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新工科背景下基于海洋化工实验平台的构建

所属栏目:化工论文 发布日期:2021-03-27 10:49 热度:

   近年来,国家对发展海洋经济越来越重视,作为国家战略性新兴产业之一的海洋产业也迎来飞速的发展,全国海洋经济发展“十三五”规划中提出推进海洋产业优化升级,调整优化海洋化工业,培育壮大海洋装备制造等海洋新兴产业,深化海洋经济创新发展试点,推动海洋人才体制机制创新[1]。中山大学化工学院根据国家海洋产业发展和“新工科”建设的需要,围绕国家海洋强国战略,搭建基于海洋化工特色的实验平台,依托实验平台的建设,提高科研和教学水平,加快学科建设,强化海洋化工重大关键技术创新,促进科技成果转化,在人才引育和产学研结合方面做了积极探索,并取得了较好的成效。

新工科背景下基于海洋化工实验平台的构建

  1面临的机遇

  实施国家海洋战略,建设海洋强国,发展海洋产业,离不开海洋科技[2],离不开海洋装备和海洋工程的建设,更离不开海洋工程材料的支撑,然而海洋环境存在严重的腐蚀性,各种海洋装备和工程材料在严酷海洋服役环境中极易发生腐蚀、破坏,直接影响到各种海洋装备及海洋工程的可靠性和寿命,造成巨大的经济损失,研究表明,2014年我国的腐蚀总成本约占当年GDP的3.34%,总额超过2万1千亿元人民币,而一般认为海洋腐蚀损失至少占1/3以上[3]。海洋工程材料的腐蚀和生物污损严重制约海洋工程技术和装备发展,随着海洋开发的深入,解决海洋腐蚀问题变得特别迫切,海洋用高性能新材料已经成为当今较为活跃的领域之一,严酷复杂的海洋环境对海洋工程材料提出了更高的要求,开展对海洋材料的腐蚀失效机理的探索与先进防护技术的研究具有重大的社会效益和经济效益,因此加速海洋化工科研和教学实验平台的建设也显得尤为重要和必要,同时,实验平台的建设也是高水平人才培养和高层次教学科研工作的需要,近年来国家及地方各级政府对海洋科教的投入逐渐增加,为海洋科技平台的建设和发展提供了有力保障。

  2存在的问题

  建设高水平特色实验平台的主要目标是培养高层次创新专业人才、促进学科发展、促进原创性科研成果的产生及产业转化,为社会发展和经济建设服务。当前,由于受到高校管理体制的制约和人们传统思维的影响,实验平台的建设遇到不少问题,比如缺少合理的统一规划和管理机制,前瞻性不够,实验室建设的速度跟不上学科发展的速度,高端仪器设备不足或缺乏共享机制,以及高素质科研和实验管理人才储备不够等[4]。设备配置前瞻性不够。很多实验室的仪器设备陈旧,更新换代不及时,大科学装置、高精尖仪器设备、实验(试验)平台匮乏,直接影响到实验室科学研究和教学的深入开展;另外还有较大一部分仪器设备尤其是大型贵重仪器设备仍然隶属于课题组或个人管理,难以实现资源共享,设备利用率低,导致实验室资源的浪费[5]。实验场地有限,空间布局不合理。近年来高校改革扩招,但高校实验室的改造、扩建速度跟不上,有些高校在实验室建设时没有统一规划,特别是科研实验室,各课题组都只考虑到自身研究的需求,一味满足自身研究的需要,各自为政,实验室不能形成规模。人员队伍的素质水平与实验平台建设的需求脱节[6-7]。一方面,高端专业人才储备不足,特别是缺乏创新型高水平拔尖学者,人才跟不上学科建设的步伐;另一方面,实验管理和技术人员队伍专业素质亟需加强。受传统观念影响或体制机制方面的原因,学校往往以教学和科研为中心,对实验人员的重视程度不如专职教学和科研人员,实验人员待遇普遍较低,晋职难度大,使得人员队伍不够稳定,积极性不高,缺乏创新意识,高学历、高层次人才数量偏低,导致实验设备不能得到有效的维护,大型精密仪器设备开发和挖掘的力度不够,无法得到充分的利用发挥其更多的效用,实验室各项管理制度不够完善或无法落到实处,从而影响教学科研的实验质量,甚至增加实验室事故发生风险和出现安全管理问题。

