线上线下结合大型仪器自主上机培训模式研究——以扫描电镜为例

李晓佩， 李 欣， 张勇杰， 程 胜， 徐龙权， 费 旭

（1. 大连工业大学 实验仪器中心，辽宁 大连 116046；2. 大连工业大学 纺织与材料工程学院，辽宁 大连 116046）

新时代对我国高等教育提出了新要求。习近平总书记指出：党和国家事业发展对高等教育的需要，对科学知识和优秀人才的需要，比以往任何时候都更为迫切[1]。高等学校作为知识高地、创新高地，肩负人才培养重任。对现代工具的熟练使用是创新型人才的基本要求[2-4]。大连工业大学实验仪器中心（以下简称“中心”）负责我校公共大型仪器设备的管理、使用和维护工作，是师生从事创新性教学、科研工作的重要支撑，是培养学生实践能力、创新能力的关键一环。近年来，中心稳步推进大型仪器设备的开放工作，实行预约自主上机。为保障仪器安全、提高使用效率，学生需首先经过培训，获取自主上机资格，方可进行预约自主上机。

针对传统线下培训模式培训周期长、培训效果不理想等弊端，通过借鉴其他高校、研究所的相关研究结果，并结合我校实际，早在2018年底，笔者提出了线上线下结合大型仪器自主上机培训模式。本文中，笔者以扫描电镜为例，介绍了实施线上线下结合自主上机培训过程中的经验与体会。

1 自主上机培训的意义及传统培训模式的弊端

大型仪器设备的开放是一把双刃剑。一方面，自主上机可提高仪器设备的使用效率，助力教学科研工作；另一方面，自主上机会增加仪器设备误操作风险，轻则影响仪器正常使用、增加设备维护成本，重则可能导致设备损坏，造成重大资产损失[5]。因此，中心对大型仪器设备的开放工作极为重视，专门制定了《大连工业大学大型仪器设备自主上机规定（暂行）》，明确申请自主上机操作的人员，必须经过规定学时的自主上机规章制度、仪器设备原理学习及现场操作培训，通过考核取得自主上机资格后方可自主上机。扫描电镜作为微观形貌的主要观察工具之一，在食品、生物、化工、材料等我校多个优势学科均有重要应用，因此我校扫描电镜使用非常繁忙。JEOL JSM-6460LV扫描电镜（配有X-Max50能谱仪）系我校首台面向校内师生开放，可自主操作使用的大型仪器设备。在此基础上，JEOL JSM-7800F场发射扫描电镜（配有X-Max50能谱仪）也面向校内师生开放。

传统扫描电镜自主上机培训方式如图1所示。笔者在日常工作中发现，以上严格培训考核流程总体上保障了培训质量，同时也存在一定问题，如对培训老师依赖性极高，培训效率偏低，存在待培训学生积压现象。受限于此，自主上机培训只接受教师及研究生学生的申请。部分学生在获得自主上机资格后，短时期未进行上机操作，存在遗忘培训内容的情况。

图1 线下扫描电镜自主上机培训流程

2 线上线下结合扫描电镜自主上机培训模式的提出

针对以上自主上机培训过程出现的问题，笔者对其他高校、研究所的相关工作展开了调研。调研发现，各大高校普遍重视大型仪器的开放、共享工作，部分高校已经提出面向本科生开放大型仪器，以提高学生培养质量的改革措施[6-13]。其中，自主上机培训是大型仪器开放的关键举措。中央民族大学生命与环境科学学院通过虚拟实验系统，引导学生进行线上培训，提高了培训效率，节约了师生的宝贵时间[6]。浙江大学医学院对培训工作进行了多模式的探索，建立了分类培训、现场培训与线上视频培训相结合等方法，使仪器培训高效可行，培训成效显著[9]。

笔者借鉴以上研究结果，并结合我校实际，提出了线上线下结合扫描电镜自主上机培训模式。图2展示了线上线下结合扫描电镜自主上机培训模式的流程，主要体现在以下两方面：

图2 线上线下结合扫描电镜自主上机培训流程

1） 培训内容的“线上”“线下”合理拆分

将自主上机规章制度、扫描电镜理论知识及仪器操作演示部分，制作成视频及文字学习资料上传至线上，学生自主安排时间进行线上学习。线上考核通过后，集中安排学生进行线下培训，包括实际操作演示、初步练习及巩固练习等环节。

2） 考核方式的“线上”“线下”合理拆分

与培训内容对应，线上培训部分，通过设置线上考试环节，进行考核。线上考核通过后，进行线下培训，随后进行线下考核。

3 线上线下结合扫描电镜自主上机培训模式的实施

扫描电镜自主上机操作，要求学生掌握扫描电镜的基本原理及扫描电镜设备的基本构造等相关理论知识，同时还要求学生熟悉扫描电镜设备的操作流程、各功能键的具体使用方法。学生只有在理论与实践两方面均达到要求，才能拍出清晰的扫描电镜图片，获取准确的样品信息，保障扫描电镜的安全、高效使用。鉴于此，线上线下结合培训模式有针对性地采取了三项措施（图3）。

图3 线上线下结合扫描电镜自主上机培训实施措施

线上理论考核合格后，培训学生将进入线下上机操作培训及考核环节，合格后颁发扫描电镜自主上机资格证书，并在大型仪器共享平台开通其预约权限，学生即可预约自主上机进行测试；线下考核不合格的学生，需要重新参加线上培训及考核环节，即全流程重新开始。

4 线上线下结合扫描电镜自主上机培训模式的效果

如图4所示，线上线下结合培训模式的培训效率与传统线下培训模式相比大大提高，待培训学生积压现象从根本上得到缓解。学生普遍认为线上线下结合培训模式更加灵活，允许自主安排线上培训及考核时间，通过培训后还可以根据需要结合线上资源进行回顾性学习，从而有效避免了因遗忘导致的误操作，能够更熟悉更有信心地进行自主上机样品测试。

图4 线下扫描电镜自主上机培训与线上线下结合扫描电镜自主上机培训结果对比

5 结语

本文以扫描电镜为例，讨论了线上线下结合自主上机培训模式的思路及经验。线上线下结合培训模式将自主上机规章制度、仪器设备原理学习、仪器操作演示及考核环节部分移至线上，实现培训及考核环节的线上、线下合理拆分，其显著优势在于：1）学生可随时随地进行线上培训及考核，线上考核通过后，再进行线下培训及考核，从而提高了培训效率；2）学生获得自主上机资格后，可随时再次进行线上学习，避免因遗忘造成的操作不当，保障大型仪器的使用安全；3）线上环节通过引导学生自主学习，起到了培养学生自主学习能力的作用。总之，扫描电镜自主上机线上线下结合培训模式的提出与实施，提高了培训效率及培训质量，提高了我校扫描电镜利用率，为我校教学与科研工作提供了有力支撑，有利于创新型人才的培养。