充分發揮大型儀器在普通本科院校化學教學中的作用

摘 要:隨著普通本科院校對科研的重視以及中央財政對高校科研平臺建設的投入力度加大，很多高校已經配備了一批先進的大型儀器設備。如何使這些大型儀器在承擔著學校的科研任務的同時，能夠在化學教學中充分發揮其作用，成為培養學生創新精神和科研能力的重要基地，文章提出了一些觀點，與大家探討。

關鍵詞:大型儀器普通本科院校化學教學改革

中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1673-9795(2011)05(a)-0075-02

化學是一門實驗科學，普通本科院校化學化工類人才的培養體系都強調對學生基本理論、基礎知識及基本實驗技能的培養。理論教學和實踐教學共同構成了學生培養體系的支柱，而實驗教學是實踐教學的最重要組成部分。通過實驗，不僅能使學生掌握實驗的基本技能，提高實際操作能力，而且能使學生的理論與實踐結合得更加緊密，更有利于結合生產實際，更有利于培養學生設計和創新能力，使學生的實踐綜合素質得到普遍的提高[1～2]。大型儀器實驗教學是化學化工類人才創新精神和實踐能力培養的重要途徑之一，也是本科生接觸科學前沿的一個窗口和實踐基地[3～4]。目前，如何使這些大型儀器在承擔著學校的科研任務的同時，能夠在化學教學中充分發揮其作用，成為培養學生創新精神和科研能力的重要基地，是我們每一位化學教育者必須考慮的問題。

1#8201;開設大型儀器實驗教學的必要性分析

隨著普通本科學生對自己認識的提高及對個人發展的進一步要求，加上嚴峻的就業形勢，越來越多的畢業生選擇了考研，繼續深造。在普通本科院校，化學專業的考研率及考研錄取比率也通常是最高的。如何順應考研潮流，在本科階段即著手培養學生的科研能力和創新精神，以使其在讀研的階段能夠盡快熟悉和適應科研環境，順利開展科研工作，是我們新建本科院校必須考慮的問題。針對高年級學生，開設大型儀器實驗教學，則是培養學生科研能力和創新精神的一個重要途徑。通過學生對大型儀器的認識、了解，增強學生的先進的分析測試技術的認知，加強了對理論知識的理解和掌握。同時，通過大型儀器測試操作的學習，也能夠進一步激發學生探索科研前沿、掌握科研技能的興趣，加深學生對科學研究的理解和認知，而不是盲目的跟風考研。

2#8201;開設大型儀器實驗教學的可行性分析

儀器設備特別是大型儀器設備是衡量一所高校實驗室裝備條件的重要標志，同時也是一所高校教學科研實力的象征[5]。隨著普通本科院校對科研的重視，以及國家對地方院校的資金支持，許多科研平臺相對薄弱的新建普通本科院校也先后購置了大型科研儀器，以改善科研環境，完備科研平臺建設。根據財政廳與教育廳高教處通知精神，國家財政部從2010年開始實施的《中央財政支持地方高校發展專項資金》項目，用于支持地方高校的重點發展和特色辦學，重點支持地方高校儀器購買和平臺建設。據了解，很多普通本科院校抓住機遇，快速發展，購買了一系列的大型先進儀器，包括透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X-射線衍射儀，X-射線光電子能譜等等。雖然，這些儀器平臺的建設主要用于服務科學研究需要，同時，也提供了開設大型儀器實驗教學的硬件設施。

目前，普通本科院校現有的實驗教學手段的過于陳舊，其與知識的飛速更新、技術的快速發展是極不協調的。同時，在科技技術飛速發展的今天，儀器設備的更新很快，已購設備的閑置不僅不能保持其高技術水平，相反會造成極大的資源浪費。在儀器設備有限的“技術壽命”和“使用壽命”期間，充分利用其全部功能，是使用儀器設備的最佳方法。因此，將大型儀器對學生開放既可以培養學生的創新能力，又可以提高大型儀器的利用率。

3#8201;推進大型儀器實驗教學，充分發揮其在創新型學生培養中的作用的幾點想法

3.1#8201;積極開始大型儀器實驗教學，讓學生走進實驗室，與大型儀器親密接觸

目前，本科課程中開設的相關的儀器實驗課程有《儀器分析》、《儀器分析實驗》及《有機波譜分析》等。用于實驗教學的儀器主要有常用的UV-vis、FTIR、電化學工作站等。而一些大型儀器如XRD、SEM、AFM、TEM等，目前還基本上處于理論學習的階段。把學生帶進實驗室，讓學生接觸到最前沿最先進的分析測試儀器，把理論知識與實踐結合起來，促進學生對理論知識的深入理解和對分析測試方法的直觀感受，把高深的理論知識轉化為最直接的操作程序。這樣，不僅能夠揭去大型儀器神秘的面紗，和學生們面對面的親密接觸。通過樣品制備技術、測試條件選擇、測試方法的不同，測試結果的分析等系列過程，培養學生的創造性思維，同時激發學生的科研熱情。

