材料科學與工程學院實驗中心管理模式探索

堵艷艷, 李 聰, 龔躍球, 孫立忠, 蔣文娟

(湘潭大學 材料科學與工程學院, 湖南 湘潭 411105)

為適應21世紀人才培養的目標要求,大力培育創新型和應用型人才,學生的實踐能力培養越來越受到重視,實踐能力被普遍認為是人才培養中的關鍵環節之一[1-2]。高校實驗室具有承擔實驗教學、科學研究、社會服務、支持大學生實踐創新、創業訓練、學科競賽等功能。實驗室是培養學生動手能力、創新能力的平臺,良好的實驗環境能給學生提供更多更好的實驗機會,能夠給學生更多的創作靈感和實驗熱情,是培養學生創新能力和實踐能力的基礎[3-7]。因此,一種科學、有效的實驗室管理模式具有重要的意義。

材料學科屬于典型的理論和實踐相結合的學科。近幾年,為了提高學生的實踐能力,湘潭大學材料科學與工程學院不斷的探索改革,專門成立了實驗中心,該中心實行主任負責制,實驗技術人員為中心成員,主要工作為負責全院的實驗室建設和管理、本科實驗教學等工作。本文就實驗中心的管理模式進行探索研究,主要從實驗室管理方式、實驗教學、實驗技術人員隊伍建設等方面著手,希望探索出一種適合本院系特色的實驗室管理模式,為廣大師生建立良好的實驗環境,積極推進素質教育,提高實驗教學質量,為培養創新型人才和應用型人才作出重要貢獻[6]。

1 新的實驗室管理方式的探索

1.1 實驗室安全管理制度的建立和完善

高校實驗室的安全工作既是實驗室建設和管理的重要組成部分,又是高校實驗教學、科研和社會服務等工作正常開展的必要保障[8]。實驗室的安全問題不僅關系到廣大師生的人身安全,還關系到國家財產的安全,是和諧校園建設的重要前提之一。因此,建立健全的安全制度,落實安全措施,對實驗室的安全管理至關重要。材料科學與工程學院實驗中心在學校實驗室管理相關文件基礎上,制定了“材料科學與工程實驗中心實驗室管理規則”和“材料科學與工程實驗中心安全規則”。 結合本院實際情況,遵循“安全第一, 預防為主”的方針和“誰主管、誰負責”的原則,對實驗室的安全管理制度做了進一步完善,實驗室必須有專人分工負責安全工作,明確職責,落實安全責任制,做到“縱向到底、橫向到邊”,具體措施如下：

(1) 責任教師和實驗人員共同監管實驗室。實驗中心將學院所有實驗室房間(包括科研實驗室和本科教學實驗室)安排到具體的負責人監管,簽訂安全責任書,將安全責任明確到人。每間實驗室由1名責任教師和1名實驗人員共同監管。責任教師的職責是安全防火責任人,對安全隱患問題及時整改。實驗人員的職責是每天上午和下午到所負責的房間簽到,檢查實驗室的水電氣等安全工作,還要隨時監督和引導學生遵守實驗室規章制度。若發現問題及時報告給責任教師,協助責任教師及時整改安全隱患。合理分工,合力共抓落實,將實驗室安全納入規范化、制度化的良性軌道[9]。

(2) 進出實驗室實行準入制度。建立完善的實驗室準入制度,才能把師生的安全教育工作落實到位。材料科學與工程學院實驗中心對所有進入實驗室的教師和高年級本科生、研究生執行準入制度,要求所有師生員工必須進入“湘潭大學實驗室安全學習考試系統”在線學習有關實驗室安全知識,通過實驗室安全考試并達到合格標準。若想進入某間實驗室,本人先填寫申請表,經過其擬入實驗室負責教師同意并簽字后,再經實驗中心審批、批準和發放實驗室準入證件。所有人員進出實驗室必須佩帶此證件并在實驗室使用登記表上進行登記,確保離開實驗室后鎖門,關閉水電氣等。

