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科研仪器

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科研仪器

科研仪器范文第1篇

关键词:贵州省 科研仪器 共享 平台

中图分类号:C931 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)06(a)-0066-03

随着《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006―2020年)》《关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见》等文件颁布实施,从国家到地方都已陆续建立起大型科学仪器设备共享平台,逐步建立和完善科技资源共享机制。很多研究认为,科技计划、项目、科研设备等资源在不同部门重复购置、过度配置、低效使用等问题,已经严重制约了科技能力、科技竞争力的提升和发展[1]。因此,合理、有效地利用大型科研设备资源,建立大型仪器设备开放服务体系,实现优质资源共享十分必要[2]。在2014年年初贵州省根据该省实际情况重新规划后建立了“贵州省科研仪器共享服务平台”(以下简称“大仪平台”)。

1 贵州省科研仪器管理的现状

贵州省于2006年启动建立“贵州省科学仪器共享服务平台”,然而,由于运行保障机制缺失,相关制度不健全,缺少激励、评价、考核长效机制,平台功效未能充分发挥。因该省的大型科学仪器共享建设水平比较落后,从而在一定程度上制约了该省经济社会的快速发展,所以,进一步整合该省科学仪器设备资源,建立健全全省仪器设备资源共享机制和共享服务体系,对深化科技体制改革、推动该省跨越转型发展,具有十分重要的现实意义。

从2014年年初开始,对全省科研院所、高等院校、质检商检系统、大型企业等多家仪器设备资源拥有量较大的单位进行大型科学仪器资源的调查,在深入调研和充分研究的基础上,本着统筹资源整合与资源建设的要求,统一规划,整体设计,先后成立了贵州省大型科研仪器共享管理办公室(简称“大仪办”),制定了《重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放实施方案》,平台至2016年7月先后完成3次全面改版升级。同时,2014年和2015年进行了两次科研仪器共享服务机构奖励,分别是22家入网机构共计230万元和63家入网机构480万元,从而提升了仪器拥有单位的共享积极性和工作人员对共享工作的积极配合,使该省大型仪器设备共享服务工作具备了一定综合实力。

“大仪平台”建成运行以来,共计195家单位加入(见图1),科研仪器达到2 551台(见图2),其中20万以上的有1 998台,仪器原值达到16.6亿多元,入网率达到93.3%,平台访问量达260万多次,形成了覆盖生物医药、食品安全、交通勘察、材料工程、机械电子、农产品、能源、矿产、环保、医疗器械等众多行业和领域的检测平台。

2 平台运行存在的问题

2.1 “大仪平台”网站建设问题

补贴申请、服务评价、实时监测统计等功能不够完善,未能及时复查更新仪器数据信息,规范仪器数据不够标准。仪器申请入网、检测机构入网等的网上受理功能和流程,需要进一步根据该省仪器拥有单位自身实际情况提升平台操作能力,实现快捷方便的在线服务。

2.2 组织保障机制缺失

大型仪器设备共享管理涉及科技、财政、教育等部门,缺少专门的领导机构和服务管理团队统筹规划、组织协调,从而不能充分调动各方面力量共同推进该省大型仪器设备共享平台的建设。仪器拥有单位共享仪器资源的热情,检测单位使用共享平台的效果,均有赖于政策支持体系的完善。相关政策支持体系未能健全,科学仪器购置评议、双向补贴、以奖代补等相关措施不够完善健全,从而不能充分整合利用该省大型仪器设备资源、建立高效的共享服务机制。

2.3 仪器拥有单位共享困难

高校、科研院所和事业单位自身单位性质决定了对外共享的难度,公益性事业单位在有偿共享中无法收取成本费用及费用如何使用等问题比较突出,造成仪器拥有单位对共享工作的抵触心理,对于工作造成额外负担,从而缺乏积极性。同时,仪器拥有单位在提升自身硬件设施等方面,对大型科研仪器不断购置,造成不同程度的资源闲置。研究者普遍认为共享效率低下是导致过度购置大型科研仪器的主要原因[3]。

