浅谈热分析仪器管理与教学心得

张予东，李润明，常海波，马鹏涛

(河南大学　a.化学化工学院；　b.民生学院，河南　开封　475004)



浅谈热分析仪器管理与教学心得

张予东a,b，李润明a，常海波a，马鹏涛a

(河南大学a.化学化工学院；b.民生学院，河南开封475004)

摘要大型仪器是高校教学与科研的必备条件，如何管理好大型仪器并服务教学与科研是目前讨论的热点。该文以热分析仪器为例，结合从事理论教学和科研的工作经历，从仪器管理、仪器教学内容、仪器授课方式、仪器教学与科研的结合等方面入手，总结利用大型仪器从事教学与科研的心得。

关键词热分析仪器；教学仪器；仪器管理；教学与科研

热分析是指在程序控制温度和一定气氛下，测量物质的物理性质与温度或时间关系的一类技术。随着材料等学科研究的深入发展，热分析仪器在大型精密仪器中也占有着一席之地[1]，并逐渐形成自己的系列特色。根据测试的物理量不同，我校拥有热重分析仪、差热分析仪、差示扫描量热分析仪、动态热机械分析仪、流变分析仪、热重/差热联用仪，以及热重/红外/质谱联用仪等多种热分析设备。由于热分析原理比较抽象，同时仪器数量少、价格昂贵、操作复杂、主要用于科研，教学效果往往不甚理想[2]。笔者管理热分析设备多年，同时又讲授近代材料分析测试方法课程，积累了一定的管理和教学经验，本文浅谈几点大型仪器的管理和教学体会。

1管理制度和运行机制

加强大型仪器的管理，提高其利用效率，近年来已逐渐成为大家的共识[3-5]。从事仪器管理工作的主要是实验系列人员和部分兼职教师，建议学校乃至国家教育主管部门出台一些具体的措施，参照对教学科研的管理，激发仪器管理人员的工作积极性。如在完成日常工作的基础上，为他们提供专项的课题资助用于大型仪器的功能开发。另外，实验系列人员作为高校教师的一部分，在职称评定上一直不能和专职教师一样有正高级职称的评定政策也是影响实验管理人员工作积极性的重要因素。实验系列正高级职称在我国的部分高校和省份已有探索，但仍没有被普及开来。我校去年专门成立了以主管副校长任组长，各相关职能部门领导任副组长的全校大型仪器管理共享平台改革领导小组，并出台了《大型设备管理岗与操作岗的设置与管理》《大型设备管理和操作培训制度》《大型设备有偿使用管理办法》等相关制度。我校大型仪器的管理工作正逐步完善。

2仪器教学内容

大型精密仪器的教学有自身特点。一般仪器的原理比较抽象，平时学生接触这些仪器机会较少，理论教学学生往往难以理解。我院的热分析仪器种类比较齐全，笔者在授课时充分利用管理这些设备时积累的资料和实例，根据每种仪器的性能，少讲原理的推导，重点讲样品制备方法、测试结果(如所得曲线或图谱)的分析方法，并让学生了解各种仪器应用范围。同时，利用多媒体，穿插仪器的操作视频和实例片段，激发学生对仪器学习的兴趣。如在近代材料分析测试方法课程教学中用1986年美国“挑战者”号航天飞机失事实例向学生讲解动态热机械仪在解析该事故中所起的关键作用；结合2013年“3·15”央视质量报告节目曝光奔驰、宝马和奥迪三大豪华车品牌使用沥青阻尼片，导致车内空气质量严重污染的这一公众事件，让学生们关注热重分析仪所起到的作用[6]。由浅入深的教学需广泛地阅读并理解热分析领域的相关资料，如蔡正千主编的《热分析》、 高家武等编著的《高分子材料热分析曲线集》、刘振海主编的《热分析导论》、胡荣祖主编的《热分析动力学》、瑞士梅特勒-托利多热分析公司出版的系列《热分析应用手册》等。同时，还需关注该类仪器网络论坛的信息，不断参加与之相关的全国学术会议和仪器厂家组织的用户交流会议，如隶属中国化学会的热分析应用技术分会和热分析动力学分会。国际上知名的热分析公司有美国的TA公司、瑞士的梅特勒—托利多公司、德国的耐驰公司等。多方面的知识拓宽和更新了热分析理论和实践知识，从而使课堂的授课内容源于教材，又新于教材。

