大型仪器设备共享平台培训体系建立的探索与实践

Exploration and practice of establishing a training system for large-scale precise instruments and equipment sharing platform

摘要

大型仪器培训是大型仪器开放共享平台重点工作之一，是提高平台效益的重点举措。本文分析了以往培训中存在的问题，通过及时更新培训目标、拓展培训方式方法、完善培训师资建设和建立培训长效机制等举措，构建了大型仪器多维度、多层次、多元化的长效培训体系。实践表明，该培训体系能有效提高培训效率，促进了大型仪器开放共享、助力人才培养，同时利于培训教师自身成长。

Abstract

A multi-dimensional, multi-level, pluralistic and long-term training system is developed,including clarifying the objective of the training, expanding the training methods, building a comprehensive training faculty team, and establishing a long-term training mechanism, based on the training needs for large-scale precise instruments and equipment and the current situation of training conducted in core facility center of Capital Medical University. The training system will be beneficial for improving the investment and usage efficiency, as well as promoting the effectiveness for open use and talent training of large-scale instruments and equipment.

关键词

大型仪器设备 / 开放共享 / 培训 / 人才培养 / 使用效益

Key words

large-scale precise instruments and equipment / sharing platform / training / personnel training / using efficiency

大型仪器设备是科技进步和创新的重要物质基础，也是人才培养的重要载体^［1］。根据《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》等文件要求^［2-3］，全国多所高校和科研机构陆续建立大型仪器设备开放共享平台。通过工作的持续推进，大型仪器开放共享理念得到广泛认可，共享平台在提高大型仪器设备效益上发挥了非常重要的作用，形成了良好的开放共享环境 ^［4］。

大型仪器设备是科技创新的成果，种类繁多、功能复杂、专业化程度高，需经过技能培训、达到一定水平后方可使用，因此大型仪器设备技能培训是共享平台保障科研正常开展、提升仪器使用效益的关键环节之一。同时，随着对学生创新能力和综合素质要求的提高，大型仪器设备作为科学研究和人才培养的重要支撑，势必对其技能培训提出了新的要求^［5-6］。

首都医科大学是北京市重点高等医科大学，是较早实行大型仪器设备开放共享的高校之一。首都医科大学中心实验室（以下简称中心）是校级大型仪器设备共享平台，组建于2004年，是学校“十一五”期间搭建的技术平台之一，主要职能是学校大型仪器的管理和技术服务，为学校的科学研究发展提供了良好的测试服务和技术支撑。同时，为了更好发挥大型仪器共享平台效益，本文就中心如何以培训提高仪器效益、以培训助力人才培养进行研究，结合以往培训开展经验，探索并构建了首都医科大学大型仪器设备共享平台技能培训体系。

1 大型仪器设备培训开展现状及存在问题

经过近20年的发展，中心拥有医学研究类相关大型仪器设备148余台，专业化实验技术人员40人，设备运行配套条件较为完善。根据学科使用方向不同，中心下设8平台，可开展测试技术服务175项，为首都医科大学校本部、附属医院和社会科研院所等约50所机构提供年均约9万小时分析测试服务。随着国家科技实力的不断提升以及首都医科大学建设高水平研究型医科大学的办学定位及发展目标的确立，如何结合中心现有资源，以培训为抓手更好发挥平台效益和发展，成为中心工作重点。在中心探索新的培训体系之初，发现已有培训存在一些问题，主要体现在以下几个方面。

1.1 培训目标滞后

长期以来，培训目标定位于增加仪器设备开放时间、提高仪器使用效益，培训内容以仪器操作为主，考核指标就是用户自主上机能力的提升。近10年，年均培训人数1 000余人次，有效地提高了仪器使用效益。上述培训目标在平台发展初期起到了很好的促进作用，但与目前学校建设高水平研究型医科大学的定位不相匹配，相对于阶平班研究型临床医生的培养模式是滞后的。

