高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的開(kāi)放與管理的思考

姚懷 熊毅 文九巴

摘要：結(jié)合自己在高校實(shí)驗(yàn)室的工作實(shí)踐，對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的開(kāi)放、管理及使用過(guò)程中存在的問(wèn)題提出自己的見(jiàn)解，并探討通過(guò)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的開(kāi)放來(lái)激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的興趣及提高實(shí)驗(yàn)儀器的使用效率。

關(guān)鍵詞：儀器設(shè)備；實(shí)驗(yàn)室管理；開(kāi)放與管理；思考

中圖分類(lèi)號(hào)：G647 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）28-0277-02

實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備是高校師生從事教學(xué)及科研活動(dòng)的最直接的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。隨著國(guó)家對(duì)教育支出的不斷加大，高校實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的種類(lèi)和數(shù)量得到了快速發(fā)展[2-3]，因此需要高校實(shí)驗(yàn)工作人員加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的科學(xué)管理及規(guī)范化操作。為了提高學(xué)生對(duì)科研的興趣，并使實(shí)驗(yàn)設(shè)備的價(jià)值得以充分體現(xiàn)，根據(jù)冶金專(zhuān)業(yè)的實(shí)際情況，結(jié)合作者的工作實(shí)踐及其體會(huì)，對(duì)我專(zhuān)業(yè)儀器設(shè)備的開(kāi)放、管理思路以及利用率進(jìn)行了總結(jié)和探討。

一、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放思路

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般采用驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，是對(duì)某門(mén)課程內(nèi)的部分理論或者結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、形式及結(jié)果較為固定，即學(xué)生在固定的實(shí)驗(yàn)框架內(nèi)得到較為固定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。雖然課內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣由顚W(xué)生對(duì)理論課中部分知識(shí)的認(rèn)識(shí)，但是課內(nèi)實(shí)驗(yàn)較為集中，并且實(shí)驗(yàn)數(shù)量有限，調(diào)動(dòng)廣大學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的積極性不夠明顯。為了提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力和對(duì)自己專(zhuān)業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)能力，結(jié)合本專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，提出了以下思路。比如，為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)熔點(diǎn)及凝固點(diǎn)概念的認(rèn)識(shí)，冶金專(zhuān)業(yè)建立了開(kāi)放性的差熱分析實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室設(shè)備開(kāi)放能夠提高學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的自主性，由學(xué)生自己選擇合金，獨(dú)立操作，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的操作與數(shù)據(jù)的分析處理，學(xué)生能夠更加深刻地認(rèn)識(shí)到在非平衡狀態(tài)下合金熔點(diǎn)及凝固點(diǎn)的區(qū)別，也能夠通過(guò)變化升溫速率了解升溫速率的變化對(duì)合金熔點(diǎn)的影響。同時(shí)，為了讓學(xué)生了解不同合金的耐腐蝕性能，我們建立了開(kāi)放性的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生通過(guò)對(duì)腐蝕電化學(xué)原理以及電化學(xué)工作站工作原理的學(xué)習(xí)，由學(xué)生自己選擇待測(cè)合金、輔助電極、參比電極及溶液，自己設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)并進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步了解金屬在特定溶液中的自腐蝕電位及耐腐蝕性。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)是由專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備情況，由實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一制定出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并列出簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)大綱，學(xué)生根據(jù)自己的課余時(shí)間和愛(ài)好進(jìn)行選擇實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程的設(shè)計(jì)及操作均由學(xué)生完成。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的設(shè)定能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的熱愛(ài)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，還能夠提高高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率。

