高校实验设备的开放与管理的思考
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摘要：结合自己在高校实验室的工作实践，对高校实验室仪器设备的开放、管理及使用过程中存在的问题提出自己的见解，并探讨通过实验室设备的开放来激发学生对科研的兴趣及提高实验仪器的使用效率。
关键词：仪器设备；实验室管理；开放与管理；思考
中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）28-0277-02
实验室仪器设备是高校师生从事教学及科研活动的最直接的物质基础[1]。随着国家对教育支出的不断加大，高校实验仪器设备的种类和数量得到了快速发展[2-3]，因此需要高校实验工作人员加强对设备的科学管理及规范化操作。为了提高学生对科研的兴趣，并使实验设备的价值得以充分体现，根据冶金专业的实际情况，结合作者的工作实践及其体会，对我专业仪器设备的开放、管理思路以及利用率进行了总结和探讨。
一、实验室开放思路
课内实验教学一般采用验证性的实验教学方法，是对某门课程内的部分理论或者结论进行验证性的实验，实验的内容、形式及结果较为固定，即学生在固定的实验框架内得到较为固定的实验结果。虽然课内实验能够加深学生对理论课中部分知识的认识，但是课内实验较为集中，并且实验数量有限，调动广大学生对科学研究的积极性不够明显。为了提高学生的设计能力、动手能力和对自己专业知识的认识能力，结合本专业的实验设备，提出了以下思路。比如，为了提高学生的动手能力和对熔点及凝固点概念的认识，冶金专业建立了开放性的差热分析实验室。该实验室设备开放能够提高学生进行实验学习的自主性，由学生自己选择合金，独立操作，并对实验结果进行分析。通过实验的操作与数据的分析处理，学生能够更加深刻地认识到在非平衡状态下合金熔点及凝固点的区别，也能够通过变化升温速率了解升温速率的变化对合金熔点的影响。同时，为了让学生了解不同合金的耐腐蚀性能，我们建立了开放性的电化学实验室，学生通过对腐蚀电化学原理以及电化学工作站工作原理的学习，由学生自己选择待测合金、辅助电极、参比电极及溶液，自己设定实验参数并进行电化学实验，进一步了解金属在特定溶液中的自腐蚀电位及耐腐蚀性。开放性实验是由专业实验教师根据实验设备情况，由实验室统一制定出实验项目，并列出简易的实验大纲，学生根据自己的课余时间和爱好进行选择实验，整个实验流程的设计及操作均由学生完成。开放性实验的设定能够激发学生对科研的热爱，培养学生独立思考问题和解决问题的能力，还能够提高高校实验设备的利用率。
二、实验室开放的形式
一是对本校师生开放。实验室设备对学生开放首先能够补充正常教学中实验学时和内容不足的情况，同时也能够提高广大学生对科研的热爱程度，使老师能够及时发现和挖掘具有科研潜质的学生并对其进行培养。实验室的开放也能够使实验室成为学生的第二课堂和学生进行课外科研活动的基地[4，5]。比如：本学院冶金实验室的RTW-10型熔体物性综合测定仪和RDS-05全自动熔速测定仪设备，能够提供比教学大纲更多的实验项目。该设备能够将实验分为四项：高温下不同熔渣的熔点熔速、黏度、密度及表面张力实验，也可将在该设备下将实验分为室温下不同溶液的黏度、密度及表面张力。上述实验主要以设计性实验为主，学生自己设计熔渣配方，并对熔渣密度、熔点、黏度及表面张力等参数进行测试，通过实验结果，进行比较分析哪种原料配方更加适合工业生产需要，并分析评价不同配方熔渣的一些性能及其性能差别的原因。老师可以将这些测试方法的原理、特点、适用范围、操作工艺、规程及其注意事项等内容挂入校园网中，以供学生参考及选择。开放性实验的开设，在开拓学生视野的同时，又提供了学生利用课余时间进行实践学习的机会。对于探索研究型实验，冶金实验室主要开放了DHF88硅酸盐化学成分分析仪及冶金动力学测试仪。以化学成分分析仪为例，该设备能够对陶瓷、耐火材料、水泥、高硅高铝样品及高钙高镁等样品的成分进行检测。该类型的实验需要学生先查阅文献资料，进行实验材料的选择及实验方案的设计，并提交可行性论证报告。实验老师认为实验方案可行后方可进行实验，实验结束两周内学生需要提交实验总结报告。因此，上述实验设备的开放，能够激发学生对不同材料的性能进行简单的探索性研究，同时也锻炼了学生在实验过程中对于发生意外情况的随机处理能力和解决实际问题的能力。