1.2 培训缺乏系统性

在原有培训目标下，培训重操作、轻原理，培训内容片段化、不成系统，不能满足创新性科学研究发展以及学生们日益增长的对实验技术广度和深度的需求。比如在激光共聚焦显微镜培训中，通过培训，学生只学会了仪器基本操作，对于样品准备、成像原理、参数调节和结果分析没有较深入的了解，不利于学生自主学习和不同科研需求。

1.3 培训方法单一、受众有限

原有培训主要采用现场培训。大型仪器设备价值昂贵、数量少，主要用于科学研究，承担着较多的测试任务，无法预留足够的培训机时。同时频率较高的现场培训也会培训教师产生较大压力。因此在原有现场培训方法的制约下受机时、人员和场地所限，能够参加技能培训大多是即将进入中心使用设备的学生，无法满足其他人员学习实验技能的需求。

1.4 培训评估机制不足

培训的根本目的是学以致用。实施培训的关键是要看培训后的效果。原有培训模式评估机制主要依靠培训老师自行开展，没有从整个部门的高度对培训效果调查、跟踪和反馈，不能及时以用户需求为导向及时调整培训相关内容和安排，使培训大打折扣。不完善的评估机制也导致不能充分调动培训教师积极性，不利于培训的可持续发展。

2 大型仪器开放共享平台培训体系的探索与建立

针对上述问题，中心进行了探索和实践，逐步构建了一个目标清晰、系统规范、不断完善和发展的大型仪器设备培训体系^［7］。

2.1 明确培训目标

明确培训目标，方可制定适宜的培训方案和计划。结合中心工作实际及现状，确定培训目标：通过大型仪器设备技能培训，增强学生对大型仪器性能及技术要领的理解，提高其动手能力、科研能力及自主创新意识能力；促进大型仪器开放共享、提高仪器设备使用效率和效益；将大型仪器技术人员从日常重复性的测试中解放出来，用于开发新技术、新方法，结合PI的个性化需求进行实验方法的探索；提升技术人员知识的系统性、拓宽其专业视野，从而为科学研究提供更好的技术支撑。

2.2 拓展培训方式方法，提升培训效果

从时间、内容角度来看，传统面对面的培训方式成本高、受众范围窄、不能重复学习，同时受众基础和接受能力不同，而培训只能考虑大多数人的水平和能力，无法顾及全部参训学员，很难满足所有培训需求。因此，培训的方式方法需要不断丰富和扩展^［8］。

2.2.1 线上培训和线下培训结合

将仪器原理、应用、仪器基本操作流程、安全等培训主题录制视频，提供给学生们自主学习。操作复杂的设备，学生预先观看视频后，申请参加线下实操培训。实操培训后，在经过工作人员指导下上机达到一定机时后，可申请考核，考核合格后具备自主上机资格。

2.2.2 提供学习素材

包括培训教材和视频等多种形式的学习素材。中心各平台将所属大型仪器设备原理、结构以及应用、操作技巧凝练成培训教材；同时根据仪器实际应用制作规范操作流程，以便学员学习、查阅和规范使用；在此基础上，将一些基础或重点内容拍摄成培训视频或微课，增强学习效果^［9］；同时注重利用好互联网优质资源，从专业的角度进行甄选，为我所用。

2.2.3 开设专业课程

中心自2008年以来开设“现代生物研究技术（硕博士）”选修课程，和针对部分专业的“现代仪器分析在生物医学研究的应用（本科生）”课程，课程以现代生物科学研究中常用大型仪器设备为核心，讲授现代生物技术的基本原理、技术和方法，使学生熟悉掌握生物技术及大型仪器设备应用的相关知识及实验技能，为今后学生进行科研选题或从事相关领域科学研究工作奠定理论知识和实验技能基础^［10］。为了更好地提高学生的科研及创新能力，在条件许可下，可面向更广阔的范围开设课程，使得学生可以熟悉了解生物技术及大型仪器设备应用的相关知识及实验技能，为学生进一步参加培训打下良好的基础。将来条件成熟时，可以该课程作为前提，按照技术或者研究领域分设成多个小而精的细分课程^［11］，从而增加课程内容的针对性和深度。