2.4 缺乏有效的知名度

“大仪平台”的建立在整个互联网中如沧海一粟,众多贵州省企业及个人对“大仪平台”缺乏认知,更缺乏对相关政策的了解。同时,“大仪平台”本身具有一定的局限性,需求的对象无法像国内很多大型网络交易平台那么广泛,造成宣传推广的难度加大。

2.5 缺乏仪器设备使用和报告分析的培训

部分仪器技术人员没有经过严格的业务培训,很难真正地对仪器进行保养和维护,使得仪器的基本功能得不到合理运用。大多数技术人员仅在仪器安装时接受过仪器工程师相关的基础培训,而且仅局限于常规的实验研究[4]。在对科研能力要求更高的今天,仪器技术人员多数都停留在对仪器使用层面,对自己所做出的分析报告的结果缺乏清楚的认识,只“知前不知后”,对后续的科研工作缺乏有利保障。

3 对如何完善省级平台建设和共享机制的思考

3.1 升级完善改进“大仪平台”

建立一体化、集成式的仪器平台信息服务系统,强化大型科学仪器设备共享服务主题,搭建仪器供求双方之间的“桥梁”。在完善省级网络管理平台的同时,仪器管理单位按照统一的标准和规范,建立在线服务平台,并纳入省级网络管理平台进行有机整合,打破管理单位界线,形成跨部门、跨领域、多层次的专业化网络服务体系,实现与国家网络管理平台的对接。

3.2 加强组织领导和统筹协调

由科技、财政、教育等有关部门成立大型科学仪器资源共享管理委员会,统筹协调大型科学仪器资源共享工作,制定引导、鼓励企业参与大型科学仪器资源公共平台共建共享的政策措施,组织协调仪器资源拥有单位、专业服务机构面向社会提供服务。设立省大型仪器设备共享服务专项资金,保障服务体系有效运行。建立落实双向补贴激励机制,依据仪器设备共享使用实际发生费用,按比例对服务双方进行补贴;根据共享服务考核评估结果,奖励优秀服务机构和个人。

3.3 健全大型仪器设备共享政策支持体系

应该通过建章立制,加强对大型仪器设备的使用、管理、维护和保养[5]。制定落实《贵州省大型科学仪器设备资源共享管理办法》《贵州省新购大型科研仪器联合评议实施办法》《贵州省重大科研基础设施和大型科研仪器共享服务评估办法》等政策文件,督促各仪器管理单位建立符合自身共享工作的收费标准和使用标准。对大型科学仪器的范围、建设、管理、共享服务以及考评激励做出明确规定,调动和激励大型科学仪器管理单位、仪器机组的积极性。同时,通过科学的考评体系,使管理部门对大型仪器设备的使用和管理现状有全面了解[6]。

3.4 加强宣传推广工作,扩大共享服务范围

充分利用多种宣传媒介,加强平台的宣传,扩大平台知晓面和共享服务范围,使大型科学仪器资源共享平台真正成为该省广大中小企业和科技工作者创新创业的有效手段和技术支撑平台。

3.5 技术人才队伍建设

技术队伍是大型仪器开放共享工作组织体制中的决定性因素,决定了开放共享工作的水平[7]。随着国内外分析仪器、分析理论和方法的迅速发展,实验室工作人员的角色也在发生翻天覆地的变化,由过去的“数据提供者”向“问题解决者”转变,由被动角色逐步发展到主动角色[8]。对仪器技术人员的培训,在针对仪器的使用的同时,更应该对其所出的分析结果进行培训,从而对科研项目研究的“前后”都有个系统的理解,进一步提高技术水平和综合能力。

4 结语

大型科研仪器设备规范化、标准化、科学化的共享与管理,不仅关系着国家资源是否合理利用,还关系到我国科技创新水平的发展。同时,这是一项长期的复杂的工程,在今后的工作中仍然需要在不断探索、借鉴经验的基础上,完善自身切实可行的共享机制,才能有效提高大型科研仪器设备利用率和对社会的服务能力,才能真正实现资源共享。

参考文献

[1] 孔德洋.中国科技资源共享问题探讨[J].中国科技资源导刊,2008(6):51-56.

