淺談大型儀器互聯(lián)網(wǎng)共享開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究

彭倩倩

摘 要 科技進(jìn)步飛速發(fā)展的今天，實(shí)驗(yàn)和理論研究均離不開(kāi)大型儀器的驗(yàn)證。大型儀器和開(kāi)放共享工作日益成為高校普遍重視的工作。共享之后能夠向?qū)W生提供開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而能夠提高學(xué)生動(dòng)手能力、加強(qiáng)儀器和實(shí)驗(yàn)的理解，在滿足科研測(cè)試的同時(shí)能夠培養(yǎng)學(xué)生加入到教學(xué)隊(duì)伍中，進(jìn)而推行大型儀器教學(xué)工作。

關(guān)鍵詞 大型儀器 互聯(lián)網(wǎng)共享 開(kāi)放教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，掃描電鏡、拉曼光譜儀等大型儀器已經(jīng)成為科研中不可或缺的測(cè)試工具。而在教學(xué)中有些教材內(nèi)容相對(duì)落后，要不斷在講課中給予補(bǔ)充，否則不能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。大型儀器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)共享進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖召M(fèi)管理之后，提高了利用率，智能化管理之后更有利于面向?qū)W生進(jìn)行開(kāi)放教學(xué)。本科生研究生在動(dòng)手操作的過(guò)程中提高對(duì)大型儀器原理、結(jié)構(gòu)和物理知識(shí)的直觀理解和認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，比單純的講解更有利于開(kāi)展實(shí)驗(yàn)和教學(xué)工作。

1高校大型儀器共享使用和教學(xué)的現(xiàn)狀

最近幾年各個(gè)高校都進(jìn)行了大型儀器共享的嘗試和實(shí)施，高校在大型儀器開(kāi)放共享方面持續(xù)開(kāi)展機(jī)制研究和創(chuàng)新，形成了一系列比較成熟有效的政策、措施。建立集中的測(cè)試中心，合理的收取部分科研經(jīng)費(fèi)用于共享服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)和大型儀器的維護(hù)，制定測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和加強(qiáng)測(cè)試人員的專業(yè)化，提高大型儀器操作人員的科研素養(yǎng)等。特別是建立大型儀器維修基金，可以均衡院系之間的經(jīng)費(fèi)不足等問(wèn)題。這些措施在一些高校得到了不同程度的實(shí)踐，取得了比較好的效果，產(chǎn)生了廣泛的社會(huì)影響，高校也逐步成為全社會(huì)分析測(cè)試服務(wù)的重要基地。

教學(xué)面向?qū)W生開(kāi)放可以提高大型儀器使用率，更大的發(fā)揮科研教學(xué)用途。雖然本校也開(kāi)設(shè)相關(guān)課程， 但主要是講解設(shè)備的結(jié)構(gòu)、分析測(cè)試原理， 很少有機(jī)會(huì)讓學(xué)生近距離接觸到實(shí)驗(yàn)設(shè)備，更何況是親自動(dòng)手參與到分析測(cè)試過(guò)程中， 所設(shè)實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)課時(shí)基本上只是參觀一下實(shí)驗(yàn)室，考慮到大型儀器都是從國(guó)外引進(jìn)的，價(jià)格昂貴，一旦出現(xiàn)問(wèn)題維修周期長(zhǎng)價(jià)格昂貴，耽誤其他科研工作，所以不讓學(xué)生使用，學(xué)生動(dòng)手能力差，因此很難達(dá)到教學(xué)效果。特別是掃描電子顯微鏡，操作熟練需要長(zhǎng)時(shí)間的練習(xí)和經(jīng)驗(yàn)積累以及專業(yè)培訓(xùn)。在操作過(guò)程中開(kāi)關(guān)機(jī)需要抽真空和破真空的時(shí)間比較長(zhǎng)，燈絲對(duì)樣品的要求比較嚴(yán)格，誤操作容易損壞，維修價(jià)格非常昂貴周期長(zhǎng)，因此很少用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

正是由于操作水平和時(shí)間等各種條件限制，掃描電子顯微鏡和能譜儀的操作過(guò)程，學(xué)生只能看專業(yè)老師對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行形貌觀察和成分分析，如何制備樣品，怎樣制備好的實(shí)驗(yàn)樣品，怎么拍出漂亮的形貌照片和正確的成分分析，學(xué)生只有理性但沒(méi)有感性認(rèn)識(shí)，動(dòng)手能力差。學(xué)生單靠講授很難達(dá)到理想的教學(xué)效果，如果將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來(lái)，將會(huì)起到事半功倍的效果。儀器共享以后，軟件檢測(cè)和收費(fèi)記錄系統(tǒng)都能實(shí)時(shí)記錄，以及共享平臺(tái)的維修基金一起為大型儀器的開(kāi)放式教學(xué)提供了可靠的保障。

