夏燎原，胡云楚，吴义强

（1. 中南林业科技大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410004；2. 中南林业科技大学 理学院，湖南长沙 410004）

开放大型仪器设备对提高本科实验教学质量之思考

夏燎原1，胡云楚2，吴义强1

（1. 中南林业科技大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410004；2. 中南林业科技大学 理学院，湖南长沙 410004）

大型仪器设备作为高校教学、科研持续发展的重要基础，反映了学校的综合实力、科研水平和教学质量。中南林业科技大学木材科学与技术学科为国家重点学科，拥有20余台大型进口分析测试仪器，具备了良好的实验平台。合理利用大型仪器的开放来促进本科的实验教学改革，提高实验教学质量，符合当前学科发展前沿对人才培养的要求。

大型仪器设备；资源共享；实验教学改革；人才培养

大型仪器设备作为高校教学、科研持续发展的重要基础，体现了高校的综合实力、科研水平和教学质量。[1]随着我国的教育的深入改革和国家、地方政府财政的大力支持，地方高校实验室的建设迎来了前所未有的机遇，购置了众多先进的大型仪器设备。然而，从大多数地方高校的实验室仪器使用状况来看，大型仪器由于价格昂贵和专业性较强，维护和维修费用高，因而更多的只是用于教师、研究生的科研工作。[2]再者，一直以来本科教学存在只注重理论知识的传授，不重视实践能力的培养这么一个误区。因而，本科实验教学与大型仪器的开放存在着明显的脱节。这不但造成了高校教育资源的严重浪费，而且影响了本科教学质量，不符合当前国家对高素质人才的培养趋势，甚至成为了阻碍地方高校持续发展的瓶颈。[3]因而，如何合理的利用大型仪器设备的开放来促进本科的教学实验改革，提高本科教学质量，是高校管理人员和相关教师值得探讨和思考的课题。针对本科实验教学中存在的问题，考虑开放大型仪器对培养高素质人才的重要性，我们提出了开放大型仪器在本科实验教学改革中的模式并做了初步的探索。

一、大型仪器开放在本科实验教学改革中之平台建设

本科实验教学是高校实践教学的重要环节之一。在本科实验教学中，我们发现学生有活跃的思想和强烈的求知欲，他们渴望了解新知识，特别是一些学科发展前沿的新技术、新材料和先进仪器设备。传统的灌输式教学已经难以引起学生们的兴趣和求知欲，他们认为试验内容过于落后，不符合当前的科学发展潮流。我们发现，一些验证性实验不仅内容简单枯燥，这样不但不利于学生创新能力的培养，甚至扼杀了学生的兴趣和天赋。尤其是，大部分本科实验教学仪器陈旧落后，这样致使实验数据误差大，影响了学生对科学严谨性的认识。此外，很多本科实验教学内容更新不及时，明显滞后于科学前沿的发展步伐，不利于高素质创新人才的培养。现在科学技术发展迅猛，社会对人才的培养提出更高的要求。因而，学生不仅要学习经典的基础理论，也应该汲取新知识的营养，了解学科最新的发展动向。要改变上述状况，就必须对实验教学内容、教学方式和相应的仪器设备等进行系统改革，考虑到实验教学的实践性特点，这些改革离不开实验平台的建设。[4]

我校木材科学与技术学科作为国家重点学科，近年来在财政部中央与地方共建项目的支持下，添置了大量的先进仪器设备，拥有20余台大型进口分析测试仪器，包括扫描电镜、原子力显微镜、锥形量热、裂解气相色谱、凝胶渗透色谱仪、差示扫描量热仪、Zeta电位、纳米激光粒度仪、比表面积测定仪、接触角测定仪、万能实验压机、万能力学性能试验机和木材应力检测系统等大型贵重仪器。这些仪器运行良好，有专门的实验人员管理，这为我院本科实验教学改革，提高实验教学质量，提供了一个优秀的实验平台。

二、大型仪器开放在本科实验教学改革中之管理制度

实验室由于仪器多，管理人员少，加之大型仪器精密度高和专业性较强，操作过程比较复杂，需要经过专业的培训。因而，在大多数高校大型仪器在本科教学中开放使用更多只是停留在理论和探讨阶段，缺乏有效的实践。为此，我们进行了一些有益的探索，寄希望能够形成一套系统化的管理制度来促进本科的教学实验改革，从而提高本科教学质量。

（1）建立定期培训，持证上机制度。实验室定期举行精密仪器和大型设备操作培训，学生使用大型仪器必须经过严格的培训，通过操作考核者可取得上机证，并作为学生今后单独上机操作依据。这样既提高了大型仪器的使用效率，又可避免大型仪器设备损耗。

（2）建立开放管理平台，实现资源共享。为了保证实验室大型仪器开放的顺利进行，必须建立有效的开放管理平台和严格的开放管理制度。只有这样才能提高仪器的使用效率，做到真正资源共享。

①采取网上预约，管理人员审核制度。只有那些经过培训并取得上机证的学生才能独立操作，学生按预约时间上机，如果不能按时上机做实验，要提前通知实验室管理人员及时取消登记。

②严格管理，规范操作。学生要严格遵守实验室的安全规定，严格按照仪器的操作规程，并要在实验记录本上做详细记录。实验过程中，如果有紧急情况要及时通知实验室管理人员。实验完毕，要清理干净样品台和试验台。

