彭淑女，陳招斌，李華敏，方雪明，楊利民，王翊如，任艷平

廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，化學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(廈門大學(xué))，福建 廈門 361005

科學(xué)儀器設(shè)備的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維護(hù)及使用相關(guān)儀器設(shè)備的能力和水平，代表著一個(gè)國(guó)家的科技實(shí)力和創(chuàng)新能力，是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家必須著力解決的重大基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性問(wèn)題[1]。

在多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研實(shí)踐中，我們也切身體會(huì)到重大科學(xué)問(wèn)題的一次次突破，離不開(kāi)這些高精尖儀器。讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到高水平的科研裝備和技術(shù)服務(wù)對(duì)開(kāi)展高水平前沿研究的重要性不言而喻。分析測(cè)試儀器隨著科技的進(jìn)步而飛速發(fā)展，從專業(yè)的角度來(lái)說(shuō)，分析測(cè)試儀器的自動(dòng)化、智能化程度都大大提高，如今像質(zhì)譜儀、核磁共振波譜儀等商品化儀器基本都是“一鍵到底”的黑箱操作模式。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生可動(dòng)手操作儀器的環(huán)節(jié)很少，大多時(shí)候只能在電腦屏幕上設(shè)置儀器參數(shù)等，也看不見(jiàn)儀器內(nèi)部器件組成，對(duì)其工作原理就了解甚少。在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一般采用儀器圖片、視頻等方式講解儀器的結(jié)構(gòu)，無(wú)法將儀器剖開(kāi)使學(xué)生探察其內(nèi)部構(gòu)造，因此關(guān)于儀器結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)僅停留在理論上，實(shí)踐效果有限。因此，如何有效提高該部分的教學(xué)效果，一直是儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中令人困擾的問(wèn)題。

為了解決這一問(wèn)題，早在2011年，廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院(簡(jiǎn)稱廈大化院)時(shí)任領(lǐng)導(dǎo)就組織廈門大學(xué)化學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)中心”)有關(guān)人員一起醞釀廈大化院“儀器示教中心”的建設(shè)事宜，意將一些典型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用頻率高且已報(bào)廢留用的儀器經(jīng)過(guò)清潔、整修，拆開(kāi)外殼后進(jìn)行集中展示，讓學(xué)生能更好、更有效地了解儀器的內(nèi)部構(gòu)造及其工作原理，啟發(fā)學(xué)生萌生開(kāi)啟舊儀器設(shè)計(jì)改造或新儀器設(shè)備研發(fā)制造的想法，有效培養(yǎng)分析測(cè)試儀器專業(yè)人才。這就是廈大化院“儀器示教中心”建設(shè)的初衷。

“實(shí)驗(yàn)中心”經(jīng)過(guò)多年的斷續(xù)籌備，廈大化院“儀器示教中心”終于2019年底建設(shè)初具雛形。

1 “儀器示教中心”的基本概貌

位于廈大化學(xué)樓的“儀器示教中心”的概貌如圖1所示，在約60 m2的房間里展示了部分曾用于教學(xué)和科研、已報(bào)廢而留用的商品化儀器實(shí)物，如原子吸收分光光度計(jì)、傅里葉變換紅外光譜儀、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)等近40臺(tái)；展示了廈大化院自主研發(fā)的一些儀器實(shí)物5臺(tái)以及還在實(shí)驗(yàn)室“服役”的儀器實(shí)物照片20多幅，如由蔡啟瑞院士于20世紀(jì)70-80年代親自設(shè)計(jì)組裝的氮?dú)鈨艋瘜?shí)驗(yàn)裝置模型實(shí)物；20世紀(jì)70年代中期，由田昭武院士自主設(shè)計(jì)研制并投入生產(chǎn)的我國(guó)第一臺(tái)自主設(shè)計(jì)的“DHZ-1型電化學(xué)綜合測(cè)試儀”實(shí)物，鄭蘭蓀院士設(shè)計(jì)、研制的“囚禁團(tuán)簇離子電子衍射質(zhì)譜儀”實(shí)物以及近幾年由田中群院士團(tuán)隊(duì)研制的曾應(yīng)用于2017年9月廈門“金磚會(huì)晤”的食品安全檢測(cè)的“PERS”系列拉曼光譜儀器實(shí)物照片等；也集中展示了廈大化院自主研發(fā)儀器的淵源和歷史。

