分析測(cè)試中心服務(wù)于本科教學(xué)的問(wèn)題與思考

段輝平 宋洪海 杜 鵑

北京航空航天大學(xué) 北京 100191

分析測(cè)試中心服務(wù)于本科教學(xué)的問(wèn)題與思考

段輝平 宋洪海 杜 鵑

北京航空航天大學(xué) 北京 100191

如何利用有限的大型分析測(cè)試設(shè)備服務(wù)于本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直是困擾教育和實(shí)驗(yàn)管理部門(mén)的難題。通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷的方式，總結(jié)了分析測(cè)試中心在服務(wù)于本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，并對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了解決問(wèn)題的方法和途徑。

大型設(shè)備；本科教學(xué)；服務(wù)途徑

國(guó)內(nèi)高校材料學(xué)專(zhuān)業(yè)基本采取了寬口徑的大專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式,材料現(xiàn)代測(cè)試方法已成為材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須掌握的基本技能,但囿于各單位測(cè)試設(shè)備資源有限,大學(xué)本科的分析測(cè)試方法主要依附于理論課程,很少甚至沒(méi)有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來(lái)支撐學(xué)生的理論學(xué)習(xí)；即使開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn),也多半以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或參觀(guān)演示性實(shí)驗(yàn)為主。本科學(xué)生基本沒(méi)有機(jī)會(huì)接觸到相應(yīng)的設(shè)備,更不用說(shuō)親自動(dòng)手上機(jī)實(shí)驗(yàn),因此對(duì)設(shè)備沒(méi)有基本的感性認(rèn)識(shí)。

目前許多高校購(gòu)置了大量先進(jìn)的分析測(cè)試設(shè)備,逐步形成了系統(tǒng)完善的分析測(cè)試平臺(tái),但目前這些大型設(shè)備都主要用于教師、研究生的課題研究,對(duì)本科生教學(xué)的作用不夠理想。因此大型設(shè)備如何為本科生提供更多的接觸和使用機(jī)會(huì)引起了大家的關(guān)注,如何協(xié)調(diào)大型分析測(cè)試設(shè)備服務(wù)于科學(xué)研究與本科生教育之間的關(guān)系仍然是困擾教育部門(mén)和實(shí)驗(yàn)管理人員的難題。為此一些單位也進(jìn)行了探討和研究,提出了一些方法和建議。如屈樹(shù)新教授從開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課、選修課以及為本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)服務(wù)等方面進(jìn)行了積極的探索；饒薇薇老師從實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行機(jī)制、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面,探討對(duì)本科生開(kāi)放大中型儀器的具體措施。

為了解學(xué)生對(duì)大型分析測(cè)試設(shè)備的學(xué)習(xí)興趣和分析測(cè)試中心在本科教學(xué)中存在的問(wèn)題,我們對(duì)正在學(xué)習(xí)分析測(cè)試方法課程的大二學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查,旨在探討分析測(cè)試中心對(duì)學(xué)生掌握現(xiàn)代分析測(cè)試設(shè)備基本技能的方法和途徑,探索大型公共分析測(cè)試設(shè)備在本科教學(xué)中的作用和方法。本次調(diào)查共發(fā)放問(wèn)卷90份,收回87份。

1 調(diào)查結(jié)果與分析

通過(guò)對(duì)調(diào)查問(wèn)卷的統(tǒng)計(jì)和分析,可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)分析測(cè)試中心及設(shè)備的功能知之甚少,但絕大部分學(xué)生都有強(qiáng)烈學(xué)習(xí)的愿望。筆者對(duì)幾個(gè)典型的調(diào)查問(wèn)題進(jìn)行了歸納和總結(jié)。

問(wèn)題1：你對(duì)分析測(cè)試中心的分析測(cè)試設(shè)備是否了解？通過(guò)什么途徑了解？雖然分析測(cè)試中心與材料學(xué)院同在一棟教學(xué)樓里,學(xué)生每天上課都必須經(jīng)過(guò)分析測(cè)試中心,但令人驚訝的是只有一名同學(xué)通過(guò)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)了解分析測(cè)試中心的所有設(shè)備,其余同學(xué)對(duì)分析測(cè)試中心竟然一無(wú)所知,甚至不知道有這樣一個(gè)機(jī)構(gòu)存在。