[2] 陈静,唐锋昌.大型仪器设备的资源共享与管理机制[J].实验室研究与探索,2008(5):145-146.

[3] 阮慧,李五一.大型仪器共享管理的实践和探索[J].实验技术管理,2010,27(9):6-8.

[4] 张艳玲,冯信平,徐志.提高科研院所大型仪器设备管理水平的思考[J].实验室研究与探索,2014,33(11):287-289.

[5] 张燕.提升高校大型仪器设备管理水平和利用率的思考与对策[J].城市建设理论研究,2012(35):21-23.

[6] 胡晓萍,钟叶龙,徐军明.大型科学仪器设备共享管理办法的研究与实践[J].实验技术与管理,2012,29(7):215-217.

科研仪器范文第2篇

[关键词]科研优势;测控技术与仪器;创新人才

[中图分类号]TH70-4[文献标识码] A

对近百年的诺贝尔物理学、化学的得奖人的研究表明,在他们当中有三分之一的人,都是那些在发展测量方法或者是设计科学仪器等方面,做出过杰出贡献的科学家。当今社会是以信息技术为先导的时代,信息技术的源头一度被认为是测控技术与仪器专业。测控技术与仪器专业不仅是信息流中不可缺少的一环,而且还与信息技术一同发展,为促进信息技术的迅猛发展,发挥着极其重要的作用。大学教育的最终目的应该是培养学生的创新意识,增强其创新能力,我国为培养专门的测控与仪器专业的人才而设立了测控技术与仪器的本科专业,该专业培养出来的创新人才的数量和质量,将直接关系到我国国防的信息化与现代化的建设,影响到我国国民经济的发展。

1测控技术及仪器专业人才培养的重要意义

随着当前科技的不断发展以及经济全球化的全面席卷,各国不断地加大对科学技术的投入,希望自己可以在某些科技上处于领先地位。我国的技术投资主要体现在测量领域,自1999年起,教育部在许多高校都增设“测控技术与仪器”专业,将仪器、测量、控制三个各自独立的学科有机地结合在了一起,使测控技术得到了不断地更新,对测控人员进行了专门的培养,培养他们的创新意识和创新能力,以此来适应市场经济发展对专项人才的需要。

随着我国工业的生产方式不断地向智能化以及自动化转变,测控技术及仪器专业培养出来的本科人才,对我国经济的快速发展起着非同凡响的促进作用。教育部为了开发其专业领域的新方法、新技术,不但对其教学体系和教学内容在反映该学科的技术特征和基本知识结构等方面作出了相应的调整,为了更新教学理念,还将计算机技术、测量技术、通信技术在理论和实践中进行了不同程度的融合与贯通,使处于在校期间的学生,不仅对测控技术与仪器专业的理论知识进行了较为扎实地掌握,还使他们有了初步解决工程测控实际问题的技能。就测控技术及仪器专业人才培养的重要意义而言,表现在以下几个方面:

1.1是实现我国与国际全面接轨的重要途径

高科技人才的培养是实现我国与国际接轨的桥梁,也是实现经济现代化的必经之路。因此,就全世界范围而言,国与国之间的竞争已经发展成为了高科技人才的竞争,目前的整个国际社会都在争先恐后地进行人才的培养,我国为了在严峻的国际竞争中,屹立于不败之地,在本科阶段就大量培养专项人才。然而随着整个世界制造业不断向着智能化和自动化的发展,就要求国家加大对从事测控技术与仪器专业的人才培养,使其不仅具有相应的专业知识及素质,还拥有较高的为人处世所具备的涵养。