圖1 廈大化院“儀器示教中心”基本概貌

如何發(fā)揮好“儀器示教中心”的兩大功能，即專業(yè)教育功能和“思政”育人功能，我們進(jìn)行了初步嘗試。

2 “儀器示教中心”的專業(yè)教育功能

“儀器示教中心”的專業(yè)教育功能體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果以及儀器專業(yè)人才培養(yǎng)兩個(gè)方面。

2.1 發(fā)揮好“儀器示教中心”的專業(yè)教育功能，有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

早期的分析測(cè)試儀器與現(xiàn)代自動(dòng)化、智能化程度高的儀器具有最基本、相通的工作原理。在儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，面對(duì)自動(dòng)化、智能化程度高的儀器，如常用的原子吸收分光光度計(jì)、傅里葉變換紅外光譜儀、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)等，要讓學(xué)生有效了解其基本構(gòu)造和基本工作原理、學(xué)習(xí)和了解是改變或增加了哪些部件和軟件使儀器實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化程度提高等，特意將一些報(bào)廢而留用的舊儀器剖開(kāi)以展示其內(nèi)部構(gòu)件及其組成(如圖2和圖3所示)。指導(dǎo)教師在講解儀器結(jié)構(gòu)及其工作原理時(shí)，領(lǐng)著學(xué)生到“儀器示教中心”，對(duì)著實(shí)物手把手地講解每個(gè)關(guān)鍵部件的作用等，使抽象的概念、原理具體化，使學(xué)生安全、有效用好儀器而得到科學(xué)、準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果。這樣可以較好地達(dá)到儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最基本目的。這種儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，也啟發(fā)了學(xué)生萌生開(kāi)啟舊儀器設(shè)計(jì)改造或新儀器設(shè)備研發(fā)制造的想法，在儀器專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用。

圖2 原子吸收分光光度計(jì)及其內(nèi)部構(gòu)件實(shí)物照片

圖3 傅里葉變換紅外光譜儀及其內(nèi)部構(gòu)件實(shí)物照片

2.2 發(fā)揮好儀器示教中心的專業(yè)功能，有效培養(yǎng)儀器專業(yè)人才

科學(xué)儀器的發(fā)展和創(chuàng)新是催生科技創(chuàng)新的重要要素，一流的科學(xué)儀器才能支撐一流的科學(xué)研究[2]。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)分析的大型儀器設(shè)備的研發(fā)能力、生產(chǎn)能力和維護(hù)使用水平，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家還存在較大差距，大型儀器設(shè)備還主要依賴進(jìn)口[1]。這使得我國(guó)依賴高端儀器設(shè)備的研究受制于人，成了一件“卡脖子”的事。所以，加強(qiáng)科學(xué)儀器的自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力及其專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)是一直以來(lái)需要努力解決的問(wèn)題。高校一直為科學(xué)儀器自主研發(fā)創(chuàng)新尋找“破局之策”，其中，如何有效培養(yǎng)儀器專業(yè)人才一直是高校努力解決的問(wèn)題。所以，儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要求學(xué)生安全、有效用好儀器而得到科學(xué)、準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、組裝儀器的意識(shí)和能力是儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)更高層次的要求。