  3海洋化工特色实验平台的建设

  3.1坚持特色,做好实验平台定位

  新工科建设的主要目标为:“主动布局、设置和建设服务国家战略、满足产业需求、面向未来发展的工程学科与专业,培养造就一批具有创新创业能力、跨界整合能力、高素质的各类交叉复合型卓越工程科技人才”[8],当前,空天、海洋等行业均迎来了前所未有的机遇,在此背景下,中山大学围绕服务国家海洋开发和粤港澳大湾区建设发展战略,在珠海校区建设大海洋学科群,化工学院作为海洋学科群建设的重要支撑院系,瞄准科学发展前沿,突出自身学科特色,以建设一流可持续发展的海洋化工学科为目标,开展相关基础研究和前沿技术研究,依托粤港澳大湾区、服务全国、面向世界建设一流海洋化工特色实验平台,实验平台将汇聚国内外高端人才,聚焦海洋腐蚀与防护等前沿交叉学科研究,主要针对重大海洋装备和海洋工程建设中存在的海工材料腐蚀、污损等问题,从腐蚀机理、污损机理等方面入手,研究不同材料在海洋环境中的腐蚀行为和规律,研究新型功能化防护材料和技术,组织科研团队协同创新,推进创新技术开发与产业化,致力于海洋生态环境保护,保证海洋开发工程装备安全长效服役,减少海洋装备大修、中修的次数,同时打造培养国际一流的海洋化工高端人才的摇篮,发挥对地方经济建设和社会发展的支撑作用。

  3.2加强人才队伍建设和实验室管理

  3.2.1引进高端人才,加强学术梯队建设高质量的科研人才队伍是一流实验室发展的关键,学科前沿的领军人物和高素质的研究队伍是开展科研的重要资源[9]。学院在充分利用学校相关优秀师资的基础上,积极引进国内外学科带头人和领军人才,并有针对性地引进具有海外知名大学博士学位,或具有国内博士学位和海外科研工作经历的科研人员,通过建立对实验平台的团队和人员的考核评价制度,采取不同激励措施,倾力打造具有核心竞争力的科研团队,并利用新引进人才的海外学术背景,与众多国际知名高校及科研机构保持良好的合作关系,并积极推动短期科研训练和本科生交换培养等合作项目的实施。3.2.2加强实验管理和技术队伍建设除了积极引进高学历高水平科研教学人才外,还要加强实验平台管理和技术队伍的建设,作为实验室重要支撑力量,一支素质优良、稳定和富于协作精神的实验管理和技术队伍也是不可或缺的,是保证科研和实验教学开展的关键因素[10-11]。一支好的实验管理和技术队伍不但可以为科研保驾护航,保证平台的正常高效运转,也可提高专业实验教学的水平,是培养新工科专业人才创新能力和实践能力的重要保障。平台要持续采取有效措施加强对实验管理和技术人员的培养,为其提供岗位技术培训的机会,安排其参加学术会议、专业技术讲座和相关大型仪器设备展销会,选派人员到国内外先进实验平台参观学习交流,全方位提升实验人员管理能力和专业素质,使实验人员专业知识结构适应现阶段科学技术的发展,为平台的实验教学和科研提供更好的服务;在工资福利和职称评定等方面切实提高实验管理和技术人员的待遇,制定考核晋升和奖惩政策,加强激励,积极引进和留住一批既有坚实理论基础又有先进管理经验的高素质人员,共同支撑实验平台高水平科研和教学工作的开展。高水平的科研人才队伍和专业的实验室管理队伍,两支队伍并行建设,通过引育并举,建成一支由高层次人才领衔、具有海外经历的优秀人才为主体,专业结构和人才层次合理的科研和实验团队,以保证实验室高效稳定运行。3.2.3理顺实验室的管理体制,加强实验平台管理优化调整教学和科研实验室的管理职能,成立实验管理中心,打破原有各自为政的局面,将学院现有的学科平台设备,教学设备以及课题组自己配置的设备建立共享,支撑学院现阶段的科学研究;建立和完善实验室各项规章管理制度,督促实验人员严格遵守,确保实验室高效、规范和安全有序运行,这些实验室管理制度主要包括:实验人员职责和考核制度、实验室设备使用管理制度、实验室化学品管理制度、实验室人员培训制度、实验室安全管理制度、实验室废弃物处理制度、实验室应急管理制度等。