問(wèn)題2：你認(rèn)為分析測(cè)試中心可以通過(guò)何種途徑、方式、方法為本科課堂教學(xué)服務(wù)？有43名同學(xué)不清楚,這與大部分同學(xué)不了解分析測(cè)試中心有關(guān)。有同學(xué)建議要讓學(xué)生了解分析測(cè)試中心的職能和現(xiàn)狀,采取的方式可以包括組織參觀(guān)、對(duì)學(xué)生開(kāi)放、加強(qiáng)宣傳等。為本科教學(xué)服務(wù)的方式和途徑包括開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課、現(xiàn)場(chǎng)講解、自主實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以及進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、提供設(shè)備圖片、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、設(shè)備模型和演示儀器設(shè)備、為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等。

問(wèn)題3：通過(guò)課堂學(xué)習(xí),你對(duì)設(shè)備的構(gòu)造、工作原理、基本功能是否了解？雖然同學(xué)已經(jīng)歷了大半個(gè)學(xué)期的課堂學(xué)習(xí),但有多達(dá)64名同學(xué)對(duì)設(shè)備的構(gòu)造、工作原理和基本功能不了解,僅有20人有一定程度的了解,其余未回答。這可以看出大型分析測(cè)試設(shè)備的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié)。

問(wèn)題4：為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,固化課堂學(xué)習(xí)效果,分析測(cè)試中心透射電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室擬開(kāi)設(shè)一些實(shí)驗(yàn),你是否有興趣參加,有何建議？有多達(dá)68名同學(xué)表示有強(qiáng)烈興趣參加實(shí)驗(yàn)教學(xué),但也有19名同學(xué)無(wú)興趣參加。提出的建議包括：實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)有興趣的學(xué)生開(kāi)放、讓他們有機(jī)會(huì)多動(dòng)手親自實(shí)驗(yàn)、由教師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)結(jié)合實(shí)際操作及現(xiàn)象進(jìn)行深入淺出的講解、開(kāi)設(shè)一些創(chuàng)新、趣味和基礎(chǔ)并重的實(shí)驗(yàn)并納入學(xué)習(xí)成績(jī)考核等。

2 存在的問(wèn)題

從學(xué)生對(duì)分析測(cè)試中心的了解程度來(lái)看,可以說(shuō)分析測(cè)試中心與本科教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié),這種缺失已經(jīng)對(duì)學(xué)生發(fā)展和深造帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。通過(guò)筆者對(duì)部分畢業(yè)設(shè)計(jì)的本科生以及研究生的接觸和了解,盡管他們學(xué)習(xí)了現(xiàn)代測(cè)試分析方法課程,但對(duì)設(shè)備，特別是一些尖端分析測(cè)試設(shè)備,如透射電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、電子探針等的認(rèn)知幾乎為零,對(duì)設(shè)備的基本操作和基本功能知之甚少,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),甚至不清楚可以從實(shí)驗(yàn)中得到什么,更不用說(shuō)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確分析,因此在如何利用分析測(cè)試設(shè)備時(shí)非常茫然。

導(dǎo)致這種結(jié)果的主要原因大致有如下2點(diǎn)：(1)大型分析測(cè)試設(shè)備屬于高端精密儀器,設(shè)備價(jià)格昂貴,維修價(jià)格高且周期長(zhǎng),為保證科研所需,由于擔(dān)心學(xué)生損壞設(shè)備,幾乎不向本科生開(kāi)放；(2)大型分析測(cè)試設(shè)備臺(tái)套數(shù)少,資源有限,而每臺(tái)大型精密設(shè)備每次實(shí)驗(yàn)?zāi)苋菁{的學(xué)生數(shù)很少,同時(shí)掌握大型分析設(shè)備的基本操作需要較長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練,所需課時(shí)投入相對(duì)較大。由于大型設(shè)備都要承擔(dān)大量的科研任務(wù),根本無(wú)法留出時(shí)間承擔(dān)本科教學(xué)任務(wù)。

