高校實驗設備的開放與管理的思考

姚懷 熊毅 文九巴

摘要：結合自己在高校實驗室的工作實踐，對高校實驗室儀器設備的開放、管理及使用過程中存在的問題提出自己的見解，并探討通過實驗室設備的開放來激發學生對科研的興趣及提高實驗儀器的使用效率。

關鍵詞：儀器設備；實驗室管理；開放與管理；思考

中圖分類號：G647 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）28-0277-02

實驗室儀器設備是高校師生從事教學及科研活動的最直接的物質基礎[1]。隨著國家對教育支出的不斷加大，高校實驗儀器設備的種類和數量得到了快速發展[2-3]，因此需要高校實驗工作人員加強對設備的科學管理及規范化操作。為了提高學生對科研的興趣，并使實驗設備的價值得以充分體現，根據冶金專業的實際情況，結合作者的工作實踐及其體會，對我專業儀器設備的開放、管理思路以及利用率進行了總結和探討。

一、實驗室開放思路

課內實驗教學一般采用驗證性的實驗教學方法，是對某門課程內的部分理論或者結論進行驗證性的實驗，實驗的內容、形式及結果較為固定，即學生在固定的實驗框架內得到較為固定的實驗結果。雖然課內實驗能夠加深學生對理論課中部分知識的認識，但是課內實驗較為集中，并且實驗數量有限，調動廣大學生對科學研究的積極性不夠明顯。為了提高學生的設計能力、動手能力和對自己專業知識的認識能力，結合本專業的實驗設備，提出了以下思路。比如，為了提高學生的動手能力和對熔點及凝固點概念的認識，冶金專業建立了開放性的差熱分析實驗室。該實驗室設備開放能夠提高學生進行實驗學習的自主性，由學生自己選擇合金，獨立操作，并對實驗結果進行分析。通過實驗的操作與數據的分析處理，學生能夠更加深刻地認識到在非平衡狀態下合金熔點及凝固點的區別，也能夠通過變化升溫速率了解升溫速率的變化對合金熔點的影響。同時，為了讓學生了解不同合金的耐腐蝕性能，我們建立了開放性的電化學實驗室，學生通過對腐蝕電化學原理以及電化學工作站工作原理的學習，由學生自己選擇待測合金、輔助電極、參比電極及溶液，自己設定實驗參數并進行電化學實驗，進一步了解金屬在特定溶液中的自腐蝕電位及耐腐蝕性。開放性實驗是由專業實驗教師根據實驗設備情況，由實驗室統一制定出實驗項目，并列出簡易的實驗大綱，學生根據自己的課余時間和愛好進行選擇實驗，整個實驗流程的設計及操作均由學生完成。開放性實驗的設定能夠激發學生對科研的熱愛，培養學生獨立思考問題和解決問題的能力，還能夠提高高校實驗設備的利用率。

二、實驗室開放的形式

一是對本校師生開放。實驗室設備對學生開放首先能夠補充正常教學中實驗學時和內容不足的情況，同時也能夠提高廣大學生對科研的熱愛程度，使老師能夠及時發現和挖掘具有科研潛質的學生并對其進行培養。實驗室的開放也能夠使實驗室成為學生的第二課堂和學生進行課外科研活動的基地[4，5]。比如：本學院冶金實驗室的RTW-10型熔體物性綜合測定儀和RDS-05全自動熔速測定儀設備，能夠提供比教學大綱更多的實驗項目。該設備能夠將實驗分為四項：高溫下不同熔渣的熔點熔速、黏度、密度及表面張力實驗，也可將在該設備下將實驗分為室溫下不同溶液的黏度、密度及表面張力。上述實驗主要以設計性實驗為主，學生自己設計熔渣配方，并對熔渣密度、熔點、黏度及表面張力等參數進行測試，通過實驗結果，進行比較分析哪種原料配方更加適合工業生產需要，并分析評價不同配方熔渣的一些性能及其性能差別的原因。老師可以將這些測試方法的原理、特點、適用范圍、操作工藝、規程及其注意事項等內容掛入校園網中，以供學生參考及選擇。開放性實驗的開設，在開拓學生視野的同時，又提供了學生利用課余時間進行實踐學習的機會。對于探索研究型實驗，冶金實驗室主要開放了DHF88硅酸鹽化學成分分析儀及冶金動力學測試儀。以化學成分分析儀為例，該設備能夠對陶瓷、耐火材料、水泥、高硅高鋁樣品及高鈣高鎂等樣品的成分進行檢測。該類型的實驗需要學生先查閱文獻資料，進行實驗材料的選擇及實驗方案的設計，并提交可行性論證報告。實驗老師認為實驗方案可行后方可進行實驗，實驗結束兩周內學生需要提交實驗總結報告。因此，上述實驗設備的開放，能夠激發學生對不同材料的性能進行簡單的探索性研究，同時也鍛煉了學生在實驗過程中對于發生意外情況的隨機處理能力和解決實際問題的能力。

