高校實驗儀器操作技能課程模式的探索與實踐

摘要針對如何提高學(xué)生動手能力、降低實驗儀器損壞率等問題，從實驗課程內(nèi)容、教材建設(shè)、教學(xué)方式與手段等方面，對開設(shè)儀器設(shè)備操作技能課程建設(shè)與實踐的必要性進(jìn)行了探討。旨在實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的動手動力和創(chuàng)新能力，提高實驗儀器的利用率，調(diào)動實驗教師隊伍的工作積極性。

關(guān)鍵詞實驗室；儀器；操作技能；課程建設(shè)與實踐

中圖分類號S-01；G40.34文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2015）05-367-02

Curriculum Model Exploration and Practice of Equipment Operation Skills in Universities

WANG Rong-hua， LUO Jia， DU Hui-fang et al （College of Horticulture， Northwest A&F University， Yangling， Shaanxi 712100）

Abstract Aiming at how to improve students' practical ability， reduce the damage rate of experimental equipment， the necessity for open a course of Equipment Operation Skills was discussed from aspects of teaching content， teaching materials construction， teaching method and aims， so as to realize combination of theory and practice， cultivate students practical and innovative ability， improve utilization rate of equipment operation skills， mobilize teachers work enthusiasm.

Key words Laboratory； Instrument； Operation skills； Course construction and practice

基金項目西北農(nóng)林科技大學(xué)教學(xué)改革研究項目（JY1302019）。

作者簡介王榮花（ 1963- ） ，女，陜西咸陽人，高級實驗師，博士，從事實驗室管理工作。

收稿日期2014-12-25

儀器設(shè)備是實驗室的重要技術(shù)裝備，是人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的基本條件，也是高校教學(xué)和科研實力的重要標(biāo)志[1-2]。近年來，隨著高等教育迅猛發(fā)展及社會對創(chuàng)新型、實踐型人才的培養(yǎng)要求，各高校在實驗儀器設(shè)備方面的投入也迅速增加，實驗環(huán)境及硬件資源有了很大程度的改觀[3-4]。如何加強(qiáng)精密貴重儀器的科學(xué)管理，充分發(fā)揮儀器設(shè)備資源更好地為教學(xué)服務(wù)、提高其使用效率是管理工作者面臨的問題，開設(shè)實驗儀器設(shè)備操作技能課程，可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生在實驗過程中的動手操作能力，減少儀器操作事故的發(fā)生，降低儀器損壞率，使學(xué)生盡快進(jìn)入學(xué)習(xí)研究狀態(tài)，更快更有效地開展研究工作，完成課程論文、畢業(yè)論文及創(chuàng)新實驗打下堅實的基礎(chǔ)。

1實驗室硬件建設(shè)是實驗教學(xué)和開放共享的基礎(chǔ)

園藝學(xué)院中心實驗室是教學(xué)和科研的共享平臺。為了滿足新時期培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐能力和創(chuàng)新能力、提高實驗教學(xué)質(zhì)量的迫切需求，學(xué)院借助學(xué)校的國家“985”、“211”工程建設(shè)以及實驗室專項經(jīng)費(fèi)，不斷加強(qiáng)實驗室硬件建設(shè)，使試驗教學(xué)條件得到了根本的改善。目前，中心實驗室擁有10萬元以上大型儀器設(shè)備35臺件，可用儀器設(shè)備總件數(shù)達(dá)2 136臺件，總價值2 348.5萬元，實驗室儀器設(shè)備的年更新率達(dá)到30%。儀器設(shè)備的合理配置和管理，為園藝、設(shè)施農(nóng)業(yè)與工程等專業(yè)的教學(xué)和科研實驗提供了開放共享平臺，為本科生畢業(yè)論文設(shè)計、創(chuàng)新項目以及研究生的科研實驗等需要提供了硬件保障。

