線上線下結(jié)合大型儀器自主上機培訓(xùn)模式研究
——以掃描電鏡為例

李曉佩， 李 欣， 張勇杰， 程 勝， 徐龍權(quán)， 費 旭

（1. 大連工業(yè)大學(xué) 實驗儀器中心，遼寧 大連 116046；2. 大連工業(yè)大學(xué) 紡織與材料工程學(xué)院，遼寧 大連 116046）

新時代對我國高等教育提出了新要求。習(xí)近平總書記指出：黨和國家事業(yè)發(fā)展對高等教育的需要，對科學(xué)知識和優(yōu)秀人才的需要，比以往任何時候都更為迫切[1]。高等學(xué)校作為知識高地、創(chuàng)新高地，肩負(fù)人才培養(yǎng)重任。對現(xiàn)代工具的熟練使用是創(chuàng)新型人才的基本要求[2-4]。大連工業(yè)大學(xué)實驗儀器中心（以下簡稱“中心”）負(fù)責(zé)我校公共大型儀器設(shè)備的管理、使用和維護工作，是師生從事創(chuàng)新性教學(xué)、科研工作的重要支撐，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力的關(guān)鍵一環(huán)。近年來，中心穩(wěn)步推進大型儀器設(shè)備的開放工作，實行預(yù)約自主上機。為保障儀器安全、提高使用效率，學(xué)生需首先經(jīng)過培訓(xùn)，獲取自主上機資格，方可進行預(yù)約自主上機。

針對傳統(tǒng)線下培訓(xùn)模式培訓(xùn)周期長、培訓(xùn)效果不理想等弊端，通過借鑒其他高校、研究所的相關(guān)研究結(jié)果，并結(jié)合我校實際，早在2018年底，筆者提出了線上線下結(jié)合大型儀器自主上機培訓(xùn)模式。本文中，筆者以掃描電鏡為例，介紹了實施線上線下結(jié)合自主上機培訓(xùn)過程中的經(jīng)驗與體會。

1 自主上機培訓(xùn)的意義及傳統(tǒng)培訓(xùn)模式的弊端

大型儀器設(shè)備的開放是一把雙刃劍。一方面，自主上機可提高儀器設(shè)備的使用效率，助力教學(xué)科研工作；另一方面，自主上機會增加儀器設(shè)備誤操作風(fēng)險，輕則影響儀器正常使用、增加設(shè)備維護成本，重則可能導(dǎo)致設(shè)備損壞，造成重大資產(chǎn)損失[5]。因此，中心對大型儀器設(shè)備的開放工作極為重視，專門制定了《大連工業(yè)大學(xué)大型儀器設(shè)備自主上機規(guī)定（暫行）》，明確申請自主上機操作的人員，必須經(jīng)過規(guī)定學(xué)時的自主上機規(guī)章制度、儀器設(shè)備原理學(xué)習(xí)及現(xiàn)場操作培訓(xùn)，通過考核取得自主上機資格后方可自主上機。掃描電鏡作為微觀形貌的主要觀察工具之一，在食品、生物、化工、材料等我校多個優(yōu)勢學(xué)科均有重要應(yīng)用，因此我校掃描電鏡使用非常繁忙。JEOL JSM-6460LV掃描電鏡（配有X-Max50能譜儀）系我校首臺面向校內(nèi)師生開放，可自主操作使用的大型儀器設(shè)備。在此基礎(chǔ)上，JEOL JSM-7800F場發(fā)射掃描電鏡（配有X-Max50能譜儀）也面向校內(nèi)師生開放。

傳統(tǒng)掃描電鏡自主上機培訓(xùn)方式如圖1所示。筆者在日常工作中發(fā)現(xiàn)，以上嚴(yán)格培訓(xùn)考核流程總體上保障了培訓(xùn)質(zhì)量，同時也存在一定問題，如對培訓(xùn)老師依賴性極高，培訓(xùn)效率偏低，存在待培訓(xùn)學(xué)生積壓現(xiàn)象。受限于此，自主上機培訓(xùn)只接受教師及研究生學(xué)生的申請。部分學(xué)生在獲得自主上機資格后，短時期未進行上機操作，存在遺忘培訓(xùn)內(nèi)容的情況。

圖1 線下掃描電鏡自主上機培訓(xùn)流程

2 線上線下結(jié)合掃描電鏡自主上機培訓(xùn)模式的提出

針對以上自主上機培訓(xùn)過程出現(xiàn)的問題，筆者對其他高校、研究所的相關(guān)工作展開了調(diào)研。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，各大高校普遍重視大型儀器的開放、共享工作，部分高校已經(jīng)提出面向本科生開放大型儀器，以提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的改革措施[6-13]。其中，自主上機培訓(xùn)是大型儀器開放的關(guān)鍵舉措。中央民族大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院通過虛擬實驗系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生進行線上培訓(xùn)，提高了培訓(xùn)效率，節(jié)約了師生的寶貴時間[6]。浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院對培訓(xùn)工作進行了多模式的探索，建立了分類培訓(xùn)、現(xiàn)場培訓(xùn)與線上視頻培訓(xùn)相結(jié)合等方法，使儀器培訓(xùn)高效可行，培訓(xùn)成效顯著[9]。

