大型仪器对本科教学的影响
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摘要：大型仪器是高校实验室的重要设备，在科研工作中有着重要的作用。本文分析了大型仪器应用于本科教学的制约因素，提出了相应的解决办法，并阐述了大型仪器对本科教学的影响。
关键词：大型仪器；本科教学；创新能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）15-0232-02
大型仪器设备是高校实验室的重要技术装备，是高校从事教学、科研活动的物质基础，是高等学校人才培养和科学研究的基本条件，也是一所高校教学、科研实力的重要标志。但是由于大型仪器运行与维修费用较高、数量有限达不到规模实验教学的要求以及科研和教学相冲突等因素的制约，高校一般都是“专人管理、专人使用”的模式，这一模式不仅使得大型仪器的设备利用率低，也使得本科生接触大型仪器设备的机会比较少。同时，随着科技的日益更新，用人单位对于高校毕业生的创新能力、实际动手能力和科研能力的要求越來越高，尤其是代表着高科技发展方向的大型仪器设备的操作与利用能力；另一方面学生也渴望接触到前沿科研领域。因此，面对本科生开放大型仪器既提高了大型仪器设备的利用率，又在培养学生创造性思维的同时增加了毕业生就业的核心竞争力。
一、大型仪器应用于本科教学的主要制约因素与解决办法
1.大型仪器应用于本科教学的主要制约因素。①大型仪器价格昂贵、维修成本高。大型仪器价格比较昂贵，少则几十万，多则几百万，因此数量较少，难以达到规模实验教学的要求。大型仪器大都属于精密仪器，一旦损坏，维修周期长，维修成本大，而本科生对大型仪器的使用经验几乎为零，责任心较弱，容易损坏仪器，因此很少有高校向本科教学开放大型仪器。②大型仪器共享程度低。目前部分大型仪器购置后，由于其价格昂贵、维修费用高、维修周期长、操作复杂等众多客观原因，仅限本单位本部门或者本课题组使用，形成了“单位部门或课题组个人所有制”的半封闭形式，大型仪器使用范围被局限在特定的范围内，导致对校内外的开放共享程度较低，这种情况严重地影响了大型仪器使用效率，更不利于大型仪器向本科教学开放。③科研和教学冲突。大型仪器由于价格昂贵，一个学院同一功能的大型仪器一般只会配备1—2台，其主要任务是用于教师和研究生的科研工作，如果用于本科教学实验后，大型仪器的使用人数将大幅增加，不可避免地存在时间安排上的冲突。众所周知，一般大型精密仪器由于操作和维护复杂繁琐，都由专门的实验人员管理。此外在实验完成后，实验室整理工作量较大，有些工作只能由专任教师才能完成。因此，这类仪器设备一旦投入到本科教学中，会极大增加相关人员的工作量，甚至需要增加人手才能满足本科教学的要求。
2.大型仪器应用于本科教学的解决办法。①改革上课模式，完善使用制度。大型仪器的实验教学有其自己的特殊性，不能像普通实验课那样人手一台集中授课，必须分批次进行。学院可结合现有仪器设备所能进行的实验内容，将学生分成多个小组，每个小组3—5人，由指导教师提前向学生概括讲述本组人员所要进行的实验内容，然后由学生自己根据指导教师的要求查阅相关的文献资料，从中掌握所要制备材料的各种物性及所需实验方法，且按规定时间提交实验内容的可行性报告及实验流程，由指导教师集中审核后学院统一安排大型仪器测试时间进行测试。这样既可以完成本科实验教学任务，又锻炼了学生的动手能力和创新能力。与此同时，安排专业教师全面负责大型仪器设备的日常维护与管理。这样既保证了学生能够自己动手操作仪器，又在最大程度上避免了设备因操作失误而被损坏的情况。②加大宣传力度，构建开放性使用平台。