2.3 多维度、多层次、多元化开展培训

有效的培训体系应该满足受训群体的多种需求。因此技能培训需要多维度、多层次、多元化开展。

2.3.1 多维度培训

给学生提供全面和系统性的培训内容，才能使其更好理解和使用大型仪器设备。依据大型仪器设备使用中的各相关环节，开展多维度培训，培训主题以点到线，以线到面，构成一台大型仪器设备完整的培训内容体系^［12］。培训主题可包含如下内容：仪器设备基本原理、构造、应用及最新发展；仪器操作培训；样品准备、后期数据分析；仪器的维护保养；安全注意事项等，各培训主题可以根据实际情况组合进行。

2.3.2 多层次培训

为了提高培训效率，对有需要的仪器开展多层次培训：对于操作简单、不易损坏的设备，如普通显微镜、酶标仪等，采用统一培训，即通过一次培训讲解仪器原理、操作、安全注意等所有技能培训知识点；对于操作复杂的精密贵重设备，如共聚焦显微镜、流式细胞仪、小动物核磁成像仪等，可以根据学员不同情况开展初级培训和深度培训等多层次培训。以小动物核磁成像仪操作培训为例，初级培训教授学生如何麻醉并摆放动物、调节仪器参数、采集解剖图像，对于使用仪器达到一定机时的学生开展深度培训；深度培训教授学生功能图像的采集，熟悉常用的伪影处理和生理状态监控等原理和应用。

2.3.3 多元化培训

技能培训应满足学生的多元化需求。因此，除了统一开展的培训外，还可以对来自不学生科、不同课题组、不同的研究方向的学生开展定制培训。培训内容更加具有针对性，以该课题组开展研究所需使用仪器功能与操作技能为导向，使其更好地开展科学研究。

2.4 完善培训师资建设

良好的师资是培训开展的根本保证。中心实验室作为大型仪器设备共享平台，目前专业技术人员中硕士及以上学历占82%，高级职称达58%，平均从事专业技术服务工作年限达15年以上。历年来学校积极派送平台专业技术人员参加各类技术讲座及相关业务的学习，不断提高专业技术人员业务素质。在长期的专业技术工作中，技术人员在技术积累、工作经验、问题分析和解决方面得到了很大的提高，由其担任培训中坚力量，将会极大发挥专业和技术优势^［13］。

同时，为了更好地培养师生的创新能力和创新意识，定期邀请专家开展大型仪器设备新技术、新方法和前沿领域应用的讲座；邀请设备厂家进行新仪器设备展示、试用及培训讲座，不断开拓师生的技术视野和思路^［14］，跟进领域技术新发展。通过这种内外结合的方式组建师资队伍，提高了培训的系统性和效果。

2.5 多措并举，建立培训的长效机制

加强管理是培训可持续发展的有效保障。在新的培训系统中，首先，中心把这项工作列入部门的日常性工作事项，按期组织专人制定培训计划、并监督工作的落实；其次，营造重视培训的工作氛围和思想引导，使得工作人员不断意识到培训的重要性，并将培训行为及结果纳入考核体系，为培训工作的可持续发展奠定坚实基础；最后，建立培训效果评估机制：畅通沟通反馈渠道，通过师生调查问卷或座谈的方式，针对培训的各个方面，如培训主题设置、内容组织、课程设计、培训组织、师资的需求等的意见和建议进行全方位数据收集；同时通过参训学生自主上机能力的提升程度、测试数据质量以及仪器的运行情况等，也可以精准发现培训需要修改完善的地方。中心按需召开工作会议正确分析反馈数据，及时修订培训计划、内容等，促进培训体系的持续改进和完善。

做好以上工作，使得培训工作逐步规范化、系统化、制度化、良性循环和可持续发展，从而建立培训长效机制。

3 大型仪器设备技能培训作用浅析

3.1 提高大型仪器使用效益

开展仪器操作技能培训，提升学生实验动手能力，使得学生能够更加自主及有效地使用大型仪器，促进大型仪器开放共享；仪器维保技能培训的开展，可以促进仪器良好状态的保持，有效降低仪器故障率，延长仪器使用寿命；开展实验原理培训，有益于加深学生对于实验原理的理解，更有益于提高科学研究的水平；同时，通过技能培训，将大型仪器技术人员从重复性的日常测试中解放出来，拓展仪器功能、开发新技术、新方法，提高技术服务水平和能力，更好服务科研。

