沈陽理工大學掃描電子顯微鏡運行管理與改進

肖旋 劉鳳國 劉潤清

摘 要 沈陽理工大學掃描電子顯微鏡實驗室成立12年以來，承擔本科實驗教學657小時、畢設檢測5981小時，服務本科教學合計9200人次。為學校各學院提供5668小時檢測服務，為社會提供4188小時檢測服務。通過總結多年來的運行管理數據，分析討論了設備運行管理中的問題，提出設備運行管理改進建議。

關鍵詞 掃描電子顯微鏡 運行管理 改進

中圖分類號：G482 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.03.012

Abstract Since its establishment 12 years ago， the Scanning Electron Microscope Laboratory of Shenyang Ligong University has undertaken 657 hours of undergraduate experimental teaching and 5981 hours of completed testing， serving a total of 9200 undergraduate teaching. Provide 5668 hours of testing service for schools and 4188 hours of testing service for society. By summarizing the operation management data over the years， the problems in equipment operation management are analyzed and discussed， and suggestions for improvement of equipment operation management are put forward.

Keywords scanning electron microscope； operation management； improvement

作為一種材料微觀組織性能檢測平臺，掃描電子顯微鏡在當今教學科研活動中已經成為一種不可或缺科研設備，被廣泛應用在材料、物理、化學等領域。目前各大科研院所基本都有裝備，尤其以高校的掃描電子顯微鏡利用率較高。[1-2]以沈陽理工大學為例，掃描電子顯微鏡既服務學校的教學工作還必須兼顧教師科研任務。隨著校企合作、服務社會的需求增加，教學、科研、社會服務三者對原有日常運行管理機制的壓力越來也大，因此如何合理高效的實現掃描電子顯微鏡的日常運行管理與改進就成為一個不可回避的問題。[3]

為滿足教學科研需要于2006年采購并成立了掃描電子顯微鏡檢測實驗室，為全校師生提供教學與科研服務，2017年為了滿足教學與科研的實際需求增加1臺場發射掃描電子顯微鏡。通過十余年的使用，在借鑒相關科研院所的管理制度的基礎上，我校根據自身特點建立了一套以“教學優先、鼓勵科研、平臺共享、服務社會”為宗旨的運行管理機制，并在實際運行過程中不斷摸索創新。[4]本文對2006-2018年掃描電子顯微鏡實驗室的運行管理數據進行總結，分析了實驗室運行管理中的問題，并對未來工作提出新的改進建議。[5-6]

1 設備概況

現掃描電鏡實驗室配備日立S-3400N和TESCAN MIRA3兩種型號的掃描電鏡。在購入新設備之前，S-3400N主要承擔本科實驗教學和畢業設計檢測工作并為學校提供科研檢測服務。該設備自購入12年以來，服務本科實驗教學21972人學時，本科畢業檢測開機5981h，本科教學合計服務人次9230人次，為本科學生培養做出了巨大的貢獻。[7]該設備在學校科研服務工作方面也做出了巨大的貢獻，為學校各二級單位提供科研檢測服務5668h，為社會企事業單位提供檢測服務4188h，并參與了8項國家自然科學基金項目。

2 運行管理分析

2.1 本科教學

掃描電鏡實驗教學工作僅涉及二級單位材料科學與工程學院，主要承擔“材料分析測試技術”理論課的實驗教學和一門單獨設課實驗教學工作，以及本科學生畢業設計檢測工作兩部分。由圖1可知，掃描電鏡的年實驗教學人學時數從2007—2011年保持每年1680-1700人學時，而在2012年度達到1836人學時（增加8%），對照當年教學記錄發現該部分增長是由于高分子材料工程與無機非金屬材料工程專業分別增加一個教學班而造成的。掃描電鏡實驗年人學時在2014年大幅提高到1948人學時，隨后年度基本保持在1940-2000之間波動，此次的人學時的增加是新增粉體專業一個教學班造成的。實驗教學的年開機時間在2007-2011年維持在35小時，2012-2013年增加12小時是由于無機非金屬專業增加了單獨設課的綜合實驗課程造成的。在2014年突然增加到76小時相對上一年增加61.7%的開機時間。通過調取當年實驗記錄可知，開機時間的增加是為了提高實踐教學環節學生操作時間而增加實驗批次造成的。

圖2中是2007-2018年掃描電子顯微鏡用于本科教學在各個專業的開機時間統計情況，通過圖2可以了解到本科實驗教學開機時間上各專業基本相同，只有粉體專業因成立較晚占用機時較少。但在畢業設計階段各專業占用機時則有較大差異，其中金屬材料專業占用機時最高達到2022小時，無機非金屬專業占用機時1262小時排在第二位，二專業占本科畢業設計檢測機時和本科教學總機時分別為54.9%和49.47%，主要由兩專業本身專業性質和專業教師從事的研究方向，以及樣品的性質決定的。

