高校大型仪器设备在教学中的应用研究

管宏宇 路贵斌

摘 要：随着社会的不断发展，人们对教育的重视程度越来越高，很多高校也逐渐放宽了招生政策，进行了大量的扩招，这导致高校毕业生的数量迅速增加。同时由于应试教育的影响导致我国高等教育中长期注重理论忽视实际，使得很多大学毕业生工作实践能力不佳，缺乏就业竞争力。近年来根据社会和企业对人才的期望，以及教育改革的要求，高校越来越重视应用型人才的培养，在教学中购置更多的仪器设备，尽可能为学生提供更多亲自实践的机会，从而提升学生的就业能力，促进学生更好的发展。文章主要对高校大型仪器设备在教学中的应用进行了分析和探究。

关键词：大型仪器设备；教学；科研；应用型人才

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）23-0091-03

Abstract： With the continuous development of society， people pay more and more attention to education， many colleges and universities have gradually relaxed the enrollment policy， carried out a lot of enrollment， which led to the rapid increase in the number of college graduates. At the same time， due to the influence of the examination-oriented education， the long-term emphasis on the theory of higher education in our country ignores the reality， so that many college graduates have poor practice and lack of employment competitiveness. In recent years， according to the expectations of society and enterprises， as well as the requirements of educational reform， colleges and universities pay more and more attention to the cultivation of applied talents， purchase more equipment in teaching， as much as possible to provide students with more opportunities for practice， So as to enhance students' employment and promote students' better development. This article mainly analyzes and probes into the application of large-scale instrument and equipment in teaching in colleges and universities.

Keywords： large equipment； teaching； scientific research； applied talents

引言

近年來企业和社会对人才的要求在逐渐提高，高等院校传统重视理论的人才培养模式已经越来越无法满足企业的需求。人才培养方式和企业要求之间的矛盾使得我国的就业形势十分严峻。这一现象引起了国家和社会的重视。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》就曾指出了我国目前高校培养人才的弊端，并强调现阶段非常缺乏创新综合型应用人才[1]。因此培养学生的实践能力，启发学生的创新思维，将是很多高校未来人才培养的重点。高等院校的实验室，是培养学生实践能力的重要场所，实验室内的仪器和器材也是提高学生实践应用能力和创新能力的重要载体，为了给学生提供更多亲自实践的机会，很多高校都加大了购置大型仪器设备的投入，购买了很多价格昂贵的大型仪器设备。但是这些仪器设备却往往被应用在科研之中，甚至被封存起来，真正应用在教学中的时间十分稀少。影响大型仪器设备在高校教学中应用效果的原因有很多，缺乏资金、师资力量不够、科研和教学无法协调等原因都制约着大型仪器在高校教学中的应用效果。因此分析大型仪器设备在高校教学中的应用现状，探讨提高大型仪器设备教学利用率的措施有着十分重要的意义。

一、大型仪器设备简介

根据《高等学校仪器设备管理办法》中的定义，大型仪器设备是指单个仪器的价格或成套仪器的价格超过10万元的仪器设备[2]。一般大型仪器设备往往功能更全面，工作性能更加强大，拥有更高的精度。而且大型仪器设备不仅可以应用在课堂教学之中还可以应用在大学的科研工作中，为高校的科研工作提供更多的设备支持。一般情况下大型仪器设备以用途分类可以分为专用大型仪器和通用大学仪器。高校中涉及很多学科，而且高校科研中一般都为基础研究，所以高校中的大型仪器一般多为通用型的仪器设备，例如显微镜、色谱仪、光谱仪等等。随着我国高等教育的不断发展，高校之中对大型仪器设备的重视程度和投入都在逐渐增加，高校大型仪器设备也在高等学校的教学中发挥着巨大的作用。