三、加强仪器设备的管理
随着高校科研力度的加大，仪器设备的更新及引进力度不断加大，随之在使用和管理过程中的一些问题也相继出现。比如，管理制度相对不完善，使用过程中的一些违规操作，个别设备使用率低，造成资源浪费，以及个别设备有人用无人修等问题，这些问题的出现，主要是责任划分不合理造成的。因此，随着现代高校实验室的发展，应当加强实验室管理经验的交流，进而提高实验室设备的管理水平和运行水平。
对于实验室中的大型设备，使用效率通常较低，容易导致大型设备长期得不到维护，会造成单次维护费用及单次运行成本升高。因此，实验室大型设备在收取一定实验费用的基础上必须面向社会开放使用，这样能够提高设备的使用率，降低设备的单次使用费用，使实验大型设备的投资效益得到充分发挥。大型实验设备的对外开放在提高设备使用效率的同时，也提高了对设备管理工作的要求，即加大了管理工作的难度。因此，大型仪器设备必须由学院集中管理，管理更加制度化、规范化、科学化，具体做法就是大型仪器专人管理，建立完整的技术档案，每次仪器设备的使用开始时间及结束时间都有记录，以及设备的使用情况，即运行状况，都要有详细记录，该记录方便设备负责人进行维护和保养，更加方便有关人员对设备使用情况有一个详细的认识。
四、严格执行操作规程，确保人员和仪器设备的安全
实验室大型设备都具有严格的操作规程，实验参数的设定较为严格，比如：RTW-10型熔体物性综合测定仪设备，升温速度不能过快，最高温度不能超过1350℃等，否则容易使加热管或者加热电阻丝损坏，如果出现上述问题，设备的维修费用会达到几千元，设备的违规操作也容易引起火灾甚至危及人身安全。对于简易差热分析仪设备，在实验过程中必须打开循环水冷却系统，否则会导致设备过热而损坏。因此，每台大型设备附近必须有详细的设备说明书、操作规程及设备使用的安全规章制度，以便实验设备操作人员及非实验室专业的操作人员能够在操作设备前对设备有一个详细的认识。详细的设备使用说明及操作规程也容易使非实验室专业操作人员在实验室专业人员的指导下，按照设备操作规程对实验设备进行操作。设备使用的安全规章制度能够使设备操作人员在使用设备前对设备的安全操作及注意事项有一个详细的认识。对于操作性要求严格的精密大型设备，负责该设备的操作人员必须经过培训合格后才能对设备进行操作。设备说明书、操作规程及设备使用的安全规章制度的挂放对操作人员的安全及仪器设备的正常使用具有非常重要的作用。
实验室中常用的中小型实验仪器，由于该类设备数量较多，使用频率较高，设备的使用及操作人员一般为非实验室专业人员，因此，从操作人员的安全性及设备维护方面考虑，每台设备旁的显著位置应放置该设备的说明书、操作规程及设备使用的安全规章制度。
五、结束语
高校实验设备是教学与科研的基础，实验室设备向学校师生及社会全面开放，并且构建完善的、先进的管理制度，才能够顯著提高实验仪器设备的利用率，同时提高实践课程的教学质量，充分利用国家对实验设备的投入来提升学校的核心竞争力，真正实现高校大型仪器设备更加有效地为教学、科研及新产品的开发服务，推动现代尖端科技的创新与突破，为社会的发展与进步服务。
参考文献：
[1]何宇，刘成雁，王志嘉.规范分析测试中心实验室仪器设备管理进一步提升实验队伍管理水平[J].中国现代教育装备，2015，（229）：4-6
[2]樊广华，霍学慧，郭风法，张永祥，宋宪亮.大型仪器在本科实验教学中的应用与管理探讨[J].中国现代教育装备，2010，（97）：18-20.
[3]刘芙，陈立新，吴勇军，应窕，王艳华.高校大型仪器平台面向实验教学开放的思考与研究[J].中国现代教育装备，2018，（283）：4-6.
[4]卢学英，周树棠.关于高校实验室开放的研究[J].实验技术与管理，2006，23（5）：123-127.
[5]张春峰，武丽，张晓琴，陈永辉.实验室开放教学的探索与实践[J].中国现代教育装备，2009，（87）：109-111.
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