大型儀器開放實驗教學模式研究與思考

嚴 平

(西南民族大學化學與環(huán)境保護工程學院，成都 610041)

大型儀器開放實驗教學模式研究與思考

嚴 平

(西南民族大學化學與環(huán)境保護工程學院，成都 610041)

開放實驗教學在西南民族大學的教學和科研以及人才的培養(yǎng)中發(fā)揮了重要作用，對提高本科生和研究生的學習能力、創(chuàng)新能力很有幫助。在大型儀器開放教學及實踐過程中，進行了大型儀器開放實驗教學模式研究，在本學校和專業(yè)學科特點基礎(chǔ)上充分發(fā)揮了學校的資源優(yōu)勢，大大提高了本科教學質(zhì)量。

大型儀器；實驗教學；開放模式

大型儀器在當代生活、科研和生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，應(yīng)用廣泛而深入[1,2]。大型儀器實驗教學是西南民族大學化學類、環(huán)境類、制藥類專業(yè)教學中相當重要的組成部分，是培養(yǎng)各民族學生創(chuàng)新精神、科研能力、學習能力和動手能力的主要方法之一。結(jié)合西南民族大學的特色和優(yōu)勢，在化學類和環(huán)境類教學中，著重探索了現(xiàn)有的大型儀器開放式實驗教學新模式，充分利用了已有的儀器、設(shè)備，改革后學生動手能力和科研能力得到明顯提高。

1 目前大型儀器實驗教學存在的不足

大型儀器是承擔本科生教學的重要資源和基礎(chǔ)，同時也是高校科研實力的基礎(chǔ)之一。大型儀器的開放教學在西南民族大學材料類、化學類、環(huán)境類和化工類專業(yè)的教學中具有重要地位[3]。目前，在大型儀器開放和實驗教學中取得了很大的成績，但仍存在著不足。

第一，當今世界發(fā)展很快，人工智能等技術(shù)發(fā)展迅猛，儀器分析也處在深刻、快速的發(fā)展中?，F(xiàn)用實驗教材滯后于當代科學技術(shù)的發(fā)展。從很多大學所用的大型儀器教學方面的教材等內(nèi)容分析，教材的主要內(nèi)容仍部分滯后于儀器研究與應(yīng)用的現(xiàn)狀。

第二，學生數(shù)量多，大型儀器少。在大型儀器開放實驗教學中，由于大型精密儀器價格較為昂貴，往往只有一臺。目前，由于在校學生數(shù)量快速增加，在開放實驗中，參與實驗的學生多是采用8人、4人一組的分組方式來進行實驗和儀器動手操作，此種形式造成學生動手機會變少，教學效果差。例如:在進行紅外光譜儀測定有機物結(jié)構(gòu)的實驗時，參與實驗的學生往往只能夠聽教師進行基本講解，每個小組測試一個樣品。學生親自動手操作機會少，其實際動手能力得不到有效提高。

第三，儀器使用率較低。目前的大型儀器管理與使用中，主管實驗儀器的教師需要兼顧教學、儀器管理、教學實驗準備等多項事務(wù)，精力有限，因此在紅外光譜儀、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、核磁共振譜儀、液相色譜、氣相色譜、電子透射顯微鏡、壓汞儀、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、元素分析儀、總有機碳分析儀等大型儀器的管理與維護中存在一些問題，大型儀器一旦出現(xiàn)問題后，配件購買與維修等待周期較長，這是造成儀器使用率較低的一個重要原因。

第四，目前在儀器平臺運行與管理中，也存在一些不足。要使得大型儀器能夠做到管理統(tǒng)一、資源共享共用，就需要多個管理部門和教學部門的協(xié)調(diào)配合。儀器平臺的宗旨是為西南民族大學的教師、學生以及眾多的校外用戶提供高質(zhì)量的服務(wù)，為教學和科研服務(wù)，為提高教學質(zhì)量服務(wù)，這就需要多個不同職能部門的通力合作與管理。

2 開放式實驗教學新模式

開展開放式儀器實驗教學的教改研究是要建立符合現(xiàn)代儀器知識發(fā)展趨勢、做到本科生與研究生充分參與、能夠設(shè)計與操作實驗、培養(yǎng)其學習積極性、鍛煉其科研能力[3，4]。

第一，與和大型儀器有聯(lián)系的創(chuàng)新項目立項相結(jié)合，編寫反映大型儀器最新進展的實驗教材。充分利用最新的教輔手段，以大型儀器為工具，將西南民族大學教師所承擔的很多帶有民族特色的科研課題的研究內(nèi)容與教學和開放內(nèi)容有機結(jié)合，充分鍛煉本科生與研究生的動手能力、創(chuàng)新精神。

第二，在教學改革中充分利用學校的基礎(chǔ)和現(xiàn)有師資力量。以西南民族大學來說，學校有門類齊全的12個學科門類，多個校區(qū)的總占地面積接近200 hm2，整個學校包括三個校區(qū)和一個基地，即成都市航空港校區(qū)、成都市武侯校區(qū)以及成都市太平園校區(qū)。西南民族大學在四川省阿壩州紅原縣建設(shè)了大型示范基地，校舍建筑面積已達112萬m2，師生人數(shù)為34 000人左右。