二、高校大型仪器设备在教学中的应用现状

（一）高校大型仪器设备的数量快速增长

随着社会对教育的重视程度越来越高和高等院校提升教学质量的迫切需求，大型仪器在高校中应用的数量持续上升。尤其是在“211工程”和“985工程”实施之后，国家层面对高校大型仪器设备的投入也出现了大幅度增加。相关数据表明目前很多高校每年用在仪器设备之中的资金投入与过去相比，提升了几十倍甚至数百倍。并且高校中价格超过40万的大型仪器设备的数量也在成倍增长，调查显示这些价格较高的设备有超过三分之二分布在各个“211”工程的高校中[3]。这说明国家对“211”工程高校有着极高的扶持力度和资金支持，也说明大型仪器设备对高校教育和科研有着十分重要的影响。

（二）高校大型仪器设备在科研中应用的比重更大

高校大型仪器主要是为了应用在教学之中，为学生提供更多课堂实践操作的机会，提高学生的操作能力。但因为大型仪器设备的维护和保养费用很高，仪器本身的价值也很大，因此很多高校中大型仪器设备都被用于进行科学研究，真正应用在课堂教学之中，让学生亲自实践的机会也非常少[4]。大多数学校的大型仪器在一年内有很长时间用于科研，用于教学中的时间比例非常小。虽然将大型仪器设备应用在科研之中对提升学校的科研水平有著很大的帮助，但对于教学来说这是一种严重的教学资源浪费。而且很多学校对仪器操作的课程设置更偏向于让学生观察仪器，有些是让教师演示仪器的操作学生在一旁观摩，而有些学校学生只能隔着玻璃窗在外面观看仪器的基本形态。这样一来，学生实际动手操作仪器的机会非常少，也不利于培养学生的实践能力。

（三）大型仪器设备在本科教学中的应用较少

目前很多大型仪器设备在研究生教学中应用的较多，在本科教学中应用的较少。这主要是因为大型仪器设备的价值较高，维修保养的费用高昂，需要专业的人员进行操作，一旦设备受到损害将带来非常巨大的损失，因此是高校中非常宝贵而有稀缺的资源。本科教育人数较多，在课堂教学中很难为每个学生提供实践的机会。并且一些高校仍然认为在本科阶段学生更重要的是学习理论知识，所以不用为学生安排很多实际操作的机会。这些因素都减少了本科学生参与仪器设备使用和实践中的机会，影响了大型仪器设备在高校教学中的应用效果，不利于应用型人才的培养。

（四）缺乏有效的使用效益评价体系

虽然国家和学校都对大型仪器设备投入了大量的资金和关注，为大型设备在教学、科研和人才培养等方面发挥巨大作用创造了条件。但实际上与投入的大量资金相比收到的实际效益却并不理想。国家层面对这一现象也十分重视，在中央全面深化改革领导小组第六次会议中就曾指出，很多高校的科研设施和仪器设备存在着重复购买和重复建设的问题，而且很多设备甚至没有应用在教学和科研之中，而是被闲置在一旁，造成了严重的资源浪费，在专业方面发挥的作用和服务能力也较差[5]。因此如何提高仪器设备的使用效率，对大型仪器设备产生效益的情况建立科学的评价体系，对于提升高校大型仪器的使用效果有着十分重要的意义。

三、大型仪器在教学中应用的制约因素

（一）大型仪器设备价格昂贵 运行与维修成本高

大型仪器设备的价格都在10万元以上，很多设备的价格更是十分昂贵。很多仪器设备日常运行和维护的费用非常高，一旦仪器出现故障或损害可能需要高额的维修费用。很多高校为了避免仪器受到损失，或者尽可能降低仪器损坏的风险，就很少把仪器应用在教学中，而是将仪器应用在科学研究中更多一些。甚至有些高校在置办仪器之后，为了省去仪器运行的成本直接把仪器封存起来，造成了严重的资源浪费。同时如果让很多学生操作大型仪器很可能会增加仪器损坏的风险，所以很多高校采用教师演示教学的方式，为学生展示大型仪器设备的操作，也有一些学校通过构建计算机模拟系统，让学生在计算机中模拟一些仪器设备的操作，掌握大型仪器设备的操作要领，但无论哪种方法在效果上都远远不如安排学生亲自实践，观察仪器设备的结构，体会仪器的操作方法。此外我国的很多仪器设备都是从国外进口，因此在后期设备维修时可能要将仪器送回原厂修复，这样不仅会增加仪器修复的成本，也会影响仪器设备的使用效率。一般的高校在设备维修保养上的预算本来就不高，大型仪器设备所占的比重就更少了，这也是很多高校宁愿让仪器设备限制，也不愿意使用这些设备的原因。