在科研實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革過(guò)程中，面對(duì)個(gè)性化科研和實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求，有時(shí)需要對(duì)現(xiàn)有儀器加一些小配件，做一些小改進(jìn)，或?qū)①I回來(lái)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行再次優(yōu)化改進(jìn)后才能達(dá)標(biāo)使用或滿足個(gè)性化科研和實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，而市面上的供應(yīng)商很難提供符合專業(yè)需求或難于滿足個(gè)性化實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研實(shí)際需要的產(chǎn)品。不論是從國(guó)家對(duì)儀器專業(yè)人才的需求還是實(shí)際科研和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的個(gè)性化需求方面來(lái)說(shuō)，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)、組裝儀器的意識(shí)和能力都很重要。

在老一輩科學(xué)家的言傳身教影響下，在一代又一代廈大化院人的共同努力下，2020年廈大化院憑借良好的傳承和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，承辦了教育部高?；瘜W(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主辦的“化學(xué)測(cè)量學(xué)與技術(shù)”專業(yè)，已于2021年開(kāi)始招生。未來(lái)培養(yǎng)的“化學(xué)測(cè)量學(xué)與技術(shù)”專業(yè)學(xué)生不僅要深度掌握儀器分析的原理，而且要能夠?qū)ΜF(xiàn)有儀器進(jìn)行改造和改進(jìn)以及能夠自己設(shè)計(jì)儀器。

“儀器示教中心”建設(shè)也恰逢其時(shí)，將為“化學(xué)測(cè)量學(xué)與技術(shù)”專業(yè)的學(xué)生或?qū)x器設(shè)計(jì)研究感興趣的同學(xué)提供一個(gè)課外自由拆裝儀器的實(shí)踐場(chǎng)所，教師手把手地教學(xué)生對(duì)一些儀器進(jìn)行拆卸、組裝，學(xué)生在不斷反復(fù)地拆裝儀器的過(guò)程中得到啟迪，不斷地突破自己的思維定式，才可能迸發(fā)改進(jìn)或設(shè)計(jì)儀器的靈感。

3 “儀器示教中心”的“思政”育人功能

不僅要發(fā)揮好“儀器示教中心”服務(wù)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的專業(yè)功能，還要發(fā)揮好其蘊(yùn)涵的“思政”育人的功能，這也是廈大化院“儀器示教中心”建設(shè)的特色所在。

廈大化院自主研發(fā)儀器的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，自1921年廈大化學(xué)系建立時(shí)，第一任系主任劉樹(shù)杞教授就強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐并重。從1923年化學(xué)系開(kāi)設(shè)的吹制玻璃實(shí)驗(yàn)裝置課程開(kāi)始，到自主研發(fā)教學(xué)用的真空計(jì)等，在一代又一代的院士團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下，教師們都很注重儀器的自主研發(fā)。

“儀器示教中心”蘊(yùn)涵著“天然”豐富的“思政”元素。推開(kāi)“儀器示教中心”的大門，濃濃的“思政”味道就撲鼻而來(lái)。在“儀器示教中心”展示的廈大化院自主研發(fā)的這些儀器實(shí)物，不論其外表還是內(nèi)部組件都是銹跡斑斑的，但無(wú)不閃耀著一輩又一輩科學(xué)家的智慧光芒，承載著前輩白手起家、艱苦奮斗的優(yōu)良傳統(tǒng)，凝聚著一輩又一輩科學(xué)家的創(chuàng)新和求真精神動(dòng)力以及濃濃的愛(ài)國(guó)、愛(ài)校、愛(ài)專業(yè)的情懷，強(qiáng)烈地展現(xiàn)了廈大化院“敢為先、重細(xì)節(jié)、合為貴”的學(xué)科文化傳承。每一臺(tái)儀器都述說(shuō)著一個(gè)催人奮進(jìn)的故事。

