摘　要：

基于廈門理工學院大型科研儀器設(shè)備的使用現(xiàn)狀，結(jié)合學校實際，探索一種全新的實驗教學改革方案，將學院的大型科研儀器設(shè)備開放共享應(yīng)用到學生實驗教學中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，提高學生的實踐動手能力。通過建立完善服務(wù)管理制度、開展專業(yè)技術(shù)培訓、開設(shè)開放性實驗課程、開設(shè)課程設(shè)計實踐課、儀器設(shè)備開放共享等一系列改革措施，充分發(fā)揮大型科研儀器設(shè)備在實驗教學中的作用，同時也提升了大型科研儀器設(shè)備的利用率。

關(guān)鍵詞：

大型科研儀器設(shè)備；實驗教學；開放共享

大型科研儀器設(shè)備是高校實驗室的重要組成部分，為高校教師的科學研究提供強力保障，同時也是實驗室實力和水平的重要體現(xiàn)，代表著學科建設(shè)的專業(yè)水平和科研方向。近些年，隨著國家經(jīng)濟快速增長和科學技術(shù)迅猛發(fā)展，國家對高?？茖W研究的投資力度不斷增大，高校大型科研儀器設(shè)備的數(shù)量也迅速增加。這些儀器設(shè)備，大部分用于服務(wù)重大科研項目的申請及完成、培養(yǎng)碩士研究生，而很少用于本科生的實驗教學，大型科研儀器設(shè)備的效能并未得到充分的發(fā)揮利用。因此，如何將大型科研儀器設(shè)備應(yīng)用于實驗教學改革中，培養(yǎng)學生的實踐動手能力和提高思維創(chuàng)新能力，讓其進一步為教學、科研和社會服務(wù)成為當前亟待解決的問題之一。

福建省光電技術(shù)與器件重點實驗室是省級重點實驗平臺，依托于廈門理工學院光電與通信工程學院，于2013年獲批建設(shè)。近年來，在福建省科技廳和學校的經(jīng)費資助下，實驗室先后購置了大量的科研儀器設(shè)備。實驗室共有科研儀器設(shè)備149臺(套)，其中30萬元以上的27臺(套)，50萬元以上的10臺(套)，包括X射線衍射儀、穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熒光光譜儀、半導體熱特性測試儀、I-V/C-V半導體參數(shù)測試系統(tǒng)、頻譜分析儀、分布光度計等。這些科研儀器設(shè)備的投入及使用大大提升了重點實驗室的科研水平，使教師的科研成果有了大幅度增加。為了進一步提升設(shè)備的利用率，實驗室正在積極探索大型科研儀器設(shè)備在實驗教學改革方面的應(yīng)用。

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大型科研儀器設(shè)備的使用現(xiàn)狀

1. 設(shè)備使用率低

大型科研儀器設(shè)備專業(yè)性較強，大部分只用于教師和研究生的科研。部分設(shè)備是根據(jù)教師的研究方向購置，具有較強的針對性，僅在教師做科研實驗時開機運行，其余時間均閑置在實驗室，年額定機時不足100，遠達不到設(shè)備廠家規(guī)定的年額定機時，影響儀器設(shè)備的使用壽命。而有些教師從事研究兩三年后未得出科研成果而選擇了放棄或更換研究方向，這些設(shè)備將長期閑置等同于廢棄。這些現(xiàn)象造成了高校教育資源的嚴重浪費。

2. 對實驗教學開放不足

大型科研儀器設(shè)備價格昂貴、維護和維修費用高、對操作規(guī)范性要求較高，需要操作者具有一定的專業(yè)技術(shù)水平。為避免實驗教學中因?qū)W生使用不當或操作失誤造成設(shè)備損壞而產(chǎn)生昂貴的維修費用，大型科研儀器設(shè)備多用于教師的科學研究，而很少用于學生的實驗教學，對實驗教學工作的開放性程度不足。筆者管理的重點實驗室，每年畢業(yè)設(shè)計時都有學生需要使用實驗室的大型科研儀器設(shè)備，但是其中有大部分學生沒有接觸過儀器，且儀器的原理和操作需要耗費大量時間學習，占用畢業(yè)設(shè)計時間。這是高校大型科研儀器設(shè)備在實驗教學中開放不足造成的，不利于學生實踐能力的培養(yǎng)。