1.2是测控领域不断改革发展的重要途径

传统的测控技术专业的教学过程过于单一,学科设置的内容和体系已不适应当前的经济发展,阻碍了当前经济发展的脚步。因此,传统的测控技术已经不能满足当前经济对高新技术的需要。另外,传统的测控技术专业安排的课程内容的起点都比较低,过多地重复测控技术专业的专业课基础知识,课时和课程的安排无法适应当前的教学方法和教学模式,这给培养新时代的复合人才带来了较大的难题。因此,急切需要对测控技术及仪器专业进行适当的改革,培养大量的创新型人才。

2测控技术与仪器专业进行创新人才培养的体系探究

培养测控技术与仪器专业的创新人才,需要从以下几个方面来进行。

2.1充分发挥学校的作用

培养测控技术与仪器专业的创新型人才,不仅需要学校对学生进行适当的筛选,而且还需要结合本学校的实际情况设置具体的课程。

在筛选学生的过程中,不应该只根据成绩的高低来筛选,还应该看学生对测控仪器与技术专业的学习热情和兴趣。还可以适当选取几个测控专业的教师,安排对学生的面试工作,通过面试的方式来实现对其的筛选。因为,在面试的过程中,不仅可以通过提问的方式得知学生的知识深度,还可以通过学生在面试中的表现,来判断该生的学习态度和做人的原则。进而,选择出品学兼优的学生,参与到测控技术与仪器专业的学科建设中。

在课程的设置上,要结合本学校教学的具体特点,根据学生的学习能力来安排课程的多少,以此来进行本学校课程的设置。测控技术与仪器专业在某些学校内已有较长的历史,因此学校在进行课程设置的改革时,可以借鉴以前设立光、电、算相结合的教学经验,借鉴这个专业的课程设置模式,进而对测控技术与仪器专业进行课程设置的改革。

2.2对课程体系进行优化

培养新时代的测控技术与仪器专业的人才,需要对课程体系进行不断地优化。仅在为期四年的本科教育中,不仅需要对光、电、机等多方面的理论知识进行全面的掌握,而且还需要对测控仪器进行熟练地操作,对于每位本科生来说,其难度都是比较大的。因此,这就要求学校对其课程体系进行不断地优化。

由于测控技术与仪器专业是多个学科的结合体,涉及的理论知识涵盖多个方面,而每一个方面的理论知识又可以单独地成为一个本科专业。因此,在多种理论知识的体系中,要抓学科的主导知识,并且将主要的理论知识自始至终地贯穿于整个教学体系中。

例如在了解机器基础知识时,需要将工程力学的基础知识与机制的基础知识分别形成单独的知识线路;而在学习电学时,又需要将电子技术、电工基础、数字电路等基础知识融合成为一条统一的知识线路;同时这两门学科又能够进行不同程度的交叉,包含于测控技术与仪器专业中。

2.3适当增加选修课

测控技术与仪器专业的课程设置体现出了灵活多样的特点,校方可以适当地多安排一些选修课,让学生们在完成必修课学习的基础之上,根据自己的喜好,选择本专业的其他的选修课,以开阔自己的视野、巩固对本专业知识的掌握,使学生更深层次地体会到测控技术与仪器专业的重要性。同时还可以增加实践性教学的教学内容,在充分掌握了理论知识的情况下,组织学生到相关的企业进行企业实习,在实践的过程中,使其对理论知识有更为深刻的掌握,培养学生灵活运用知识、理论联系实际的能力。

3结语

随着我国经济的腾飞和社会的发展,不断地对测控技术与仪器专业人才提出较高的要求。所以,应该不断地调整测控技术与仪器专业的人才培养方式,以满足社会需要。然而,相应的创新人才的培养,不仅需要学校进行相应的教学改革,而且还需要社会、企业给予大力的资助,以培养出测控领域的复合型人才。

参考文献:

[1]崔惠柳,潘盛辉.以高新技术改造传统专业――以测控技术与仪器专业人才培养方案的研究[J].科学中国人,2004,(11):33.

[2]温秀兰.应用型本科测控技术与仪器专业人才培养体系的探索与实践[J].中国现代教育装备,2008,(5):122-123.

