学科交叉背景下的实验室管理体系优化策略丨干货分享
*转载自实验室学苑
前言
针对学科交叉实验室管理在组织体系､资源整合与共享､实验室建设与安全等方面存在的问题,提出了强化顶层设计､构建新型管理体制､打造专业化管理队伍和加强软硬件环境建设的管理优化策略｡通过实施“多部门协同､属地化落实”跨校区协同管理模式,组建“专职+兼职+物业”多维管理支撑队伍,建设“虚实结合”交叉实验室组织模式,探索实验室安全管理新方法,构建了学科交叉实验室管理体系｡实践表明,该体系明晰了管理责任､优化了资源配置､维护了安全稳定的实验室环境,为学科交叉创新研究提供了有力支撑｡研究成果可为高校学科交叉实验室建设与管理提供参考｡
关键词:学科交叉;实验室管理;管理体系优化
0 引言
近年来,我国科技创新逐渐迈入以学科交叉融合为显著特征的时代,多学科交叉研究成为提升科技创新质量和效益的重要路径｡学科交叉实验室作为交叉科研创新的基本载体,呈现学科背景多样､人员结构多元､实验项目创新性强､安全风险高等特征[1]｡众学者分别围绕实验室安全､智慧化建设和场地管理等对学科交叉实验室展开研究与实践｡文献[2-4]从实验室安全管理角度出发, 分析了实验室安全管理难点并提出以制度为引领明确责任体系､实行安全准入制度､强化安全培训等多 明年项举措｡项新建等[5以智能建筑实验室为研究对象,对现有智能建筑实验室设备进行优化重组和智能改造,开发建设了智能建筑实验室管理系统｡杜金阳等[6]认为实验场地“串联”和“并联”管理､实验项目分类管理的方法有助于提高场地利用率和管理效率｡然而,实验室管理是一套系统性的流程､策略和实践,包括让实验室高效运作的一切必要工作,对学科交叉实验室管理的系统性研究仍需深入｡
随着实验室数量快速增长､类型日趋多样､设备规模持续扩大及实验队伍不断扩充,学科交叉实验室管理环境的复杂性和动态性显著增强[7],在人员､仪器､环境等方面面临更多不确定89｡高校应主动应对时代变革带来的实验室管理新挑战,系统识别并破解学科交叉背景下的实验室管理难题,探索通过优化实验室管理体系服务于学科交叉研究的新路径,为推进高水平创新研究提供有力支撑｡鉴于此,本文分析学科交叉实验室管理面临的挑战,提出学科交叉实验室管理体系优化策略,并进行实践探索,为提高学科交叉实验室管理水平和科研创新能力提供思路｡
1 学科交叉实验室管理面临的挑战
实验室管理体系涵盖组织架构､管理职责､安全管理制度､设备管理规范等多个维度,是支撑实验室可持续发展的重要基础,旨在确保实验室高效运转､资源优化配置､科研活动有序开展以及安全全面保障｡然而,传统的实验室管理体系难以满足学科交叉实验室的运行管理需求,在一定程度上加剧了学科壁垒,阻碍了学科间的深度交叉与融合创新,制约了实验室效能的充分发挥｡
(1)组织体系适应性不足｡经过长期的探索与实践,高校普遍确立了校一院(系)2级或校一院系一科研团队3级管理的实验室管理体系[10],逐步建立起相对成熟稳定的实验室管理组织体系｡然而,现有组织架构､制度体系和队伍结构大多仍以传统学科实验室为基础,缺乏针对学科交叉实验室特点的顶层设计和专项管理规范,难以应对学科交叉实验室的复杂性和多样性｡部门间存在职责边界模糊､分工不够明确和协同机制不完善等问题,不仅降低了实验室管理效率,并且可能引发管理真空或多头管理等负面现象[11-12]｡
