張予東，李潤明，常海波，馬鵬濤

(河南大學(xué)　a.化學(xué)化工學(xué)院；　b.民生學(xué)院，河南　開封　475004)

?

淺談熱分析儀器管理與教學(xué)心得

張予東a,b，李潤明a，常海波a，馬鵬濤a

(河南大學(xué)a.化學(xué)化工學(xué)院；b.民生學(xué)院，河南開封475004)

摘要大型儀器是高校教學(xué)與科研的必備條件，如何管理好大型儀器并服務(wù)教學(xué)與科研是目前討論的熱點(diǎn)。該文以熱分析儀器為例，結(jié)合從事理論教學(xué)和科研的工作經(jīng)歷，從儀器管理、儀器教學(xué)內(nèi)容、儀器授課方式、儀器教學(xué)與科研的結(jié)合等方面入手，總結(jié)利用大型儀器從事教學(xué)與科研的心得。

關(guān)鍵詞熱分析儀器；教學(xué)儀器；儀器管理；教學(xué)與科研

熱分析是指在程序控制溫度和一定氣氛下，測量物質(zhì)的物理性質(zhì)與溫度或時間關(guān)系的一類技術(shù)。隨著材料等學(xué)科研究的深入發(fā)展，熱分析儀器在大型精密儀器中也占有著一席之地[1]，并逐漸形成自己的系列特色。根據(jù)測試的物理量不同，我校擁有熱重分析儀、差熱分析儀、差示掃描量熱分析儀、動態(tài)熱機(jī)械分析儀、流變分析儀、熱重/差熱聯(lián)用儀，以及熱重/紅外/質(zhì)譜聯(lián)用儀等多種熱分析設(shè)備。由于熱分析原理比較抽象，同時儀器數(shù)量少、價格昂貴、操作復(fù)雜、主要用于科研，教學(xué)效果往往不甚理想[2]。筆者管理熱分析設(shè)備多年，同時又講授近代材料分析測試方法課程，積累了一定的管理和教學(xué)經(jīng)驗，本文淺談幾點(diǎn)大型儀器的管理和教學(xué)體會。

1管理制度和運(yùn)行機(jī)制

加強(qiáng)大型儀器的管理，提高其利用效率，近年來已逐漸成為大家的共識[3-5]。從事儀器管理工作的主要是實驗系列人員和部分兼職教師，建議學(xué)校乃至國家教育主管部門出臺一些具體的措施，參照對教學(xué)科研的管理，激發(fā)儀器管理人員的工作積極性。如在完成日常工作的基礎(chǔ)上，為他們提供專項的課題資助用于大型儀器的功能開發(fā)。另外，實驗系列人員作為高校教師的一部分，在職稱評定上一直不能和專職教師一樣有正高級職稱的評定政策也是影響實驗管理人員工作積極性的重要因素。實驗系列正高級職稱在我國的部分高校和省份已有探索，但仍沒有被普及開來。我校去年專門成立了以主管副校長任組長，各相關(guān)職能部門領(lǐng)導(dǎo)任副組長的全校大型儀器管理共享平臺改革領(lǐng)導(dǎo)小組，并出臺了《大型設(shè)備管理崗與操作崗的設(shè)置與管理》《大型設(shè)備管理和操作培訓(xùn)制度》《大型設(shè)備有償使用管理辦法》等相關(guān)制度。我校大型儀器的管理工作正逐步完善。

2儀器教學(xué)內(nèi)容

大型精密儀器的教學(xué)有自身特點(diǎn)。一般儀器的原理比較抽象，平時學(xué)生接觸這些儀器機(jī)會較少，理論教學(xué)學(xué)生往往難以理解。我院的熱分析儀器種類比較齊全，筆者在授課時充分利用管理這些設(shè)備時積累的資料和實例，根據(jù)每種儀器的性能，少講原理的推導(dǎo)，重點(diǎn)講樣品制備方法、測試結(jié)果(如所得曲線或圖譜)的分析方法，并讓學(xué)生了解各種儀器應(yīng)用范圍。同時，利用多媒體，穿插儀器的操作視頻和實例片段，激發(fā)學(xué)生對儀器學(xué)習(xí)的興趣。如在近代材料分析測試方法課程教學(xué)中用1986年美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)失事實例向?qū)W生講解動態(tài)熱機(jī)械儀在解析該事故中所起的關(guān)鍵作用；結(jié)合2013年“3·15”央視質(zhì)量報告節(jié)目曝光奔馳、寶馬和奧迪三大豪華車品牌使用瀝青阻尼片，導(dǎo)致車內(nèi)空氣質(zhì)量嚴(yán)重污染的這一公眾事件，讓學(xué)生們關(guān)注熱重分析儀所起到的作用[6]。由淺入深的教學(xué)需廣泛地閱讀并理解熱分析領(lǐng)域的相關(guān)資料，如蔡正千主編的《熱分析》、 高家武等編著的《高分子材料熱分析曲線集》、劉振海主編的《熱分析導(dǎo)論》、胡榮祖主編的《熱分析動力學(xué)》、瑞士梅特勒-托利多熱分析公司出版的系列《熱分析應(yīng)用手冊》等。同時，還需關(guān)注該類儀器網(wǎng)絡(luò)論壇的信息，不斷參加與之相關(guān)的全國學(xué)術(shù)會議和儀器廠家組織的用戶交流會議，如隸屬中國化學(xué)會的熱分析應(yīng)用技術(shù)分會和熱分析動力學(xué)分會。國際上知名的熱分析公司有美國的TA公司、瑞士的梅特勒—托利多公司、德國的耐馳公司等。多方面的知識拓寬和更新了熱分析理論和實踐知識，從而使課堂的授課內(nèi)容源于教材，又新于教材。

