淺談大型儀器互聯網共享開放實驗教學的研究

彭倩倩

摘 要 科技進步飛速發展的今天，實驗和理論研究均離不開大型儀器的驗證。大型儀器和開放共享工作日益成為高校普遍重視的工作。共享之后能夠向學生提供開放式實驗教學，從而能夠提高學生動手能力、加強儀器和實驗的理解，在滿足科研測試的同時能夠培養學生加入到教學隊伍中，進而推行大型儀器教學工作。

關鍵詞 大型儀器 互聯網共享 開放教學 實驗教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

0引言

隨著現代科學技術的飛速發展，掃描電鏡、拉曼光譜儀等大型儀器已經成為科研中不可或缺的測試工具。而在教學中有些教材內容相對落后，要不斷在講課中給予補充，否則不能滿足實驗教學要求。大型儀器通過互聯網共享進行適當的收費管理之后，提高了利用率，智能化管理之后更有利于面向學生進行開放教學。本科生研究生在動手操作的過程中提高對大型儀器原理、結構和物理知識的直觀理解和認識，激發學生的學習興趣，比單純的講解更有利于開展實驗和教學工作。

1高校大型儀器共享使用和教學的現狀

最近幾年各個高校都進行了大型儀器共享的嘗試和實施，高校在大型儀器開放共享方面持續開展機制研究和創新，形成了一系列比較成熟有效的政策、措施。建立集中的測試中心，合理的收取部分科研經費用于共享服務平臺的建設和大型儀器的維護，制定測試標準和加強測試人員的專業化，提高大型儀器操作人員的科研素養等。特別是建立大型儀器維修基金，可以均衡院系之間的經費不足等問題。這些措施在一些高校得到了不同程度的實踐，取得了比較好的效果，產生了廣泛的社會影響，高校也逐步成為全社會分析測試服務的重要基地。

教學面向學生開放可以提高大型儀器使用率，更大的發揮科研教學用途。雖然本校也開設相關課程， 但主要是講解設備的結構、分析測試原理， 很少有機會讓學生近距離接觸到實驗設備，更何況是親自動手參與到分析測試過程中， 所設實驗課的實驗課時基本上只是參觀一下實驗室，考慮到大型儀器都是從國外引進的，價格昂貴，一旦出現問題維修周期長價格昂貴，耽誤其他科研工作，所以不讓學生使用，學生動手能力差，因此很難達到教學效果。特別是掃描電子顯微鏡，操作熟練需要長時間的練習和經驗積累以及專業培訓。在操作過程中開關機需要抽真空和破真空的時間比較長，燈絲對樣品的要求比較嚴格，誤操作容易損壞，維修價格非常昂貴周期長，因此很少用于實驗教學。

正是由于操作水平和時間等各種條件限制，掃描電子顯微鏡和能譜儀的操作過程，學生只能看專業老師對實驗樣品進行形貌觀察和成分分析，如何制備樣品，怎樣制備好的實驗樣品，怎么拍出漂亮的形貌照片和正確的成分分析，學生只有理性但沒有感性認識，動手能力差。學生單靠講授很難達到理想的教學效果，如果將理論與實踐有機結合起來，將會起到事半功倍的效果。儀器共享以后，軟件檢測和收費記錄系統都能實時記錄，以及共享平臺的維修基金一起為大型儀器的開放式教學提供了可靠的保障。

2大型儀器面向學生開放教學采取的一些措施

（1）讓學生直觀接觸大型儀器設備，直觀了解儀器原理、結構和相關配套設施。對于大學生和研究生來說，熟練掌握實驗儀器的原理和操作，對他們以后的科研和繼續求學有很大的幫助。學習使用共享平臺的操作規則，預約、提交等步驟，養成嚴謹的科研習慣，做到不遲到不爽約，盡量做到最大限度的節約使用大型儀器。在使用精密大型儀器的時候必須嚴格按照步驟進行操作，因此指導老師要嚴格要求。提高教學改革質量，多閱讀文獻資料，積極備課，準備好相應的教材，指導老師主動參與到科研工作中。只有老師的水平提高了才能更好的指導學生，要緊跟知識發展的腳步，把與大型儀器相關的前沿知識傳遞給學生，拓寬學生知識面。

（2）讓學生全程參與到樣品的制備、測試和結果分析中，及時講解相關大型儀器的最新的科研動態。針對具體實驗教學項目，樣品的制備以及測試需要用心準備 。由于不同專業不同方向的學生對樣品測試的要求不同，以及本科生和研究生的實驗課教學目的不同，在樣品制備上要有所區分和精心準備。不同專業的樣品要根據學科來提前挑選。對本科生盡量讓他們了解更加多種多樣的樣品，讓他們掌握不同測試技巧，對研究生除了講解原理和多種樣品以外還要著重講解他們所做實驗方向的樣品測試。選有經驗的老師幫同學選取適合的樣品，現場講解大型儀器的基本原理、結構和使用方法。把平時日常工作測試的不同種類的科研樣品留下歸類保存，以方便上課時候同學制備測試使用。也可以讓同學自己動手制備自己感興趣的實驗樣品，在老師的指導下進行形貌測試和元素分析。

（3）開放大型儀器實驗教學，設立專職大型儀器專職教師并倡導更多有經驗的學生納入項目組成員對學生進行儀器操作指導。指導學生熟練掌握大型儀器操作。由于受資金限制，一般大型儀器設備很少，很多高校兩校區辦公，大型儀器的開關機時間比較長，而學生數量較多，為了充分利用大型儀器資源也為了更好的滿足學生實驗教學的需求，因此需要專職實驗老師培養一批碩博士納入大型實驗儀器教學。這樣既能保證平時科研測試工作的順利完成，也能更好的開展開放大型儀器教學工作。正確處理科研投入和教學投入之間的矛盾，積極承擔起人才培養的責任。同時，建議學校和學院完善各種制度建設，用制度來規范管理工作的各個環節，確保實驗室在開放中具有良好的運行環境，使大型儀器開（下轉第158頁）（上接第127頁）放教學這項工作，成為其提高觀察能力、實踐操作能力和研究創新能力的重要平臺。大型儀器定期開放讓學生接觸和學習比較尖端和前沿的科技，激發他們的創新能力。

3結語

一般情況下高校的大型儀器雖然數量多但比較分散，使用率低，通過互聯網共享平臺后，能夠更好的利用和保護好儀器。能夠通過平臺看到儀器空閑時間，分配好教師學生科研測試和學生學習操作的時間。將大型儀器實驗教學和理論教學結合在一起，設置專業指導老師并納入更多學生進入實驗教學課題組能夠有效解決科研測試和實驗教學的時間精力不足的問題，培養學生能夠有較高的實驗技能、分析測試技術和創新意識，使他們在學習中和工作后能夠獨立進行相關測試的科研工作，同時充分利用了大型儀器設備，使學生的大型儀器實驗課直觀生動，激發了創新性。

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