大型儀器對本科教學的影響

陳秀麗 王林江 朱文風 胡長征 張寶林

摘要：大型儀器是高校實驗室的重要設備，在科研工作中有著重要的作用。本文分析了大型儀器應用于本科教學的制約因素，提出了相應的解決辦法，并闡述了大型儀器對本科教學的影響。

關鍵詞：大型儀器；本科教學；創新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）15-0232-02

大型儀器設備是高校實驗室的重要技術裝備，是高校從事教學、科研活動的物質基礎，是高等學校人才培養和科學研究的基本條件，也是一所高校教學、科研實力的重要標志。但是由于大型儀器運行與維修費用較高、數量有限達不到規模實驗教學的要求以及科研和教學相沖突等因素的制約，高校一般都是“專人管理、專人使用”的模式，這一模式不僅使得大型儀器的設備利用率低，也使得本科生接觸大型儀器設備的機會比較少。同時，隨著科技的日益更新，用人單位對于高校畢業生的創新能力、實際動手能力和科研能力的要求越來越高，尤其是代表著高科技發展方向的大型儀器設備的操作與利用能力；另一方面學生也渴望接觸到前沿科研領域。因此，面對本科生開放大型儀器既提高了大型儀器設備的利用率，又在培養學生創造性思維的同時增加了畢業生就業的核心競爭力。

一、大型儀器應用于本科教學的主要制約因素與解決辦法

1.大型儀器應用于本科教學的主要制約因素。①大型儀器價格昂貴、維修成本高。大型儀器價格比較昂貴，少則幾十萬，多則幾百萬，因此數量較少，難以達到規模實驗教學的要求。大型儀器大都屬于精密儀器，一旦損壞，維修周期長，維修成本大，而本科生對大型儀器的使用經驗幾乎為零，責任心較弱，容易損壞儀器，因此很少有高校向本科教學開放大型儀器。②大型儀器共享程度低。目前部分大型儀器購置后，由于其價格昂貴、維修費用高、維修周期長、操作復雜等眾多客觀原因，僅限本單位本部門或者本課題組使用，形成了“單位部門或課題組個人所有制”的半封閉形式，大型儀器使用范圍被局限在特定的范圍內，導致對校內外的開放共享程度較低，這種情況嚴重地影響了大型儀器使用效率，更不利于大型儀器向本科教學開放。③科研和教學沖突。大型儀器由于價格昂貴，一個學院同一功能的大型儀器一般只會配備1—2臺，其主要任務是用于教師和研究生的科研工作，如果用于本科教學實驗后，大型儀器的使用人數將大幅增加，不可避免地存在時間安排上的沖突。眾所周知，一般大型精密儀器由于操作和維護復雜繁瑣，都由專門的實驗人員管理。此外在實驗完成后，實驗室整理工作量較大，有些工作只能由專任教師才能完成。因此，這類儀器設備一旦投入到本科教學中，會極大增加相關人員的工作量，甚至需要增加人手才能滿足本科教學的要求。

2.大型儀器應用于本科教學的解決辦法。①改革上課模式，完善使用制度。大型儀器的實驗教學有其自己的特殊性，不能像普通實驗課那樣人手一臺集中授課，必須分批次進行。學院可結合現有儀器設備所能進行的實驗內容，將學生分成多個小組，每個小組3—5人，由指導教師提前向學生概括講述本組人員所要進行的實驗內容，然后由學生自己根據指導教師的要求查閱相關的文獻資料，從中掌握所要制備材料的各種物性及所需實驗方法，且按規定時間提交實驗內容的可行性報告及實驗流程，由指導教師集中審核后學院統一安排大型儀器測試時間進行測試。這樣既可以完成本科實驗教學任務，又鍛煉了學生的動手能力和創新能力。與此同時，安排專業教師全面負責大型儀器設備的日常維護與管理。這樣既保證了學生能夠自己動手操作儀器，又在最大程度上避免了設備因操作失誤而被損壞的情況。②加大宣傳力度，構建開放性使用平臺。將大型儀器設備進行資源共享是實驗室發展的必然趨勢，創建信息化共享平臺，有利于學校整體統籌規劃，避免重復購置，合理使用資金；同時還可提高大型儀器設備的使用率，充分發揮大型儀器設備的使用效益。學院應加大對實驗室大型儀器設備的宣傳，構建開放性大型儀器使用平臺。將現有的大型儀器設備進行有效整合，大力宣傳該實驗室儀器資源的使用條件及服務范圍，打破不同學科之間的界限，取長補短，積極開展相互間的合作，進而有效拓寬大型儀器設備資源的利用率。③建立健全管理制度，采用由實驗課指導教師兼任大型儀器設備管理人員的儀器管理模式。安排專業教師全面承擔開設的實驗課程，同時指導教師要全面負責大型儀器設備的日常維護與管理，每學年從單位基金中抽取適當的資金作為補助，解決大型儀器設備的管理問題，以及實驗室管理人員與實驗課指導教師步調不一致所導致的矛盾，提高了教學質量。

