摘　要：

基于廈門理工學(xué)院大型科研儀器設(shè)備的使用現(xiàn)狀，結(jié)合學(xué)校實(shí)際，探索一種全新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案，將學(xué)院的大型科研儀器設(shè)備開放共享應(yīng)用到學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)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(xùn)、開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)課程、開設(shè)課程設(shè)計(jì)實(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用，同時(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)；開放共享

大型科研儀器設(shè)備是高校實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分，為高校教師的科學(xué)研究提供強(qiáng)力保障，同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)室實(shí)力和水平的重要體現(xiàn)，代表著學(xué)科建設(shè)的專業(yè)水平和科研方向。近些年，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)和科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，國(guó)家對(duì)高?？茖W(xué)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(xiàng)目的申請(qǐng)及完成、培養(yǎng)碩士研究生，而很少用于本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，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(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和提高思維創(chuàng)新能力，讓其進(jìn)一步為教學(xué)、科研和社會(huì)服務(wù)成為當(dāng)前亟待解決的問題之一。

福建省光電技術(shù)與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，依托于廈門理工學(xué)院光電與通信工程學(xué)院，于2013年獲批建設(shè)。近年來，在福建省科技廳和學(xué)校的經(jīng)費(fèi)資助下，實(shí)驗(yàn)室先后購置了大量的科研儀器設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室共有科研儀器設(shè)備149臺(tái)(套)，其中30萬元以上的27臺(tái)(套)，50萬元以上的10臺(tái)(套)，包括X射線衍射儀、穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熒光光譜儀、半導(dǎo)體熱特性測(cè)試儀、I-V/C-V半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)、頻譜分析儀、分布光度計(jì)等。這些科研儀器設(shè)備的投入及使用大大提升了重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研水平，使教師的科研成果有了大幅度增加。為了進(jìn)一步提升設(shè)備的利用率，實(shí)驗(yàn)室正在積極探索大型科研儀器設(shè)備在實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(qiáng)，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(qiáng)的針對(duì)性，僅在教師做科研實(shí)驗(yàn)時(shí)開機(jī)運(yùn)行，其余時(shí)間均閑置在實(shí)驗(yàn)室，年額定機(jī)時(shí)不足100，遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)備廠家規(guī)定的年額定機(jī)時(shí)，影響儀器設(shè)備的使用壽命。而有些教師從事研究?jī)扇旰笪吹贸隹蒲谐晒x擇了放棄或更換研究方向，這些設(shè)備將長(zhǎng)期閑置等同于廢棄。這些現(xiàn)象造成了高校教育資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

2. 對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放不足

大型科研儀器設(shè)備價(jià)格昂貴、維護(hù)和維修費(fèi)用高、對(duì)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中因?qū)W生使用不當(dāng)或操作失誤造成設(shè)備損壞而產(chǎn)生昂貴的維修費(fèi)用，大型科研儀器設(shè)備多用于教師的科學(xué)研究，而很少用于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的開放性程度不足。筆者管理的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，每年畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)都有學(xué)生需要使用實(shí)驗(yàn)室的大型科研儀器設(shè)備，但是其中有大部分學(xué)生沒有接觸過儀器，且儀器的原理和操作需要耗費(fèi)大量時(shí)間學(xué)習(xí)，占用畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間。這是高校大型科研儀器設(shè)備在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開放不足造成的，不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

3. 教學(xué)形式單一儀器操作時(shí)間有限

大型科研儀器設(shè)備基本都是單臺(tái)套的，且存放的場(chǎng)地空間有限，如果學(xué)生人數(shù)太多，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)儀器的相對(duì)占有率就小。當(dāng)前高校大型科研儀器設(shè)備開設(shè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以儀器演示為主，即實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行儀器使用操作，配以PowerPoint演示和簡(jiǎn)單的解說，學(xué)生以看為主，形式單一，教學(xué)效果較差。由于大型科研儀器設(shè)備的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和高標(biāo)準(zhǔn)操作要求，精通大型儀器的操作通常需要一定的學(xué)習(xí)時(shí)間，且有些儀器需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能完成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)，而高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間多為2學(xué)時(shí)或4學(xué)時(shí)，其中還包括講授儀器基本操作的時(shí)間，留給學(xué)生自己操作的時(shí)間非常有限，幾乎很難做到每位學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行操作，對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)幫助有限。如學(xué)校當(dāng)前開設(shè)的X射線衍射儀課程，每個(gè)教學(xué)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(jiǎn)單地講解儀器設(shè)備的基本原理和操作，學(xué)生的動(dòng)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(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(dǎo)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(yùn)行，充分發(fā)揮科研儀器設(shè)備在教學(xué)和科研中的重要作用。首先，實(shí)驗(yàn)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(fù)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(hù)保養(yǎng)制度。每臺(tái)儀器設(shè)備均需配備儀器使用記錄本、維護(hù)保養(yǎng)記錄、標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范手冊(cè)，保證儀器正確操作，延長(zhǎng)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(xué)服務(wù)時(shí)不收費(fèi)，而為科研服務(wù)時(shí)則實(shí)行有償使用收費(fèi)管理制度，依照標(biāo)準(zhǔn)按使用時(shí)間收費(fèi)，獲得的收入可用于耗材采購和維護(hù)保養(yǎng)，從而保證大型儀器設(shè)備的良好運(yùn)行。最后，為了保證學(xué)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(yùn)行，同時(shí)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(xùn)