3儀器授課方式

必須緊密結(jié)合儀器授課，才能讓學(xué)生收獲更大，達(dá)到較好的教學(xué)效果。以近代材料分析測試方法課程為例，教師既要有熱分析儀器的理論知識又要有熟練操作的技能。通過管理熱分析儀器，又講授近代材料分析測試方法課程，平時為學(xué)生們提供課余時間，安排他們分組到熱分析儀器實驗室見習(xí)日常的測試工作，打消他們對大型儀器的神秘感，補(bǔ)充實踐教學(xué)課時的不足，培養(yǎng)他們對大型儀器的興趣，進(jìn)而引導(dǎo)他們明白一個道理：每臺大型儀器并不是簡單地只能測出一條曲線或圖譜，深入的管理有可能培養(yǎng)出一位出色的儀器專家；只有對儀器了如指掌，使用起來才能得心應(yīng)手，才能為將來的科研和實際工作奠定好堅實基礎(chǔ)。

4儀器教學(xué)與科研結(jié)合

儀器管理、教學(xué)和科研的有機(jī)結(jié)合是發(fā)揮儀器功能的最高境界。將儀器教學(xué)與科研結(jié)合的優(yōu)勢執(zhí)行者就是分管大型精密儀器的老師，他們在日常的測試工作中結(jié)合不同的科研課題積累了豐富的科研素材，從分析測試的角度可以挖掘出表征曲線的更多信息。如熱重分析的測試，一般情況下測一條熱分解曲線得到樣品的失重含量，再伴隨其差熱曲線(DTA)和微商曲線(DTG)即可。但在課堂上結(jié)合科研，可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：不同樣品的熱分解曲線有無規(guī)律可循？同一系列樣品的熱分解曲線有什么異同？目前探討熱分解機(jī)理的方法有哪些？并結(jié)合科研實例向?qū)W生介紹熱分解曲線還可以給我們提供深層次的信息。同時向?qū)W生介紹目前國內(nèi)和國際上利用該儀器進(jìn)行科學(xué)研究的機(jī)構(gòu)和組織、相關(guān)的文獻(xiàn)期刊等。又如，差示掃描量熱分析儀對測定聚合物材料的熔融和結(jié)晶很有幫助，這在高分子物理理論課中也會講到，在材料分析測試課上筆者就側(cè)重講解其測試熔融和結(jié)晶的方法，并鼓勵有興趣的學(xué)生參加科研課題小組，利用該儀器深入研究材料的結(jié)晶動力學(xué)變化。這樣的教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的科研意識。多年工作中，不斷有本科生要求到筆者這里做畢業(yè)設(shè)計，這些學(xué)生一半以上考取了研究生。筆者也逐漸形成了自己獨(dú)特的熱分析儀器科研教學(xué)模式。

5結(jié)束語

管理好大型儀器并充分利用它們服務(wù)于教學(xué)與科研工作，三者密不可分。根據(jù)學(xué)校和自身崗位，在自己的工作中將儀器、教學(xué)與科研進(jìn)行有機(jī)的統(tǒng)一。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]周平華，許乾慰. 熱分析在高分子材料中的應(yīng)用[J].上海塑料，2004(1):36-40.

[2]吳建國，楊正宏．利用大型分析測試儀器開展本科學(xué)生實驗教學(xué)[J].實驗室研究與探索，2007, 26(11):130-132.

[3]卞寧生，徐錚，李翔，等.教學(xué)型大型儀器實驗室資源共享平臺的構(gòu)建與管理[J]. 實驗室研究與探索，2009, 28(3):288-290.

[4]俞琛捷.高校分析測試中心的開放與共享[J].實驗技術(shù)與管理，2013, 30(6):174-177.

[5]秦亮，蘆笙．關(guān)于院級材料分析測試中心管理若干問題的幾點(diǎn)探討[J]. 高校實驗室工作研究，2010(4):79-80.

[6]張予東，李潤明，常海波，等.淺談如何提高“高分子材料分析與測試技術(shù)”課程的教學(xué)質(zhì)量 [J].廣東化工，2015,42(7):195-196.

Simple Introduction to Teaching Management of Large Instruments

ZHANG Yudonga,b, LI Runminga, CHANG Haiboa, MA Pengtaoa

(a.CollegeofChemistryandChemicalEngineering；b.MinshengCollege,HenanUmiversity,Kaifeng475004，China)

AbstractLarge equipment is the essential condition of teaching and scientific research in colleges and universities.How to manage large equipment service teaching and scientific research is a focus of current. This paper from the perspective of my own management thermal analysis instrument, combined with work in the theory of teaching and scientific research experience, from the instrument management, teaching content, teaching mode of the instrument, instrument into the combination of teaching and scientific research, the author summarizes the use of large-scale instruments and the practice of teaching and scientific research.

Key wordsthermal analysis instrument; teaching instrument; management；teaching and scientific researeh

收稿日期:2015-09-15

基金項目：河南大學(xué)第十四批教學(xué)改革項目(HDXJJG2014-74)；河南大學(xué)民生學(xué)院教育教學(xué)改革研究項目(MSJG2014048)。

作者簡介：張予東(1971-)，男，碩士，高級實驗師，從事實驗室管理與教學(xué)工作。

中圖分類號G482

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.02.049