3. 教學形式單一儀器操作時間有限

大型科研儀器設(shè)備基本都是單臺套的，且存放的場地空間有限，如果學生人數(shù)太多，實驗室內(nèi)儀器的相對占有率就小。當前高校大型科研儀器設(shè)備開設(shè)的實驗教學多以儀器演示為主，即實驗教師進行儀器使用操作，配以PowerPoint演示和簡單的解說，學生以看為主，形式單一，教學效果較差。由于大型科研儀器設(shè)備的復雜結(jié)構(gòu)和高標準操作要求，精通大型儀器的操作通常需要一定的學習時間，且有些儀器需要很長的時間才能完成一個完整的實驗，而高校的實驗教學時間多為2學時或4學時，其中還包括講授儀器基本操作的時間，留給學生自己操作的時間非常有限，幾乎很難做到每位學生獨立進行操作，對于學生實踐能力的培養(yǎng)幫助有限。如學校當前開設(shè)的X射線衍射儀課程，每個教學班人數(shù)有30人，因存放設(shè)備空間較小，需分批次授課，上課過程中只能簡單地講解儀器設(shè)備的基本原理和操作，學生的動手操作基本為零。

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大型科研儀器設(shè)備應(yīng)用于學生實驗教學中的改革措施

1. 建立大型科研儀器設(shè)備服務(wù)管理制度

大型科研儀器設(shè)備服務(wù)管理制度是管理員和使用人員必須共同遵守的規(guī)則和指導方針，是儀器設(shè)備管理的基本保證。只有完善管理制度才能保證儀器的正常使用和運行，充分發(fā)揮科研儀器設(shè)備在教學和科研中的重要作用。首先，實驗室需要制訂儀器設(shè)備購置管理辦法。大型科研儀器設(shè)備購置前要做好充分需求調(diào)研及必要性分析，合理規(guī)劃，避免重復購置和設(shè)備閑置的情況發(fā)生。其次，大型科研儀器設(shè)備使用過程中，需要制訂儀器設(shè)備的使用管理與維護保養(yǎng)制度。每臺儀器設(shè)備均需配備儀器使用記錄本、維護保養(yǎng)記錄、標準操作規(guī)范手冊，保證儀器正確操作，延長儀器使用壽命。為了發(fā)揮大型科研儀器設(shè)備的最大效益，需要制訂儀器設(shè)備開放共享管理制度。大型科研儀器設(shè)備在為教學服務(wù)時不收費，而為科研服務(wù)時則實行有償使用收費管理制度，依照標準按使用時間收費，獲得的收入可用于耗材采購和維護保養(yǎng)，從而保證大型儀器設(shè)備的良好運行。最后，為了保證學生安全和儀器設(shè)備的完好，還需要制訂設(shè)備安全管理制度及損壞賠償制度等。服務(wù)管理制度的建立和完善，不僅保證了儀器設(shè)備的正常使用和運行，同時提高了儀器的投資效益和使用效率。

2. 開展大型科研儀器設(shè)備的專業(yè)技術(shù)培訓

為了讓學生更好地了解大型科研儀器設(shè)備，可以不定期地開展各類相關(guān)大型儀器設(shè)備操作培訓講座，了解儀器的使用范圍及注意事項，掌握操作技術(shù)及常見故障的排除方法，讓學生更好地獲得所需的知識和能力，達到基本的專業(yè)技術(shù)水平。培訓講座應(yīng)每學期至少安排1次，由儀器管理人員根據(jù)工作情況、儀器狀況安排培訓時間和培訓內(nèi)容并發(fā)布培訓公告，學生可以根據(jù)自身需求報名參加培訓。培訓結(jié)束后對學生進行考核，以了解接受程度，對考核通過的學生發(fā)放培訓證書。

同時，在大型科研儀器設(shè)備購置時，應(yīng)盡量要求設(shè)備廠家增加現(xiàn)場培訓次數(shù)?，F(xiàn)場培訓時，應(yīng)將培訓時間開放公布，不僅儀器設(shè)備負責人參加，相關(guān)教師和學生也可以參加。培訓內(nèi)容應(yīng)包含儀器的原理介紹、基本操作、故障處理、維修保養(yǎng)、技術(shù)答疑等，以保證對儀器設(shè)備的全面掌握。通過培訓，受訓人員應(yīng)掌握設(shè)備基本操作、保養(yǎng)技術(shù)及常見故障處理方法，減少設(shè)備維修次數(shù)和費用，延長儀器使用壽命。