3 方法探討

考慮到大部分同學(xué)今后發(fā)展和工作需求,他們只要掌握設(shè)備的用途和分析方法,掌握如何利用分析測(cè)試設(shè)備為自己的學(xué)習(xí)和研究服務(wù)即可,要求本科生掌握這些設(shè)備的具體操作和使用是不切實(shí)際也完全沒(méi)有必要的。分析測(cè)試中心為本科教學(xué)服務(wù)的重點(diǎn)應(yīng)該是如何利用設(shè)備優(yōu)勢(shì)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高他們的分析測(cè)試技巧和方法。那么分析測(cè)試中心該如何發(fā)揮自己的作用,服務(wù)于本科教學(xué)呢？由于本科高年級(jí)的綜合實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),已經(jīng)納入教學(xué)計(jì)劃,筆者不多做討論。這里要討論的是新生入學(xué)參觀(guān)、材料現(xiàn)代分析方法實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及服務(wù)于日常教學(xué)方面等問(wèn)題。

(1)對(duì)于新生入學(xué)參觀(guān),傳統(tǒng)做法是在新生剛?cè)雽W(xué)時(shí)進(jìn)行。由于新生沒(méi)有相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的儲(chǔ)備,對(duì)材料科學(xué)一無(wú)所知,此時(shí)參觀(guān)根本達(dá)不到互動(dòng)的效果。調(diào)查問(wèn)卷的結(jié)果說(shuō)明了一切,這種走馬觀(guān)花式的參觀(guān)不會(huì)給同學(xué)留下深刻印象?；谡{(diào)查結(jié)果,2010年一年級(jí)新生入學(xué)時(shí),我們沒(méi)有安排他們參觀(guān)分析測(cè)試中心,而是把參觀(guān)安排在該學(xué)期中期。參觀(guān)過(guò)程中,由設(shè)備管理人員為學(xué)生講解設(shè)備的基礎(chǔ)知識(shí),包括工作原理、功能和發(fā)展趨勢(shì)等,并回答學(xué)生提出的各種具體問(wèn)題。通過(guò)參觀(guān)可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)現(xiàn)代分析測(cè)試設(shè)備充滿(mǎn)了好奇,對(duì)高端設(shè)備具有濃厚的神秘感。更可喜的是由于學(xué)生經(jīng)過(guò)半年多的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí),已經(jīng)對(duì)材料科學(xué)有了一些基本的認(rèn)識(shí)和理解,因此在整個(gè)參觀(guān)過(guò)程中,學(xué)生會(huì)不斷地提出許多相關(guān)問(wèn)題,達(dá)到了互動(dòng)的效果。

(2)目前分析測(cè)試方法的學(xué)習(xí)仍然以課堂講授為主,如何利用分析測(cè)試中心的設(shè)備資源配合課堂教學(xué)仍然是一個(gè)非常棘手的難題,特別是對(duì)于那些臺(tái)套數(shù)少、投入高、操作復(fù)雜并且每次實(shí)驗(yàn)容納人數(shù)少的設(shè)備,如電子顯微分析設(shè)備等,幾乎不為本科生開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn),而電子顯微分析又是現(xiàn)代分析測(cè)試方法中非常重要的內(nèi)容。為此我們以透射電子顯微鏡為例,探討了電子顯微分析設(shè)備服務(wù)于本科教學(xué)的方式和作用。具體做法是從被調(diào)查的學(xué)生中隨機(jī)選擇了4組共16名同學(xué),每組實(shí)驗(yàn)時(shí)間為8小時(shí),從實(shí)驗(yàn)過(guò)程和后續(xù)的學(xué)習(xí)效果來(lái)看,結(jié)果非常理想。因此筆者認(rèn)為對(duì)于稀缺的大型分析測(cè)試設(shè)備,可以通過(guò)分組限制選修的辦法來(lái)緩解目前的矛盾。以透射電子顯微鏡、掃描探針顯微鏡、電子探針等顯微結(jié)構(gòu)分析設(shè)備為例,可以根據(jù)設(shè)備類(lèi)型分成4組獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)。每名學(xué)生根據(jù)自己的興趣只允許選擇其中的1組實(shí)驗(yàn)。這種分組限制選修的方法雖然不能讓學(xué)生接觸大量的大型設(shè)備,但可以極大地激發(fā)和保持學(xué)生對(duì)分析測(cè)試方法的學(xué)習(xí)興趣。即使只通過(guò)1組實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,學(xué)生也可以對(duì)某一種設(shè)備的基本操作、功能、結(jié)構(gòu)和工作原理有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)和了解,并能加深對(duì)課堂理論學(xué)習(xí)的理解；當(dāng)然,對(duì)于那些對(duì)設(shè)備操作表現(xiàn)出極大興趣的學(xué)生,可選擇1～2名同學(xué)進(jìn)行日常培訓(xùn),為培養(yǎng)熟練掌握設(shè)備操作、具有開(kāi)發(fā)設(shè)備功能能力的高端實(shí)驗(yàn)人員儲(chǔ)備人才。

