高校大型儀器設備在教學中的應用研究

管宏宇 路貴斌

摘 要：隨著社會的不斷發展，人們對教育的重視程度越來越高，很多高校也逐漸放寬了招生政策，進行了大量的擴招，這導致高校畢業生的數量迅速增加。同時由于應試教育的影響導致我國高等教育中長期注重理論忽視實際，使得很多大學畢業生工作實踐能力不佳，缺乏就業競爭力。近年來根據社會和企業對人才的期望，以及教育改革的要求，高校越來越重視應用型人才的培養，在教學中購置更多的儀器設備，盡可能為學生提供更多親自實踐的機會，從而提升學生的就業能力，促進學生更好的發展。文章主要對高校大型儀器設備在教學中的應用進行了分析和探究。

關鍵詞：大型儀器設備；教學；科研；應用型人才

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）23-0091-03

Abstract： With the continuous development of society， people pay more and more attention to education， many colleges and universities have gradually relaxed the enrollment policy， carried out a lot of enrollment， which led to the rapid increase in the number of college graduates. At the same time， due to the influence of the examination-oriented education， the long-term emphasis on the theory of higher education in our country ignores the reality， so that many college graduates have poor practice and lack of employment competitiveness. In recent years， according to the expectations of society and enterprises， as well as the requirements of educational reform， colleges and universities pay more and more attention to the cultivation of applied talents， purchase more equipment in teaching， as much as possible to provide students with more opportunities for practice， So as to enhance students' employment and promote students' better development. This article mainly analyzes and probes into the application of large-scale instrument and equipment in teaching in colleges and universities.

Keywords： large equipment； teaching； scientific research； applied talents

引言

近年來企業和社會對人才的要求在逐漸提高，高等院校傳統重視理論的人才培養模式已經越來越無法滿足企業的需求。人才培養方式和企業要求之間的矛盾使得我國的就業形勢十分嚴峻。這一現象引起了國家和社會的重視。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》就曾指出了我國目前高校培養人才的弊端，并強調現階段非常缺乏創新綜合型應用人才[1]。因此培養學生的實踐能力，啟發學生的創新思維，將是很多高校未來人才培養的重點。高等院校的實驗室，是培養學生實踐能力的重要場所，實驗室內的儀器和器材也是提高學生實踐應用能力和創新能力的重要載體，為了給學生提供更多親自實踐的機會，很多高校都加大了購置大型儀器設備的投入，購買了很多價格昂貴的大型儀器設備。但是這些儀器設備卻往往被應用在科研之中，甚至被封存起來，真正應用在教學中的時間十分稀少。影響大型儀器設備在高校教學中應用效果的原因有很多，缺乏資金、師資力量不夠、科研和教學無法協調等原因都制約著大型儀器在高校教學中的應用效果。因此分析大型儀器設備在高校教學中的應用現狀，探討提高大型儀器設備教學利用率的措施有著十分重要的意義。

一、大型儀器設備簡介

根據《高等學校儀器設備管理辦法》中的定義，大型儀器設備是指單個儀器的價格或成套儀器的價格超過10萬元的儀器設備[2]。一般大型儀器設備往往功能更全面，工作性能更加強大，擁有更高的精度。而且大型儀器設備不僅可以應用在課堂教學之中還可以應用在大學的科研工作中，為高校的科研工作提供更多的設備支持。一般情況下大型儀器設備以用途分類可以分為專用大型儀器和通用大學儀器。高校中涉及很多學科，而且高校科研中一般都為基礎研究，所以高校中的大型儀器一般多為通用型的儀器設備，例如顯微鏡、色譜儀、光譜儀等等。隨著我國高等教育的不斷發展，高校之中對大型儀器設備的重視程度和投入都在逐漸增加，高校大型儀器設備也在高等學校的教學中發揮著巨大的作用。