3.2#8201;開設創新型設計實驗，提高實驗教學效果

為了增進學生的學習熱情，提高學生的科研興趣，培養學生的創新思維，可以適當的增加一些綜合性、設計性和創新型實驗，學生也可以根據自己的興趣選擇實驗題目，在老師的指導下自主完成整個實驗的全過程。學生在實驗中通過對數據和現象的分析，進行理論知識的開拓和應用，掌握認識事物的新規律和新方法，培養學生發現問題、綜合分析問題和解決問題的能力，啟迪學生的思維，提高學生綜合應用知識的能力，激發學生的求知欲，培養學生的創新意識和創新能力。

3.3#8201;合理安排實驗時間和實驗順序，提高儀器利用效率

大型精密貴重儀器通常一個學校只有一臺，其主要任務是科研，用于教學實驗后使用人數大大增加，這就不可避免地存在實驗時間安排上的問題。需要采取一定的有效措施，例如:實現實驗數據的離線分析;教師、實驗技術人員團結協作，共同完成實驗課教學任務等，合理安排實驗教學時間，從而使學生最大限度的使用先進的實驗設備，掌握高水平的實驗理論知識，達到實驗教學的最佳效果。

3.4#8201;健全實驗室安全管理，培養學生實驗室安全意識

實驗室是教學科研的重要基地，實驗室的安全管理是實驗工作正常進行的基本保證。凡進入實驗室工作、學習的人員，必須遵守實驗室有關規章制度，不得擅自動用實驗室的儀器設備和安全設施。特別是一些大型儀器，對電磁場、振動、灰塵、溫濕度等非常敏感，要求進出實驗室帶鞋套、保持安靜、輕手輕腳、關閉手機等。一些儀器存在著X-射線輻射及電磁輻射等，對學生進行相關方面的教育就顯得特別必要。這些實驗室安全方面的系統教育，不僅對學生的學習、科研工作有益，而且能夠在學生今后的工作和生活中產生強烈的影響，可以說有效的實驗室安全教育能夠讓學生一生受益。

3.5#8201;規范儀器操作，增強學生嚴謹的學風

根據大型貴重儀器本身各部分操作說明及相關儀器的說明書，加上教師在實際操作中的體會，制定出針對本科生的非常細致的操作規程，并提前對學生進行教育學習，避免儀器的誤操作和損壞。要求學生在實際操作前，認真細致閱讀操作規程，熟悉操作要領，然后按操作程序嚴格準確地進行操作。對實驗所用大型設備，按管理要求填寫使用記錄，如有損壞，及時通知該儀器主管人員組織維修。一旦發生事故，協助保護現場，必要時應采取臨時應急措施，以免事故擴大，并及時上報。這樣，既能夠盡可能地降低儀器的損壞風險，又培養了學生嚴謹的學風。

4#8201;結語

當然，將大型貴重儀器用于學生教學還會不可避免地會遇到一些困難和問題的，如:儀器易于損傷、維護成本高、教學經費不足、時間不易安排等，但是這些問題只要協調好，都是能夠克服的。大型儀器實驗教學在本科化學教學體系中起著不可替代的作用，尤其是在普通本科院校，更是學生了解科研前沿的一個窗口。因此，應提高大型儀器的利用率，充分發揮其作用，以加強大學生動手能力，獨立操作能力，獨立思考能力和創新能力的培養，為社會培養創新型人才服務。

參考文獻

[1]楊美榮，劉雁紅，曹永建.充分發揮實驗室儀器設備在工科類高校本科實驗教學中的作用[J].中國現代教育裝備，2009，77(7):13～14.

[2]張玉平，田冰雪.研究型大學科研促進實驗教學的實踐探索[J].實驗室研究與探索，2010，29(6):120～122.

[3]朱惠菊.充分發揮大型儀器設備的作用[J].首都師范大型學報(自然科學版)，2007，28:104～105.

[4]潘蕾.充分發揮實驗室作用培養學生的創新能力[J].實驗室研究與探索，2001，20(4):107～109.

[5]劉雁紅，崔永巖，胡煜，等.發揮大型儀器設備在教學科研中作用的研究[J].中國輕工教育，2009:115～117.