(3)對(duì)于本科的日常教學(xué),分析測(cè)試中心可以采用兩種途徑服務(wù)于本科教學(xué)。一是平時(shí)對(duì)本科生開(kāi)放,允許學(xué)生觀(guān)摩實(shí)驗(yàn)過(guò)程,實(shí)驗(yàn)室教師為學(xué)生解答學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的關(guān)于設(shè)備的問(wèn)題；二是結(jié)合本學(xué)院學(xué)科特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)科研方向,為課堂教學(xué)提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)照片和設(shè)備圖片,讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)的理論知識(shí)去分析和解釋,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

高等學(xué)校肩負(fù)為社會(huì)培養(yǎng)高級(jí)人才的使命,應(yīng)該把如何提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力作為學(xué)校工作的核心內(nèi)容,分析測(cè)試中心同樣肩負(fù)服務(wù)于本科教學(xué)和人才培養(yǎng)的責(zé)任。但由于設(shè)備臺(tái)套數(shù)、設(shè)備管理等問(wèn)題,限制了其為本科教學(xué)服務(wù)的作用。要改變目前這種狀況,除了繼續(xù)增加設(shè)備投入外,也需要相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)高度重視,制定相應(yīng)的政策,特別是在考核設(shè)備的績(jī)效或安排大型分析測(cè)試設(shè)備的工作時(shí),把為本科生教學(xué)服務(wù)內(nèi)容放在重要地位,從制度上保證大型分析測(cè)試設(shè)備能積極參與到為本科教學(xué)服務(wù)上來(lái)。當(dāng)然,分析測(cè)試中心的管理人員也要開(kāi)動(dòng)腦筋,樹(shù)立為本科教學(xué)服務(wù)的理念,積極拓展新途徑,在現(xiàn)有條件下創(chuàng)造條件,提供更多的機(jī)會(huì)為本科教學(xué)服務(wù)。

[1] 周仲榮,張文桂,朱昊,等.重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室參與本科教學(xué)實(shí)踐的啟示[J].高等工程教育研究,2003,5：22

[2] 屈樹(shù)新,沈如,姜崇喜,等.探索大型分析設(shè)備在本科教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2005,22(10)：30

[3] 饒薇薇,包新華,張沁,等.對(duì)本科生開(kāi)放大中型儀器的實(shí)踐與探索[J].化工高等教育,2008,3：49

Problem and consideration on the serving approach of analysis and research center to undergraduate teaching

Duan Huiping, Song Honghai, Du Juan
Beijing university of aeronautics and astronautics, Beijing, 100191, China

It is always a great puzzle for the education department and laboratory arrangement division to employ the limited large analysis and testing equipments to serve for the undergraduate experimental teaching. The existing problems for the serving approach of large analysis and testing instruments to undergraduate teaching have been summarized by the way of census and analyzed. Moreover, the key and approach to the problems have also been proposed in this paper.

large analytical instrument; undergraduate teaching; serving approach

2011-04-18 稿件編號(hào)：1104090

段輝平，博士，副教授，常務(wù)副主任。

北京航空航天大學(xué)教改項(xiàng)目“公共分析測(cè)試平臺(tái)在本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探索”。