高校大型仪器设备在教学中的应用探究

张小蒙 阎 冰 何 畔 王益民

天津中医药大学资产设备处 天津 300193

高校大型仪器设备在教学中的应用探究

张小蒙 阎 冰 何 畔 王益民

天津中医药大学资产设备处 天津 300193

随着国家对教育投入力度的加大，为高校教学工作提出了更高的要求，高校教师应该为社会培养更多创新型人才。大型仪器设备作为高校重要的物质基础，对提高学生的自主创新能力起着至关重要的作用。然而由于大型仪器设备价格昂贵、资源稀缺，专业技术人员少等原因，在高校教学中的使用率较低，不能很好地发挥其教学功能。通过分析大型仪器设备在教学中的应用现状，找出影响其使用率的因素，提出了提高大型仪器设备教学使用率的措施，希望对提高教学质量和深化教学内容改革提供有益借鉴。

高校；大型仪器设备；教学

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出我国高等院校学生适应社会的能力有待提高，毕业后创业的更少，具备实用、创新等特性的综合型人才非常缺乏。因此，高等院校加强对学生实践能力和创新能力的培养显得尤为重要。［1］高等院校实验室是提高学生实践操作能力的重要场所，为学生创新力的提升贡献力量。大型仪器设备作为高等院校的重要固定资产，在为国家培养具备实用、创新等特性的综合型人才的教学工作中起着至关重要的作用。然而，由于存在各种现实问题，例如“认为本科教学应该以向学生传授理论知识为主，没有必要动用大型仪器设备”的旧观念的存在、大型仪器设备资源紧缺、使用成本大等致使高校大型仪器设备用于教学功能的较少，阻碍了本科生实践能力和自主创新能力的提高。随着国家加大对教育的整体投入，我国高等学校的教学科研条件得到了较大改善，高等教育也进入到了一个高速发展期，高校大型仪器设备的采购量迅速增加，在这样有利的教育背景下，如果大型仪器设备不能在教学中充分发挥其应有的作用，将是对国家教育资源的严重浪费。因此，本研究旨在探讨阻碍大型仪器设备在教学中应用的因素，找出扩大其使用范围的措施，希望对提高教学质量和深化教学内容改革有所帮助。

1 基本内涵和数据来源

1.1 大型仪器设备的内涵

按照教育部《高等学校仪器设备管理办法》（高教［2000］9号文件）定义，单价或者整套价值在人民币10万元以上的仪器设备为大型仪器设备。［2］大型仪器设备具备以下特征：性能卓越、功能强大、精确度高、专业性较强，在高等院校设备中占非常大的比重，为学校教学科研工作的开展提供了重要的物质条件。大型仪器设备按用途可分为专用和通用两大类。高校的科学研究主要为基础研究，因此应用的大型仪器设备主要是通用仪器设备，如显微镜、质谱仪、色谱仪、光谱仪等。［3］

1.2 数据来源

为了更具体更详细的了解大型仪器设备在教学中的应用现状，本研究选取我校2010～2014学年上报的实验室信息统计情况中有关大型仪器设备的统计数据为本研究的数据范围，以上数据经我校资产设备处与各实验室管理人员对大型仪器设备的实地调查收集整理得到。本研究阅读相关文献，并对上述数据进行计算分析的基础上发现问题，提出有针对性的解决方案。

2 高校大型仪器设备在教学中的应用现状

2.1 高校大型仪器设备的拥有量进入快速增长期

高校教育要想实现质的飞跃，大型仪器设备是必不可少的物质条件。随着“211工程”和“985工程”的实施，国家大幅增加对高校仪器设备的投入力度。高校的仪器设备，尤其是大型仪器设备进入高速增长期。据统计，目前高校每年投入的设备费已经是10年前的几百万元的10倍，有的甚至增长到100倍。截至2008年9月，单价40万元以上的设备总数量达1.5万台，总值近150亿元，其中2/3分布在“211工程”高校中。［5］这说明国家对大型仪器设备的教学和科研功能越来越重视，希望通过大型仪器设备的使用提高学生的实践能力和创新能力，为国家培养出具有综合竞争力的人才。以我校为例， 2007～2008学年大型仪器设备的数量为118台件，每年呈递增的状态，截至2014 年10月份大型仪器设备的数量增长到350台件，而且金额也由4 215.96万元增长到1.4亿元，翻了三倍有余，大型仪器设备所占比例越来越大，成为我校实验室重要的教学和科研工具。

