大型分析測(cè)試設(shè)備在研究生實(shí)踐教學(xué)及科研能力培養(yǎng)中的作用

陳洪美　金云學(xué)　張靜　王曉麗　劉寧

摘要：本文以本學(xué)院分析測(cè)試中心為例，結(jié)合目前拔尖創(chuàng)新型研究生培養(yǎng)的要求，探究了大型分析測(cè)試設(shè)備在研究生實(shí)踐教學(xué)和科研能力培養(yǎng)中的作用，安排研究生參與大型設(shè)備的使用及維護(hù)，從而達(dá)到提高研究生對(duì)大型設(shè)備的操作能力的目的。結(jié)果表明，通過(guò)一系列的探索和改革，提高了研究生對(duì)大型設(shè)備的使用效率，培養(yǎng)了研究生對(duì)大型設(shè)備的操作能力，對(duì)拔尖創(chuàng)新型研究生的培養(yǎng)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：大型設(shè)備共享；教學(xué)模式；創(chuàng)新能力；實(shí)踐能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）34-0232-02

一、引言

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展、工業(yè)結(jié)構(gòu)的改革及新產(chǎn)品研發(fā)速度的增加，對(duì)具有創(chuàng)新能力的高層次人才培養(yǎng)提出了更高的要求。因此，在研究生的實(shí)踐教學(xué)與科研能力培養(yǎng)過(guò)程中，大型分析測(cè)試設(shè)備的使用和操作技能顯得尤為重要[1，2]。對(duì)材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)而言，科技創(chuàng)新的水平越來(lái)越需要先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段和各種大型精密分析設(shè)備做支撐，因此對(duì)研究生的培養(yǎng)，其重要內(nèi)容就是科學(xué)精神、創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。研究生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作水平及實(shí)驗(yàn)技能的高低，將影響其科技創(chuàng)新水平的高度[3]。

我校材料分析測(cè)試中心目前實(shí)行大型設(shè)備共享制度，在該制度下中心內(nèi)大型設(shè)備的使用效率和價(jià)值得到了顯著的提高，較好地滿(mǎn)足了學(xué)院、學(xué)校及地方社會(huì)企業(yè)的科研要求。但長(zhǎng)期以來(lái)，在一些大型設(shè)備的使用和維護(hù)上，仍主要依靠分析測(cè)試中心的專(zhuān)職及兼職教師，這種現(xiàn)狀也很大程度上增加了中心教師的工作強(qiáng)度。與此同時(shí)，本院的研究生在科研過(guò)程中，對(duì)這些大型設(shè)備的操作使用上存在不足。結(jié)合以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及科研過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了對(duì)研究生定期開(kāi)展設(shè)備使用操作培訓(xùn)。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索

1.研究生實(shí)驗(yàn)課教學(xué)存在的不足。研究生學(xué)習(xí)期間主要是以進(jìn)行試驗(yàn)課題為主，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)往往不被學(xué)生所重視[4]。這也與實(shí)驗(yàn)課主要存在的自身問(wèn)題有關(guān)。對(duì)研究生實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)研究生科研技能的培訓(xùn)效率。

目前，主要存在的問(wèn)題包括以下幾個(gè)方面：傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容單一，很多研究生課內(nèi)實(shí)驗(yàn)形式內(nèi)容單一，缺少對(duì)研究生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的訓(xùn)練，學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣；設(shè)備相互協(xié)調(diào)性不足，在實(shí)驗(yàn)課過(guò)程中，一些設(shè)備尤其是大型設(shè)備無(wú)法較好地協(xié)調(diào)統(tǒng)一、配合實(shí)驗(yàn)課的進(jìn)行，造成在實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行中缺乏系統(tǒng)性和實(shí)際應(yīng)用性。

2.新型開(kāi)放式教學(xué)模式探索。突破傳統(tǒng)教學(xué)模式，根據(jù)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的要求以及研究生從事研究課題的需求，提出了開(kāi)放性的研究生課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，以分析測(cè)試中心內(nèi)的大型設(shè)備為平臺(tái)，開(kāi)展創(chuàng)新性的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。

以本學(xué)院的研究生課程《現(xiàn)代工程材料》課內(nèi)實(shí)驗(yàn)為例。以課程大綱為基礎(chǔ)，以分析測(cè)試中心內(nèi)的X射線(xiàn)衍射儀、直讀光譜儀、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（配有電子背散射系統(tǒng)）、超景深三維顯微分析系統(tǒng)、共聚焦光學(xué)顯微鏡等設(shè)備為測(cè)試表征手段，進(jìn)行開(kāi)放性課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。要求研究生根據(jù)大綱內(nèi)容，結(jié)合自己的科研課題情況，設(shè)計(jì)一組課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合分析測(cè)試中心內(nèi)的大型設(shè)備，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中動(dòng)手能力的訓(xùn)練與實(shí)驗(yàn)設(shè)備的學(xué)習(xí)。

