溫慧珍

【摘 要】大型儀器設(shè)備是高校開展科研、支撐教學(xué)的重要手段。文章結(jié)合南方醫(yī)科大學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室大型儀器設(shè)備共享平臺(tái)近年來的探索，分析了大型儀器設(shè)備應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，并提出了有效解決措施。

【關(guān)鍵詞】大型儀器設(shè)備;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)： G647 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）19-0243-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.117

大型儀器設(shè)備是支撐高?？蒲谢顒?dòng)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和技術(shù)開發(fā)的重要保障，是學(xué)校賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著我國高等教育的快速發(fā)展，科研力量不斷壯大，大型儀器設(shè)備數(shù)量日益增多。[1]科研成果成為了衡量高校水平的準(zhǔn)則，大量的大型儀器設(shè)備應(yīng)用于科學(xué)研究，而輕視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是連接理論教學(xué)與應(yīng)用實(shí)踐的橋梁，大型儀器設(shè)備應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生興趣，增強(qiáng)實(shí)踐技能，改革教學(xué)內(nèi)容等方面都具有重要作用。[2]

1 大型儀器設(shè)備應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

1.1 高精密性、高專業(yè)性

大型儀器設(shè)備是高等學(xué)校開展教育與支撐科研的重要工具。大型儀器設(shè)備在科研的使用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于教學(xué)，究其原因，大型儀器設(shè)備過于精密、復(fù)雜、專業(yè)，功能繁多，往往僅限于專業(yè)技術(shù)人員操作。設(shè)備學(xué)習(xí)過程長，對(duì)于短期教學(xué)使用猶如走馬觀花，效果大打折扣。

1.2 價(jià)格昂貴，維護(hù)維修經(jīng)費(fèi)不到位

根據(jù)《高等學(xué)校儀器設(shè)備管理辦法》，單價(jià)超過10萬（含）的設(shè)備即納為大型儀器設(shè)備。大型儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，由于大多數(shù)的學(xué)生對(duì)大型儀器設(shè)備了解甚少，基礎(chǔ)薄弱，缺乏儀器操作培訓(xùn)及儀器使用經(jīng)驗(yàn)，往往加大了儀器損壞的概率，因此大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)室不愿開放使用。[3-4]大型儀器設(shè)備從購入起，質(zhì)保期一般3-5年，質(zhì)保期外，高額的維護(hù)維修費(fèi)用給實(shí)驗(yàn)室造成了巨大的壓力，這也是實(shí)驗(yàn)室不愿開放給實(shí)驗(yàn)教學(xué)的另一原因。

2 大型儀器共享平臺(tái)概況

高校大型儀器共享平臺(tái)的建設(shè)必將大力地推動(dòng)科學(xué)研究的進(jìn)步及教學(xué)質(zhì)量的提高，對(duì)培養(yǎng)“創(chuàng)新型”“實(shí)踐型”高層次人才起著至關(guān)重要的作用。由于傳統(tǒng)思想的束縛，實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直處于附屬地位，實(shí)驗(yàn)課程亦為普通的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，鮮少接觸大型儀器設(shè)備。為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，依托大型儀器共享平臺(tái)，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體制，培養(yǎng)高層次優(yōu)秀人才。[5]

我校中心實(shí)驗(yàn)室是圍繞廣東省高水平大學(xué)建設(shè)目標(biāo)，而新建的一個(gè)具有基礎(chǔ)性、綜合性、共享性、服務(wù)性的中心。擁有數(shù)量較多先進(jìn)大型設(shè)備，總價(jià)值過億。各類高端顯微鏡（正置（倒置）激光共聚焦顯微鏡、超分辨率顯微鏡、多光子激光掃描顯微鏡）、流式細(xì)胞分析（分選）儀、透射電鏡、掃描電鏡、7T的小動(dòng)物核磁共振成像、小動(dòng)物B超、多模式小動(dòng)物活體成像、600M核磁波譜、液質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜、氣質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜、高精密度3D打印機(jī)等等。中心以“服務(wù)科研，孵化創(chuàng)新”為理念，不但服務(wù)于廣東省各大高校及附屬醫(yī)院等科研單位，同時(shí)支撐本校的大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)。成為我校醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)操作和儀器設(shè)備管理的培訓(xùn)基地、高層次人才科技創(chuàng)新和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的流動(dòng)站。

