大型仪器开放实验教学模式研究与思考

严 平

(西南民族大学化学与环境保护工程学院，成都 610041)

大型仪器开放实验教学模式研究与思考

严 平

(西南民族大学化学与环境保护工程学院，成都 610041)

开放实验教学在西南民族大学的教学和科研以及人才的培养中发挥了重要作用，对提高本科生和研究生的学习能力、创新能力很有帮助。在大型仪器开放教学及实践过程中，进行了大型仪器开放实验教学模式研究，在本学校和专业学科特点基础上充分发挥了学校的资源优势，大大提高了本科教学质量。

大型仪器；实验教学；开放模式

大型仪器在当代生活、科研和生产中发挥着重要作用，应用广泛而深入[1,2]。大型仪器实验教学是西南民族大学化学类、环境类、制药类专业教学中相当重要的组成部分，是培养各民族学生创新精神、科研能力、学习能力和动手能力的主要方法之一。结合西南民族大学的特色和优势，在化学类和环境类教学中，着重探索了现有的大型仪器开放式实验教学新模式，充分利用了已有的仪器、设备，改革后学生动手能力和科研能力得到明显提高。

1 目前大型仪器实验教学存在的不足

大型仪器是承担本科生教学的重要资源和基础，同时也是高校科研实力的基础之一。大型仪器的开放教学在西南民族大学材料类、化学类、环境类和化工类专业的教学中具有重要地位[3]。目前，在大型仪器开放和实验教学中取得了很大的成绩，但仍存在着不足。

第一，当今世界发展很快，人工智能等技术发展迅猛，仪器分析也处在深刻、快速的发展中。现用实验教材滞后于当代科学技术的发展。从很多大学所用的大型仪器教学方面的教材等内容分析，教材的主要内容仍部分滞后于仪器研究与应用的现状。

第二，学生数量多，大型仪器少。在大型仪器开放实验教学中，由于大型精密仪器价格较为昂贵，往往只有一台。目前，由于在校学生数量快速增加，在开放实验中，参与实验的学生多是采用8人、4人一组的分组方式来进行实验和仪器动手操作，此种形式造成学生动手机会变少，教学效果差。例如:在进行红外光谱仪测定有机物结构的实验时，参与实验的学生往往只能够听教师进行基本讲解，每个小组测试一个样品。学生亲自动手操作机会少，其实际动手能力得不到有效提高。

第三，仪器使用率较低。目前的大型仪器管理与使用中，主管实验仪器的教师需要兼顾教学、仪器管理、教学实验准备等多项事务，精力有限，因此在红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、核磁共振谱仪、液相色谱、气相色谱、电子透射显微镜、压汞仪、液相色谱质谱联用仪、元素分析仪、总有机碳分析仪等大型仪器的管理与维护中存在一些问题，大型仪器一旦出现问题后，配件购买与维修等待周期较长，这是造成仪器使用率较低的一个重要原因。

第四，目前在仪器平台运行与管理中，也存在一些不足。要使得大型仪器能够做到管理统一、资源共享共用，就需要多个管理部门和教学部门的协调配合。仪器平台的宗旨是为西南民族大学的教师、学生以及众多的校外用户提供高质量的服务，为教学和科研服务，为提高教学质量服务，这就需要多个不同职能部门的通力合作与管理。

2 开放式实验教学新模式

开展开放式仪器实验教学的教改研究是要建立符合现代仪器知识发展趋势、做到本科生与研究生充分参与、能够设计与操作实验、培养其学习积极性、锻炼其科研能力[3，4]。

第一，与和大型仪器有联系的创新项目立项相结合，编写反映大型仪器最新进展的实验教材。充分利用最新的教辅手段，以大型仪器为工具，将西南民族大学教师所承担的很多带有民族特色的科研课题的研究内容与教学和开放内容有机结合，充分锻炼本科生与研究生的动手能力、创新精神。

第二，在教学改革中充分利用学校的基础和现有师资力量。以西南民族大学来说，学校有门类齐全的12个学科门类，多个校区的总占地面积接近200 hm2，整个学校包括三个校区和一个基地，即成都市航空港校区、成都市武侯校区以及成都市太平园校区。西南民族大学在四川省阿坝州红原县建设了大型示范基地，校舍建筑面积已达112万m2，师生人数为34 000人左右。