二、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的形式

一是對(duì)本校師生開(kāi)放。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備對(duì)學(xué)生開(kāi)放首先能夠補(bǔ)充正常教學(xué)中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和內(nèi)容不足的情況，同時(shí)也能夠提高廣大學(xué)生對(duì)科研的熱愛(ài)程度，使老師能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和挖掘具有科研潛質(zhì)的學(xué)生并對(duì)其進(jìn)行培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放也能夠使實(shí)驗(yàn)室成為學(xué)生的第二課堂和學(xué)生進(jìn)行課外科研活動(dòng)的基地[4，5]。比如：本學(xué)院冶金實(shí)驗(yàn)室的RTW-10型熔體物性綜合測(cè)定儀和RDS-05全自動(dòng)熔速測(cè)定儀設(shè)備，能夠提供比教學(xué)大綱更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該設(shè)備能夠?qū)?shí)驗(yàn)分為四項(xiàng)：高溫下不同熔渣的熔點(diǎn)熔速、黏度、密度及表面張力實(shí)驗(yàn)，也可將在該設(shè)備下將實(shí)驗(yàn)分為室溫下不同溶液的黏度、密度及表面張力。上述實(shí)驗(yàn)主要以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生自己設(shè)計(jì)熔渣配方，并對(duì)熔渣密度、熔點(diǎn)、黏度及表面張力等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行比較分析哪種原料配方更加適合工業(yè)生產(chǎn)需要，并分析評(píng)價(jià)不同配方熔渣的一些性能及其性能差別的原因。老師可以將這些測(cè)試方法的原理、特點(diǎn)、適用范圍、操作工藝、規(guī)程及其注意事項(xiàng)等內(nèi)容掛入校園網(wǎng)中，以供學(xué)生參考及選擇。開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，在開(kāi)拓學(xué)生視野的同時(shí)，又提供了學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。對(duì)于探索研究型實(shí)驗(yàn)，冶金實(shí)驗(yàn)室主要開(kāi)放了DHF88硅酸鹽化學(xué)成分分析儀及冶金動(dòng)力學(xué)測(cè)試儀。以化學(xué)成分分析儀為例，該設(shè)備能夠?qū)μ沾?、耐火材料、水泥、高硅高鋁樣品及高鈣高鎂等樣品的成分進(jìn)行檢測(cè)。該類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生先查閱文獻(xiàn)資料，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)材料的選擇及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，并提交可行性論證報(bào)告。實(shí)驗(yàn)老師認(rèn)為實(shí)驗(yàn)方案可行后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束兩周內(nèi)學(xué)生需要提交實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告。因此，上述實(shí)驗(yàn)設(shè)備的開(kāi)放，能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)不同材料的性能進(jìn)行簡(jiǎn)單的探索性研究，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)于發(fā)生意外情況的隨機(jī)處理能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

三、加強(qiáng)儀器設(shè)備的管理

隨著高?？蒲辛Χ鹊募哟螅瑑x器設(shè)備的更新及引進(jìn)力度不斷加大，隨之在使用和管理過(guò)程中的一些問(wèn)題也相繼出現(xiàn)。比如，管理制度相對(duì)不完善，使用過(guò)程中的一些違規(guī)操作，個(gè)別設(shè)備使用率低，造成資源浪費(fèi)，以及個(gè)別設(shè)備有人用無(wú)人修等問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現(xiàn)，主要是責(zé)任劃分不合理造成的。因此，隨著現(xiàn)代高校實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理經(jīng)驗(yàn)的交流，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理水平和運(yùn)行水平。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)室中的大型設(shè)備，使用效率通常較低，容易導(dǎo)致大型設(shè)備長(zhǎng)期得不到維護(hù)，會(huì)造成單次維護(hù)費(fèi)用及單次運(yùn)行成本升高。因此，實(shí)驗(yàn)室大型設(shè)備在收取一定實(shí)驗(yàn)費(fèi)用的基礎(chǔ)上必須面向社會(huì)開(kāi)放使用，這樣能夠提高設(shè)備的使用率，降低設(shè)備的單次使用費(fèi)用，使實(shí)驗(yàn)大型設(shè)備的投資效益得到充分發(fā)揮。大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的對(duì)外開(kāi)放在提高設(shè)備使用效率的同時(shí)，也提高了對(duì)設(shè)備管理工作的要求，即加大了管理工作的難度。因此，大型儀器設(shè)備必須由學(xué)院集中管理，管理更加制度化、規(guī)范化、科學(xué)化，具體做法就是大型儀器專(zhuān)人管理，建立完整的技術(shù)檔案，每次儀器設(shè)備的使用開(kāi)始時(shí)間及結(jié)束時(shí)間都有記錄，以及設(shè)備的使用情況，即運(yùn)行狀況，都要有詳細(xì)記錄，該記錄方便設(shè)備負(fù)責(zé)人進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，更加方便有關(guān)人員對(duì)設(shè)備使用情況有一個(gè)詳細(xì)的認(rèn)識(shí)。

