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高校实验室发展综合评价监测体系构建的研究

来源:《中国教育装备行业蓝皮书(2021版)》发布日期:2022-01-20浏览人数:162

  马楠 高玲玲 王卓琴

  高等学校实验室的建设与发展是衡量高校科研与教学支撑能力的重要指标之一,是提升科技成果转化效率,提高学生创新动手能力的关键要素。高校实验室发展是实验场地、实验设备、实验人才队伍、实验经费投入、实验支撑能力等多个层面在一定水平的全面、均衡发展,其关系到现有教育体制下教育供给侧改革的能效,是提升高校办学水平的必然要求。管理层面而言,国家高度重视高校实验室的建设与发展,在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中多次提及实验室建设相关工作[1],并将年度高校实验室基础信息上报工作纳入国家法定统计范畴。学术研究层面而言,高校实验室的建设与发展已经成为高等教育领域新的研究热点,涵盖实验室管理、实验室效益评价、实验室安全、实验室设备管理等多个方面。

  从目前的工作开展与研究文献来看,针对高校实验室建设与发展状态综合评价的研究还比较少。而实际情况是,进一步加强高校实验室建设与发展综合评价的深入研究已十分迫切。其一,我国教育总体发展水平已经进入世界中上行列,教育质量全面提升,为更好地建设世界一流大学和一流学科服务,实验室建设也需具备一流水平,承前方能启后,因此准确把握我国高校实验室建设与发展的历史特点和现状对提升实验室建设水平非常重要。其二,国家执行高校实验室基本信息统计工作已有四十余年,数据积累十分丰富[2],然而如此海量数据目前尚未得到深入有效的分析,对高校实验教学事业发展的支撑作用没有充分显现,“富饶”数据与“贫困”应用的矛盾亟待破解。其三,高校实验室发展综合评价体系的构建能够十分有效地推动高校实验室发展状态动态监测机制的形成,为制定相关政策与规划提供依据。基于此,笔者综合北京、上海、江苏、湖北等十余省(区、市)政府机关、高校、研究院所在内的近60名专家的座谈及问卷反馈意见,使用层次分析法构建我国高校实验室发展综合评价监测体系,并使用该体系基于全国不同区域共计444所普通高校2007—2019年实验室建设与发展数据,对我国高校实验室的发展特点与建设现状进行了分析,以期能够为下一阶段国家、区域制定高校实验室发展规划,实施分类指导、因地制宜的政策提供参考。

  一、高校实验室发展综合评价监测体系的内容

  (一)构建目的及原则

  (1)构建主要目的。构建我国高校实验室发展综合评价监测体系的主要目的有:第一,综合评价我国高校实验室建设与发展水平。通过量化的评价指标,把高校实验室建设与发展水平标准化、具体化、数量化,科学度量高校实验室的发展程度,准确了解和掌握高校实验室发展过程中多维度的真实情况。第二,全面对比评价不同时期实验室的发展特点。通过定量评价和监测全国高校实验室建设与发展状态,分析不同时期实验室的发展优势与劣势,促进实现高校实验室的可持续发展。第三,监测和预警高校实验室建设的发展状态。通过一套科学规范的综合评价监测体系,对全国高校实验室的建设与发展状态进行年度动态跟踪和监测,发挥指标体系的预警功能,为各级教育部门适时调整相关政策提供理论和体系依据[3]

  (2)构建基本原则。为提高评价监测结果的客观性、准确性和全面性,指标体系的遴选需遵循以下原则:第一,系统性原则。各分项指标应当能够对我国高校实验室建设与发展的某个方面单独进行评价与监测,同时各个分项指标之间也应相互补充、耦合,形成一个有机整体,最终达到全面评价与监测对象的目的。第二,针对性原则。实验室发展综合评价监测体系不仅可以全面反映实验室的建设与发展状态,而且还需根据国家教育事业发展战略的实时需求,能够针对性地反映诸如实验服务支撑能力、实验人才队伍培养、实验经费使用等对高校实验室发展具有深远影响的重点问题。第三,可比性原则。为保障提升评价监测体系的实际应用能力,指标的选取应当具有较强可比性和共通性,进而提高评价监测结论的通用性和可信性。第四,可靠性原则。各分项指标的选取需考虑后期评价监测数据的可获得性,做到指标之间内涵界定明确,数据来源持续、可信,全国范围内统计方法与口径一致,以确保评价监测结果的客观性。