（二）大型仪器设备应用在科研中能够帮学校获得更高

的效益

将大型仪器设备应用在科研之中能够为学校带来很多经济效益和社会效益，拓展学校的知名度，为学校带来更多可量化的效益。同时进行科学研究对仪器的损害也很小。但是将仪器设备应用在教学之中，虽然能够提升课堂效果，但从短期来说获得的直观效益不如仪器设备在科研中的应用，而且还可能存在更多的风险。因此学校也不愿意正在进行科研的仪器设备应用在教学之中，因为这很可能导致正在进行的科研中断，为学校带来额外的损失。

（三）对大型仪器设备的教学功能缺乏研究，专业技术人员不足

很多教师在使用大型仪器设备进行教学的过程中都更加注重仪器设备的演示功能，通过一些视频或教师示范帮学生了解设备的各个零件，体会设备的功能。形式非常单一，这说明现阶段很多高校对大型仪器设备的教学中的功能缺乏相关的研究，很容易导致学生对大型仪器的相关教学失去兴趣，也容易束缚学生的创造力。同时大型仪器设备由于结构复杂，在操作上往往需要非常专业的技术。而且由于很多设备是从国外进口，设备的主要说明书均为英文或其他语言，在翻译的过程中很容易出现偏差，影响仪器的使用效果。虽然为了让教师了解大型仪器设备的使用方法，但是让教师熟练的操作仪器设备，对仪器设备的相关功能进行相关的开发是非常不现实的。只有专业的技术人员才能更好的操作仪器，详细的了解仪器设备的功能，帮助教师更好的进行教学资源开发。不过目前大多数的高校并未聘用专门的技术人员参与到大型仪器设备的教学应用上来。

（四）师资力量有限

一般在仪器设备的教学实践中至少需要两名教师为学生进行授课。一名教师为学生进行演示，给予学生一些实际操作机器的指导。另一名教师则负责理论知识的讲解，并回答学生在操作或学习理论知识的过程中遇到的一些问题。如果学生数量过多，需要分组教学还可能需要第三名教师维持课堂秩序。不过大多数高校的教学中，每个专业甚至是几个专业一同上课时都只有一名教师，由一名教师带领众多的学生进行分组教学是不可能实现的。而且由于大型仪器设备的精密型和复杂性，教师在授课前往往需要进行大量的备课准备，并提前调试仪器，还需要带学生到相应的场地进行观摩和操作，这往往需要花费大量的时间和精力，给教师的工作增加了很大的难度。

四、提高大型仪器设备教学利用率的措施

（一）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

制约大型仪器设备在教学中应用的重要因素，就是高校缺乏支持设备运行和设备保养维修的资金。因此高校应拓宽大型仪器设备购买和维修资金的来源，为仪器设备争取到更多的经费，保障仪器设备的正常运行和在教学中的应用。首先政府应该加大对大型仪器设备维修和保养的补贴，为大型仪器设备在教学中的使用提供更多的资金和技术支持。其次高校也可以建立大型设备的有偿使用制度，通过“以机养机”的方式，利用仪器本身为仪器提供更多的维修费用。例如成立大型仪器设备使用管理平台，在平台上公布仪器的相关信息，按照使用时间收取费用。将获得的费用交由学校财务部门进行管理，成立专门的大型仪器设备维修基金，专款专用，利用这笔资金对设备进行保养和维护。学校利用大型仪器设备所展开的科研成果所获得的资金也可以放入仪器设备维护基金。这样一来不仅为仪器设备的维护提供了资金保障，同时也提高了仪器的使用效率，有利于延长仪器的使用寿命。通过一系列的措施能够有效提高学校在设备维护方面的费用，提升仪器设备在教学中的应用频率和应用效果。