第三，充分利用西南民族大学目前的大型仪器条件。化学与环境保护工程学院共拥有实验室面积7 000 m2，实验设备总值近3 000万元。承担了包括无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化学工程、中、西药学等9个专业在内的1 800余名本科生实验课程的教学工作，以及全院教师和研究生的科研工作。中心拥有核磁共振波谱仪、液质联用仪、元素分析仪、X射线衍射仪、凝胶色谱仪、差示扫描量热仪等大型精密仪器，所有仪器均由实验室专职教师专人专管，各仪器设备的使用运行均有详细记录，确保教学科研的顺利进行。

第四，定期开放实验室，利用西南民族大学的毕业论文环节，这一环节乃提高本科生和研究生综合素质的主要手段之一。对于本科生而言，毕业论文需要借助大型仪器将自己在大学期间的理论知识进行应用，也需要有较强的动手能力。在毕业设计中，教师根据本学院现有仪器设备条件选题，让学生自己进行分析方法设计，本科生和研究生综合能力会得到极大提高，同时也对学生适应工作岗位要求具有重要意义。

第五，实验教学内容的设计与及时更新。教师应充分设置有针对性、符合现代科学发展方向的教学和实践内容，让学生在实践中学习，在学习中激发学生的求知欲与探索精神。具体的开放实验内容包括:大型仪器的培训操作、大型仪器的实验数据采集、搜集和数据处理、根据数据进行科技论文的写作等。仪器面向研究生、高年级本科生开放, 有计划地分期进行仪器操作培训。

第六，充分探索新的管理与服务手段。在大型仪器的使用中，可以使用微信公众号等手段，使得仪器的信息可以为学生和教师们共享共知，提高大型仪器的使用率。大型仪器对于化学与环境保护工程学院、药学院、生物科学学院等理工科学院的教学与科研非常重要，大型仪器的使用信息做到共享共知，可以合理地调配资源，大大提高仪器的使用率。西南民族大学的理工类科学院可以在离子色谱分析仪、紫外可见分光光度计、红外光谱仪、多检测凝胶色谱仪、X射线衍射仪、频谱分析仪、扫描电子显微镜、多功能扫描探针显微镜、核磁共振谱仪、液相色谱、气相色谱、电子透射显微镜、压汞仪、液相色谱质谱联用仪、元素分析仪、总有机碳分析仪等大型仪器的管理与维护方面发挥更大的作用，使得大型仪器在本科生与研究生的教学中发挥越来越重要的作用。

3 结语

通过开展开放式实验教学新模式研究，一方面可以在教学中将科研与教学融为一体，在整个教学改革中，教师要在大学生创新创业活动中发挥引领作用，在本科生毕业设计(论文)过程中锻炼学生的科研能力，使学生了解并掌握大型仪器的原理与方法，切实提高西南民族大学本科生和研究生的创新能力、学习能力和创业精神。另一方面，通过改革和完善大型仪器的管理与运行制度，能够形成特色仪器服务平台。

[1] 乐清华，等. 开放实验基地，引导创新思维，鼓励自主实践[J].实验室研究与探索，2003，(03):4-5.

[2] 胡总，徐建东. 自主型开放实验教学管理平台的设计与实现[J].实验技术与管理，2008，25(06):36.

[3] 陈华絮，杨素娇.开放实验室模式与管理探讨[J].技术与创新管理，2007，28(03):55-60.

[4] 许江.高校开放实验室管理模式探索[J].西华师范学院学报(自然科学版)，2006，27(02):229-232.

Research of open mode of experiment teaching of large-scale instruments

YAN Ping

(College of Chemistry & Environment Protection Engineering, Southwest University for Nationalities, Chengdu 610041, China)

Open experiment teaching plays an important role in the teaching reform, which is important for students to improve their innovation and practical ability. This paper puts forward the imaginations on how to carry out the open-experiment teaching. The new open experiment teaching mode of large-scale instruments is significant in improving the service level of experiment teaching and science research.

Large-scale instruments; Experiment teaching; Open mode

2017-04-12

西南民族大学青年教改项目(2012QN13)

严平(1976-)，女，硕士，高级实验师。

G642

B

1674-8646(2017)13-0072-02