3. 開設(shè)開放性實驗課程

為了增強學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，推動實驗室開放工作順利開展，廈門理工學院每個學期均開設(shè)了開放性實驗項目。教師可對相關(guān)的大型科研儀器設(shè)備開設(shè)開放性實驗項目，如分布光度計的使用操作、燈具的配光曲線測試等。每個開放性實驗項目的學時數(shù)可達8個學時，教師除了可以系統(tǒng)地講解科研儀器設(shè)備的原理、構(gòu)成、功能、應(yīng)用等，還可以將更多的時間留給學生進行實驗操作。并且教師可以根據(jù)儀器的場地空間容量，設(shè)置開放性實驗課程的學生人數(shù)上限，提高儀器的相對占有率，確保每位學生的儀器操作時間，幫助其培養(yǎng)實踐動手能力。為了解學生對大型儀器科研設(shè)備的掌握程度，確保其掌握了大型儀器科研設(shè)備的使用與操作，每個開放性實驗項目完成后需進行實驗考核，并要求學生完成實驗數(shù)據(jù)處理和報告撰寫，教師對學生的操作和報告進行評分，成績合格者取得相應(yīng)的學分，并將其記入創(chuàng)新活動學分。

4. 開設(shè)課程設(shè)計實踐課

廈門理工學院目前實行一學年三學期制，第三學期主要用于學生實踐課程設(shè)計等，課程時間一般設(shè)定為一周，課時比較集中，方便實驗流暢進行。教師可在第三學期開設(shè)與大型科研儀器設(shè)備相關(guān)的課程設(shè)計實踐課，該課程主要面向高年級的學生，他們具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識，且即將面對畢業(yè)設(shè)計，需要具備一定的科研能力。學生是實踐課程設(shè)計的主體，他們可以根據(jù)自己的興趣，提出與大型科研儀器設(shè)備相關(guān)的科學研究，并與教師探討實驗方案設(shè)計及可行性分析。實驗確定后再由學生進行實驗、采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，并最終提交實驗報告。對于高年級學生而言，課程設(shè)計可以作為即將到來的畢業(yè)設(shè)計的預(yù)演，能夠充分培養(yǎng)科學研究素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，提升創(chuàng)新培養(yǎng)能力。

5.大型科研儀器設(shè)備開放共享

為了提高大型科研儀器設(shè)備的使用效益，盤活學校資產(chǎn)，更好地為教學、科研、人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新和社會需求服務(wù)，廈門理工學院已構(gòu)建大型儀器設(shè)備開放共享服務(wù)平臺，將學校各二級學院、教學科研實驗室的單臺價值超過10萬元的科研儀器設(shè)備均納入開放共享服務(wù)平臺，實現(xiàn)大型儀器科研設(shè)備的資源共享。學生可通過共享服務(wù)平臺查看大型儀器設(shè)備的使用狀態(tài)，了解儀器測試要求及可預(yù)約時間，實現(xiàn)了設(shè)備使用的時間、地點、內(nèi)容、狀態(tài)4個層面全面開放的教學模式。學生能夠根據(jù)自己的需求和課余時間選擇不同的儀器，在合理的時間內(nèi)完成實驗內(nèi)容。開放共享服務(wù)平臺可以實現(xiàn)大型科研儀器設(shè)備利用最大化，有效地解決由于信息不共享帶來的大型儀器重復購置和效益低下的問題。

特別強調(diào)的是在大型科研儀器設(shè)備的使用過程中，指導教師需進行全程指導，對學生在操作大型儀器設(shè)備的過程中容易發(fā)生的共性錯誤預(yù)先提醒，對實驗過程中出現(xiàn)的錯誤操作及時糾正，指導學生正確使用大型儀器；學生在實驗過程中遇到問題應(yīng)及時與指導教師溝通討論，避免因操作不當造成的大型儀器設(shè)備損壞。

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公安院校網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)方法

實驗教學是高等院校教學體系中的一個關(guān)鍵組成環(huán)節(jié)，如何充分利用現(xiàn)有的資源提高教學質(zhì)量，如何通過實驗教學鍛煉學生實踐動手能力和培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，一直是教育工作者思考的問題。大型科研儀器設(shè)備是高等院校的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對于高校學科和專業(yè)建設(shè)而言具有不可替代的作用。但大型科研儀器設(shè)備不能僅為高校的科研工作服務(wù)，還應(yīng)當在高校實驗教學工作中發(fā)揮重要作用。通過實施專業(yè)技術(shù)培訓、開放性實驗、課程設(shè)計實踐及設(shè)備開放共享等改革措施，加強大型科研儀器設(shè)備在實驗教學中的應(yīng)用，對實驗教學質(zhì)量的提升、實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、高水平人才的培育、科學研究水平的提高具有重要意義。

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作者簡介：阮劍劍，工學碩士，實驗師。廈門理工學院光電與通信工程學院，361024。林海峰，工學碩士，教授級高級實驗師。福建省光電技術(shù)與器件重點實驗室，361024。

原文刊發(fā)于《中國現(xiàn)代教育裝備》雜志2020年第21期。

封面圖片來源于廈門理工學院官網(wǎng)

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