二、大型儀器對本科教學的影響

大型儀器設備是高校的優質資源，是高校從事實驗教學、科學研究和技術開發的重要保障。大型儀器應用于本科實驗教學具有很深遠的影響，不僅能夠提升實驗教學層次、促進教學內容的融會貫通，而且能夠培養大學生的創新思維能力，激發大學生實踐創新的積極性。除此之外，還能增強學生嚴謹的學風，有利于畢業生就業。

1.提升實驗教學層次，促進教學內容的融會貫通。大型儀器由于價格昂貴，為了避免大型儀器的損壞，都是由專職老師操作，學生很少有機會接觸到大型儀器。傳統教學方法都是教師提前設計好實驗過程和大型儀器的測試參數，從實驗原理、步驟、儀器操作都是由指導教師示范講解；學生只需要用耳朵聽實驗原理和過程、用眼睛看儀器操作過程，不需要用腦思考實驗原理和實驗思路，不用自己動手操作儀器，更不用去分析測試結果。所以大多數學生上教學實驗課不積極、不認真，學生對教學內容的理解和掌握不透徹，甚至過一段時間就會忘記。大型儀器對本科教學開發后，學生可以全程參與到實驗中，提高學生對于大型儀器測試和應用的興趣，學生對大型儀器的結構原理和操作過程的認知將會更加深刻，這大大提高了實驗教學水平和效果。

2.能夠培養大學生的創新思維能力，激發大學生實踐創新的積極性。我國大學生長期接受傳統應試教育，比較重視記憶力的訓練和培養，而忽視了培養學生的想象力、觀察力、創新能力和實踐動手能力。讓學生走進實驗室與大型儀器親密接觸，可以彌補課堂理論學習枯燥乏味的不足，激發學生科研熱情，同時使學生能夠更加直觀地理解所學的理論知識。在實驗中通過現場對數據和現象的分析，有利于提高學生的實驗數據的分析能力，培養學生發現問題、綜合分析問題和解決問題的能力，提高學生綜合應用知識的能力，培養學生的創新意識和創新能力。

3.增強學生嚴謹的學風，促進學生就業。大型儀器不同于普通實驗儀器，一般都是高精密儀器，如果操作不當容易損壞。因此，使用儀器之前不僅要對學生進行相應的培訓，而且要求學生認真細致閱讀操作規程，熟悉操作要領，然后按儀器的操作程序嚴格準確地進行操作。這樣不僅培養了學生嚴謹的學習和工作作風，而且使學生對于該儀器設備的結構、工作原理和操作方法等內容的掌握將會更加深刻。近年來，隨著高新產業的快速發展，學生畢業后面臨的將會是一個對技能和素質要求都更高的社會。嚴謹的生活、學習和工作作風有利于學生能夠更好地步入職場，對大型儀器的了解可以使學生從事科研、儀器測試及質量檢測等方面的工作，就業選擇的范圍更加廣泛。

三、結語

大型儀器設備是學?？茖W研究的核心設備，其應用于本科實驗教學，不僅可以提高實驗教學的水平和效果，同時可以激發學生的求知欲和科研熱情，培養學生的創新意識和創新能力。學生通過實驗教學了解和掌握大型儀器的工作原理和操作步驟，有利于將來從事科研等方面的工作。

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