3仪器授课方式

必须紧密结合仪器授课，才能让学生收获更大，达到较好的教学效果。以近代材料分析测试方法课程为例，教师既要有热分析仪器的理论知识又要有熟练操作的技能。通过管理热分析仪器，又讲授近代材料分析测试方法课程，平时为学生们提供课余时间，安排他们分组到热分析仪器实验室见习日常的测试工作，打消他们对大型仪器的神秘感，补充实践教学课时的不足，培养他们对大型仪器的兴趣，进而引导他们明白一个道理：每台大型仪器并不是简单地只能测出一条曲线或图谱，深入的管理有可能培养出一位出色的仪器专家；只有对仪器了如指掌，使用起来才能得心应手，才能为将来的科研和实际工作奠定好坚实基础。

4仪器教学与科研结合

仪器管理、教学和科研的有机结合是发挥仪器功能的最高境界。将仪器教学与科研结合的优势执行者就是分管大型精密仪器的老师，他们在日常的测试工作中结合不同的科研课题积累了丰富的科研素材，从分析测试的角度可以挖掘出表征曲线的更多信息。如热重分析的测试，一般情况下测一条热分解曲线得到样品的失重含量，再伴随其差热曲线(DTA)和微商曲线(DTG)即可。但在课堂上结合科研，可引导学生进一步思考：不同样品的热分解曲线有无规律可循？同一系列样品的热分解曲线有什么异同？目前探讨热分解机理的方法有哪些？并结合科研实例向学生介绍热分解曲线还可以给我们提供深层次的信息。同时向学生介绍目前国内和国际上利用该仪器进行科学研究的机构和组织、相关的文献期刊等。又如，差示扫描量热分析仪对测定聚合物材料的熔融和结晶很有帮助，这在高分子物理理论课中也会讲到，在材料分析测试课上笔者就侧重讲解其测试熔融和结晶的方法，并鼓励有兴趣的学生参加科研课题小组，利用该仪器深入研究材料的结晶动力学变化。这样的教学培养了学生的科研意识。多年工作中，不断有本科生要求到笔者这里做毕业设计，这些学生一半以上考取了研究生。笔者也逐渐形成了自己独特的热分析仪器科研教学模式。

5结束语

管理好大型仪器并充分利用它们服务于教学与科研工作，三者密不可分。根据学校和自身岗位，在自己的工作中将仪器、教学与科研进行有机的统一。

参 考 文 献

[1]周平华，许乾慰. 热分析在高分子材料中的应用[J].上海塑料，2004(1):36-40.

[2]吴建国，杨正宏．利用大型分析测试仪器开展本科学生实验教学[J].实验室研究与探索，2007, 26(11):130-132.

[3]卞宁生，徐铮，李翔，等.教学型大型仪器实验室资源共享平台的构建与管理[J]. 实验室研究与探索，2009, 28(3):288-290.

[4]俞琛捷.高校分析测试中心的开放与共享[J].实验技术与管理，2013, 30(6):174-177.

[5]秦亮，芦笙．关于院级材料分析测试中心管理若干问题的几点探讨[J]. 高校实验室工作研究，2010(4):79-80.

[6]张予东，李润明，常海波，等.浅谈如何提高“高分子材料分析与测试技术”课程的教学质量 [J].广东化工，2015,42(7):195-196.

Simple Introduction to Teaching Management of Large Instruments

ZHANG Yudonga,b, LI Runminga, CHANG Haiboa, MA Pengtaoa

(a.CollegeofChemistryandChemicalEngineering；b.MinshengCollege,HenanUmiversity,Kaifeng475004，China)

AbstractLarge equipment is the essential condition of teaching and scientific research in colleges and universities.How to manage large equipment service teaching and scientific research is a focus of current. This paper from the perspective of my own management thermal analysis instrument, combined with work in the theory of teaching and scientific research experience, from the instrument management, teaching content, teaching mode of the instrument, instrument into the combination of teaching and scientific research, the author summarizes the use of large-scale instruments and the practice of teaching and scientific research.

Key wordsthermal analysis instrument; teaching instrument; management；teaching and scientific researeh

收稿日期:2015-09-15

基金项目：河南大学第十四批教学改革项目(HDXJJG2014-74)；河南大学民生学院教育教学改革研究项目(MSJG2014048)。

作者简介：张予东(1971-)，男，硕士，高级实验师，从事实验室管理与教学工作。

中图分类号G482

文献标志码A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.02.049