實驗中心對本科教學設備使用時間也進行了統計，本科教學設備的使用時間基本集中在每年的3-6月份，小部分在7月，其他月份無實驗課程安排，主要原因是本科人才培養方案將該門實驗課程集中安排在第6學期。本科畢業設計檢測占用機時刨除假期的2、7、8三個月份，每月都有占用開機時間，大部分開機時間都集中在3-6月份，占全部畢業檢測機時的85.92%，這種情況與本科人才培養方案畢業設計安排在第8學期有關。但由于部分學生畢設提前和2012年后教學改革允許學生在第7學期開始畢業設計，因此每年的1和9-12月都會有畢業設計占有機時。

2.2 科研與社會服務

掃描電鏡作為檢測分析測試平臺不僅服務本科教學，作為一個共享平臺也為社會做出分析測試服務。在服務教學的同時，也面向企事業單位提供分析檢測服務。據調查研究所仍是社會服務的主要對象，累計達到3128小時，占社會服務總機時74.69%。主要因為研究所承擔的科研課題較多，所內設備無法滿足檢測需求，因此將檢測工作對外委托。但隨著研究所科研基礎設施的投入增加，對外檢測的需求在2013年達到最高點后開始逐年回落。高校在對社會服務的機時較少為374小時，主要是各大院校都配備掃描電子顯微鏡，對外需求原因為校內設備使用時間沖突產生，多為加急的檢測需求。

企業檢測服務的需求呈現逐年增加的趨勢，近些年企業生產研發過程中需要實時對產品質量進行跟蹤和控制，因此需要大量的分析測試工作，而建立企業內部的分析測試中心需要較長的時間和巨大財力投入。所以，企業為及時解決生產研發過程中的技術問題與高校開展科研合作，將部分測試業務承包給高校。近些年來，掃描電鏡實驗室為沈飛、BMW、南航等多家企業提供累計686小時的檢測服務，解決多項困擾企業生產研發的技術難題。

3 問題與改進措施

從以上分析可知，掃描電子顯微鏡整體運行良好，但在運行管理中仍有不足：首先，本科實驗教學盡管人學時數較高，但實際占用機時數卻很低只有657h，僅占本科教學開機時間的9.89%。而且，實驗教學機時月份集中，實驗課程設置不合理。其次，對外服務4188小時，已占總機時的25.4%，但主要服務對象為中科院系統，企業占用機時比重仍然較低，企業的服務盡管逐年使用機時增加，但整體比重仍處于低位。因此，基于目前運行管理工作中的問題，掃描電鏡中心也提出了相應的改進措施和建議：

（1）學校應調整教學計劃，合理安排實驗課程學期安排，避免實驗教學與畢設設備使用的沖突，可將部分實驗課程調整到9-12月份。

（2）在對外服務方面，學校科研管理部門應調整相關政策，鼓勵學院、實驗室、實驗教師與研究所、高校、企業開展合作，將檢測分析服務納入考核指標中，尤其應鼓勵校企合作，同時相關職能部門簡化審批流程，加大宣傳力度。

4 結束語

通過客觀分析掃描電子顯微鏡實驗室12年的運行管理情況，不僅使學校、學院認識到掃描電鏡在學校科研教學活動中的重要價值，同時也將設備運行管理工作中的問題與不足真實客觀地反應給相關的管理機構，為制定大型科研教學設備開放政策提供參考依據。

參考文獻

[1] 陳明霞.提高電子顯微鏡使用效率的方法探討[J].實驗技術與管理，2013.30（1）：83-84.

[2] 施明哲.掃描電鏡和能譜儀的原理與實用分析技術[M].北京：電子工業出版社，2015.

[3] 李威，焦匯勝，李香庭.掃描電子顯微鏡及微區分析技術[M].長春：北師范大學出版社，2015.

[4] 張禮節.關于提高高校掃描電子顯微鏡使用效率的探索[J].實驗室科學，2013.16（2）：185-187.

[5] 卜娟，屈澤華.基于開放共享平臺的場發射掃描電鏡管理與維護[J].實驗技術與管理，2017.34（6）：264-266.

[6] 王楠，韓紅江.高校大型儀器設備績效考核方法探討[J].實驗技術與管理，2014.31（1）：228-230.

[7] 肖旋，楊豐靜，于航等.基于大學生創新創業需求掃描電鏡實驗教學改革探索[J].現代教育，2017.22（4）：15-17.