四、嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，確保人員和儀器設(shè)備的安全

實(shí)驗(yàn)室大型設(shè)備都具有嚴(yán)格的操作規(guī)程，實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)定較為嚴(yán)格，比如：RTW-10型熔體物性綜合測(cè)定儀設(shè)備，升溫速度不能過(guò)快，最高溫度不能超過(guò)1350℃等，否則容易使加熱管或者加熱電阻絲損壞，如果出現(xiàn)上述問(wèn)題，設(shè)備的維修費(fèi)用會(huì)達(dá)到幾千元，設(shè)備的違規(guī)操作也容易引起火災(zāi)甚至危及人身安全。對(duì)于簡(jiǎn)易差熱分析儀設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須打開(kāi)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，否則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱而損壞。因此，每臺(tái)大型設(shè)備附近必須有詳細(xì)的設(shè)備說(shuō)明書(shū)、操作規(guī)程及設(shè)備使用的安全規(guī)章制度，以便實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作人員及非實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)業(yè)的操作人員能夠在操作設(shè)備前對(duì)設(shè)備有一個(gè)詳細(xì)的認(rèn)識(shí)。詳細(xì)的設(shè)備使用說(shuō)明及操作規(guī)程也容易使非實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)業(yè)操作人員在實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)業(yè)人員的指導(dǎo)下，按照設(shè)備操作規(guī)程對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行操作。設(shè)備使用的安全規(guī)章制度能夠使設(shè)備操作人員在使用設(shè)備前對(duì)設(shè)備的安全操作及注意事項(xiàng)有一個(gè)詳細(xì)的認(rèn)識(shí)。對(duì)于操作性要求嚴(yán)格的精密大型設(shè)備，負(fù)責(zé)該設(shè)備的操作人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格后才能對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。設(shè)備說(shuō)明書(shū)、操作規(guī)程及設(shè)備使用的安全規(guī)章制度的掛放對(duì)操作人員的安全及儀器設(shè)備的正常使用具有非常重要的作用。

實(shí)驗(yàn)室中常用的中小型實(shí)驗(yàn)儀器，由于該類(lèi)設(shè)備數(shù)量較多，使用頻率較高，設(shè)備的使用及操作人員一般為非實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)業(yè)人員，因此，從操作人員的安全性及設(shè)備維護(hù)方面考慮，每臺(tái)設(shè)備旁的顯著位置應(yīng)放置該設(shè)備的說(shuō)明書(shū)、操作規(guī)程及設(shè)備使用的安全規(guī)章制度。

五、結(jié)束語(yǔ)

高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備是教學(xué)與科研的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備向?qū)W校師生及社會(huì)全面開(kāi)放，并且構(gòu)建完善的、先進(jìn)的管理制度，才能夠顯著提高實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的利用率，同時(shí)提高實(shí)踐課程的教學(xué)質(zhì)量，充分利用國(guó)家對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入來(lái)提升學(xué)校的核心競(jìng)爭(zhēng)力，真正實(shí)現(xiàn)高校大型儀器設(shè)備更加有效地為教學(xué)、科研及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)服務(wù)，推動(dòng)現(xiàn)代尖端科技的創(chuàng)新與突破，為社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步服務(wù)。

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