大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

李 明，嚴(yán) 平

大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

李 明，嚴(yán) 平

大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)是材料類、化學(xué)類、制藥類專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。分析了高校大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足和問題，提出了相應(yīng)的改革建議。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)；大型儀器；開放實(shí)驗(yàn)；科研；實(shí)踐能力

材料類、化學(xué)類、制藥類專業(yè)本科教學(xué)中，儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。大型儀器在科研和生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要使學(xué)生理解和掌握有關(guān)大型精密儀器的原理和操作使用方法，具備運(yùn)用大型儀器進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究的能力。因此，大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，一定程度上也決定著專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

一、大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

大型精密儀器是指單價(jià)在10萬元以上的儀器設(shè)備，是高校實(shí)驗(yàn)室的重要資源，也是高?？蒲袑?shí)力的重要標(biāo)志。大型儀器是現(xiàn)代科研、生產(chǎn)中分析檢驗(yàn)的重要支柱，能夠快速、靈敏地檢測(cè)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成及含量，在材料、化學(xué)、環(huán)境、化工等領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用。掌握大型儀器的原理及操作使用方法對(duì)材料類、化學(xué)化工類專業(yè)的學(xué)生來說非常重要。目前，在大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在著一些不足，還不能完全適應(yīng)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)要求。這些不足主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容滯后。當(dāng)今世界，科技發(fā)展日新月異，儀器的更新?lián)Q代很快，儀器分析的新方法、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。目前國內(nèi)出版的儀器分析教材內(nèi)容大多都滯后于大型儀器應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，一般是按照20世紀(jì)儀器的工作狀態(tài)所編寫，很多儀器操作方法都是手動(dòng)處理方法，未充分反映當(dāng)今大型儀器微機(jī)化、靈敏度高、快速的特點(diǎn)，也未能夠反映大型儀器痕量化、自動(dòng)化、多機(jī)聯(lián)用的發(fā)展趨勢(shì)。

（2）人多機(jī)少，學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少。用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的大型精密儀器往往只有一臺(tái)，不可能像物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課一樣，一人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。近些年高校辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大，在校學(xué)生數(shù)量快速增加，因此開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在人多機(jī)少的矛盾。同時(shí)，大型儀器操作實(shí)驗(yàn)教學(xué)，往往準(zhǔn)備時(shí)間較長而分析時(shí)間短。例如進(jìn)行高效液相色譜儀實(shí)驗(yàn)和質(zhì)譜儀實(shí)驗(yàn)，前期用于流動(dòng)相配制及處理的時(shí)間就需要好幾天，而儀器自動(dòng)化程度高，實(shí)驗(yàn)操作一般20分鐘左右就能夠測(cè)定一個(gè)樣品。進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)，在準(zhǔn)備好樣品的情況下，實(shí)驗(yàn)分析時(shí)間只需要幾分鐘。學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少，學(xué)習(xí)積極性不高，難以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般采用演示法，教學(xué)效果不理想。大型儀器價(jià)格昂貴，操作精細(xì)，配套實(shí)驗(yàn)耗材和試劑使用量大。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中大都采用演示法，即教師提前做好實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，教學(xué)時(shí)講解大型分析儀器的實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、注意事項(xiàng)。如果學(xué)生預(yù)習(xí)不認(rèn)真，就很難達(dá)到令人滿意的教學(xué)效果。

二、改革大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)想

大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，使學(xué)生了解掌握更多的大型儀器的原理及使用技術(shù)，從而能夠以大型儀器為工具進(jìn)行科學(xué)研究。那么，實(shí)驗(yàn)教學(xué)就要以學(xué)生為中心，以學(xué)生全程參與、獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、反復(fù)質(zhì)疑為手段，充分激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。為此，我們認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面去努力：

其一，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)手段。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可與學(xué)校教師承擔(dān)的科研課題適度地結(jié)合起來，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)參與課題部分內(nèi)容的研究工作，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和科研能力。充分利用最新的教輔手段，制作與大型儀器相關(guān)的多媒體課件、模擬實(shí)驗(yàn)、教學(xué)錄像、演示動(dòng)畫等。讓材料類、化學(xué)類專業(yè)教師參與，介紹大型儀器在材料、化學(xué)科研項(xiàng)目和工程實(shí)踐中的實(shí)際應(yīng)用情況，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣。合理安排組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段，采用啟發(fā)討論式教學(xué)方方法，加強(qiáng)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)。另外，定期舉辦大型儀器講座，開闊學(xué)生視野。

其二，定期開放實(shí)驗(yàn)室，提高更多動(dòng)手機(jī)會(huì)。在實(shí)驗(yàn)室開放期間，允許學(xué)生使用大型儀器，或者補(bǔ)做課堂上未掌握好的實(shí)驗(yàn)或失敗的實(shí)驗(yàn)，或者進(jìn)行研究性項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)。提高大型儀器設(shè)備利用率，讓學(xué)生有更多親自動(dòng)手的機(jī)會(huì)。

其三，構(gòu)建不同的專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，創(chuàng)建立體式科研教學(xué)體系。利用大型儀器設(shè)備和學(xué)科特點(diǎn)構(gòu)建不同的專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，形成實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、科學(xué)研究方法教學(xué)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)等多種形式聯(lián)系密切的立體式科研教學(xué)體系，有計(jì)劃地分期進(jìn)行儀器操作培訓(xùn)。

其四，建立大型儀器集中管理、開放共用的運(yùn)行機(jī)制。實(shí)行專人專機(jī)管理。每年對(duì)大型儀器使用管理情況進(jìn)行綜合考核，將考核結(jié)果納入工作績效，獎(jiǎng)優(yōu)罰劣。在校園網(wǎng)開辟實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站，介紹各種大型儀器設(shè)備的性能指標(biāo)、適用范圍、操作規(guī)程及分析測(cè)試方法，報(bào)道學(xué)校實(shí)驗(yàn)室開放制度和開放情況。

總之，一方面要充實(shí)大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，將科研融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師在學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中也要指導(dǎo)學(xué)生使用大型儀器，提高自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力；另一方面，要建立完善大型儀器集中管理、開放共用的運(yùn)行機(jī)制，形成大型儀器教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，增加學(xué)生學(xué)校使用先進(jìn)儀器的機(jī)會(huì)，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

[1]陳華絮，楊素嬌.開放實(shí)驗(yàn)室模式與管理探討[J].技術(shù)與創(chuàng)新管理，2007（3）.

[2]許江.高校開放實(shí)驗(yàn)室管理模式探索[J].西華師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006（2）.

G642．423

A

1673-1999（2012）11-0185-02

李明（1977-），男，博士，西南石油大學(xué)（四川成都610500）材料科學(xué)與工程學(xué)院教師，從事油氣田材料及固井工程的教學(xué)與科研工作；嚴(yán)平，西南民族大學(xué)（四川成都610041）化學(xué)與環(huán)境保護(hù)工程學(xué)院教師。

2012-03-30