3.2 促进教师专业成长

在培训过程中，培训教师需要梳理课程知识体系，按照一定的逻辑思路进行归类和整理，查漏补缺、挖掘自身隐性知识，也是其专业知识体系化、完成化的过程。同时，教师可结合科研人员的个性化需求进行实验方法的探索，提高自身专业能力，增强自身专业素养。

3.3 提升科研水平，培养创新能力

大型仪器设备是多个交叉学科的产物，往往是最先进科学研究的应用成果。大型仪器设备培训，不仅仅立足于提高学生动手能力，更是培养学生创新能力的重要载体，使得学生在科研活动中增加动手的机会，在实践中深入思考，提高对实验结果分析能力，有利于科研水平的提升^［15］，助力学生创新能力的培养和综合素质的提高。同时具有良好的实验技能，也能在学生考研、就业市场上增加竞争能力^［16］。

3.4 课程的有益补充

在中心实验室开设的现代生物研究技术课程中，54个课时中要介绍中心实验室8个平台的主流设备技术原理、应用和基本操作，时间短、内容多，通过课程学习学生们首先对这些技术有了一个宏观、全面了解。培训作为课程有益的补充和扩展，学生可在课程的基础上更好地选择特定内容进行学习，有针对性参加培训，提高参加培训的效率。

4 新培训体系的实践成效

在新的培训体系下，自2022年9月—2023年9月，中心实验室共举办培训主题60余项，累计培训近170场，参加人数1 500余人次，培训参与人数与同期相比增长了150%。参加培训人员以学生为主（98%），还有少量的教师（2%）；学生以硕博士研究生为主体（硕士研究生占比55%，博士研究生占比32%）；还有少量的本科生（11%），其中提前参与科研而参加培训的本科生占6%，扩展课程学习需求的本科生占5%。

学生通过培训，更好地掌握了仪器原理、操作和应用，仪器设备利用率有了明显提高。随着培训的开展，与疫情前同期相比，半年的时间里仪器使用时间增加了15%，自主上机时间增加了22%，仪器损坏比同期降低了近16%。

采用即时调查问卷对参训学生进行问卷调查。问卷有8个选择题和2个开放性问题，用于调查学生对培训主题的安排、内容的接受程度、组织形式、频次以及培训效果等的意见和建议。通过参加培训的学生提交了436份有效问卷，94%的学生认为培训对于自身科研工作开展和科研思路方面有大的启发，很有收获，很大程度满足了自己参训需求；85%的学生认为通过培训接触到了一些新的实验方法；88%的学生认为通过培训提高了自身的实验技术和技巧；93%的学生认为提高自身科研能力和创新能力等方面有所帮助。由上可知，新的培训系统得到广大师生认可，作用初步凸显。随着此项工作的开展，培训的成效会逐渐明显。根据师生提出的建议和意见，中心将适时对培训主题、频次、形式等进行了适时修订，使得培训更加切合用户需求。

5 结 语

随着国家对高等教育投入的持续增加和高校科学研究与学科建设的快速发展，大型科学仪器设备等科技资源的配置不断增加。更好地发挥大型仪器设备在科学研究以及在人才培养上的效益，是大型仪器共享平台不断努力的方向。本文从首都医科大学中心实验室现状出发，对更好地开展仪器培训工作进行了探索与实践，旨在促进大型仪器设备在科学研究和人才培养上发挥更大效益。同时也要注意，大型仪器培训体系的建设，是一项长期的工作，本研究团队将在工作中不断总结经验、完善培训体系与操作流程等，确保培训良好运行和可持续发展。作为高校应进一步发挥社会服务功能，中心将发挥自身技术优势，利用首都医科大学校级培训学校，面向社会积极开展实验技能培训。

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