筆者借鑒以上研究結(jié)果，并結(jié)合我校實際，提出了線上線下結(jié)合掃描電鏡自主上機培訓(xùn)模式。圖2展示了線上線下結(jié)合掃描電鏡自主上機培訓(xùn)模式的流程，主要體現(xiàn)在以下兩方面：

圖2 線上線下結(jié)合掃描電鏡自主上機培訓(xùn)流程

1） 培訓(xùn)內(nèi)容的“線上”“線下”合理拆分

將自主上機規(guī)章制度、掃描電鏡理論知識及儀器操作演示部分，制作成視頻及文字學(xué)習(xí)資料上傳至線上，學(xué)生自主安排時間進行線上學(xué)習(xí)。線上考核通過后，集中安排學(xué)生進行線下培訓(xùn)，包括實際操作演示、初步練習(xí)及鞏固練習(xí)等環(huán)節(jié)。

2） 考核方式的“線上”“線下”合理拆分

與培訓(xùn)內(nèi)容對應(yīng)，線上培訓(xùn)部分，通過設(shè)置線上考試環(huán)節(jié)，進行考核。線上考核通過后，進行線下培訓(xùn)，隨后進行線下考核。

3 線上線下結(jié)合掃描電鏡自主上機培訓(xùn)模式的實施

掃描電鏡自主上機操作，要求學(xué)生掌握掃描電鏡的基本原理及掃描電鏡設(shè)備的基本構(gòu)造等相關(guān)理論知識，同時還要求學(xué)生熟悉掃描電鏡設(shè)備的操作流程、各功能鍵的具體使用方法。學(xué)生只有在理論與實踐兩方面均達到要求，才能拍出清晰的掃描電鏡圖片，獲取準(zhǔn)確的樣品信息，保障掃描電鏡的安全、高效使用。鑒于此，線上線下結(jié)合培訓(xùn)模式有針對性地采取了三項措施（圖3）。

圖3 線上線下結(jié)合掃描電鏡自主上機培訓(xùn)實施措施

線上理論考核合格后，培訓(xùn)學(xué)生將進入線下上機操作培訓(xùn)及考核環(huán)節(jié)，合格后頒發(fā)掃描電鏡自主上機資格證書，并在大型儀器共享平臺開通其預(yù)約權(quán)限，學(xué)生即可預(yù)約自主上機進行測試；線下考核不合格的學(xué)生，需要重新參加線上培訓(xùn)及考核環(huán)節(jié)，即全流程重新開始。

4 線上線下結(jié)合掃描電鏡自主上機培訓(xùn)模式的效果

如圖4所示，線上線下結(jié)合培訓(xùn)模式的培訓(xùn)效率與傳統(tǒng)線下培訓(xùn)模式相比大大提高，待培訓(xùn)學(xué)生積壓現(xiàn)象從根本上得到緩解。學(xué)生普遍認(rèn)為線上線下結(jié)合培訓(xùn)模式更加靈活，允許自主安排線上培訓(xùn)及考核時間，通過培訓(xùn)后還可以根據(jù)需要結(jié)合線上資源進行回顧性學(xué)習(xí)，從而有效避免了因遺忘導(dǎo)致的誤操作，能夠更熟悉更有信心地進行自主上機樣品測試。

圖4 線下掃描電鏡自主上機培訓(xùn)與線上線下結(jié)合掃描電鏡自主上機培訓(xùn)結(jié)果對比

5 結(jié)語

本文以掃描電鏡為例，討論了線上線下結(jié)合自主上機培訓(xùn)模式的思路及經(jīng)驗。線上線下結(jié)合培訓(xùn)模式將自主上機規(guī)章制度、儀器設(shè)備原理學(xué)習(xí)、儀器操作演示及考核環(huán)節(jié)部分移至線上，實現(xiàn)培訓(xùn)及考核環(huán)節(jié)的線上、線下合理拆分，其顯著優(yōu)勢在于：1）學(xué)生可隨時隨地進行線上培訓(xùn)及考核，線上考核通過后，再進行線下培訓(xùn)及考核，從而提高了培訓(xùn)效率；2）學(xué)生獲得自主上機資格后，可隨時再次進行線上學(xué)習(xí)，避免因遺忘造成的操作不當(dāng)，保障大型儀器的使用安全；3）線上環(huán)節(jié)通過引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，起到了培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的作用?？傊?，掃描電鏡自主上機線上線下結(jié)合培訓(xùn)模式的提出與實施，提高了培訓(xùn)效率及培訓(xùn)質(zhì)量，提高了我校掃描電鏡利用率，為我校教學(xué)與科研工作提供了有力支撐，有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。