高校大型儀器平臺面向?qū)嶒灲虒W(xué)開放的思考與研究

劉 芙 陳立新 吳勇軍 應(yīng) 窕 王艷華

浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程實驗教學(xué)中心 浙江杭州 310027

實驗教學(xué)是高等教育教學(xué)中不可或缺的部分，是高等院校教學(xué)工作的重要組成，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神、提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。對工科院校學(xué)生來說，實驗既是一種主要的學(xué)習(xí)方式，更是一種重要的學(xué)習(xí)過程，也是實施素質(zhì)教育的有效手段。高校的實驗教學(xué)工作相對于理論教學(xué)更具有直觀性、實踐性、綜合性與創(chuàng)新性[1-3]。實驗教學(xué)離不開各種儀器設(shè)備，尤其是大型儀器設(shè)備。大型儀器設(shè)備是高校教學(xué)、科研的重要保障條件，也是衡量一所學(xué)校教學(xué)水平、實驗條件和科研環(huán)節(jié)的重要標(biāo)志，雄厚的重要物質(zhì)條件和技術(shù)基礎(chǔ)對提升教學(xué)質(zhì)量及發(fā)揮科研水平起著十分重要的作用。大型儀器平臺建設(shè)則是引進人才和技術(shù)、爭取國家地方和企業(yè)盡可能多地投資、提高生源質(zhì)量的重要手段[4,5]。由于大型儀器設(shè)備對提高高校在教學(xué)、科研及社會服務(wù)中所起的關(guān)鍵作用日益凸顯，各高校對大型儀器設(shè)備以及相應(yīng)平臺建設(shè)非常重視。本文將針對大型儀器平臺面向?qū)嶒灲虒W(xué)開放的作用和舉措做初步探討。

1　大型儀器平臺建設(shè)

1.1　高校大型儀器平臺建設(shè)現(xiàn)狀

隨著我國高等教育事業(yè)的迅猛發(fā)展，高校學(xué)科建設(shè)日益增強，科研力量不斷壯大，國家對高校財政支持的力度也逐年增加，各高等院校大型儀器設(shè)備數(shù)量急劇膨脹。近年來，高校通過“211”工程和“985”工程加大了教學(xué)、科研儀器設(shè)備的購置，特別是增大了大型儀器設(shè)備的購置力度，大型儀器設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量有了明顯提高。教育部發(fā)布的《2013年全國教育事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》表明，全國高等學(xué)校教學(xué)科研儀器設(shè)備總值已近3 310億元，自2009年以來每年的年增幅12.8%。這其中大型儀器的增幅更為突出，據(jù)統(tǒng)計，自2008年以來，大部分高等院校的大型儀器設(shè)備的年增幅都在14%以上[6]。不同于早期各高等院校所購置的大型儀器設(shè)備都集中在學(xué)校層面上的校級分析測試中心，近年來這些儀器設(shè)備中有很多是高校各學(xué)院、學(xué)科等購置的，高校下屬各學(xué)科、團隊、專業(yè)等在多種學(xué)科建設(shè)經(jīng)費和科研經(jīng)費的支持下，購置了多種大型儀器和設(shè)備，其數(shù)量和質(zhì)量都不輸于校級分析測試中心等平臺。

1.2　大型儀器在實驗教學(xué)中所起的作用

由于大型儀器的操作相對來說非常精密和復(fù)雜，許多儀器的應(yīng)用包含十分精深的科學(xué)原理，只有既掌握了理論知識，又掌握了操作規(guī)范，才能正確使用大型儀器，獲得科學(xué)數(shù)據(jù)及正確結(jié)果。如果設(shè)計得當(dāng)，大型儀器應(yīng)用于實驗教學(xué)將會帶來非常良好的教學(xué)效果，學(xué)生在大型儀器的相關(guān)實驗中，既必須掌握扎實的理論知識，又必須具有較好的實驗技能，既要動手操作儀器設(shè)備，完整實施實驗方案，又要動腦對實驗過程中的現(xiàn)象進行分析、思考從而得出相應(yīng)結(jié)論，同時還要對現(xiàn)象結(jié)論進行交流、討論。在這一學(xué)習(xí)過程中可以充分發(fā)揮每個學(xué)生的特長，展示各自的強項，對學(xué)生個性的發(fā)展具有不可替代的作用。學(xué)生在這樣的實驗活動中親身經(jīng)歷，從中體會到知識的產(chǎn)生和發(fā)展過程；親手操作，從中培養(yǎng)出嫻熟的實驗技能；在獨立思考中反思領(lǐng)悟，從而培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生的獨立自主個性。當(dāng)然大型儀器用于實驗教學(xué)也會存在一定的風(fēng)險，有可能對精密貴重儀器的損壞帶來威脅[7,8]。