二、高校大型儀器設備在教學中的應用現狀

（一）高校大型儀器設備的數量快速增長

隨著社會對教育的重視程度越來越高和高等院校提升教學質量的迫切需求，大型儀器在高校中應用的數量持續上升。尤其是在“211工程”和“985工程”實施之后，國家層面對高校大型儀器設備的投入也出現了大幅度增加。相關數據表明目前很多高校每年用在儀器設備之中的資金投入與過去相比，提升了幾十倍甚至數百倍。并且高校中價格超過40萬的大型儀器設備的數量也在成倍增長，調查顯示這些價格較高的設備有超過三分之二分布在各個“211”工程的高校中[3]。這說明國家對“211”工程高校有著極高的扶持力度和資金支持，也說明大型儀器設備對高校教育和科研有著十分重要的影響。

（二）高校大型儀器設備在科研中應用的比重更大

高校大型儀器主要是為了應用在教學之中，為學生提供更多課堂實踐操作的機會，提高學生的操作能力。但因為大型儀器設備的維護和保養費用很高，儀器本身的價值也很大，因此很多高校中大型儀器設備都被用于進行科學研究，真正應用在課堂教學之中，讓學生親自實踐的機會也非常少[4]。大多數學校的大型儀器在一年內有很長時間用于科研，用于教學中的時間比例非常小。雖然將大型儀器設備應用在科研之中對提升學校的科研水平有著很大的幫助，但對于教學來說這是一種嚴重的教學資源浪費。而且很多學校對儀器操作的課程設置更偏向于讓學生觀察儀器，有些是讓教師演示儀器的操作學生在一旁觀摩，而有些學校學生只能隔著玻璃窗在外面觀看儀器的基本形態。這樣一來，學生實際動手操作儀器的機會非常少，也不利于培養學生的實踐能力。

（三）大型儀器設備在本科教學中的應用較少

目前很多大型儀器設備在研究生教學中應用的較多，在本科教學中應用的較少。這主要是因為大型儀器設備的價值較高，維修保養的費用高昂，需要專業的人員進行操作，一旦設備受到損害將帶來非常巨大的損失，因此是高校中非常寶貴而有稀缺的資源。本科教育人數較多，在課堂教學中很難為每個學生提供實踐的機會。并且一些高校仍然認為在本科階段學生更重要的是學習理論知識，所以不用為學生安排很多實際操作的機會。這些因素都減少了本科學生參與儀器設備使用和實踐中的機會，影響了大型儀器設備在高校教學中的應用效果，不利于應用型人才的培養。

（四）缺乏有效的使用效益評價體系

雖然國家和學校都對大型儀器設備投入了大量的資金和關注，為大型設備在教學、科研和人才培養等方面發揮巨大作用創造了條件。但實際上與投入的大量資金相比收到的實際效益卻并不理想。國家層面對這一現象也十分重視，在中央全面深化改革領導小組第六次會議中就曾指出，很多高校的科研設施和儀器設備存在著重復購買和重復建設的問題，而且很多設備甚至沒有應用在教學和科研之中，而是被閑置在一旁，造成了嚴重的資源浪費，在專業方面發揮的作用和服務能力也較差[5]。因此如何提高儀器設備的使用效率，對大型儀器設備產生效益的情況建立科學的評價體系，對于提升高校大型儀器的使用效果有著十分重要的意義。

三、大型儀器在教學中應用的制約因素

（一）大型儀器設備價格昂貴 運行與維修成本高

大型儀器設備的價格都在10萬元以上，很多設備的價格更是十分昂貴。很多儀器設備日常運行和維護的費用非常高，一旦儀器出現故障或損害可能需要高額的維修費用。很多高校為了避免儀器受到損失，或者盡可能降低儀器損壞的風險，就很少把儀器應用在教學中，而是將儀器應用在科學研究中更多一些。甚至有些高校在置辦儀器之后，為了省去儀器運行的成本直接把儀器封存起來，造成了嚴重的資源浪費。同時如果讓很多學生操作大型儀器很可能會增加儀器損壞的風險，所以很多高校采用教師演示教學的方式，為學生展示大型儀器設備的操作，也有一些學校通過構建計算機模擬系統，讓學生在計算機中模擬一些儀器設備的操作，掌握大型儀器設備的操作要領，但無論哪種方法在效果上都遠遠不如安排學生親自實踐，觀察儀器設備的結構，體會儀器的操作方法。此外我國的很多儀器設備都是從國外進口，因此在后期設備維修時可能要將儀器送回原廠修復，這樣不僅會增加儀器修復的成本，也會影響儀器設備的使用效率。一般的高校在設備維修保養上的預算本來就不高，大型儀器設備所占的比重就更少了，這也是很多高校寧愿讓儀器設備限制，也不愿意使用這些設備的原因。