(2)实验室建设缺乏统一标准｡目前,我国学科交叉实验室建设规范仍处于空白状态｡现有的实验室设计和环境建设大多参照传统单一学科实验室标准,不仅无法满足高校对学科交叉融合的实际要求,而且在一定程度上固化了学科间的管理壁垒｡因此,如何通过专业化､科学化的实验室设计与空间布局,打破学科边界,是当前实验室建设面临的重要课题[¹3]｡这一问题的解决不仅需要政策层面的引导,更需要学术界与工程界的合作创新,以构建适应学科交叉发展趋势的实验室建设标准体系[14]｡
(3)资源整合与共享受限｡学科交叉研究的深入推进需要跨学科资源的协同支持,包括仪器设备､数据资源和资金配置等｡然而,受限于传统的学科壁垒和部门分割,资源整合与设备共享往往面临较大阻力｡实验室设备的使用效率偏低､数据共享平台建设滞后､资金分配机制不够优化等问题,制约了交叉学科研究的创新开展｡此外,学科交叉实验室通常需要配置多学科高精尖设备和技术,这些设备的日常维护､技术更新和专业化管理对实验室提出了更高要求[5]｡面对设备种类多样化､技术迭代加速化的趋势,实验室在设备资源的统筹管理上承受日益增长的压力｡
(4)安全风险防控难度升级｡由于涉及多个学科交叉研究领域,不同学科的实验室安全标准往往存在显著差异,使得学科交叉实验室安全管理呈现类型多样化､安全隐患不确定性高､防控风险点密集等特点｡这些因素相互交织,进一步提高了学科交叉实验室的安全管理难度｡制定统一的安全管理规范,保障实验人员安全和实验环境合规,以及建立更加系统化､专业化的实验室安全培训和应急预案体系,是学科交叉实验室安全管理中亟待解决的关键问题｡
2 学科交叉实验室管理体系优化策略
随着国家对学科交叉科研创新融合的重视程度不断提高,推动学科交叉型实验室的建设和发展是高校服务国家战略发展新需求的必然选择｡面对学科交叉实验室发展的新形势,高校亟需系统构建全面高效的实验室管理体系,以满足新的管理需求｡
(1)强化顶层设计,优化实验室管理体系架构｡促进学科交叉实验室管理体系的优化,始终离不开自上而下的政策驱动和引导｡高校应主动对接国家发展战略,坚持需求定位导向和问题导向,明确实验室管理的理念和原则､工作思路与举措,加强学科交叉实验室管理规划,注重分类指导,对学科交叉实验室管理的机构设置､制度建设､队伍建设和资源配置等发挥政策的驱动和引领作用,统筹推进实验室管理体系优化｡
(2)构建新型管理体制,推动实验室管理模式转型升级｡有科学合理的顶层设计理念,还需要相对应的管理体制来将其贯彻执行,以达到优化实验室管理体系的目标｡高校应构建新型管理体制:①建立健全适应交叉学科特点的组织架构,明确各部门职责分工,避免管理真空或多头管理;②完善管理制度,制定针对交叉学科实验室的专项管理规范,确保管理机制的科学性和有效性;③加强跨部门协同机制建设,促进资源共享和高效协作,打破学科壁垒｡通过搭建高效稳定的组织体系､完善行之有效的实验室管理制度体系和构建完备的实验室管理责任体系,推动实验室管理模式升级,保障实验室高效有序运行｡
(3)打造专业化管理队伍,全面提升实验室服务效能｡实验室的高效运行需要一支高素质的专业化管理队伍作为支撑｡当前,高校已初步建立起一支业务素质较高的实验室管理与技术支撑队伍｡为提升学科交叉实验室管理水平,应坚持管理与服务并重的理念,紧密围绕学科交叉实验室发展目标,优化队伍结构;整合校内资源,充分发挥物业等第三方常驻服务机构的协同作用,构建多元化的管理支撑体系;着力提升队伍的专业化水平,重点培养具有跨学科视野和管理能力的复合型人才｡通过以上举措,确保实验室管理制度和各项措施的有效落实,为实验室的平稳运行提供坚实保障｡