2.2 高校将大型仪器设备大多用于科研 对教学功能的关注不够

从大型仪器的使用情况来看，国内高校普遍重视其科研功能的开发，但对其教学功能的关注不够，主要表现为学校设置的大型仪器设备教学方面的课程单一，学生自己动手进行上机操作的机会少，上机学时不足等。例如，目前我国高校针对本科生开设的课程主要是“仪器设备分析实验”，而且在实际教学过程中往往是以教师演示为主，学生只能够在一旁参观实验器材，对于人多的课堂有的学生甚至和仪器“隔窗相望”。［6］在这样的背景下，大型仪器设备对培养学生的实践能力和自主创新力起不到应有的作用。我校大型仪器设备在2010～2014年的教学、科研方面的使用机时统计结果如表1所示。

表1 大型仪器设备教学科研使用机时统计表单位：小时

由上表可以看出2010～2014年我校大型仪器设备每年用于教学工作的时间远远低于科研，并且每年的使用机时时多时少，没有规律可循。除2011年学校有的大型仪器设备因进行保养暂时不能使用以外，其用在科研方面的时间每年递增， 而且递增幅度较大，从2010年到2014年大型仪器设备科研用机时增长幅度达到278.57%。通过对上表进行分析，可以得出两方面的结论：一是我校十分重视对大型仪器设备科研功能的开发，而对其教学功能缺乏关注。二是从大型仪器设备使用趋势来看，我校对其科研功能重视程度不断提高，而其教学功能却始终没有引起学校的注意。如果大型仪器设备在教学中的重要性不被提出，而是照这样的形势发展下去的话，将是对教育资源的严重浪费，不利于学生实践能力和自主创新力的提高。

2.3 大型仪器设备为本科教学服务使用少

高校在用于教学的大型仪器设备中，为本科教学服务的较少，大多用于研究生的教学。这是由于大型仪器设备价值高，成为学校稀缺资源，数量有限。［7］另外，旧的教学观念认为本科生只需要掌握书本上的理论知识即可，不需要很多动手操作的能力，因此不注重对其实践能力的培养。这些方面的因素往往导致高校培养出来的本科生的能力与社会需要相脱节，不利于学生的就业和社会的发展。

3 影响大型仪器设备教学使用的因素

3.1 大型仪器设备价格昂贵 运行与维修成本高缺少教学经费支持

高校的大型仪器设备大多为高价进口的“高精尖”设备，其价值较大，属于高校的稀缺资源，较多的用于科研工作，如果将大型仪器设备用在教学上，就可能造成科研工作的中断，而有的科研项目中断后损失会很大。另外，大型仪器设备如果由学生操作，会大大增加仪器设备损坏的概率，而大多数高校仪器设备的维修经费较低，无法承担过高的维修费用，尤其是一些进口设备，损坏后还需要返厂检测维修，大大增加了高校维修经费负担。［8］以我校为例，学校每年投入的仪器设备维护经费中教学仪器维护经费所占的比例非常低，所以大型仪器设备维修经费更低，高校教师在考虑将大型仪器设备用于教学时就会有所顾忌，减少其适用范围或者缩短使用时间避免因损坏而产生额外支出。我校2010～2014年总的仪器设备维护经费及教学用仪器设备维护经费如表2所示。

表2 仪器设备年维护经费表单位：万元

由上表可见，随着国家经济的发展，我国对教育的投入力度不断加大，在这样的大环境下，仪器设备的发展趋势也紧跟教育的需要，其数量在不断增加，因此仪器设备维护经费也逐年增加，但是教学仪器年维护经费所占比例却很低，且没有逐年增长的趋势，在一定程度上阻碍了大型仪器设备在教学中的广泛应用。