（二）加强对大型仪器设备管理人员和授课教师的技术培训

想要提升大型仪器设备在教学中的应用效果，就必须提高仪器设备管理人员和授课教师的技术操作水平。很多大型仪器设备的生产厂商都会为购买方提供一定的操作说明和简单的培训，但是仅仅依靠这个培训很难完整熟练的进行机器操作，由于教师对仪器设备的整体功能不够了解，在授课时也就只能为学生讲授仪器的使用功能，进而无法挖掘大型仪器设备在教学中的功能，影响实际的教学效果。因此除了生产厂商为消费者安排的简单培训之外，还应该定期为维护管理人员和相关专业的授课教师进行培训，为教师提供交流学习的机会，在学校内部定期召开教研会，分析讨论大型仪器设备的教学功能。对于仪器设备管理人员应该对这些人员的从业资格进行审核，减少因为管理人员管理维护不当给仪器造成的损害，降低额外维修费用出现的风险。

（三）拓展师资力量

学校的教师数量有限，而在大型仪器设备教学中有需要很多的教学人员，学校和教师可以拓展师资力量，让从事科研懂得仪器使用要领的在读研究生，或者仪器的管理人员，以及能够熟练操作仪器的技术人员加入到课堂中来，成为授课教师的助教。这些人员都对仪器设备的使用非常了解，能够进行操作演示。在教师进行讲解的时候，他们可以和教师进行很好的配合，帮助学校解决教师数量不够的问题。同时由于教师对仪器的操作和使用可能存在盲点，技术人员、管理人员或从事科研的研究生因为经常使用仪器设备，可能对相关的知识更加了解，因此也能够帮助教师解决学生在课堂上提出来的一些疑问，有效提升仪器设备在教学中的应用效果。

（四）建立开放实验预约系统

由于目前大型仪器设备大多被应用在科研之中，很多教师在教学时想要使用仪器经常会因为仪器在科研中的使用而被迫中断，这样一来教师就只能通过图片和视频让学生了解仪器设备的相关操作了。等到仪器设备空闲下来，课程也已经结束了，造成了严重的资源浪费。为此学校可以建立开放性的实验预约系统，为校内的学生和教师设置登录账号，通过账号可以实时查询仪器设备的使用情况。通过实验预约系统不仅教师在上课之前可以提前和实验室预约，询问仪器设备是否空闲，在制定相应的课程实践计划。除了教师之外，学生也可以自己组织小组，去实验室在专业的指导下了解和操作实验仪器。通过预约系统能够为教师提供更多带领学生实践的机会，也使学生能在业余时间增进对仪器设备的了解，还提高了仪器设备的使用效率，一举多得。

五、结束语

大型仪器设备是高等院校重要的固定资产，也是高等院校重要的教學和科研设备，国家和学校对大型设备在高校中的应用也十分重视，投入了大量的资金和关注。但现阶段大型仪器设备在高校教学中的应用还存在着忽视教学、注重科研、缺乏维护经费等问题。不仅造成了很大的资源浪费，也使大型仪器设备无法在教学中发挥作用。本文主要通过分析大型仪器设备在高校中的应用现状和制约因素，总结了提高大型仪器设备教学利用率的措施。以期提升大型仪器设备的利用率，给学生提供更多的实践机会，让高校为社会和企业培养更多优秀的综合性人才。

参考文献：

[1]张小蒙，阎冰，何畔，等.高校大型仪器设备在教学中的应用探究[J].中国现代教育装备，2015，10（277）：4-7.

[2]桑惠兰，唐俊峰，韩阜益.高校大型仪器设备使用效益评价体系的现状分析[J].实验室研究与探索，2017，36（5）：282-285.

[3]汤海峰，程瑛琨，孟令军，等.面向本科生开放大型仪器的实践[J].实验技术与管理，2015，11（8）：56.

[4]李旭凯，郭杏妹，朱锡淼，等.本科实验教学中大型仪器设备的应用实践[J].实验室研究与探索，2017，36（7）：296-298.

[5]张学骜，张森.大型仪器设备与人才培养的思考[J].高等教育研究学报，2016，39（3）：103-108.