将大型仪器设备进行资源共享是实验室发展的必然趋势，创建信息化共享平台，有利于学校整体统筹规划，避免重复购置，合理使用资金；同时还可提高大型仪器设备的使用率，充分发挥大型仪器设备的使用效益。学院应加大对实验室大型仪器设备的宣传，构建开放性大型仪器使用平台。将现有的大型仪器设备进行有效整合，大力宣传该实验室仪器资源的使用条件及服务范围，打破不同学科之间的界限，取长补短，积极开展相互间的合作，进而有效拓宽大型仪器设备资源的利用率。③建立健全管理制度，采用由实验课指导教师兼任大型仪器设备管理人员的仪器管理模式。安排专业教师全面承担开设的实验课程，同时指导教师要全面负责大型仪器设备的日常维护与管理，每学年从单位基金中抽取适当的资金作为补助，解决大型仪器设备的管理问题，以及实验室管理人员与实验课指导教师步调不一致所导致的矛盾，提高了教学质量。
二、大型仪器对本科教学的影响
大型仪器设备是高校的优质资源，是高校从事实验教学、科学研究和技术开发的重要保障。大型仪器应用于本科实验教学具有很深远的影响，不仅能够提升实验教学层次、促进教学内容的融会贯通，而且能够培养大学生的创新思维能力，激发大学生实践创新的积极性。除此之外，还能增强学生严谨的学风，有利于毕业生就业。
1.提升实验教学层次，促进教学内容的融会贯通。大型仪器由于价格昂贵，为了避免大型仪器的损坏，都是由专职老师操作，学生很少有机会接触到大型仪器。传统教学方法都是教师提前设计好实验过程和大型仪器的测试参数，从实验原理、步骤、仪器操作都是由指导教师示范讲解；学生只需要用耳朵听实验原理和过程、用眼睛看仪器操作过程，不需要用脑思考实验原理和实验思路，不用自己动手操作仪器，更不用去分析测试结果。所以大多数学生上教学实验课不积极、不认真，学生对教学内容的理解和掌握不透彻，甚至过一段时间就会忘记。大型仪器对本科教学开发后，学生可以全程参与到实验中，提高学生对于大型仪器测试和应用的兴趣，学生对大型仪器的结构原理和操作过程的认知将会更加深刻，这大大提高了实验教学水平和效果。
2.能够培养大学生的创新思维能力，激发大学生实践创新的积极性。我国大学生长期接受传统应试教育，比较重视记忆力的训练和培养，而忽视了培养学生的想象力、观察力、创新能力和实践动手能力。让学生走进实验室与大型仪器亲密接触，可以弥补课堂理论学习枯燥乏味的不足，激发学生科研热情，同时使学生能够更加直观地理解所学的理论知识。在实验中通过现场对数据和现象的分析，有利于提高学生的实验数据的分析能力，培养学生发现问题、综合分析问题和解决问题的能力，提高学生综合应用知识的能力，培养学生的创新意识和创新能力。
3.增强学生严谨的学风，促进学生就业。大型仪器不同于普通实验仪器，一般都是高精密仪器，如果操作不当容易损坏。因此，使用仪器之前不仅要对学生进行相应的培训，而且要求学生认真细致阅读操作规程，熟悉操作要领，然后按仪器的操作程序严格准确地进行操作。这样不仅培养了学生严谨的学习和工作作风，而且使学生对于该仪器设备的结构、工作原理和操作方法等内容的掌握将会更加深刻。近年来，随着高新产业的快速发展，学生毕业后面临的将会是一个对技能和素质要求都更高的社会。严谨的生活、学习和工作作风有利于学生能够更好地步入职场，对大型仪器的了解可以使学生从事科研、仪器测试及质量检测等方面的工作，就业选择的范围更加广泛。
三、结语
大型仪器设备是学校科学研究的核心设备，其应用于本科实验教学，不仅可以提高实验教学的水平和效果，同时可以激发学生的求知欲和科研热情，培养学生的创新意识和创新能力。学生通过实验教学了解和掌握大型仪器的工作原理和操作步骤，有利于将来从事科研等方面的工作。
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