2　大型儀器平臺面向?qū)嶒灲虒W(xué)開放

2.1　理念和思路

首先必須改變過去國內(nèi)高校，尤其是“985”“211”之類的研究型大學(xué)過于注重科研平臺的建設(shè)及學(xué)科發(fā)展，而相對輕視實驗教學(xué)的錯誤理念，強化大型儀器及其平臺的教學(xué)功能，將大型儀器用于實驗教學(xué)，尤其是本科生的實驗教學(xué)，通過對大型儀器理論的學(xué)習(xí)和實踐操作激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力和科研創(chuàng)新思維[9-12]。一般來說，校級大型儀器及分析測試平臺以對外服務(wù)分析測試為主，那么院級、學(xué)科級、專業(yè)級的大型儀器平臺更適合進行實驗教學(xué)，一方面本學(xué)科的儀器比較具有針對性，同時也更了解和掌握本學(xué)科的研究動向和研究熱點，容易有的放矢地設(shè)計相應(yīng)的實驗內(nèi)容；另一方面，院級、學(xué)科級、專業(yè)級大型儀器平臺的儀器使用率可能不及校級平臺，可以有更多時間用于實驗教學(xué)。浙江大學(xué)材料學(xué)院為了強化大型儀器在實驗教學(xué)中的作用，在“211”和“985”高校的學(xué)科建設(shè)經(jīng)費中專門撥出一部分購買了掃描電鏡和X射線衍射儀等通用性的大型儀器設(shè)備，在材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗中開設(shè)了相應(yīng)的實驗項目，使得每個學(xué)生都能得到上機培訓(xùn)和操作的機會。更高層次的探究性實驗，如在學(xué)院開始的必修實驗課程先進材料實驗中，開放大型儀器預(yù)約時間，讓學(xué)生組成不同的研究小組，對他們感興趣的某一實驗方案進行探索。進一步獲得使用儀器的機會，并學(xué)會分析自己特制的功能材料樣品，從而更深層次地理解材料制備、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，了解材料科學(xué)與工程研究的基本過程和方法，為他們的進一步深造和研究打下基礎(chǔ)。通過這些舉措，學(xué)生普遍反映以前只有在教科書上才見過的儀器，現(xiàn)在可以自己操作使用，這使得他們對于理論課上學(xué)到的知識有了更深入的了解，同時也激發(fā)了他們的實驗興趣，鍛煉了實驗技能，提高了實驗水平。

2.2　機制與管理

學(xué)校出臺了相應(yīng)政策，構(gòu)建大型儀器開放共享平臺，以學(xué)院內(nèi)部共享為基礎(chǔ)，面向全校及校外開放。鼓勵教學(xué)科研人員開展實驗教學(xué)研究和教學(xué)改革，開設(shè)創(chuàng)新性實驗，把最新的科學(xué)進展引入實驗教學(xué)中。建立具有自身特色的大型儀器管理系統(tǒng)，利用信息化手段促進大型儀器開放共享，提高大型儀器使用效率。制訂規(guī)章制度，規(guī)范工作流程，完善考核辦法，提升平臺管理水平和實驗教學(xué)水平。集中儀器資源和技術(shù)隊伍，制訂相應(yīng)的獎勵政策和激勵機制，加強監(jiān)督與管理，利益合理分配，充分調(diào)動儀器管理人員、實驗指導(dǎo)人員以及學(xué)生的積極性。鼓勵儀器管理人員進行深造、進修以及專業(yè)培訓(xùn)，拓寬視野，提升業(yè)務(wù)水平和綜合能力。強化大型儀器的培訓(xùn)工作，對有需要的本科生及研究生，結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，開展儀器培訓(xùn)工作，在取得上崗資格后，學(xué)生可以獨立操作儀器，利用大型儀器完成畢業(yè)論文及科研工作，提高科研創(chuàng)新能力，同時也減輕儀器管理人員的負(fù)擔(dān)，降低了儀器損壞的風(fēng)險。設(shè)立大型儀器維修基金補貼，對使用率高、參與教學(xué)活動多的大型儀器給予比較高的維修補貼，推動大型儀器面向?qū)嶒灲虒W(xué)開放[13-15]。

3　結(jié)語

大型儀器平臺面向?qū)嶒灲虒W(xué)開放，利用現(xiàn)代精密儀器提高實驗教學(xué)水平及質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，是當(dāng)前實驗教學(xué)改革的有效途徑。通過建立有效的管理機制，更新實驗內(nèi)容，促進平臺開放共享，將為高校人才培養(yǎng)、科研創(chuàng)新提供有力的支撐條件和技術(shù)保障。

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