（二）大型儀器設備應用在科研中能夠幫學校獲得更高

的效益

將大型儀器設備應用在科研之中能夠為學校帶來很多經濟效益和社會效益，拓展學校的知名度，為學校帶來更多可量化的效益。同時進行科學研究對儀器的損害也很小。但是將儀器設備應用在教學之中，雖然能夠提升課堂效果，但從短期來說獲得的直觀效益不如儀器設備在科研中的應用，而且還可能存在更多的風險。因此學校也不愿意正在進行科研的儀器設備應用在教學之中，因為這很可能導致正在進行的科研中斷，為學校帶來額外的損失。

（三）對大型儀器設備的教學功能缺乏研究，專業技術人員不足

很多教師在使用大型儀器設備進行教學的過程中都更加注重儀器設備的演示功能，通過一些視頻或教師示范幫學生了解設備的各個零件，體會設備的功能。形式非常單一，這說明現階段很多高校對大型儀器設備的教學中的功能缺乏相關的研究，很容易導致學生對大型儀器的相關教學失去興趣，也容易束縛學生的創造力。同時大型儀器設備由于結構復雜，在操作上往往需要非常專業的技術。而且由于很多設備是從國外進口，設備的主要說明書均為英文或其他語言，在翻譯的過程中很容易出現偏差，影響儀器的使用效果。雖然為了讓教師了解大型儀器設備的使用方法，但是讓教師熟練的操作儀器設備，對儀器設備的相關功能進行相關的開發是非常不現實的。只有專業的技術人員才能更好的操作儀器，詳細的了解儀器設備的功能，幫助教師更好的進行教學資源開發。不過目前大多數的高校并未聘用專門的技術人員參與到大型儀器設備的教學應用上來。

（四）師資力量有限

一般在儀器設備的教學實踐中至少需要兩名教師為學生進行授課。一名教師為學生進行演示，給予學生一些實際操作機器的指導。另一名教師則負責理論知識的講解，并回答學生在操作或學習理論知識的過程中遇到的一些問題。如果學生數量過多，需要分組教學還可能需要第三名教師維持課堂秩序。不過大多數高校的教學中，每個專業甚至是幾個專業一同上課時都只有一名教師，由一名教師帶領眾多的學生進行分組教學是不可能實現的。而且由于大型儀器設備的精密型和復雜性，教師在授課前往往需要進行大量的備課準備，并提前調試儀器，還需要帶學生到相應的場地進行觀摩和操作，這往往需要花費大量的時間和精力，給教師的工作增加了很大的難度。

四、提高大型儀器設備教學利用率的措施

（一）建立大型儀器設備維護基金，提高教學儀器維護經費的比例

制約大型儀器設備在教學中應用的重要因素，就是高校缺乏支持設備運行和設備保養維修的資金。因此高校應拓寬大型儀器設備購買和維修資金的來源，為儀器設備爭取到更多的經費，保障儀器設備的正常運行和在教學中的應用。首先政府應該加大對大型儀器設備維修和保養的補貼，為大型儀器設備在教學中的使用提供更多的資金和技術支持。其次高校也可以建立大型設備的有償使用制度，通過“以機養機”的方式，利用儀器本身為儀器提供更多的維修費用。例如成立大型儀器設備使用管理平臺，在平臺上公布儀器的相關信息，按照使用時間收取費用。將獲得的費用交由學校財務部門進行管理，成立專門的大型儀器設備維修基金，專款專用，利用這筆資金對設備進行保養和維護。學校利用大型儀器設備所展開的科研成果所獲得的資金也可以放入儀器設備維護基金。這樣一來不僅為儀器設備的維護提供了資金保障，同時也提高了儀器的使用效率，有利于延長儀器的使用壽命。通過一系列的措施能夠有效提高學校在設備維護方面的費用，提升儀器設備在教學中的應用頻率和應用效果。