（3）建立学生助岗，教师责任制。考虑到实验前的准备和仪器设备维护都要耗费大量时间和精力，而实验室机多人少，单纯的靠实验管理人员难以兼顾。因而，我们提出了“学生助岗，教师负责”的方式，让经过操作培训和考核的研究生作为助教，提前帮助教师准备实验，也可以协助教师完成仪器设备的操作。

三、大型仪器开放在本科实验教学改革中之实践作用

高校要培养高素质创新人才，除了建立良好的教学运行制度及相应的教学质量保障系统，实践能力的培养也是实施素质教育的一个重点。[5-7]根据本科专业特点和我院的大型仪器开放情况，主要从以下方面做了一些探索。

（1）针对学科专业的特点，开设实验教学内容。对于化学、材料专业学生，充分考虑学院现有大型仪器与课程内容的衔接，可设计一些内容新颖、操作性强的实验。在这些实验中适当引入一些先进的大型仪器设备，并通过教师的现场指导和学生上机操作的方式培养学生的实践能力。例如，我们开设了XRD物相分析实验，通过上机实践学生掌握了X-射线电子衍射仪的工作原理，通过对XRD谱图的解析加深了学生对晶体结构的理解。这样，不仅有利于理论基础的巩固，也培养了学生操作先进大型测试仪器的能力。

（2）改革教学形式，优化教学质量。学生在课堂上学到的理论知识，只有在实践中才能得到验证与提高；学生在学校实验室获得的技能，只有在科研、生产中才能得到检验与升华。为此，我们每年都组织学生去一线生产企业实习，结合企业的生产情况与学校的仪器设备进行联合实验教学。让学生从书本中走出去，去企业解决实际问题，这样不仅充分发挥了他们所长，也锻炼了学生的独立科研能力。

（3）设计创新实验，培养高素质人才。对于一些对科研感兴趣的学生，老师可根据自己的科研情况和学生的专业方向增设一些创新性实验，从而将科研工作与实验教学有机的结合。根据高分子材料专业方向，我们增加了纳米二氧化硅/聚丙烯复合材料的制备和性能测定实验项目，使学生从中了解到复合材料的制备方法、结构表征及性能测试手段等方面的知识；不仅激发了学生的学习和研究兴趣，也加深了对所学知识的理解，拓宽了他们的知识面，同时培养了学生的创新能力。

四、结束语

总之，大型仪器设备面向本科生开放，不仅是学科发展前沿对人才培养的要求，更是深化实验教学改革、全面提高实验教学质量和学生综合素质的有效方法。一方面，实验教学从灌输式的被动教育转变为创新性的主动教育；与此同时，实验教学从只注重基础理论的应试教育转变为加强实践能力培养的素质教育。这样，不但使教学与科研有机融合，完善了本科人才培养方式与创新教育模式，提高了教学质量，而且本科生在创新性实践中了解到前沿科学技术，培养了他们开拓创新意识。同时，通过大型仪器设备的上机实践和实验数据解析，增强了学生分析、解决问题的能力。

[1] 汪大海. 提高高校大型仪器设备利用率及使用效益的探讨[ J]. 实验技术与管理, 2006, 23 (5) : 140-142.

[2] 韩 静, 钱圣杰. 提高大型仪器设备使用效率的探析[ J] .实验室研究与探索, 2007, 26( 2) : 140- 142.

[3] 孙群英. 地方高校实验室建设与发展问题对策研究[J]. 长春工业大学学报( 高教研究版), 2005, 26 (1): 27-28

[4] 朱耕宇, 陈雪萍. 全面开放大型仪器支撑本科教学实验的改革[J].化工高等教育，2009,106（2）：42-44.

[5] 查刘生, 狄 平. 仪器开放使用培养高素质创新人才[J]. 实验室研究与探索, 2005, 24 (5): 111- 113.

[6] 周小慧, 龙绛雪, 邢伟一. 加强实验教学, 培养学生实验技能和综合素质[J]. 中南林业科技大学学报(社会科学版), 2010, 4 (4):165-166.

[7] 王义强, 韩文军. 改革植物组织培养实验教学, 提高学生综合素质[J]. 中南林业科技大学学报(社会科学版), 2010, 4 (4): 125-127.

On Opening-up and Sharing Large Instrument and Equipment to Improve the Quality of Experimental Teaching

XIA Liao-yuan1, HU Yun-chu2, WU Yi-qiang1
(1. College of Material Science and Engineering, Central South University of Forestry &Technology; 2. College of Sciences, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan , China)

Large-scale instrument and equipment is an important base for sustainable development of the university teaching,scientif i c research, ref l ecting the comprehensive strength of schools, scientif i c research level and the quality of teaching. The national key disciplines of wood science and technology in CSUFT has a perfect experimental platform with 20 sets of precision instrument and equipment. Rational utilization of large-scale instruments opening-up and sharing to promote undergraduate teaching experiment reform, and improving the quality of experiment teaching agree with the current frontier development the requirement of talent cultivation.

large-scale instrument; resource share; reform of experimental teaching; talent cultivation

G642.0

A

1673-9272(2012)05-0160-03

2012-06-27

国家自然科学基金项目“木质材料在火场中的热质转化及火灾蔓延与阻滞机理”(编号：31170521)；中南林业科技大学青年项目“新型介孔碳化钨/炭复合材料的制备及其电化学性能的研究”(编号：QJ2011032B)。

夏燎原（1977-），男，湖南邵阳人，中南林业科技大学材料学院讲师，博士，研究方向：阻燃材料和多孔材料。

[本文编校：李浩慧]