(4)加强软硬件环境建设,培育具有特色的学科交叉实验室文化｡高校在推进学科交叉实验室建设过程中,应当统筹兼顾多学科发展需求,充分发挥文化育人的隐性功能,实现硬件设施与文化建设协同发展,通过精神文化､制度文化和物质文化3个维度推进建设特色鲜明的学科交叉实验室文化生态体系｡①在精神文化层面,注重核心理念的传播与内化,通过多渠道宣传教育深化文化认同,借助标识标语的视觉传达实现警示与引导功能,营造积极向上的学科交叉精神文化氛围;②在制度文化层面,建立健全实验室管理制度体系,通过制度上墙､规范宣贯等方式强化师生的规则意识,培育严谨的制度文化环境;③在物质文化层面,科学规划实验室功能布局,打造促进学科交流的物理空间,配备先进的实验设备,同时运用信息化技术手段优化实验室管理,为跨学科协作提供物质基础｡通过系统化建设,实现软硬件环境的有机融合,最终形成具有鲜明特色的学科交叉实验室文化生态,为培养创新型人才提供优质环境支撑｡
3 学科交叉实验室管理体系建设实践
上海交通大学张江高等研究院(简称高研院)是学校为对接上海张江综合性国家科学中心建设,于2022年11月建成的基础学科交叉研究平台和基础研究特区｡高研院距校本部约30km,拥有建筑面积约5万m²的科研实验场地,入驻研究团队来自校本部不同院(系),覆盖物理､化学､生命､材料､信息､人工智能､医学等多个学科领域｡地理位置远离校本部､学科交叉和人员来源多样的特点使得高研院面临实验室管理责任不明确､管理支撑队伍力量不足､安全隐患较多等问题,提高了实验室管理难度｡因此,高研院积极探索学科交叉实验室管理体系建设路径,以解决实验室管理存在的难题,提高实验室运行管理效率｡
3.1 实施“多部门协同指导一属地化日常管理”机制
高研院和校本部之间的远距离增加了学校对高研院的管理难度｡为更好落实管理责任,高研院实施了“多部门协同指导一属地化日常管理”的实验室管理机制(见图1)｡学校资产管理与实验室处､实验室安全与环保中心､保卫处､基建处等多个校本部职能部门协同,指导高研院开展管理体制机制建设和实际管理工作,全面覆盖高研院实验室的规划､建设､运行和维护等环节,实现学科交叉实验室的跨校区管理｡同时,高研院设立运维管理办公室,将其作为交叉实验室属地化管理的枢纽机构,专职负责实验室日常管理工作,实现交叉学科实验室的高效灵活管理｡该管理机制兼具统一性与属地化优势,在强化高研院与学校职能部门间的协同联动､确保与校本部管理体系衔接的同时,提升了高研院管理自主性,有效缩短了实验室需求响应周期,为交叉学科研究提供了有力的组织管理体系保障｡
3.2 组建“专职+兼职+物业”的多维管理支撑队伍
交叉实验室的高效运行与科研工作的顺利开展离不开一支专业化､高水平的支撑管理团队｡因此,高研院构建了“专职+兼职+物业”的多维实验室管理支撑队伍配置模式(见图2)｡高研院设专职管理人员,人员数量超过3人,全面负责实验室的核心管理与协调工作;兼职管理支撑人员来自不同院(系),达到8人以上,通过“联络员机制”搭建起高研院和科研团队沟通的桥梁,实现专人对接各研究团队,确保需求响应的及时性和精准性,为实验室提供灵活的管理支持｡此外,创新引入“大物业”管理服务体系,将属地化物业纳入支撑管理队伍,参与实验室的日常运维与辅助服务｡这种多层次､多角色的配置模式为交叉实验室的高效运行提供了坚实的人力保障｡
3.3 推动构建“虚实结合”的交叉实验室组织模式