（二）加強對大型儀器設備管理人員和授課教師的技術培訓

想要提升大型儀器設備在教學中的應用效果，就必須提高儀器設備管理人員和授課教師的技術操作水平。很多大型儀器設備的生產廠商都會為購買方提供一定的操作說明和簡單的培訓，但是僅僅依靠這個培訓很難完整熟練的進行機器操作，由于教師對儀器設備的整體功能不夠了解，在授課時也就只能為學生講授儀器的使用功能，進而無法挖掘大型儀器設備在教學中的功能，影響實際的教學效果。因此除了生產廠商為消費者安排的簡單培訓之外，還應該定期為維護管理人員和相關專業的授課教師進行培訓，為教師提供交流學習的機會，在學校內部定期召開教研會，分析討論大型儀器設備的教學功能。對于儀器設備管理人員應該對這些人員的從業資格進行審核，減少因為管理人員管理維護不當給儀器造成的損害，降低額外維修費用出現的風險。

（三）拓展師資力量

學校的教師數量有限，而在大型儀器設備教學中有需要很多的教學人員，學校和教師可以拓展師資力量，讓從事科研懂得儀器使用要領的在讀研究生，或者儀器的管理人員，以及能夠熟練操作儀器的技術人員加入到課堂中來，成為授課教師的助教。這些人員都對儀器設備的使用非常了解，能夠進行操作演示。在教師進行講解的時候，他們可以和教師進行很好的配合，幫助學校解決教師數量不夠的問題。同時由于教師對儀器的操作和使用可能存在盲點，技術人員、管理人員或從事科研的研究生因為經常使用儀器設備，可能對相關的知識更加了解，因此也能夠幫助教師解決學生在課堂上提出來的一些疑問，有效提升儀器設備在教學中的應用效果。

（四）建立開放實驗預約系統

由于目前大型儀器設備大多被應用在科研之中，很多教師在教學時想要使用儀器經常會因為儀器在科研中的使用而被迫中斷，這樣一來教師就只能通過圖片和視頻讓學生了解儀器設備的相關操作了。等到儀器設備空閑下來，課程也已經結束了，造成了嚴重的資源浪費。為此學校可以建立開放性的實驗預約系統，為校內的學生和教師設置登錄賬號，通過賬號可以實時查詢儀器設備的使用情況。通過實驗預約系統不僅教師在上課之前可以提前和實驗室預約，詢問儀器設備是否空閑，在制定相應的課程實踐計劃。除了教師之外，學生也可以自己組織小組，去實驗室在專業的指導下了解和操作實驗儀器。通過預約系統能夠為教師提供更多帶領學生實踐的機會，也使學生能在業余時間增進對儀器設備的了解，還提高了儀器設備的使用效率，一舉多得。

五、結束語

大型儀器設備是高等院校重要的固定資產，也是高等院校重要的教學和科研設備，國家和學校對大型設備在高校中的應用也十分重視，投入了大量的資金和關注。但現階段大型儀器設備在高校教學中的應用還存在著忽視教學、注重科研、缺乏維護經費等問題。不僅造成了很大的資源浪費，也使大型儀器設備無法在教學中發揮作用。本文主要通過分析大型儀器設備在高校中的應用現狀和制約因素，總結了提高大型儀器設備教學利用率的措施。以期提升大型儀器設備的利用率，給學生提供更多的實踐機會，讓高校為社會和企業培養更多優秀的綜合性人才。

參考文獻：

[1]張小蒙，閻冰，何畔，等.高校大型儀器設備在教學中的應用探究[J].中國現代教育裝備，2015，10（277）：4-7.

[2]桑惠蘭，唐俊峰，韓阜益.高校大型儀器設備使用效益評價體系的現狀分析[J].實驗室研究與探索，2017，36（5）：282-285.

[3]湯海峰，程瑛琨，孟令軍，等.面向本科生開放大型儀器的實踐[J].實驗技術與管理，2015，11（8）：56.

[4]李旭凱，郭杏妹，朱錫淼，等.本科實驗教學中大型儀器設備的應用實踐[J].實驗室研究與探索，2017，36（7）：296-298.

[5]張學驁，張森.大型儀器設備與人才培養的思考[J].高等教育研究學報，2016，39（3）：103-108.