材料物理专业实验室的建设与管理实践

2011-02-20欧阳红群张曰理

中国现代教育装备 2011年11期

关键词：仪器实验室物理

欧阳红群张曰理吕平李健

中山大学物理科学与工程技术学院广东广州 510275

材料物理专业实验室的建设与管理实践

欧阳红群张曰理吕平李健

中山大学物理科学与工程技术学院广东广州 510275

结合材料物理专业实验教学改革情况，介绍了近年来我们实验室建设和管理的实践经验及取得的成效。总结了目前存在的问题并对未来的发展提出了建议。

材料物理实验；专业实验室；建设管理

Abstract: According to material physical experiment teaching reform, the construction and management practice of material physics specialized laboratory and the main achievements were introduced. The problems were also discussed and the rationalization proposals for future development were given.

Key words: material physical experiment; specialized laboratory; construction; management

材料物理科学与技术是一门基础与应用、理论与实践并重的学科。专业实验室是本科实践教学的重要支撑。近年来，我们通过不断加强实验室建设和提升实验室管理水平，推进了材料物理专业实验教学改革，提高了实验教学质量。

1 专业实验室建设现状

材料物理实验室是我校国家级物理实验教学中心下属的1个专业实验教学实验室，主要承担物理科学与工程技术学院材料物理专业本科生实验教学工作，同时也为本科毕业设计和科研工作提供条件。

实验室前身是1956年建立的金属物理专门化实验室。我们坚持以能力培养为核心，把材料物理实验建设成为学生实践能力和创新能力的培养基地。近10年，特别经过“985工程”等经费建设，实验室的建设得到了快速发展。

目前，实验室拥有一批包括：扫描电镜、X射线衍射仪、精密LCR表、高温综合热分析仪、磁控溅射镀膜机、离子溅射仪、电子万能试验机、材料研磨抛光加工系统等较先进的材料制备及性能分析表征实验教学仪器设备。实验室从功能上分为材料制备室、材料表征室和材料性能测试室三大部分。

实验室的仪器设备主要立足于教学，对于材料表征常用到如透射电镜等大型科研级贵重仪器，我们向学校测试中心等其他单位预约申请使用。

2 实验室的管理

管理制度的规范和健全是实验室正常运转的保障。除了学院实验中心制定的安全卫生管理条例、学生守则等条例外，我们还根据本实验室实际具体情况，制定了《化学室管理条例》《高温热处理管理条例》等制度。

实验室的管理主要包括安全管理、档案管理、开放管理三大部分。

2.1 实验室安全管理

我们通过以下措施确保实验室的安全：

(1)易燃易爆、有毒有害、腐蚀性化学药品化学试剂的进行分类，实行专人、专柜保管，按学校设备处规定进行废液回收。

(2)在仪器上、实验室墙上张贴高温、触电、辐射等各种安全警示标识，简洁、清晰地提醒实验者注意各种潜在的安全隐患。

(3)为了对实验室意外事故进行紧急处理，在实验室配备急救药箱，放置止血贴、碘酒、烫伤膏、红花油、医药酒精等常用药品。

(4)对于使用率最高的化学实验室，设置门禁管理，通过安全培训及仪器操作培训的学生经其导师和实验室主任同意可以开通门禁系统，持本人校园卡即可进入化学实验室。

实验室安全教育是我们实验室管理的重要环节。对刚进入实验室工作的学生进行安全教育和培训，将制度落实到人，使学生树立安全意识，自觉遵守各项安全规范，消除安全隐患。教育学生养成良好实验习惯，熟悉仪器的操作规程，严格按规程操作仪器，是我们实验室管理的重要部分。

2.2 实验室仪器档案管理

实验室档案形成于实验室的建设和管理过程中,是实验室发展的历史记录,有着重要的借鉴和参考价值。实验室档案的管理反映了实验室管理的工作水平。

档案的分类主要包括：管理制度档案、仪器档案和实验教学档案。同时,我们做好纸质和计算机电子文件两种形式文档的管理。

仪器档案保证仪器设备的正常运转，更好地为教学和科研服务。仪器档案具体包括：(1)贵重仪器的调研资料、论证报告；一般仪器网上申购单。(2)仪器安装报告，验收报告。(3)仪器说明书原件(包括光盘资料)，制定说明书汇总表，以便查阅。(4)仪器的操作规程。(5)仪器入账登记卡。(6)仪器使用记录登记本。