  3.3改善实验环境,完善实验设施,科学规划,实现资源的合理配置

  精密、先进、全面的实验室装备是培养具有创新精神的复合型人才和获得高质量科研成果的前提条件[4]。有了先进的设备,就可以做更多高水平的实验,验证某些科学假设,从而产生一些创新性研究成果[12],而且拥有高精尖设备的科研平台也更有利于吸引和留住一批高水平人才进行科研创新;另一方面,通过实验平台先进设备的学习使用,可以更好地帮助学生消化掌握学到的理论知识,有利于提高和培养学生的综合素质和创新能力。中山大学化工学院在大量引进高端人才加强科研队伍建设的同时,持续加大投入,充实实验设施和仪器设备,完善实验室配置,为教学和科研工作的开展提供有力的硬件保障。2019年底具备国内领先、世界一流水准的化工科研大楼建成后,将为学院和实验平台的发展提供充足的空间保障,到时,各功能实验室的的空间规划更加协调统一,同时减少不同科研实验相互之间的干扰,每一楼层均配有多间会议室和开放的茶歇室,使广大师生有更多机会在宽松的气氛中进行交流;仪器配置方面,在原已配有光学接触角测量仪、GC-MS、HPLC-MS、ICP-MS等一批现代实验设备的基础上,继续购置了一批高端精密科研仪器设备,来满足实验室未来发展的要求,其中包括微纳米力学综合测试系统、微区电化学测试系统、电化学工作站等设备,借助这些高端设备,可以深入开展材料海洋腐蚀试验和测试,研究积累不同材料在海洋环境中的腐蚀行为和规律,为海洋工程装备的设计、选材、研发和使用提供技术支撑;此外,测试中心依托学院已建立的一批省部级研究平台,协同配备包括海洋环境适应性测试系统、薄膜热物性测试系统、等专业测试设备。通过学校的信息化网络预约管理平台,实现科研资源的合理优化配置,提高设备使用效益,同时逐步对社会积极开放,通过资源共享,让它们更好地为科技创新服务、为社会服务,这也是发挥实验平台功能的另一体现[13]。

  3.4实施产学研合作,协同科技攻关

  “复旦共识”明确提出新工科建设需要社会力量积极参与,深入推进产学研合作,通过共建实验室等多种方式开展研究,促进人才培养与产业需求紧密结合[14]。中山大学化工学院已经与多家海洋企事业单位开展合作,充分发挥双方特长,通过资源共享、优势互补,利用各自在教学、生产和科研资源等方面的不同优势进行全方位的深度合作,协同攻关科研项目,实现互惠互利、合作共赢。积极推动实验平台向企业和社会开放,共享科研仪器设备、科技成果,为相关海洋科研或企事业单位提供更好的技术服务,积极解决这些单位在生产和发展中遇到的技术难题,通过实验平台,形成从实验室小试、中试到产业化的政、产、学、研运行模式和机制,并积极促进相关技术的产业化进程。

  3.5实验平台的影响和效益

  面向国家重大战略需求,立足世界海洋科技前沿,实验平台加强在海洋化工技术方面的研究和应用,加速科研成果转化。近年来学院和实验平台承担了国家自然科学基金重点项目、国家科技计划项目科技基础性工作专项、广东省科技计划项目重大科技专项等一系列重大科研项目,获得国家奖项和广东省科学技术奖等多项国家和省部级奖励;在相关专业期刊上发表了大量SCI/EI论文,获得发明专利授权多项。

  4结语

  在中国从海洋大国向海洋强国迈进的过程中,加快建设创新实验平台,有利于在新形势下找准国家新产业需求,培养面向未来发展的高素质的学科交叉复合型工程科技人才[7]。围绕学校“德才兼备、领袖气质、家国情怀”的人才培养目标及“新工科”建设的发展要求,中山大学化工学院坚持科学与工程双轮驱动,借势海洋经济发展,充分利用自身优势,整合社会优势资源,积极探索,创建面向国际前沿和学科交叉的可持续发展新型学科,致力于建设海洋化工特色创新实验平台,深入研究海洋材料腐蚀行为、开发海洋新材料及腐蚀防护新技术,并加速科研成果转化,实现海洋化工领域的产学研结合,培养造就一批创新型海洋化工专业人才,更好地服务于国家海洋开发和粤港澳大湾区建设发展战略,推动海洋材料和海洋化工产业的发展。

  参考文献

  [1]全国海洋经济发展“十三五”规划[EB/OL].

  [2]吴立新.建设海洋强国离不开海洋科技[J].中国战略新兴产业,2017(45):94.

  [3]张盾.“海洋材料与装备的环境腐蚀与防护技术”序言[J].装备环境工程,2018,15(10):8-9.

  [4]许志博,刚健.搭建多学科共享实验平台促进协同创新发展[J].实验室科学,2014,17(1):152-155.

  [5]周连景,李秀珍,肖雯.基于学科交叉的实验平台建设探讨[J].实验科学与技术,2018,16(1):137-140.

  《新工科背景下基于海洋化工实验平台的构建》来源:《广东化工》,作者:曾晖 王义珍 刘海峰

文章标题:新工科背景下基于海洋化工实验平台的构建

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