3.1 白手起家打破國(guó)外壟斷，廢寢忘食研制國(guó)產(chǎn)儀器

在“儀器示教中心”展示的最有歷史厚重感的儀器就是“DHZ-1型電化學(xué)綜合測(cè)試儀”(圖4)，這是在20世紀(jì)70年代中期，由我國(guó)現(xiàn)代電化學(xué)創(chuàng)始人之一田昭武院士作為儀器的總設(shè)計(jì)師，帶領(lǐng)他的科研團(tuán)隊(duì)及福建三明無(wú)線電廠的技術(shù)人員一起研制成功的?！癉HZ-1型電化學(xué)綜合測(cè)試儀”也是我國(guó)第一臺(tái)自主設(shè)計(jì)的集成電路化的電化學(xué)綜合性測(cè)試儀器。

圖4 我國(guó)第一臺(tái)自主設(shè)計(jì)的集成電路化的“DHZ-1型電化學(xué)綜合測(cè)試儀”實(shí)物照片

在研制電化學(xué)綜合測(cè)試儀的過(guò)程中，田昭武院士作為儀器的總設(shè)計(jì)師，他廢寢忘食，爭(zhēng)分奪秒，從早到晚幾乎都泡在實(shí)驗(yàn)室里，實(shí)驗(yàn)室離他家較近，每次都要等到孩子去叫他，才肯放下手中的工作回家吃飯[3]。榜樣的力量是無(wú)窮的，在他的影響下，這個(gè)研發(fā)小組全體成員全都毫無(wú)怨言地投入研發(fā)的攻堅(jiān)克難的拼搏里，問(wèn)題一個(gè)個(gè)解決，難點(diǎn)一個(gè)個(gè)突破[3]。

20世紀(jì)70年代，田昭武到上海一家企業(yè)參觀，看見(jiàn)一臺(tái)從日本進(jìn)口的測(cè)試儀，但日方卻沒(méi)有給線路圖，使用說(shuō)明書(shū)也非常簡(jiǎn)單，所以使用和維修起來(lái)都非常困難，當(dāng)時(shí)田紹武感到很大震動(dòng)：“我們這么大一個(gè)國(guó)家為什么就不能研制出自己的儀器產(chǎn)品呢？”

其實(shí)，早在20世紀(jì)50年代初期，在自催化課題的研究過(guò)程中，田昭武院士就意識(shí)到要出成果而不受制于經(jīng)費(fèi)的短缺，必須有一套自己設(shè)計(jì)的電化學(xué)儀器，特別是自己首創(chuàng)的一些新的研究方法，更是要設(shè)計(jì)新的儀器來(lái)加以實(shí)現(xiàn)[3]。他身行力踐，付諸于行動(dòng)，不斷詮釋著廈大化院“敢為先”的學(xué)科精神。

時(shí)至今日，已經(jīng)95歲的田昭武院士仍致力于低碳交通領(lǐng)域的研究和建言獻(xiàn)策。

3.2 率先垂范破解實(shí)驗(yàn)教學(xué)困惑

在“儀器示教中心”，另一臺(tái)有故事的儀器就是鄭蘭蓀院士設(shè)計(jì)、研制的“囚禁團(tuán)簇離子電子衍射質(zhì)譜儀”，如圖5所示。20世紀(jì)80年代中期，鄭蘭蓀教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展原子團(tuán)簇研究，自己研制實(shí)驗(yàn)室所需的儀器裝置，圍繞碳簇的形成，先后研制了多臺(tái)激光產(chǎn)生原子團(tuán)簇合成裝置，自從1988年他研制了我國(guó)第一臺(tái)“激光等離子體源飛行時(shí)間質(zhì)譜計(jì)”，從此便與質(zhì)譜儀結(jié)下深厚情誼，又相繼研制了激光離子源射頻離子阱質(zhì)譜計(jì)等以激光產(chǎn)生和研究原子團(tuán)簇的大型儀器，成為國(guó)內(nèi)外有重要影響的原子團(tuán)簇科學(xué)研究基地，取得了一系列開(kāi)拓性的研究成果。盧嘉錫先生曾稱贊鄭蘭蓀的研究工作是國(guó)內(nèi)青年一代化學(xué)工作者的代表[4-6]。