2 開設(shè)實驗室儀器設(shè)備操作技能課程學(xué)習(xí)的必要性

提高實驗室設(shè)備的管理水平，對于提高實驗室使用效率，提高人才培養(yǎng)素質(zhì)和提升科研水平具有重要意義[5-6]。為了最大限度的發(fā)揮實驗儀器設(shè)備和資金的使用效益，提高實驗室建設(shè)水平，學(xué)院將近三年學(xué)校下達(dá)的教學(xué)儀器設(shè)備、學(xué)科建設(shè)、科研平臺等建設(shè)經(jīng)費(fèi)共計830余萬元全部投入到中心實驗室平臺建設(shè)。學(xué)院中心實驗室現(xiàn)有專職實驗人員15人，每位專職人員需要管理的儀器設(shè)備均在百臺件以上，同時大型儀器的維護(hù)管理是專人專管。隨著大批新型儀器、精密貴重儀器進(jìn)入實驗室，操作規(guī)程、技術(shù)維護(hù)等都對儀器管理人員的管理技能提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，要求管理人員必須不斷地學(xué)習(xí)新知識、掌握新技術(shù)，成為精通業(yè)務(wù)、懂技術(shù)的管理者[7]。

儀器設(shè)備的良好運(yùn)行對實踐教學(xué)的順利開展起著至關(guān)重要的作用[8]。隨著實驗室的開放共享，進(jìn)入實驗室的人數(shù)迅速增加，更多本科生課程論文、創(chuàng)新項目實驗以及碩、博士研究生的科研實驗都集中在實驗室中展開。由于本科1、2年級學(xué)生課堂上多注重于基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)，動手操作實驗儀器的機(jī)會少。在進(jìn)行課程論文實驗時，由于不熟悉儀器操作規(guī)程，在實驗過程中，可能會因操作不規(guī)范導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)不正確，甚至因操作失誤造成儀器設(shè)備的損壞，影響實驗的正常進(jìn)行。調(diào)查統(tǒng)計，2010～2012年學(xué)院每年使用在儀器維修方面的費(fèi)用已經(jīng)占到儀器設(shè)備本身價值的2%，每年的儀器維修費(fèi)用高達(dá)20余萬，而儀器損壞的原因主要是因為使用者操作不當(dāng)引起的。所以，為了提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，提高實驗儀器的利用率，降低儀器維修費(fèi)用，為學(xué)生開設(shè)實驗儀器操作技能課程非常必要。

3精心規(guī)劃教材，合理選擇內(nèi)容

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，實驗教學(xué)和科研中更多測量精確、運(yùn)行速度快的高精尖新儀器設(shè)備不斷涌現(xiàn)，大大提高了科研水平[9]。但是，當(dāng)前許多實驗教材，由于編寫的側(cè)重點(diǎn)不同，教材上介紹的儀器設(shè)備與實際使用的類型、型號不符，而廠家或型號不同的儀器設(shè)備操作規(guī)程也會有一定的差別，這就導(dǎo)致沒有一本符合西北農(nóng)林科技大學(xué)的儀器技能操作實驗教材。2012年，根據(jù)中心實驗室現(xiàn)有儀器的具體情況，筆者精心選擇了一些教學(xué)科研中常用的大型儀器和部分必須掌握的常規(guī)儀器，編寫完成了儀器操作技能實驗指導(dǎo)書。內(nèi)容主要包括光合測定系統(tǒng)、色譜技術(shù)、顯微解剖技術(shù)、分子生物技術(shù)等方面的實驗室儀器設(shè)備，分別在儀器學(xué)習(xí)的目的、工作原理、操作方法、注意事項、常見故障及維護(hù)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

4理論與實踐結(jié)合，提高學(xué)生動手能力

2010～2012年筆者分別對園藝、設(shè)施等專業(yè)的本科學(xué)生及部分研究生率先開設(shè)儀器操作技能選修課程，主講老師全部由實驗室專職技術(shù)人員擔(dān)任。在開課之初，任課教師精心制作了內(nèi)容豐富的教學(xué)課件和教學(xué)示范視頻，內(nèi)容不拘泥于教材范圍，而是做了適當(dāng)?shù)难由?，利用現(xiàn)代教學(xué)手段，將最新的儀器信息和發(fā)展動態(tài)傳授給學(xué)生。在課堂上，按照“先講授儀器原理結(jié)構(gòu)，后操作應(yīng)用”的原則，將理論學(xué)習(xí)與實際操作有機(jī)的結(jié)合起來。在學(xué)習(xí)中，鼓勵學(xué)生多動手，對常規(guī)儀器，要人人上機(jī)動手操作；對大型儀器，要分組練習(xí)演示。先后學(xué)習(xí)氣質(zhì)聯(lián)用儀、液相色譜儀、氣相色譜儀、光合測定系統(tǒng)、葉綠素?zé)晒鈨x、PCR儀、凝膠成像系統(tǒng)、研究顯微鏡、紫外分光光度計等儀器的工作原理及操作方法。在每節(jié)課的4個學(xué)時數(shù)中，理論講解和演示占用1個學(xué)時，動手操作實踐占用3個學(xué)時，將大部分時間還給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，真正調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)習(xí)興趣及解決實際問題的能力。