实验教学档案资料主要包括实验排课表、原始学生实验报告、原始学生成绩登记表等。

2.3 开放管理

实验室在确保本科实验教学任务完成的同时,还充分利用现有实验室条件,积极参与本科毕业设计,本科生、研究生及教师的科研项目,实现了仪器设备对外开放和资源共享,不但提高了仪器使用率,也使得实验教学与科研训练相互促进并取得了较好效果。

对于刚进入实验室开展开放实验的学生，实验室工作人员将给他们进行必要的实验室安全和仪器操作使用的培训。

开放实验室实施预约制度，无论本科生和研究生都要填写《材料物理实验室仪器使用申请表》，表格主要内容：课题名称、实验内容、使用仪器设备名称、申请使用时间等。申请表需经导师签字。

无论普通教学仪器还是精密贵重仪器，我们都编写了操作规程和操作注意事项。要求进入开放实验室的学生能独立操作自己实验所涉及的仪器设备。对于进入实验室的新生，要求他们认真阅读仪器说明书和操作规程，并安排专门指导和培训，直至可以独立操作仪器。

3 加强队伍建设

除了良好的实验室硬件环境与设施、完善的实验管理体制外，实验室的可持续发展需要建立在一支学术水平高、责任心强、热爱实验教学、结构合理和相当稳定的实验技术队伍的基础上。实验教学队伍由实验室管理和技术人员、专任实验教师和兼职实验教师组成。

目前，材料物理专业实验教师由工作在理论教学和科研一线的骨干组成。他们均有博士学位、副高以上职称，具有不同的专业背景和科研方向，还承担着多项国家和省市科研项目。他们丰富的教学科研经验使专业实验课的教学质量得到了保证。

实验室共有实验技术人员3人。实验技术人员同时也是实验室管理人员，他们既有较强的实验技术水平，也具备一定的组织管理能力。实验室要积极参与实验教学、实验教改工作，这不但有利于实验技术人员自身水平的提高，也有利于实验室的建设和发展。

4 加强专业实验教学改革和自制仪器建设

材料物理专业实验内容主要涵盖材料制备、材料结构表征、材料物性3个方面。根据专业特点，任课教师汲取材料物理学科技术发展的某些新成果，将专业实验教学的开展与承担的科研方向、科研项目联系在一起，开出了无铅压电陶瓷制备及性能测试、多铁性陶瓷材料的研究、纳米磁性液体制备及磁光测量、ZnO薄膜的制备及特性研究、SiO2纳米粒子自组装膜的制备与表征等一系列具有材料物理特色的自主设计实验项目。

材料物理实验室一直注重实验教学改革工作，近5年来，实验室获得“薄膜电光测量实验仪器系统研制”“磁电材料测量实验仪器研制”“创新实验教学仪器—纳米磁液磁光测量实验仪器系统的研制”“形状记忆合金马氏体热诱导相变测试仪的研制”“激光拉曼散射仪实验教学内容扩展”等多项校级教改项目立项。

自制仪器的研制节约了成本，促进了实验室硬件建设，也提高了教师与实验室技术人员仪器研究开发水平。我们将自制仪器设备与创新实验结合，在高年级学生中开展探索研究，让学生有机会直接参与设计制作全过程，锻炼学生实践动手能力,培养学生创新意识的有效途径。

5 需要解决的问题

5.1 仪器设备套数问题

我们多数实验项目是2人1组，但受到资金和场地限制，很难满足每组2人的教学安排要求。我们只能通过演示实验及自主设计实验两个阶段、两个层次教学解决仪器设备套数少的问题。演示实验一般6人1组，主要以教师讲解及操作为主，学生能获得的实验动手时间相对较短。对参加自主设计实验的学生，完成材料制备后，我们要求他们用扫描电镜对材料形貌进行表征。实验室技术人员将对这部分学生经过一段时间的必要培训，要求他们多次独自实践操作，能够比较熟练地掌握电镜样品制备方法和电镜测试技术。材料物理专业学生毕业后攻读研究生的比例比较高，这对他们今后的研究生学习或科研工作都非常有帮助。

5.2 教材编写问题

几年来，由于仪器设备的更新，教学改革的开展，实验项目的增加，原有的实验教材和讲义已无法满足实验教学的需要，新教材建设迫在眉睫。

材料物理专业实验课程获得中山大学2010年度教材建设立项。实验室主任作为项目负责人正组织课程教学团队进行教材编写，我们将通过教材建设带动实验课程建设水平和教学质量的不断提高。