三、加強儀器設備的管理

隨著高?？蒲辛Χ鹊募哟螅瑑x器設備的更新及引進力度不斷加大，隨之在使用和管理過程中的一些問題也相繼出現。比如，管理制度相對不完善，使用過程中的一些違規操作，個別設備使用率低，造成資源浪費，以及個別設備有人用無人修等問題，這些問題的出現，主要是責任劃分不合理造成的。因此，隨著現代高校實驗室的發展，應當加強實驗室管理經驗的交流，進而提高實驗室設備的管理水平和運行水平。

對于實驗室中的大型設備，使用效率通常較低，容易導致大型設備長期得不到維護，會造成單次維護費用及單次運行成本升高。因此，實驗室大型設備在收取一定實驗費用的基礎上必須面向社會開放使用，這樣能夠提高設備的使用率，降低設備的單次使用費用，使實驗大型設備的投資效益得到充分發揮。大型實驗設備的對外開放在提高設備使用效率的同時，也提高了對設備管理工作的要求，即加大了管理工作的難度。因此，大型儀器設備必須由學院集中管理，管理更加制度化、規范化、科學化，具體做法就是大型儀器專人管理，建立完整的技術檔案，每次儀器設備的使用開始時間及結束時間都有記錄，以及設備的使用情況，即運行狀況，都要有詳細記錄，該記錄方便設備負責人進行維護和保養，更加方便有關人員對設備使用情況有一個詳細的認識。

四、嚴格執行操作規程，確保人員和儀器設備的安全

實驗室大型設備都具有嚴格的操作規程，實驗參數的設定較為嚴格，比如：RTW-10型熔體物性綜合測定儀設備，升溫速度不能過快，最高溫度不能超過1350℃等，否則容易使加熱管或者加熱電阻絲損壞，如果出現上述問題，設備的維修費用會達到幾千元，設備的違規操作也容易引起火災甚至危及人身安全。對于簡易差熱分析儀設備，在實驗過程中必須打開循環水冷卻系統，否則會導致設備過熱而損壞。因此，每臺大型設備附近必須有詳細的設備說明書、操作規程及設備使用的安全規章制度，以便實驗設備操作人員及非實驗室專業的操作人員能夠在操作設備前對設備有一個詳細的認識。詳細的設備使用說明及操作規程也容易使非實驗室專業操作人員在實驗室專業人員的指導下，按照設備操作規程對實驗設備進行操作。設備使用的安全規章制度能夠使設備操作人員在使用設備前對設備的安全操作及注意事項有一個詳細的認識。對于操作性要求嚴格的精密大型設備，負責該設備的操作人員必須經過培訓合格后才能對設備進行操作。設備說明書、操作規程及設備使用的安全規章制度的掛放對操作人員的安全及儀器設備的正常使用具有非常重要的作用。

實驗室中常用的中小型實驗儀器，由于該類設備數量較多，使用頻率較高，設備的使用及操作人員一般為非實驗室專業人員，因此，從操作人員的安全性及設備維護方面考慮，每臺設備旁的顯著位置應放置該設備的說明書、操作規程及設備使用的安全規章制度。

五、結束語

高校實驗設備是教學與科研的基礎，實驗室設備向學校師生及社會全面開放，并且構建完善的、先進的管理制度，才能夠顯著提高實驗儀器設備的利用率，同時提高實踐課程的教學質量，充分利用國家對實驗設備的投入來提升學校的核心競爭力，真正實現高校大型儀器設備更加有效地為教學、科研及新產品的開發服務，推動現代尖端科技的創新與突破，為社會的發展與進步服務。

參考文獻：

[1]何宇，劉成雁，王志嘉.規范分析測試中心實驗室儀器設備管理進一步提升實驗隊伍管理水平[J].中國現代教育裝備，2015，（229）：4-6

[2]樊廣華，霍學慧，郭風法，張永祥，宋憲亮.大型儀器在本科實驗教學中的應用與管理探討[J].中國現代教育裝備，2010，（97）：18-20.

[3]劉芙，陳立新，吳勇軍，應窕，王艷華.高校大型儀器平臺面向實驗教學開放的思考與研究[J].中國現代教育裝備，2018，（283）：4-6.

[4]盧學英，周樹棠.關于高校實驗室開放的研究[J].實驗技術與管理，2006，23（5）：123-127.

[5]張春峰，武麗，張曉琴，陳永輝.實驗室開放教學的探索與實踐[J].中國現代教育裝備，2009，（87）：109-111.