5完善考核制度，綜合教學(xué)效果與評價

考核是對學(xué)生學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)效果的評定與總結(jié)，督促學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識和儀器操作技能。為了使成績能夠客觀、真實的反映學(xué)生對實驗基本知識、操作技能的掌握程度，對學(xué)生的最終考核為課堂考查（10%）+實驗報告（10%）+操作考核（80%）。課堂考察了解學(xué)生的課前預(yù)習(xí)情況及對實驗內(nèi)容的熟悉程度；實驗報告考察書寫是否規(guī)范、數(shù)據(jù)是否合理、分析是否正確；技能操作是考查學(xué)生在實驗過程中，對各種儀器設(shè)備的操作是否規(guī)范及對其掌握的程度。實驗室已逐步執(zhí)行資格認(rèn)證進(jìn)入許可制度。凡考核合格者，獲得學(xué)分，可優(yōu)先進(jìn)入實驗室，完成其課程論文、畢業(yè)論文實驗及創(chuàng)新實驗。實踐證明，該考核方式能夠較全面的反映學(xué)生對實驗儀器工作原理、操作方法及注意事項等方面的掌握程度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，達(dá)到實驗學(xué)習(xí)和實踐的最終目的。

教學(xué)質(zhì)量和科研水平的高低在很大程度上取決于技術(shù)裝備水平的高低[10]。通過連續(xù)三年的課程教學(xué)實踐，學(xué)生普遍認(rèn)為儀器操作技能課程開設(shè)及時、必要，提高了學(xué)生的動手能力、獨(dú)立思考及創(chuàng)新能力，減少了儀器設(shè)備的損壞率。在課程學(xué)習(xí)的實踐中，學(xué)生不但掌握了科研儀器使用的技能，也了解到了實驗儀器發(fā)展的最新動態(tài)。通過親手操作各種儀器設(shè)備，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲，為下階段開展專業(yè)課程論文、畢業(yè)論文實驗打下一定的基礎(chǔ)。通過儀器操作技能課程的開設(shè)，也充分調(diào)動了實驗室專職教師的工作積極性，發(fā)揮了每位教師的潛能，提高了教師`自身的管理水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)。為了給學(xué)生上好課，實驗室的每位教師都認(rèn)真編寫了多媒體課件，總結(jié)各種實驗儀器的工作原理、性能、操作規(guī)程和注意事項。在授課過程中，筆者積累了一些實驗教學(xué)經(jīng)驗，出版了實驗教材，培養(yǎng)了實驗教師隊伍，初步建立了農(nóng)業(yè)高校的基礎(chǔ)實驗儀器課程的教學(xué)方法。

6結(jié)語

雖然實驗儀器操作技能課程取得了一定成效，但仍存在一些亟待解決的問題。例如，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性及積極性有待進(jìn)一步加強(qiáng)；在動手操作實踐方面，由于大型貴重儀器數(shù)量有限，無法滿足每位學(xué)生的動手操作時間；課程的學(xué)時數(shù)有限，應(yīng)加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)等。因此，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)實驗設(shè)備平臺建設(shè)，加強(qiáng)對動手操作實踐環(huán)節(jié)的改進(jìn)和完善，從而培養(yǎng)出素質(zhì)高、動手能力強(qiáng)，勤于創(chuàng)新，適應(yīng)社會需求的應(yīng)用型人才。

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責(zé)任編輯盧瑤責(zé)任校對李巖