3.2 对大型仪器设备的教学功能缺乏研究

我国高校大多数大型仪器设备都用来承担繁重的科研任务，研究学者对其教学功能的研究很少，造成高校教学内容形式单一，缺少具有吸引力、适应本科学生进行自主性学习的仪器类实验项目。［9］

3.3 专业技术人员缺少 不能满足教学要求

相比普通仪器设备，大型仪器设备有其自身特点，运行和操作起来较为复杂，需要管理人员和使用教师对其原理、使用方法和性能了如指掌。而有的教师甚至还理解不了大型仪器设备的使用说明书，如果让他们去开设有关大型仪器设备的实验课程，其难度可想而知。我校大型仪器设备大多是从国外进口的，供应商提供的仪器设备使用说明书都是英文的，即使翻译成中文，也不免出现纰漏，给大型仪器设备的操作带来不便。在我校，大型仪器设备在正式使用之前是由生产厂商的技术工程师对使用教师进行短暂的培训，但是培训的功能较少，只能满足实验和科研的需要，我校没有专门聘请操作大型仪器设备的专业技术人员，致使对其教学功能的开发较为匮乏，不能满足教学要求。

3.4 教师人员稀缺和教师精力有限

对大型仪器设备进行操作和培训，合适的人数是每次每个机组最多5人。在培训时，需要1名教师操作，另1名教师在旁讲解。而目前大多数高校的现状是1名培训教师至少面对5名接受指导的学生。这种情况要求教师必须做到“眼观六路，耳听八方”，边讲解边操作，当学生有问题时还要对学生做出解答［10］，另外，教师还要进行上课前的准备工作和课后的仪器设备维护工作，需要耗费大量的时间和精力。

4 提高大型仪器设备教学利用率的措施

4.1 建立大型仪器设备维护基金 提高教学仪器维护经费的比例

遵循可持续发展的科学发展观，一方面通过多方筹措拓展基金来源，增加基金数额；另一方面建立大型仪器设备有偿使用制度，将筹集的资金当作设备的维护基金，实现“以机养机”的管理模式。［11］另外，大型仪器设备的管理人员对设备的使用人应严格把关，争取做到“持证上岗”，减少因操作人员操作不当产生设备维修费用的情况。通过这种“开源节流”的方式，达到增加大型仪器设备维护经费的目的，在此基础上提高教学仪器设备维护经费的比例。

4.2 加强对大型仪器设备管理人员和使用教师的技术培训

大型仪器设备的管理人员和使用教师应提高自身的操作能力，积极开发大型仪器设备的教学功能，然而仅仅通过生产厂商的工程师在开箱安装设备时对其进行的短暂培训是达不到这个效果的。要想提高对大型仪器设备的操作能力，管理人员和使用教师应经常参加生产厂商组织的培训班和研修班，积极主动与对方工程师进行沟通和交流，尽可能多地挖掘大型仪器设备的教学功能。［12］

4.3 允许设备管理人员和有资质的研究生作为教学过程中的助教

大型仪器设备的管理人员经过参加培训班或者研修班熟悉了设备的操作流程，了解其相关功能，能够在大型仪器设备的教学中帮助教师对设备进行操作，而教师只需要对管理人员的操作进行讲解就可以，在这种教授模式下，教师就有时间和精力对学生提出的问题进行解答。然而，管理人员往往同时管理着多台仪器设备，如果出现好几个教师同时上课时，管理人员无法分身帮助所有教师，遇到这种情况可以由经过相关培训的研究生作为教学过程中的助教，不仅能帮教师操作仪器设备，还可以帮助教师做实验前的准备工作和实验后的仪器设备维护工作，节省了教师很多时间和精力。［13］