(3) 引入了智能門禁和視頻監控系統。針對重點實驗室,安裝了智能門禁系統和視頻監控系統,只有已授權人員才能刷卡進出。實驗室負責人可以不定時查看監控系統,監督查看實驗室有無異常情況,大大提高了實驗室管理的效率和水平。

1.2 實驗室儀器設備管理制度的建立和完善

實驗室的儀器設備是保證完成教學、科研、管理等工作任務的必備條件之一,只有確保實驗儀器設備完好運行,才能為實驗的開展提供硬件支持。我校的管理原則為“統一領導、分級管理”,實管處在主管校領導的領導下,對全校的儀器設備實行統一歸口管理。材料科學與工程學院實驗中心為加強實驗室儀器設備的管理,積極探索新的管理方式,在原有文件“材料科學與工程實驗教學中心儀器設備管理細則”的基礎上進一步完善,主要改進有以下幾方面：

(1) 根據設備的具體使用人或課題組,指派各分室設備管理者,負責管轄范圍內設備的日常使用及維護,并負有監督、檢查、調撥、分配、管理的職責。針對10萬元以上的儀器設備,單獨建立必要的賬冊,進行登記使用情況。

(2) 針對重要儀器,安裝了智能刷卡系統,由專人負責儀器的使用。其他人員若使用該儀器,必須提前網上預約,經審核通過后方可由儀器負責人刷卡開機。

(3) 為提高大型儀器設備的完好率和使用率,實驗人員參與大型儀器設備的管理。每位實驗人員至少參與一臺大型儀器管理和使用工作,要求實驗人員協助大型儀器設備管理者認真做好日常維護工作,同時做好使用、維護記錄,并且實驗人員能夠熟練操作使用儀器設備。

2 新的實驗教學體系的探索

2.1 更新實驗教學內容

實驗教學是實驗室工作的首要任務之一, 實驗教學內容是實驗教學的核心依據[10],實驗教學內容的設計應當根據專業人才培養的能力目標或課程教學大綱中關于實驗教學的要求,材料科學與工程學院實驗中心結合材料學科“科學”與“工程”的特色,構建了學科基礎實驗平臺、綜合設計性實驗平臺以及創新研究實驗平臺三個學科實驗平臺,形成了以“材料制備-組織結構-性能-應用”為主線的由基礎性實驗、綜合設計性實驗和研究創新性實驗三個層次組成的實驗教學體系,具體情況如圖1所示。

圖1 實驗教學新體系的結構框圖

按照上述層次結構,各實驗課程均圍繞“材料制備-組織結構-性能-應用”這一“主線”進行統帥,即每門實驗課程均包含材料的制備、組織結構、性能以及應用這四大模塊,對每種模塊安排多個能體現“科學”與“工程”相結合的實驗項目,由這些項目構成實驗教學體系的模塊化結構,如表1所示。

表1 實驗平臺課程與實驗教學內容的模塊化結構

依托基礎實驗平臺、綜合設計性實驗平臺以及創新研究實驗平臺,實驗中心由淺入深、循序漸進地安排實驗項目,共開設5門實驗課程,實驗開出率達到100%,體現了“基本要求加特色”的辦學模式,全方位地培養學生動手實踐能力和創新意識。

2.2 探索新的實驗教學方法和手段

材料科學與工程學院實驗中心以教育部重點實驗室和湖南省重點實驗室為依托,以科學與工程相結合為指導,通過實驗教學環節培養學生的動手能力、創新能力,以“不間斷、多層次、多形式”的教學方法為樞紐,積極進行教學方法與教學手段的研究與改革,具體體現在：

(1) 改革傳統的教學方式,實行黑板教學、多媒體教學以及視頻教學相結合。傳統的實驗教學模式表現為教師將實驗中的主要目的、原理、步驟等寫在黑板上,然后對著實驗設備進行講解、操作與提示,這樣教師的勞動強度大,學生能獨立思考、發揮主觀能動性的機會也相對較少。教學改革中,我們采用多媒體教學模式為學生講解基本的實驗原理,并通過視頻教學直觀地為學生展示實驗步驟與結果,學生具體實驗時再配以指導和監督,真正做到“節約教學資源,提高辦學效益”的實驗教學理念。