高研院秉持学科交叉的核心理念,通过优化物理空间设计和推进虚拟实验平台建设,积极探索构建“虚实结合”的交叉实验室组织模式,强调虚拟空间与实体实验室的有机结合,致力于打造开放､共享､协同的科研生态系统｡院内共建有5栋科研实验楼,各楼栋通过连廊紧密连接,形成了一个高度集成的实体科研网络｡每栋楼及每一层的实验室均采用多学科交叉布局,并设有共享仪器平台,对高精尖科研设备进行专业化集中管理｡这种物理空间的设计不仅能够打破传统学科壁垒,还可以通过共享实验设备､数据资源和研究平台,极大地提升科研效率和创新能力｡虚拟实验平台建设则是鼓励科研人员在不依赖物理空间划分的情况下,跨越学科界限组建合作团队,推动科研资源的优化配置和高效利用,促进跨学科合作｡
3.4 探索学科交叉实验室安全管理新方法
3.4.1 加强实验室安全文化体系
以制度建设为基石,辅以多样化的宣传培训,积极探索并培育学科交叉实验室安全文化,营造全员参与､共同维护的安全氛围,以期通过文化的潜移默化作用,提高实验室安全管理水平｡系统性建立安全管理制度,确保管理工作有章可循;成立实验室安全管理领导小组和工作小组,构建以“高研院､中心/平台､实验室”为核心的3级实验室安全管理责任体系,签订安全责任书,明确各级责任分工;将关键制度编制成册或上墙展示,安全规范清晰可见;统一设计并制作标准化的实验室安全信息牌,明确标注安全责任人､应急联系方式和危险源信息,提升安全管理的透明度和可操作性;定期开展实验室安全检查,建立“回头看”机制,确保隐患及时消除且整改长效化;召开安全专题会议,加强对各实验室的指导力度;开展安全知识讲座､实景式应急演练､事故应急微视频展播等多样化的宣传培训活动,全面提升科研人员的安全意识和应急处置能力(见图3)｡
3.4.2 构建实验室智慧技防系统
通过引进信息化技术手段,构建实验室智慧技防系统(见图4),推动实验室安全管理从传统人工向智慧化管理转变｡
①门禁管理系统｡在实验楼/实验室出入口部署电子门锁､卡码门锁和人脸识别门锁等智能门禁系统,采用校园卡､校思源码和人脸识别等技术,严格控制人员进出权限,防止未经授权的人员进入实验室,有效防范外部风险,保障实验室的安全性和私密性｡
②实验室风量差控制系统｡该系统能够实时监测实验室内的通风状况,确保空气流通和压力平衡,防止有害气体泄漏或交叉污染,为科研人员提供安全､健康的工作环境｡
③视频监控系统｡系统的摄像装置包括由高研院依据实验室功能布局统一规划安装的约363个墙上摄像头和由科研团队按需配置的若干小型移动式摄像头,覆盖实验室重点区域,实现24h不间断监控,实时记录实验室内的活动情况,为安全管理提供数据支持,便于事后追溯和分析,及时发现并处理安全隐患｡
④气体监测系统｡实时监测实验室内的气体浓度,一旦检测到有毒有害气体超标,系统将自动报警并启动应急处理机制,最大限度降低安全风险｡
3.5 实践成效
高研院经过2年多的探索与实践,成功构建了适应自身需求的学科交叉实验室管理体系,打破了传统“单部门垂直管理”局限,以及通过资源整合与智能化应用,实现了网格化､智慧化立体管控,在提升安全等级的同时降低了人员运维投入｡此外,师生维护实验室安全的主动性明显提高,基本形成了可持续的安全生态｡
(1)在组织管理模式上,建成8个实体单位(“七中心一平台”)和2个虚拟实验室｡8个实体单位分布于5栋实验楼中,每个实验空间是在基础装修基础上经与科学家(用户)讨论后结合多学科特点､科研方向､设备用水用电需求等建设完成,包括变革性分子前沿科学中心､超快科学中心､人工智能网络安全创新中心､未来材料创制中心､合成科学创新研究中心､人工智能生物医药中心､DNA存储研究中心以及提供电镜､质谱､核磁等检测技术保障支撑､致力于打造利于学科交叉的大平台设施集群——公共仪器平台｡2个虚拟实验室则以大科学家为纽带,建成生物化学交叉实验室､生物人工智能医药交叉实验室｡虚实结合的组织管理模式有效提升了科研团队间的协作效率,已成功发表10余篇CNS正刊高水平科研论文,交付多项商业化项目｡