4.4 建立网络化管理平台及开放实验预约系统

我国高校大部分大型仪器设备都承担着繁重的科研任务，要想将其应用于教学工作就得见缝插针，利用设备空余的时间开展教学工作。这就需要高校将所有的大型仪器设备纳入网络，建立网络化管理平台，并提供开放实验预约窗口，只要是有资格的使用人登陆进去就可以了解到大型仪器设备的闲置时间，根据自己的需要进行预约，大型仪器设备的管理人员对其审核通过后，便可使用大型仪器设备。网络化管理平台的建立大大提高了大型仪器设备在教学中的使用率。

5 结束语

国家和社会对实践型和创新型人才的需要使得大型仪器设备在高校教学工作中的重要性日益突出，然而由于大型仪器设备价格昂贵，教学维护经费少以及旧的教学观念的存在等原因致使大型仪器设备在现实教学工作中使用率较低，不能充分发挥其教学功能，一方面是对教育资源的浪费，另一方面不能很好地为培养自主创新性人才服务。本研究针对此问题提出了几点建议，希望对改善当前状况，提高大型仪器设备在教学中的利用率有所帮助。

［1］ 汤海峰，王德利，孟威.大型仪器面向本科生开放过程存在的问题与解决对策［J］.实验技术与管理，2013，30（6）:205-213.

［2］ 葛磊.提高高校大型仪器设备使用效率的探讨［J］. 中国电力教育，2008（10）:197-198.

［3］ 邢林华.高等院校大型仪器设备使用绩效评价方法及应用研究［D］.吉林:吉林大学，2009:5.

［4］ 武晓峰，高晓杰.高校实验室建设发展报告［M］.北京:清华大学出版社，2014.

［5］ 王敏，郑旭.提高高校大型仪器设备利用率的探索［J］.经济师，2012（5）:87-88.

［6］ 周云，阴金香，张四纯.大型仪器设备在大学创新型人才培养中的应用［J］.实验室研究与探索，2011，30（11）:274-276.

［7］ 王秀萍，张方.虚实结合扩大大型仪器设备对本科实验教学开放［J］.实验技术与管理，2009，31（4）:237-239.

［8］ 贾贤龙.高校仪器设备资源使用现状分析与对策初探［J］.实验技术与管理，2011，28（9）:203-206.

［9］ 夏燎原，胡云楚，吴义强.开放大型仪器设备对提高本科实验教学质量之思考［J］.中南林业科技大学学报:社会科学版，2012，6（5）:160-161.

［10］ 刘淑珍，李钒，张丽娟.高校大型仪器对本科生的开放应用［J］.中国现代教育装备，2011（23）:50-52.

［11］ 王晓岗，郝志显，樊雅娟.大型仪器教学功能的研究与探索［J］.实验室科学，2012，15（5）:188-190.

［12］ 陈玉霞，林峰，陈文.建设大型仪器设备平台，提高创新人才培养质量［J］.实验技术与管理，2012，29（4）:219-221.

［13］ 王惠琴，王一柏，郑大威.大型仪器设备的开放共享与本科生的创新能力培养［J］.中国现代教育装备，2013（9）:28-29.

The Application of Universities' Large Instruments and Equipment in Teaching

Zhang Xiaomeng， Yan Bing， He Pan， Wang Yimin
Tianjin University of Traditional Chinese Medicine， Equipment Department， Tianjin， 300193， China

With the increasing of investment to education， our country puts forward higher requirements for the teaching work. University teachers should cultivate more innovative talents for the society. As an important material basis of colleges and universities， Large instruments and equipment play a vital role in improving the students' independent innovation ability.However， several problems lead to Low utility ratio of Large instruments and equipment in teaching， such as higher price， less professional and technical personnel. In this case， universities can't make full use of their teaching function. By researching the application status of large instruments and equipments in teaching， this paper fnds out the factors affecting the utilization and puts forward some measures to improve the utilization rate of large instruments and equipment in teaching， hoping be helpful to improving the teaching quality and deepening the reform of teaching contents .

university； large instruments and equipment； teaching

2015-05-28

张小蒙，硕士，助理实验师。通讯作者：王益民，博士，研究员，资产设备处处长。

天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划（编号：A07-1104）。