圖5 “囚禁團(tuán)簇離子電子衍射質(zhì)譜儀”實(shí)物照片

鄭蘭蓀院士率先在廈大開(kāi)展原子團(tuán)簇的激光產(chǎn)生和研究的同時(shí)，他還毫無(wú)保留地向國(guó)內(nèi)同行傳授有關(guān)的技術(shù)和方法，并指導(dǎo)和協(xié)助他們研制類似的儀器，帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)原子團(tuán)簇科學(xué)研究的開(kāi)展，不斷詮釋了廈大化院“合為貴”的學(xué)科文化。

鄭蘭蓀院士在科研上力求創(chuàng)新研制實(shí)驗(yàn)室所需的儀器裝置，在教學(xué)上也如此。他不僅多年堅(jiān)持為本科生上無(wú)機(jī)化學(xué)課，也非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，他指出“實(shí)驗(yàn)實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)是人才培養(yǎng)的重要方面，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是人才培養(yǎng)的重要保障”。他把科研中研制和應(yīng)用質(zhì)譜儀的心得應(yīng)用于教學(xué)質(zhì)譜儀的設(shè)計(jì)，躬身篤行破解實(shí)驗(yàn)教學(xué)困惑。

在實(shí)際樣品分析和科研活動(dòng)中，質(zhì)譜儀的應(yīng)用非常普遍，加強(qiáng)質(zhì)譜分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，并讓學(xué)生親手操作儀器非常必要。但進(jìn)口質(zhì)譜儀技術(shù)復(fù)雜、多為黑盒子且價(jià)格昂貴，使質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能普及；整機(jī)貴重不能拆裝，也不利于學(xué)生直觀了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理并操作等。

鄭蘭蓀院士立足實(shí)驗(yàn)教學(xué)一線，堅(jiān)持以實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際需求為發(fā)展導(dǎo)向，不斷開(kāi)拓創(chuàng)新教學(xué)質(zhì)譜儀。在2021年7月國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心主任聯(lián)席會(huì)化學(xué)化工學(xué)科組會(huì)議上，鄭蘭蓀院士主動(dòng)請(qǐng)纓，就自制教學(xué)質(zhì)譜儀器在本科教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐，介紹和推廣了其在第一代教學(xué)質(zhì)譜儀教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐的基礎(chǔ)上主持設(shè)計(jì)和研制的第二代教學(xué)質(zhì)譜儀——小型直線飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，具有價(jià)格便宜(～12萬(wàn))，工作原理更簡(jiǎn)單；模塊化設(shè)計(jì)，可供學(xué)生自主裝配調(diào)試；全手動(dòng)設(shè)計(jì)，學(xué)生可自主調(diào)節(jié)各參數(shù)并考察對(duì)離子的影響；開(kāi)放透明化設(shè)計(jì)，直觀顯示儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，方便質(zhì)譜原理教學(xué)等優(yōu)點(diǎn)；對(duì)啟迪學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、激發(fā)學(xué)生探尋“未知”的欲望都具有重要影響。鄭蘭蓀院士用實(shí)際行動(dòng)很好地詮釋了科研和教學(xué)的辯證統(tǒng)一、相輔相成的關(guān)系。

3.3 躬身力行破解食品等公共安全問(wèn)題

“儀器示教中心”的墻上展示了田中群院士所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)近幾年研發(fā)的“PERS”(plasmonenhanced Raman spectroscopy，等離激元增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù))系列拉曼光譜儀實(shí)物照片(如圖6所示)，將實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)科研成果變成對(duì)國(guó)家和人民真正有用的技術(shù)和產(chǎn)品，曾應(yīng)用于2017年9月廈門“金磚會(huì)晤”的食品安全檢測(cè)，為各國(guó)首腦“舌尖上的安全”保駕護(hù)航。