(2)在管理机制上,创新实施“多部门协同､属地化落实”的跨校区协同管理模式,明晰了属地化管理责任,实现了协同管理无缝衔接;建成一支“专职+兼职+物业”的多维度､多层次混合管理队伍,优化了人力资源配置;全面强化了实验室安全文化,全员安全责任意识显著增强｡学科交叉实验室管理对保障多学科实验环境安全高效运转､最大化利用资源和支撑科研创新意义重大｡为应对高校学科交叉实验室管理存在的问题,本文从顶层设计､管理模式､队伍组建和环境建设4个方面提出了管理优化策略｡实践表明,基于策略构建的实验室管理体系为学科交叉实验室的可持续运行发展和交叉科研工作提供了全面可靠的支持｡未来研究需进一步深化该管理体系在不同类型和规模交叉实验室中的适用性,构建更精准的资源调配和绩效评估模型,探索将AI新兴技术更深度地融入实验室管理,为建设更具韧性与创造力的高水平学科交叉实验室提供持续的理论支撑和实践指导｡
参考文献
[1]朴莹，唐建斌，刘祥瑞，等.学科交叉型实验室的运行与管理[J].实验技术与管理，2019,36(1):262-265.
[2]单雪晴，周莲，李敏，等.高校多学科交叉实验室安全管理探究与实践[J].实验室研究与探索，2021,40(12):288-292.
[3]侯雨杉，张留洋，严如强，等.学科交叉背景下高校实验室安全管理探索与实践[J].实验室研究与探索，2024,43(9):224-228.
[4]汤静芳，张晓峰，黄晶，等.高校交叉学科实验室多维安全准入体系构建[J].实验室研究与探索，2025,44(4):209-213.
[5]项新建，姚佳娜，郑永平，等.新工科背景下智能建筑实验室建设与管理[J].实验室研究与探索，2021,40(12):262-266.
[6]杜金阳，戴鹏，刘红美.多学科交叉型实验教学中心的管理研究[J].实验室科学，2023,26(6):155-158.
[7]潘智毅，冯雨丹，田植群，等.高校材料实验室安全管理体系的研究与实践[J].实验与分析，2024,2(3):77-81.
[8]韩景芸，宋崴，王江雪，等.交叉学科实验室开放与安全的管理体系建设[J].实验技术与管理，2020,37(12):303-307.
[9]贾继文，刘之广，王淳.学科交叉背景下的实验室建设新路径[J].实验技术与管理，2022,39(3):252-255.
[10]方东红，荆晶，张欣，等.新时代一流高校实验室管理体系构建思考与探索[J].实验技术与管理，2019,36(2):1-3.
[11]蒋国俊，张磊，叶松.综合性大学交叉学科建设存在的问题与对策[J].学位与研究生教育，2004(9):23-26.
[12]陈心浩，马楠.高校实验室资源整合问题研究[J].实验室科学，2018,21(3):181-183.
[13]张也卉，徐鑫，许漪，等.基于EHS视角的高校交叉学科研究平台建设与安全管理[J].实验技术与管理，2021,38(1):272-275.
[14]杨敏芳.实验室安全管理标准建设存在的问题与对策研究[J].大众标准化，2022(22):85-87.
[15]蒯迎平.高校交叉学科仪器设备共享平台建设探索[J].科技经济市场，2021(10):98-99.
*《学科交叉背景下的实验室管理体系优化策略》
张青青,田张琪
(上海交通大学张江高等研究院,上海201203)
