資源整合是推動資源共享的有效手段，共享與管理相結合是保持信息資源常用常新的有效機制，信息標準和規范，是資源整合、應用服務信息系統建設的基本前提。
　　
　　CERS的開創性工作，體現了政府主導方向，高校群體參與，形成合力共同推動項目建設的局面，為國內高校大型儀器開放共享指明了方向，影響了一批高校的儀器設備開放共享工作。項目實施之初擁有信息管理系統的高校只有5所，到2009年已超過30所，發展變化之快為過去多年所罕見。
　　
　　另外，科技部于2006年初開展的國內“大型科學儀器設備資源的建設與整合”項目，也建立了涵蓋國內的7個區域性大型科學儀器設備共享平臺。過去曾在開放服務中發揮了很大作用的各地的科研協作網，如北京市、上海市、武漢市、廣州市等地方的科研協作網，成為科技部項目的重要參與者，并在地方積極主管部門的主導下進一步發展壯大，成為區域平臺的重要組成部分。過去十多年一直在地方科研協作網中發揮骨干作用的各地高校，通過科技部的項目，繼續發揮著積極的作用。該項目與共享系統建設的目的相同，方式各異，形成了縱橫交錯、互為補充的局面。
　　
　　科技部還組織開展***儀器中心建設，一批在高水平科研工作中具有突出作用的大型儀器得到整合和重點支持，作用得到凸顯。過去十多年里科技部先后建成15個***儀器中心，其中3個落戶高校，很好地發揮了高校分析測試體系的社會作用和影響。
　　
　　三、未來發展規劃
　　
　　新的一期“高等學校儀器設備和上等資源共享系統”建設項目已列入國家發改委、財政部、教育部“211工程”發展規劃，立項工作正在進行之中。
　　
　　新的一期的建設強調高校的儀器設備共享體制機制建設，將推動項目學校按照“實體平臺，集中管理，開放共享”的建設管理模式，以參加項目的每一所高校的儀器設備開放共享工作為基礎，將高校校級儀器設備信息管理系統的建設作為一個顯性指標予以明確要求，著力通過頂層信息平臺建設和高校的校級信息平臺建設構建一個覆蓋主要“211工程”高校的、基于各高校儀器設備日常開放服務信息的、立體的儀器設備共享服務信息系統，實現開放共享服務體系的動態、可持續運行。同時，依托分布于各高校的一批高水平儀器設備示范機組大力開展測試技術隊伍培訓、分析測試方法、標準規范的研究等專業能力建設，以隊伍的提升進一步推動儀器設備的高水平開放共享。
　　
　　要切實推進現代化信息管理系統在大型儀器設備運行和共享中的使用，使之成為大型儀器設備開放共享的有效辦法，同時，還要緊隨物聯網等技術發展的步伐，逐步應用貴重儀器設備聯網控制、授權使用等先進技術，完善儀器設備使用機時預約、測試結果傳送等功能，從技術上充分方便廣大師生使用儀器，同時在網上實時、真實地反映貴重儀器設備的使用狀況。