圖6 “PERS”系列拉曼光譜儀器實(shí)物照片

面對(duì)環(huán)境保護(hù)、食品安全、公共安全等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，早在2011年，田中群院士牽頭組織25家單位承擔(dān)首批國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng)“等離激元增強(qiáng)拉曼光譜儀器研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目[7]。通過(guò)系統(tǒng)集成創(chuàng)新，研制和開(kāi)發(fā)了包括臺(tái)式、便攜和微型三類“PERS”儀器系統(tǒng)。目前該產(chǎn)品已廣泛推廣并應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外快速檢測(cè)領(lǐng)域。田中群院士曾在報(bào)告[8]中闡釋拉曼技術(shù)的小型化、便攜化的研究目的和意義時(shí)提到，“科學(xué)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)造就科研儀器去探索科學(xué)前沿，科研儀器在技術(shù)問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下發(fā)展為科學(xué)儀器解決產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，科學(xué)儀器在民生需求驅(qū)動(dòng)下發(fā)展各類小型微型儀器解決自我檢測(cè)分析。最終是要滿足國(guó)防安全、制造業(yè)等國(guó)家需求和食品飲料、家庭安全等百姓需求。”

“上書(shū)架”或“上貨架”是研究工作的最高境界。田中群院士團(tuán)隊(duì)面向國(guó)家重大需求，堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向和需求導(dǎo)向相結(jié)合的理念，充分發(fā)揮“新型舉國(guó)體制”優(yōu)勢(shì)，集合精銳力量協(xié)同攻堅(jiān)，將科研成果真正轉(zhuǎn)化為“貨架”上的產(chǎn)品，對(duì)國(guó)計(jì)民生發(fā)揮了重要作用。

3.4 以身作則聚焦解決能源材料化學(xué)領(lǐng)域前沿科學(xué)問(wèn)題

“儀器示教中心”的展示墻上也展示了由孫世剛院士擔(dān)任項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人，廈門大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所共同承擔(dān)，于2014年啟動(dòng)的國(guó)家重大科研儀器設(shè)備研制專項(xiàng)“基于可調(diào)諧紅外激光的能源化學(xué)研究大型實(shí)驗(yàn)裝置(Tunable Infrared Laser for Fundamentals of Energy Chemistry)”的情況。該裝置是國(guó)內(nèi)首臺(tái)紅外自由電子激光用戶裝置，也是國(guó)際上首臺(tái)面向能源化學(xué)領(lǐng)域研究的紅外自由電子激光裝置[9]，聚焦能源材料化學(xué)領(lǐng)域若干前沿科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展深入研究，展示大型儀器裝置研制的重要意義和解決科學(xué)問(wèn)題的獨(dú)到優(yōu)勢(shì)。該大型實(shí)驗(yàn)裝置作為一個(gè)重要的能源化學(xué)研究平臺(tái)，面向全球開(kāi)放運(yùn)行。也向全世界展示了中國(guó)自主研制科學(xué)儀器的能力和實(shí)力[10]。

在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，作為項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人的孫世剛院士以身作則地加強(qiáng)協(xié)調(diào)、溝通，強(qiáng)調(diào)注重每個(gè)細(xì)節(jié)，身體力行地踐行著科學(xué)精神和工匠精神[11]。

實(shí)際上，早在20世紀(jì)90年代初期，孫世剛院士團(tuán)隊(duì)就建立了國(guó)內(nèi)第一套電化學(xué)原位紅外發(fā)射光譜系統(tǒng)，隨后又創(chuàng)建了電化學(xué)原位顯微紅外反射光譜、步進(jìn)掃描時(shí)間分辨紅外反射光譜等一系列領(lǐng)先國(guó)際水平的原位紅外反射光譜技術(shù)。這是“敢為先、重細(xì)節(jié)、合為貴”廈大化院文化傳承的又一典范。