通過(guò)該項(xiàng)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)改革，研究生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣增加，且實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性更強(qiáng)；通過(guò)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，研究生對(duì)中心內(nèi)的大型設(shè)備有了一定的了解，為日后科研工作的開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)，改變了以往實(shí)驗(yàn)課效率低下的狀況。如研究生自行設(shè)計(jì)一組合金成分的鋁合金，利用材料實(shí)驗(yàn)室的熔煉爐，在實(shí)驗(yàn)室教師的指導(dǎo)下進(jìn)行熔煉。利用直讀光譜儀及X射線(xiàn)衍射儀對(duì)熔煉合金的成分及物相組成進(jìn)行研究，再利用金相顯微鏡和掃面電子顯微鏡對(duì)合金的組織進(jìn)行微觀(guān)分析。

探究性是研究生開(kāi)放實(shí)踐教學(xué)的精髓。探究性的實(shí)踐教學(xué)，是以“解決科研中實(shí)際問(wèn)題”為中心，以“科研中所需的設(shè)備”為手段，教師根據(jù)學(xué)生的方向背景，引導(dǎo)學(xué)生圍繞著問(wèn)題進(jìn)行思考和實(shí)踐。實(shí)踐過(guò)程中，把每一項(xiàng)實(shí)踐作為一個(gè)研究課題，為未來(lái)課題的研究開(kāi)展做準(zhǔn)備，引導(dǎo)學(xué)生從研究目的、研究的方法及研究的技術(shù)路線(xiàn)開(kāi)展實(shí)踐學(xué)習(xí)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生善于質(zhì)疑、自主探索、敢于創(chuàng)新的熱情，讓學(xué)生對(duì)材料的分析測(cè)試與表征有深入的認(rèn)識(shí)與較為熟練的操作技能。

三、大型設(shè)備科研實(shí)踐探索

實(shí)驗(yàn)室是研究生培養(yǎng)的重要基地[5]，對(duì)于材料類(lèi)研究生而言，有效合理利用實(shí)驗(yàn)室資源，是培養(yǎng)科研能力與創(chuàng)新素質(zhì)的重要途徑[6]。對(duì)于分析測(cè)試中心內(nèi)的大型設(shè)備的使用，如何使研究生熟練掌握材料分析測(cè)試的方法，對(duì)課題的研究以及未來(lái)在工作崗位上的生產(chǎn)科研工作都顯得尤為重要。

1.優(yōu)化培訓(xùn)實(shí)踐體系。中心結(jié)合本學(xué)院的自身特點(diǎn)，在每學(xué)期開(kāi)學(xué)初期，由分管設(shè)備的教師組織設(shè)備培訓(xùn)活動(dòng)，主要面向全院研究生開(kāi)展。培訓(xùn)主要包括三個(gè)階段：設(shè)備工作原理及應(yīng)用講解；設(shè)備基本的操作與維護(hù)；具體的實(shí)際操作培訓(xùn)。通過(guò)這三個(gè)過(guò)程，讓研究生對(duì)設(shè)備的應(yīng)用范圍及使用操作有較為全面的了解。培訓(xùn)后對(duì)研究生進(jìn)行考核，向考核合格的研究生發(fā)放操作資格證。這一舉措不僅提高了大型設(shè)備的使用效率和服務(wù)范圍，而且設(shè)備的事故率顯著降低。同時(shí)，也會(huì)定期邀請(qǐng)一些儀器設(shè)備的廠(chǎng)商做回訪(fǎng)，為學(xué)校研究生做培訓(xùn)。這樣可以使我院研究生及時(shí)掌握一些儀器設(shè)備最新開(kāi)發(fā)的功能。

2.鼓勵(lì)經(jīng)驗(yàn)交流活動(dòng)。分析測(cè)試中心除了定期舉辦針對(duì)全體研究生的設(shè)備培訓(xùn)活動(dòng)，還鼓勵(lì)研究生（主要是高年級(jí)研究生）結(jié)合自己的課題，向低年級(jí)研究生介紹一些大型設(shè)備的使用操作尤其是功能開(kāi)發(fā)上的經(jīng)驗(yàn)。這類(lèi)活動(dòng)對(duì)于研究方向相近的研究生具有很大的益處，為課題的探索研究工作、提高研究生的科研水平具有很好的作用。這種經(jīng)驗(yàn)交流不僅僅局限于設(shè)備的使用操作，主要是結(jié)合課題情況對(duì)設(shè)備使用及后續(xù)分析的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，針對(duì)性更強(qiáng)，是進(jìn)一步開(kāi)發(fā)儀器設(shè)備功能的重要舉措。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析測(cè)試中心大型設(shè)備共享平臺(tái)的建設(shè)，將大型設(shè)備合理有效地引入研究生的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，為研究生的課題研究打下基礎(chǔ)。合理整合大型設(shè)備資源，優(yōu)化使用效率，打通不同專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)研究生的科研精神和創(chuàng)新意識(shí)。增強(qiáng)對(duì)研究生設(shè)備使用操作的培訓(xùn)，引入持證上崗制度，讓研究生在科研過(guò)程中及日后的工作崗位上，真正掌握儀器設(shè)備的相關(guān)操作技術(shù)，提高科研動(dòng)手能力，為科學(xué)研究提供保障，使研究生具有相應(yīng)的實(shí)踐技能和科研素養(yǎng)。

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