  (二)指标体系构成

  由于高校实验室的建设与发展涉及人、财、物、场地、成果等方方面面,被分析对象结构较为复杂,所以为保障体系构建与指标选取的稳定性和可用性,此处借鉴经济学、教育学等学科领域理论,结合我国高等学校实验室信息统计工作的实际经验,特别强调真实反映我国高校实验室建设与发展的全面状态,最终采用三级基本架构[4][5][6]。其中,一级指标为6大类别:实验场地、实验设备、实验人才队伍、实验经费投入、实验服务与支撑、实验能力发展。二级指标为各一级指标下需要描述的合计15个方面的状态。三级指标为二级指标下的具体评价指标内容,合计35个监测指标[7][8][9]

  (1)实验场地是高校开展实验教学活动的空间载体,是实验室建设的前提条件,也是今后将从根本上制约高校扩大实验室规模的主要因素之一[10][11]。此处以实验场地的属性作为切入点,通过实验室数量、实验室面积、实验室级别3个二级指标和7个三级指标来度量。其中,实验室数量通过教学为主实验室数量、科研为主实验室数量来反映;实验室面积通过教学为主实验室面积、科研为主实验室面积来反映;实验室级别通过国家级实验教学示范中心、省级实验教学示范中心、校级实验教学示范中心来反映(见图1)。

  图1 实验场地指标体系

  (2)实验设备是高校开展实验教学活动的实物载体,是反映实验室建设水平与教学支撑能力的外显性因素,能够有效提升现阶段实验室的使用效益[12][13]。但由于不同区域、不同类型高校间设备购置经费投入具有较大差别,该项指标也是容易诱导高校间实验室建设发展水平发生失衡的不稳定因素之一。此处通过设备数量、设备价值2个二级指标和以设备原值为界定而来的4个三级指标来进行衡量,分别为一般设备数量、贵重仪器设备数量、一般设备总值、贵重仪器设备总值(见图2)。

  图2 实验设备指标体系

  ① 设备原值小于40万元界定为一般设备,大于等于40万元界定为贵重仪器设备。由于社会经济发展及货币因素的影响,这一界定值可以随之调整,但不影响评价监测体系的稳定性。

  (3)实验人才队伍是高校开展实验教学活动的智力载体,是各实验室要素中预期溢出红利最为明显、能动性最强的要素,但同时也是影响其余各要素有效释放红利的主要不确定因素[14][15]。此处以专任队伍、兼任队伍、队伍培养3个二级指标和7个三级指标来衡量。专任队伍与兼任队伍主要从人员组成层面描述,前者包括教师人员、实验技术人员;后者包括兼任实验人员;队伍培养主要从人员培养方式层面来描述,包括国内学历教育、国内非学历教育、国外学历教育、国外非学历教育(见图3)。

  图3 实验人才队伍指标体系

  (4)实验经费投入是高校开展实验教学活动的基本支撑。此处根据实验经费的使用方向,以新购经费、运维经费2个二级指标和5个三级指标来衡量。新购经费包括仪器设备购置、实验室房屋建设;运维经费包括仪器设备维护、实验教学运行、实验教学研究与改革(见图4)。

  图4 实验经费投入指标体系

  (5)实验服务与支撑是高校开展实验教学能力的体现,也是实验室人、财、物等资源投入后的效益输出,展现了高校实验室建设与发展的水平,对下一步实验室的发展起着至关重要的导向性作用[16]。此处以实验开展项目、设备服务能力2个二级指标和7个三级指标来衡量。实验开展项目包括教学实验项目数量、教学实验人时数、科研实验项目数量、社会服务实验项目数量;设备服务能力包括设备使用时机、样品测试数量、培训人员数量(见图5)。

  图5 实验服务与支撑指标体系

  (6)实验能力发展是高校开展实验学术活动的成果,是对基础性实验服务与支撑能力之外的实验教学的进一步发展及教师与学生实验创新能力的体现[17]。此处以论文与教材、专利、竞赛获奖3个二级指标和5个三级指标来衡量。论文与教材包括教学论文和教材、科研论文和教材;竞赛获奖包括教师省部级以上获奖、学生获奖(见图6)。

  图6 实验能力发展指标体系

  二、高校实验室发展综合评价监测的方法

  (一)综合评价监测的框架

  本文运用综合指数方法测算出各级别指标指数,对高校实验室的建设与发展状态进行全面评价与监测,并依据结论总结经验、寻找问题。综合指数方法的应用主要分为三个步骤:第一,对评价监测体系的各级指标设置权重;第二,基于评价监测体系,从三个级别的指标维度对高校实验室建设状态进行量化测评;第三,综合评价与分析,基于评价体系对不同时间节点我国高校实验室的发展状态进行综合分析,为下一阶段我国高校实验室的建设与发展提供借鉴。