3 提高大型儀器設(shè)備應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效措施

3.1 增強(qiáng)理論知識(shí)學(xué)習(xí)

理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作前，每個(gè)學(xué)生必須進(jìn)行必要的理論知識(shí)學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的理論課程往往顯得枯燥無味，除了部分基礎(chǔ)較好的研究生，有所興趣。一般剛?cè)雽W(xué)的研究生及大多數(shù)的本科生顯得基礎(chǔ)薄弱，對(duì)大型儀器設(shè)備、對(duì)實(shí)驗(yàn)課題、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)流程等方面，了解甚少，沒有什么概念，對(duì)自己學(xué)習(xí)研究的方向甚是模糊不明。往往容易失去興趣，教學(xué)質(zhì)量大打折扣。開展大型設(shè)備授課，不但有利于研究生的科研實(shí)驗(yàn)，也有利于提高本科生的就業(yè)競爭力。

（1）我校中心根據(jù)學(xué)校教學(xué)大綱的要求，開展了《高級(jí)生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器應(yīng)用》授課。本門課程由相關(guān)的儀器專業(yè)技術(shù)老師進(jìn)行授課，專業(yè)技術(shù)老師有別普通講師，專業(yè)技術(shù)老師往往在設(shè)備使用上經(jīng)驗(yàn)豐富，可結(jié)合自身的實(shí)驗(yàn)案例生動(dòng)形象的給學(xué)生介紹各大型儀器設(shè)備的原理，使用方法及應(yīng)用范圍。

（2）電子信息飛速發(fā)展的時(shí)代，多媒體授課、視頻教學(xué)、虛擬仿真教學(xué)等受到更多教學(xué)工作者的青睞。在大型儀器教學(xué)，往往會(huì)通過多媒體展現(xiàn)各種實(shí)驗(yàn)圖片。色彩斑斕的細(xì)胞圖片能瞬間吸引人們的目光，抓住學(xué)生的思維。而虛擬仿真教學(xué)是近幾年來較為熱門的教學(xué)方式，虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)可以通過模擬實(shí)驗(yàn)操作過程，生動(dòng)逼真的演示整個(gè)實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)過程。結(jié)合高科技手段演示，實(shí)驗(yàn)原理及過程更加簡單易懂，教學(xué)質(zhì)量大大提高。[6]

（3）不管通過何種方式的理論授課，都需要通過不斷的練習(xí)考試來鞏固理論知識(shí)。建立大型儀器設(shè)備學(xué)習(xí)考試系統(tǒng)就顯得迫在眉睫，大型儀器設(shè)備學(xué)習(xí)考試系統(tǒng)可以單臺(tái)設(shè)備為科目，考試內(nèi)容可覆蓋設(shè)備的原理、應(yīng)用、維護(hù)及簡單維修等等。學(xué)生可根據(jù)自身所需，進(jìn)行選擇學(xué)習(xí)考試。

3.2 開放實(shí)驗(yàn)室參觀，現(xiàn)場講解演示

高等大學(xué)的大型設(shè)備往往存放于校級(jí)中心平臺(tái)、院級(jí)分析平臺(tái)及各大科研課題組，主要支持學(xué)?？蒲许?xiàng)目，鮮少用于教學(xué)。對(duì)于大多數(shù)本科生、部分研究生可能連大型設(shè)備都沒有見過。開放實(shí)驗(yàn)室參觀，現(xiàn)場講解演示，可以進(jìn)一步地鞏固學(xué)生的理論知識(shí)。以我校中心的高精度3D打印機(jī)（廠家：Stratasys型號(hào)：J750）為例，高精度3D打印機(jī)采用超薄分層噴射技術(shù)，成型層厚度最薄為14μm。多種打印模式可供選擇，打印速度快。超過36萬種顏色的漸變會(huì)通過設(shè)計(jì)軟件自動(dòng)映射到真實(shí)模型。為了使各研究工作者以及學(xué)生更直觀的了解高精度3D打印機(jī)，特設(shè)立3D打印機(jī)成果展示臺(tái)，展示各種各樣3D打印作品。高精度3D打印機(jī)突破二維的空間，實(shí)現(xiàn)由普通的圖紙變?yōu)榱Ⅲw的成品，能引起大多數(shù)學(xué)生的興趣。大型設(shè)備動(dòng)輒上百萬，同種設(shè)備只有一臺(tái)，由于學(xué)生人數(shù)過多，無法實(shí)現(xiàn)人手一臺(tái)，往往都是通過以小班為組現(xiàn)場介紹設(shè)備的原理、設(shè)備組成、軟件操作、設(shè)備維護(hù)等，并進(jìn)行現(xiàn)場作品設(shè)計(jì)教學(xué)，現(xiàn)場作品打印教學(xué)。