廈大化院研制儀器的優(yōu)良傳統(tǒng)代代相傳。老一輩科學(xué)家致力于儀器研發(fā)的精神深深影響著一代又一代的年輕學(xué)者，如今，也有年輕的實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員鉆研舊儀器的改造以及自主設(shè)計(jì)小型儀器，如用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“自動(dòng)電位滴定儀的搭建”以及用于科研的“分子電導(dǎo)測(cè)量?jī)x的搭建”等，并以競(jìng)賽項(xiàng)目的形式手把手地指導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手從儀器元件組裝儀器以及儀器的調(diào)試和應(yīng)用等，對(duì)年輕技術(shù)人員的成長(zhǎng)以及有效培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)興趣和好奇心都有重要作用。

近幾年，廈大化院已申請(qǐng)光譜、質(zhì)譜、色譜、電化學(xué)檢測(cè)和生物芯片等方面儀器類發(fā)明專利100余項(xiàng)，這些儀器很多都已實(shí)現(xiàn)商品化并應(yīng)用于實(shí)際樣品的分析檢測(cè)，對(duì)科研和實(shí)驗(yàn)教學(xué)都有重大意義，對(duì)激發(fā)和啟迪年輕一代科學(xué)原創(chuàng)的好奇心，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)具有重要意義。

4 結(jié)語(yǔ)

在“儀器示教中心”，盡管看到的是一臺(tái)臺(tái)儀器，但對(duì)學(xué)生影響更深遠(yuǎn)的是儀器本身的自主設(shè)計(jì)、制造背后所凝聚的一輩又一輩科學(xué)家的開(kāi)拓創(chuàng)新精神、追求科學(xué)的求真精神，見(jiàn)證了廈大化院薪火相傳的奉獻(xiàn)精神。借助所展示的儀器，將學(xué)科發(fā)展歷史中的科學(xué)精神和化院發(fā)展歷程中的科教報(bào)國(guó)案例有機(jī)地融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科普教育過(guò)程中，達(dá)到潤(rùn)物無(wú)聲的育人效果。

萬(wàn)物之初，其形必丑。目前，“儀器示教中心”還只是一個(gè)雛形，收展的儀器數(shù)量還很少，需要加強(qiáng)“儀器示教中心”的內(nèi)涵建設(shè)。“儀器示教中心”是動(dòng)態(tài)建設(shè)的過(guò)程，要不斷挖掘和搜索有歷史意義、有重大科學(xué)價(jià)值或富有教學(xué)意義的儀器實(shí)物或照片，以及廈大年青一代科學(xué)家和校友與時(shí)俱進(jìn)的儀器實(shí)物、模型或照片等。不僅要發(fā)揮好“儀器示教中心”服務(wù)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的專業(yè)功能，還要發(fā)揮好其“思政”育人的功能，因此，廈大化院“儀器示教中心”也是對(duì)研究生、大、中學(xué)生進(jìn)行儀器科普教育的重要陣地之一。

“儀器是認(rèn)識(shí)世界的工具”，科學(xué)儀器的發(fā)展和創(chuàng)新是催生科技創(chuàng)新的重要要素，要做出更多原創(chuàng)的、世界領(lǐng)先的成果，沒(méi)有高精尖儀器是萬(wàn)萬(wàn)做不到的。要教育青年學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)儀器的自主研發(fā)創(chuàng)新對(duì)提高我國(guó)自主創(chuàng)新能力、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的重要意義，學(xué)習(xí)老一輩科學(xué)家始終秉承著“國(guó)家需要什么，我就做什么”的家國(guó)大義精神；鼓勵(lì)青年學(xué)生以前輩為榜樣，繼續(xù)從大局著眼、從細(xì)節(jié)入手，腳踏實(shí)地將廈大化院“敢為先、重細(xì)節(jié)、合為貴”的學(xué)科文化內(nèi)涵發(fā)揚(yáng)光大[12]。