科研仪器范文第3篇

一名检验仪器学教师很难精通各类仪器设备,一名任课教师声情并茂讲授全部检验仪器学课程完成教学任务难度不小,笔者所在教研室将授课任务按照各位老师的兴趣和特长,将检验仪器学授课任务分配给多名教师,因为是任课教师擅长的,喜欢的授课内容,自然达到良好的教学效果。笔者比较喜欢酶标仪和分光光度计等涉及到光谱分析的仪器设备,因为笔者在读博士期间就负责购买和管理相关一起设备,小到Thermol公司的nanodrop,大到PE和BMG公司的高端酶标仪,笔者在科研和教学中都有涉猎,对于酶标仪和分光光度计的使用尤有心得体会,因此不论是理论课还是实验课讲授时都得心应手,相信其他教师也对此深有体会。这样科学的分配教学任务必将较为长久的保持教师的授课热情,取得较好的教学效果。

2检验仪器学课程授课内容的选择

检验仪器学课程授课内容应该结合临床实际,学以致用。比如酶标仪部分教学中笔者经常会选取新生儿筛查中常用的苯丙酮尿症中苯丙酮酸的检测实例,知识点主要是酶标仪中相对荧光强度这一模块部分的应用。该知识点在临床生物化学检验中就有所涉及,但重点部分与检验仪器学不同,在有了生物化学检验知识的铺垫后,学生不仅掌握了酶标仪的使用,也巩固了以前所学的相关知识。在今后去妇幼保健站等有该项检测项目的单位时,学生就会更加有意识地学习了解该部分内容。此外检验仪器学应增加实验课内容,本科院校实验室的综合实验室平台中仪器设备丰富,应选取设备比较闲置期,让负责管理和使用该仪器设备的人员进行讲解,指导学生操作。本科生也应积极主动的参加科研活动,更深刻的理解和掌握相关仪器的原理和使用。另外医学院校的附属医院定期更换某些大型仪器设备,这些仪器设备一般来讲仍然可以正常使用,放到仓库实在可惜,可将这些仪器设备整合到教学中,服务于教学。还有就是很多公司开展和相关高校合作项目,可提供仪器设备供学校使用,比如安捷伦公司的“春晖计划”,一来宣传了自己,二来解决了某些高校高端仪器紧缺这个棘手问题,达到了共赢甚至多赢的效果。学生也应充分利用课间生产实习时了解各种仪器设备的原理和使用。另外对于部分本单位不具有的仪器设备,或者一些高端仪器不可能开放实验室让每个学生亲自动手操作,任课教师应在网上下载一些视频资料供学生参考,也可以光顾其它兄弟院校的精品课程网站进行学习。最近多所国内外重点大学逐渐建立和完善了开放课程和慕课等教学资源,还有很多仪器公司都开展了网上教学服务,甚至是某些检验仪器的仿真实验室。有兴趣的教师和同学可以利用互联网途径学习相关知识,这样必将对检验仪器学知识掌握的提高大有裨益。

3检验仪器学期末考核形式的探索

科研仪器范文第4篇

大多为验证性实验,而综合性、设计性实验较少,陈旧内容多,新颖内容少。而验证性实验其基本操作仅按教师和实验教材所要求的进行,多为验证一些已知数据,缺乏主动性研究实验方案,学生在实验操作中处于被动、服从的地位。在这样的教学模式中,学生抄讲义、互相抄袭实验数据的现象屡见不鲜。而教师因为担心学生在实验操作中会遇到许多的疑难问题,总是把实验过程讲得过于仔细。这种呆板的教学方法,使实验过程缺少思考、交流和互动,不利于学生独立科研思维的培养,甚至对自己动手做实验有了排斥的心理,对实验缺乏兴趣。