第三，充分利用西南民族大學目前的大型儀器條件。化學與環(huán)境保護工程學院共擁有實驗室面積7 000 m2，實驗設(shè)備總值近3 000萬元。承擔了包括無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、化學工程、中、西藥學等9個專業(yè)在內(nèi)的1 800余名本科生實驗課程的教學工作，以及全院教師和研究生的科研工作。中心擁有核磁共振波譜儀、液質(zhì)聯(lián)用儀、元素分析儀、X射線衍射儀、凝膠色譜儀、差示掃描量熱儀等大型精密儀器，所有儀器均由實驗室專職教師專人專管，各儀器設(shè)備的使用運行均有詳細記錄，確保教學科研的順利進行。

第四，定期開放實驗室，利用西南民族大學的畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)乃提高本科生和研究生綜合素質(zhì)的主要手段之一。對于本科生而言，畢業(yè)論文需要借助大型儀器將自己在大學期間的理論知識進行應(yīng)用，也需要有較強的動手能力。在畢業(yè)設(shè)計中，教師根據(jù)本學院現(xiàn)有儀器設(shè)備條件選題，讓學生自己進行分析方法設(shè)計，本科生和研究生綜合能力會得到極大提高，同時也對學生適應(yīng)工作崗位要求具有重要意義。

第五，實驗教學內(nèi)容的設(shè)計與及時更新。教師應(yīng)充分設(shè)置有針對性、符合現(xiàn)代科學發(fā)展方向的教學和實踐內(nèi)容，讓學生在實踐中學習，在學習中激發(fā)學生的求知欲與探索精神。具體的開放實驗內(nèi)容包括:大型儀器的培訓(xùn)操作、大型儀器的實驗數(shù)據(jù)采集、搜集和數(shù)據(jù)處理、根據(jù)數(shù)據(jù)進行科技論文的寫作等。儀器面向研究生、高年級本科生開放, 有計劃地分期進行儀器操作培訓(xùn)。

第六，充分探索新的管理與服務(wù)手段。在大型儀器的使用中，可以使用微信公眾號等手段，使得儀器的信息可以為學生和教師們共享共知，提高大型儀器的使用率。大型儀器對于化學與環(huán)境保護工程學院、藥學院、生物科學學院等理工科學院的教學與科研非常重要，大型儀器的使用信息做到共享共知，可以合理地調(diào)配資源，大大提高儀器的使用率。西南民族大學的理工類科學院可以在離子色譜分析儀、紫外可見分光光度計、紅外光譜儀、多檢測凝膠色譜儀、X射線衍射儀、頻譜分析儀、掃描電子顯微鏡、多功能掃描探針顯微鏡、核磁共振譜儀、液相色譜、氣相色譜、電子透射顯微鏡、壓汞儀、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、元素分析儀、總有機碳分析儀等大型儀器的管理與維護方面發(fā)揮更大的作用，使得大型儀器在本科生與研究生的教學中發(fā)揮越來越重要的作用。

3 結(jié)語

通過開展開放式實驗教學新模式研究，一方面可以在教學中將科研與教學融為一體，在整個教學改革中，教師要在大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動中發(fā)揮引領(lǐng)作用，在本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)過程中鍛煉學生的科研能力，使學生了解并掌握大型儀器的原理與方法，切實提高西南民族大學本科生和研究生的創(chuàng)新能力、學習能力和創(chuàng)業(yè)精神。另一方面，通過改革和完善大型儀器的管理與運行制度，能夠形成特色儀器服務(wù)平臺。

[1] 樂清華，等. 開放實驗基地，引導(dǎo)創(chuàng)新思維，鼓勵自主實踐[J].實驗室研究與探索，2003，(03):4-5.

[2] 胡總，徐建東. 自主型開放實驗教學管理平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].實驗技術(shù)與管理，2008，25(06):36.

[3] 陳華絮，楊素嬌.開放實驗室模式與管理探討[J].技術(shù)與創(chuàng)新管理，2007，28(03):55-60.

[4] 許江.高校開放實驗室管理模式探索[J].西華師范學院學報(自然科學版)，2006，27(02):229-232.

Research of open mode of experiment teaching of large-scale instruments

YAN Ping

(College of Chemistry & Environment Protection Engineering, Southwest University for Nationalities, Chengdu 610041, China)

Open experiment teaching plays an important role in the teaching reform, which is important for students to improve their innovation and practical ability. This paper puts forward the imaginations on how to carry out the open-experiment teaching. The new open experiment teaching mode of large-scale instruments is significant in improving the service level of experiment teaching and science research.

Large-scale instruments; Experiment teaching; Open mode

2017-04-12

西南民族大學青年教改項目(2012QN13)

嚴平(1976-)，女，碩士，高級實驗師。

G642

B

1674-8646(2017)13-0072-02