  (二)评价监测指标权重的设置

  参照经济社会发展评价体系指标的设定方法,使用层次分析法(AHP)来确定实验室发展综合评价监测体系各级指标的权重[18][19][20]。指标来源主要参照教育部要求“高等学校实验室信息统计工作”统计的内容,基于问卷调研并经专家充分讨论后设定指标及权重(见表1)。

  表1 高校实验室发展综合评价监测体系指标及权重

  ①包含:博士研究生、硕士研究生、本科生、专科生在实验室所开设的教学任务。

  ②包含:教学、科研、社会服务、开放涉及的实验设备使用机时。

  ③包含:学生、教师及其他人员的培训。

  ④包含:教师及学生申请并获得的专利及软件著作权。

  注:表中小括号内数值为对应指标的权重,为保障系统准确性,此处权重值设定为四位小数。

  (三)评价监测模型的构建与界定三级指标标准化的设定,如公式1所示,其中,Oi为第i个指标的实际观测值,ai为第i个指标的参照值。

  Ti=Oi /ai×100 (1)

  综合评价监测指数如公式2所示,其中,C为高校实验室发展综合评价监测指数,ai为对应三级指标的权重值,βi为对应二级指标的权重值,ri为对应一级指标的权重值,Fi为一级指标指数,Si为二级指标指数,Ti为三级指标准化值。

  C=Σ1/ri×Fi=Σ1/ri×(Σβi/ri×Si)

  =Σ1/ri×(Σβi/ri×Σai/βi×Ti) (2)

  三、高校实验室发展综合评价监测体系的应用

  (一)数据来源

  以2007年444所高校各三级指标的平均值数据作为参照值,进而得到2007年的综合指数、一级、二级指标得分均为100分。同时,以2008—2019年444所高校各三级指标的平均值数据作为实际观测值,并在其基础之上测算历年高校实验室的综合指数、一级指标和二级指标的得分。

  (二)评价监测结果

  我国高校实验室发展综合评价监测体系的应用主要针对年度化静态时点的数据综合描述。2008—2019年我国高校实验室的发展状态如表2所示。

  表2 2008—2019年我国高校实验室发展综合评价监测指数

  (三)各级评价监测结果分析

  (1)整体水平稳步提升,积累效益不断显现。从2007—2019年高校实验室发展综合评价监测指数结果来看,我国高校实验室综合建设发展水平整体向好,以2007年综合发展指数为基准(100分计),2019年综合发展指数已经提升至307.76分,增长率高达207.76%,年均复合增长率为9.82%。其中,“十三五”发展综合指数均值(266.63分,年均复合增长率10.40%)高于“2007—2019年”发展综合指数均值(181.84分,年均复合增长率9.82%),高于“十二五”发展综合指数均值(172.00分,年均复合增长率10.44%),高于“十一五”发展综合指数均值(109.34分,年均复合增长率5.31%),实验室建设发展综合指数年均增长率不断增大,各类资源投入的积累效益不断显现,红利逐步释放。

  ①由于数据可得性限制,全文所使用2016年和2017年数据通过年均复合增长率计算得出。

  (2)资源投入结构稳定,硬件拖动方式明显。从实验场地、实验设备、实验人才队伍、实验经费投入、实验服务与支撑、实验能力发展6个一级评价指标来看,“十一五”“十二五”“十三五”“2007—2019年”四个不同的研究时段内,高校实验设备指数增速均最为显著,增长率分别为60.37%、93.21%、63.54%、594.43%;实验人才队伍指数增速均最为缓慢,增长率分别为3.80%、14.09%、11.57%、60.48%;实验经费投入指数、实验服务与支撑指数、实验场地指数、实验能力发展指数处于二者之间,各类资源的投入结构较为稳定。2007—2019年,除2009年增速较快的为实验室软实力投入参数以外(实验人才队伍指数),其余各年增速较快的均被实验室硬件投入参数所占据(实验场地指数、实验设备指数),高校实验室发展硬件拖动方式十分明显。

  (3)“十一五”夯实基础,“十二五”“十三五”拔高水平。从实验室数量、实验室面积、实验室级别等15个二级指标来看,“十一五”周期内高校实验室各层面的发展较为全面、均衡,各级指标指数差别不大,建设任务以夯实基础为主。进入“十二五”“十三五”周期后,高校实验室更加专注走专业化发展道路,不断盘活存量,重点提升实验室建设水平,具体表现为“十三五”期间实验室级别指数均值为321.07分,远高于实验室面积指数均值158.43分、实验室数量指数均值124.55分;专利指数均值、设备服务能力指数均值由“十一五”的145.30分、115.17分,增加至“十三五”的843.76分、446.99分;运维经费指数均值524.10分,高于新购经费指数均值221.83分(见图7)。