(2) 建設現代化的網絡教學資源與教學平臺管理模式。實驗教學中心建設有自己的局域網站,網站上展示了先進的實驗設備、科研項目、科研成果、學術交流等重要信息,供學生參考。同時,實驗教學中心通過自主研制、合作開發與引進相結合,開發了實驗預習測試系統、實驗視頻教學系統、實驗選課系統和大型儀器預約系統,建設了實驗教學網絡平臺。目前該平臺擁有多媒體實驗教學課件,實驗視頻材料等,為學生提供了豐富的網絡教學資源,為實現開放式的實驗教學奠定了軟、硬件基礎。

(3) 建設優良的實驗教學條件和先進的實驗技術。 為了給學生創造良好的實驗條件,學院近幾年引進了一批新的實驗教學儀器,例如：Rise系列激光粒度分析儀、紫外可見分光光度計、HCR系列熱分析儀、四探針測試儀、FD-BH-I型磁性材料磁滯回線和磁化曲線測定儀等本科教學儀器。實驗教學中心還強調現代化的大型儀器為本科生實驗教學服務,例如：JEM-2100型高分辨透射電子顯微鏡、JSM-6360LV型場發射掃描電鏡、Triboindenter型微納米綜合力學測試系統、脈沖激光原子層系統等大型儀器用于本科實驗教學。通過理論和實際操作的學習,使學生了解和掌握大型儀器的測試方法和使用范圍,加深理論知識的學習,為以后的科學研究奠定基礎。

3 實驗技術人員隊伍建設

實驗技術人員隊伍建設是實驗室管理工作的重點,其建設成效直接影響實驗教學質量、實驗教學環境以及實驗室的發展建設[11-12]。為保證實驗中心工作水平和教學質量的不斷提高,擁有一支高素質的實驗技術人員隊伍至關重要。因此,必須加強實驗技術人員隊伍建設,不斷優化實驗技術人員隊伍的年齡和知識結構,學校和學院非常重視,制定了具體的政策和措施：(1)配合人事部門科學定編。將專職實驗技術人員編制落實到個人,將實驗教學工作和實驗管理分解到個人,明確責、權、利；(2)注重現有實驗技術人員的業務能力提高和職級晉升。加強對現有實驗技術人員的進修、業務培訓學習,尤其是要重視加強其對現代教育技術的學習與培訓、對材料科學與工程實驗新方法和新技術的了解與掌握、對新儀器設備的熟練操作與維護；(3)實驗技術人員不僅負責本科實驗教學和儀器的日常維護工作,還應該參與大型儀器的管理、使用和維護,同時確保大型儀器的正常使用率；(4)制定優惠政策,吸引優秀人才。鼓勵實驗中心引進高學歷年輕教師,并給予相關優惠政策支持；能引導和激勵高水平教師積極投入實驗教學。

通過以上措施培養和造就一支職稱、學歷、年齡與專業結構合理的高素質實驗技術人員隊伍,促使實驗技術人員不僅僅參與實驗室的建設和管理、儀器設備的日常維護和使用、還應該努力開展教學改革研究工作,掌握先進實驗教學方法和手段,全面提升實驗人員一專多能的綜合素質。

4 結語

在新形勢下,為滿足社會經濟發展對材料類專業人才的需求,全面提高材料類專業畢業生的質量,材料科學與工程學院實驗中心以教育部重點實驗室和湖南省重點實驗室為依托,以科學與工程相結合為指導,讓學生更加貼近實際和緊跟專業發展前沿,使學生得到真實有效的鍛煉,有效地提高教學質量和教學水平。材料科學與工程學院實驗中心不斷優化改進實驗室管理方式、完善和豐富實驗教學內容和類型、努力加強實驗技術人員業務水平,逐步探索出一種新形勢下實驗室管理模式。