3.3 實(shí)現(xiàn)上機(jī)培訓(xùn)，保證教學(xué)質(zhì)量

理論的講解及短時(shí)間內(nèi)課堂實(shí)操，猶如紙上談兵，根本無法完全掌握大型儀器設(shè)備的使用。大型儀器設(shè)備具有專業(yè)性，功能復(fù)雜，培養(yǎng)一個(gè)技術(shù)人才耗時(shí)長，無法實(shí)現(xiàn)針對(duì)課堂的每個(gè)學(xué)生進(jìn)行一對(duì)一的單獨(dú)培訓(xùn)，再者并非所有的學(xué)生都對(duì)某臺(tái)設(shè)備有興趣。針對(duì)以上情況，中心根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況，開放每臺(tái)設(shè)備自愿報(bào)名制學(xué)習(xí)培訓(xùn)，成立3到4人的群體小組進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。以多模式小動(dòng)物活體成像（廠家：Bruker;型號(hào)：FXPRO）為例，多模式小動(dòng)物活體成像針對(duì)活體檢查，在多個(gè)領(lǐng)域普遍應(yīng)用，包括感染、炎癥、代謝性疾病以及腫瘤臨床前試驗(yàn)等。尤其適合于高成本效益、敏感、高通量的活體檢測和示蹤。學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)所需或者興趣選擇設(shè)備，技術(shù)老師根據(jù)報(bào)名的情況，分批次地進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包括儀器開機(jī)、關(guān)機(jī)、軟件使用、硬件操作、麻醉使用、機(jī)器維護(hù)、衛(wèi)生清潔、安全須知等。培訓(xùn)結(jié)束后進(jìn)行獨(dú)立上機(jī)考核?？己送ㄟ^者，授予設(shè)備使用權(quán)限，獨(dú)立使用機(jī)器?？己瞬贿^者，重新培訓(xùn)。為了保證設(shè)備安全及人員規(guī)范管理，中心安裝了大型監(jiān)控系統(tǒng)及信息化管理平臺(tái)，對(duì)于違規(guī)操作者，注銷設(shè)備使用權(quán)限，并予以處罰。

3.4 不定期開展培訓(xùn)班及專題講座，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流

為了加大人才培養(yǎng)及學(xué)術(shù)交流。定期邀請(qǐng)?jiān)O(shè)備廠家工程師對(duì)設(shè)備新開發(fā)的功能及前沿的技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)及講座。培訓(xùn)不應(yīng)局限于專業(yè)技術(shù)人員，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種學(xué)術(shù)研討會(huì)、專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)班及專業(yè)技術(shù)講座，開闊眼界，更新自己的知識(shí)架構(gòu)。[7]

4 結(jié)語

大型儀器設(shè)備應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一方面可以提高大型儀器設(shè)備利用率及使用效益。另一方面提供了先進(jìn)的儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件，有助于豐富教學(xué)內(nèi)容，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革創(chuàng)新，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，為高層次的人才培養(yǎng)提供了必備的保障。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊軻，馬作豪，金祥飛，等.大型儀器共享平臺(tái)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2018（03）：132-134.

[2]劉彥強(qiáng)，王益民，閻冰，等.大型儀器設(shè)備服務(wù)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理機(jī)制探究[J].中國輕工教育，2015（06）：46-48.

[3]張蕊，王展霞，李銳.大型儀器設(shè)備在生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用[J].高教學(xué)刊，2018（08）：194-196.

[4]喬光，洪怡.大型儀器設(shè)備在本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用問題的探討[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2017，20（04）：207-209.

[5]趙宏蘇，金傳山，宣自華，等.構(gòu)建大型儀器共享平臺(tái)培養(yǎng)創(chuàng)新醫(yī)藥科研人才[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，33（12）：304-307.

[6]贠冰，孫建林，熊小濤，等.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在大型儀器設(shè)備開放共享中作用的探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015，32（10）：119-121+124.

[7]趙彩霞，鄒國亭，周金龍.加強(qiáng)大型儀器設(shè)備管理人員的培養(yǎng)[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2013（03）：61-63.