為了讓學(xué)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(xùn)講座，了解儀器的使用范圍及注意事項(xiàng)，掌握操作技術(shù)及常見故障的排除方法，讓學(xué)生更好地獲得所需的知識(shí)和能力，達(dá)到基本的專業(yè)技術(shù)水平。培訓(xùn)講座應(yīng)每學(xué)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(xùn)時(shí)間和培訓(xùn)內(nèi)容并發(fā)布培訓(xùn)公告，學(xué)生可以根據(jù)自身需求報(bào)名參加培訓(xùn)。培訓(xùn)結(jié)束后對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，以了解接受程度，對(duì)考核通過的學(xué)生發(fā)放培訓(xùn)證書。

同時(shí)，在大型科研儀器設(shè)備購置時(shí)，應(yīng)盡量要求設(shè)備廠家增加現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)次數(shù)。現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)時(shí)，應(yīng)將培訓(xùn)時(shí)間開放公布，不僅儀器設(shè)備負(fù)責(zé)人參加，相關(guān)教師和學(xué)生也可以參加。培訓(xùn)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(duì)儀器設(shè)備的全面掌握。通過培訓(xùn)，受訓(xùn)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(fèi)用，延長(zhǎng)儀器使用壽命。

3. 開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)課程

為了增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室開放工作順利開展，廈門理工學(xué)院每個(gè)學(xué)期均開設(shè)了開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。教師可對(duì)相關(guān)的大型科研儀器設(shè)備開設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如分布光度計(jì)的使用操作、燈具的配光曲線測(cè)試等。每個(gè)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)時(shí)數(shù)可達(dá)8個(gè)學(xué)時(shí)，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(shí)間留給學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。并且教師可以根據(jù)儀器的場(chǎng)地空間容量，設(shè)置開放性實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)生人數(shù)上限，提高儀器的相對(duì)占有率，確保每位學(xué)生的儀器操作時(shí)間，幫助其培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力。為了解學(xué)生對(duì)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(gè)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成后需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核，并要求學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和報(bào)告撰寫，教師對(duì)學(xué)生的操作和報(bào)告進(jìn)行評(píng)分，成績(jī)合格者取得相應(yīng)的學(xué)分，并將其記入創(chuàng)新活動(dòng)學(xué)分。

4. 開設(shè)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐課

廈門理工學(xué)院目前實(shí)行一學(xué)年三學(xué)期制，第三學(xué)期主要用于學(xué)生實(shí)踐課程設(shè)計(jì)等，課程時(shí)間一般設(shè)定為一周，課時(shí)比較集中，方便實(shí)驗(yàn)流暢進(jìn)行。教師可在第三學(xué)期開設(shè)與大型科研儀器設(shè)備相關(guān)的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐課，該課程主要面向高年級(jí)的學(xué)生，他們具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，且即將面對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，需要具備一定的科研能力。學(xué)生是實(shí)踐課程設(shè)計(jì)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(xué)研究，并與教師探討實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及可行性分析。實(shí)驗(yàn)確定后再由學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，并最終提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對(duì)于高年級(jí)學(xué)生而言，課程設(shè)計(jì)可以作為即將到來的畢業(yè)設(shè)計(jì)的預(yù)演，能夠充分培養(yǎng)科學(xué)研究素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)，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(xué)校資產(chǎn)，更好地為教學(xué)、科研、人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新和社會(huì)需求服務(wù)，廈門理工學(xué)院已構(gòu)建大型儀器設(shè)備開放共享服務(wù)平臺(tái)，將學(xué)校各二級(jí)學(xué)院、教學(xué)科研實(shí)驗(yàn)室的單臺(tái)價(jià)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(tái)，實(shí)現(xiàn)大型儀器科研設(shè)備的資源共享。學(xué)生可通過共享服務(wù)平臺(tái)查看大型儀器設(shè)備的使用狀態(tài)，了解儀器測(cè)試要求及可預(yù)約時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備使用的時(shí)間、地點(diǎn)、內(nèi)容、狀態(tài)4個(gè)層面全面開放的教學(xué)模式。學(xué)生能夠根據(jù)自己的需求和課余時(shí)間選擇不同的儀器，在合理的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。開放共享服務(wù)平臺(tái)可以實(shí)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(fù)購置和效益低下的問題。

特別強(qiáng)調(diào)的是在大型科研儀器設(shè)備的使用過程中，指導(dǎo)教師需進(jìn)行全程指導(dǎo)，對(duì)學(xué)生在操作大型儀器設(shè)備的過程中容易發(fā)生的共性錯(cuò)誤預(yù)先提醒，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作及時(shí)糾正，指導(dǎo)學(xué)生正確使用大型儀器；學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題應(yīng)及時(shí)與指導(dǎo)教師溝通討論，避免因操作不當(dāng)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(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校教學(xué)體系中的一個(gè)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(xué)質(zhì)量，如何通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)鍛煉學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，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(duì)于高校學(xué)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(dāng)在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中發(fā)揮重要作用。通過實(shí)施專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、開放性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)實(shí)踐及設(shè)備開放共享等改革措施，加強(qiáng)大型科研儀器設(shè)備在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提升、實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、高水平人才的培育、科學(xué)研究水平的提高具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：阮劍劍，工學(xué)碩士，實(shí)驗(yàn)師。廈門理工學(xué)院光電與通信工程學(xué)院，361024。林海峰，工學(xué)碩士，教授級(jí)高級(jí)實(shí)驗(yàn)師。福建省光電技術(shù)與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，361024。

原文刊發(fā)于《中國(guó)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(xué)院官網(wǎng)

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