2大型儀器面向?qū)W生開(kāi)放教學(xué)采取的一些措施

（1）讓學(xué)生直觀接觸大型儀器設(shè)備，直觀了解儀器原理、結(jié)構(gòu)和相關(guān)配套設(shè)施。對(duì)于大學(xué)生和研究生來(lái)說(shuō)，熟練掌握實(shí)驗(yàn)儀器的原理和操作，對(duì)他們以后的科研和繼續(xù)求學(xué)有很大的幫助。學(xué)習(xí)使用共享平臺(tái)的操作規(guī)則，預(yù)約、提交等步驟，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲辛?xí)慣，做到不遲到不爽約，盡量做到最大限度的節(jié)約使用大型儀器。在使用精密大型儀器的時(shí)候必須嚴(yán)格按照步驟進(jìn)行操作，因此指導(dǎo)老師要嚴(yán)格要求。提高教學(xué)改革質(zhì)量，多閱讀文獻(xiàn)資料，積極備課，準(zhǔn)備好相應(yīng)的教材，指導(dǎo)老師主動(dòng)參與到科研工作中。只有老師的水平提高了才能更好的指導(dǎo)學(xué)生，要緊跟知識(shí)發(fā)展的腳步，把與大型儀器相關(guān)的前沿知識(shí)傳遞給學(xué)生，拓寬學(xué)生知識(shí)面。

（2）讓學(xué)生全程參與到樣品的制備、測(cè)試和結(jié)果分析中，及時(shí)講解相關(guān)大型儀器的最新的科研動(dòng)態(tài)。針對(duì)具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，樣品的制備以及測(cè)試需要用心準(zhǔn)備 。由于不同專業(yè)不同方向的學(xué)生對(duì)樣品測(cè)試的要求不同，以及本科生和研究生的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)目的不同，在樣品制備上要有所區(qū)分和精心準(zhǔn)備。不同專業(yè)的樣品要根據(jù)學(xué)科來(lái)提前挑選。對(duì)本科生盡量讓他們了解更加多種多樣的樣品，讓他們掌握不同測(cè)試技巧，對(duì)研究生除了講解原理和多種樣品以外還要著重講解他們所做實(shí)驗(yàn)方向的樣品測(cè)試。選有經(jīng)驗(yàn)的老師幫同學(xué)選取適合的樣品，現(xiàn)場(chǎng)講解大型儀器的基本原理、結(jié)構(gòu)和使用方法。把平時(shí)日常工作測(cè)試的不同種類的科研樣品留下歸類保存，以方便上課時(shí)候同學(xué)制備測(cè)試使用。也可以讓同學(xué)自己動(dòng)手制備自己感興趣的實(shí)驗(yàn)樣品，在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行形貌測(cè)試和元素分析。

（3）開(kāi)放大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)，設(shè)立專職大型儀器專職教師并倡導(dǎo)更多有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生納入項(xiàng)目組成員對(duì)學(xué)生進(jìn)行儀器操作指導(dǎo)。指導(dǎo)學(xué)生熟練掌握大型儀器操作。由于受資金限制，一般大型儀器設(shè)備很少，很多高校兩校區(qū)辦公，大型儀器的開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間比較長(zhǎng)，而學(xué)生數(shù)量較多，為了充分利用大型儀器資源也為了更好的滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求，因此需要專職實(shí)驗(yàn)老師培養(yǎng)一批碩博士納入大型實(shí)驗(yàn)儀器教學(xué)。這樣既能保證平時(shí)科研測(cè)試工作的順利完成，也能更好的開(kāi)展開(kāi)放大型儀器教學(xué)工作。正確處理科研投入和教學(xué)投入之間的矛盾，積極承擔(dān)起人才培養(yǎng)的責(zé)任。同時(shí)，建議學(xué)校和學(xué)院完善各種制度建設(shè)，用制度來(lái)規(guī)范管理工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保實(shí)驗(yàn)室在開(kāi)放中具有良好的運(yùn)行環(huán)境，使大型儀器開(kāi)（下轉(zhuǎn)第158頁(yè)）（上接第127頁(yè)）放教學(xué)這項(xiàng)工作，成為其提高觀察能力、實(shí)踐操作能力和研究創(chuàng)新能力的重要平臺(tái)。大型儀器定期開(kāi)放讓學(xué)生接觸和學(xué)習(xí)比較尖端和前沿的科技，激發(fā)他們的創(chuàng)新能力。

3結(jié)語(yǔ)

一般情況下高校的大型儀器雖然數(shù)量多但比較分散，使用率低，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)共享平臺(tái)后，能夠更好的利用和保護(hù)好儀器。能夠通過(guò)平臺(tái)看到儀器空閑時(shí)間，分配好教師學(xué)生科研測(cè)試和學(xué)生學(xué)習(xí)操作的時(shí)間。將大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)結(jié)合在一起，設(shè)置專業(yè)指導(dǎo)老師并納入更多學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)課題組能夠有效解決科研測(cè)試和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間精力不足的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生能夠有較高的實(shí)驗(yàn)技能、分析測(cè)試技術(shù)和創(chuàng)新意識(shí)，使他們?cè)趯W(xué)習(xí)中和工作后能夠獨(dú)立進(jìn)行相關(guān)測(cè)試的科研工作，同時(shí)充分利用了大型儀器設(shè)備，使學(xué)生的大型儀器實(shí)驗(yàn)課直觀生動(dòng)，激發(fā)了創(chuàng)新性。

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