  图7 “十一五”“十二五”“十三五”二级指标指数

  (四)问题与建议

  前文基于实验室发展综合评价监测体系,对2007—2019年我国高校实验室建设发展状态及水平进行了评价,发现其间存在以下三个主要方面的薄弱环节。

  (1)实验室资源投入效率有待提升。监测体系中各级指标分析结论显示,2007—2019年我国高校实验室建设资源的投入力度不断加强,产出效益也在随之提升。但通过比较也发现,效益的提升效率低于资源投入的增长效率。如,一级指标中能够反映实验室建设效益的实验服务与支撑指数、实验能力发展指数2007—2019年年均增长率(9.86%,9.04%)均低于同期能够反映实验室建设资源投入的实验设备指数、实验经费投入指数的年均增长率(17.53%,10.93%),因此如何深入挖掘实验室现有资源的红利,是下一阶段我国高校实验室的发展重点。

  (2)基础性教学支撑能力仍需加强。实验室建设主要目的一是服务教学二是服务科研,但从二级、三级指标监测值来看,高校实验室的科研性质更为突出,其对基础性教学的支撑能力并未得到有效发挥。如:二级指标中实验开展项目指数在“十一五”“十二五”“十三五”周期内均值分别为102.51分、160.07分、231.73分,均未达到当期各指标的均值115.29分、183.97分、319.91分。

  (3)实验人才队伍建设力度相对偏弱。一级指标监测结果表明,发展至2019年,实验人才队伍指数仅为160.48分,远低于6个一级指标的平均值344.11分,队伍建设整体上呈现低水平缓慢发展状态。二级指标监测结果表明,实验队伍“兼任化”趋势比较明显,发展至2019年,兼任队伍指数得分(165.73分)高于专任队伍指数得分(160.46分);同时,对实验人员能力的培养也没有得到应有的重视,在各一级指标中队伍培养指数得分最低,仅为160.48分。

  综合以上分析与判断,本研究认为下一阶段期间我国高校实验室建设发展工作应当从如下三个方面开展。

  (1)盘活存量,释放红利。我国高校实验室通过“十一五”“十二五”“十三五”周期的建设与发展,各项资源已经得到较大补充,实验室效益不断提升,但通过前文的分析也发现,实验室建设效益释放效率低于同期资源的投入增长效率,因此下一阶段内我国高校实验室建设不仅要“向增量要效益”,同时也需更加注重“向存量要效益”,深入挖掘现有资源的红利,盘活存量。基于15个二级指标的监测得分,发现2019年设备相关指数(设备数量、设备价值、设备服务能力)得分较高,因此“盘活存量”工作可以结合《国务院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》文件具体落地实施,积极推进大型仪器的开放与共享工作,搭建区域内和区域间的共享机制。

  (2)供给改革,精准投入。传统“大水漫灌”式的实验室资源投入方式已经不能有效地快速提升我国高校实验室的建设水平。当前,应当充分把握我国教育事业的转型机遇,强调供给侧改革,针对“十一五”“十二五”“十三五”发展的薄弱环节,精准投放实验室建设与发展资源。基于前文的监测与评价,建议工作着力点可以集中于以下三个方面。第一,在保证实验室场地资源满足需求的前提下,更加注重实验室综合服务能力的提升,走内涵式发展道路,培育建设一批能够满足“双一流”高校发展需求的“一流”实验室;第二,实验室人才队伍建设应当进一步突出专业性,弱化兼任特性,同时加强对现有人才队伍的培养力度;第三,在稳定实验室创新发展能力的同时,更加注重实验室对基础性教学的服务与支撑能力,打造一批高质量的实验相关教材及实验项目,突出实验室活动中学生的主体地位,进而有效释放实验室效益的拉动效应。

  (3)动态监测,以评促建。我国对高校实验室建设发展状态的监测与评价工作目前仍较为薄弱,规划的制定与执行尚无充足的理论依据和数据支撑,因此在下一阶段,各级教育主管部门及高校需进一步提升对实验室发展动态的把握能力,及时发现问题,适时调整实验室建设发展思路。同时,以一年一度的高校实验室信息上报工作为抓手,客观评价自身实验室建设成效,以评促建,挖掘高校实验室自我谋求发展的内生动力,将国家各类资源投入的外部效益内部化,转变“外部输血”的发展模式为“自我造血”模式。

  (作者单位:马楠、王卓琴,中南民族大学;高玲玲,上海立信会计金融学院)

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