2在实验教学模式上

现有的仪器分析实验教学中,大都采用示教教学,即教师先对实验原理、步骤、注意事项等的讲解,然后演示仪器操作进行示范教学,学生观看后通过实验,逐渐掌握仪器正确的操作方法。这种教学方法有很多不足,如教师示教仪器操作时,由于仪器固定,学生围在教师和仪器周围,由于学生所站角度不同,不能完整地观看到每个操作细节,这样组织学生实验教学就相对困难。另外,学生完成整个实验是完全按部就班按实验教材上既定的方案、步骤来进行实施,而对实验原理、实验设计的理解程度不够,对实验内容不是特别清楚,虽然最终完成了既定的实验,但贯穿整个实验过程,学生其主观能动性不强,对科学研究的兴趣没有得到激发,创新能力也未能有效的培养。上述各方面问题和不足,已严重脱离了仪器分析实验教学的本意。因此,在提高学生掌握分析仪器的基本操作技术的基础上,对仪器分析实验教学进行改革,把重点放在培养学生的动手操作能力、知识应用能力和创新能力上,改革现行的实验教学体系、方法和手段,势在必行。

3解决方法

3.1突出药学类各专业特点,优化实验教学内容

优化实验教学内容体系,构建“验证性、综合性、设计性”的三个层次实验教学体系,首先,在验证性实验中,与时俱进,充分利用本教研室、本院及学校现有仪器设备,新增实验内容,让学生掌握新的仪器分析方法:如增加高效毛细管电泳实验、红外光谱解析实验、原子荧光实验以及高效液相色谱-质谱联用技术,气相色谱-质谱联用等实验内容;其次,增加综合性和设计性实验的比例,使实验更具有研究性和探索性;再次,采用实验课教学与科研相结合的做法,强调以科研优势和学科优势,带动实验教学的改革,培养学生的科研能力,特别是创新能力:即结合及优选及凝练本课程组老师的科研方向及项目,开展科研创新项目研究、综合类及开放类实验,不断用准确度和灵敏度高、重现性好、操作简便、耗材低、对环境污染少的成熟的科研实验来充实实验教学内容,带动实验教学的改革和进步。

3.2构建网络化多媒体教学平台,增强实验教学方式的多样性

随着计算机技术普及和广泛应用,通过利用幻灯形式、网页形式和Flas、Web技术等构建“仪器分析实验多媒体教学平台”,使学生的学习不受时间和空间的限制,解决教学受时间和空间限制的问题,满足个性化教学的需求,有利于学生个性化学习和课前认真预习。将仪器分析实验内容制作成多媒体课件,老师示范的仪器操作制作成实验录像视频、以及将现有的各种仪器图片及其资料提供给学生,让其通过网页浏览网络教学平台,熟悉、了解实验过程、仪器操作及其注意事项等相关内容,在正式实验之前对即将开展的项目有一定程度的掌握,这样不仅提高了实验教学效果,也拓宽了学生的知识面、思路;同时也解决了由于现场教学别是大型仪器实验教学中,学生所站角度不同,不能完整地观摩仪器操作细节的不足。

3.3在教学管理模式上,逐步建立开放式的实验教学

实验室开放有利于充分利用实验室现有的、贵重的、大型仪器设备资源进行实践活动,可以激发学生的主观能动性,调动学生积极参与实验实践,提高实验过程中分析问题、解决问题的能力,培养创新意识和创新能力;开放实验室,能给学生以选择、创造、表现、提高的机会,从而达到实施素质教育的培养目标。它可以提供一个发挥个人潜能的实验环境,并适应不同水平和能力的学生的个性要求,从而使学生由被动地位转移到主动;开放实验室可以为学生提供更多的自主实验的机会,对学生独立思考和独立操作能力的提高以及对实验的兴趣都是必要的。因此,根据学校、本课程实验课程、现有的仪器设备等实际情况出发;通过建立和完善规范化的仪器分析实验开放性实验教学程序;以及在科研、教学、管理人员以及学生等各方人员共同协调和配合下,逐步建立实验室开放式实验室管理体系并向学生进行开放式实验室教学管理模式。

4结语

科研仪器范文第5篇

关键词 环境仪器分析;课程建设;课程实践

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(b)-0000-00

Construction and Practice of Environmental Instrument Analysis and Experiment Curriculum

Lingling WU, Ling CHEN, Lifang ZHAO, Hao CHEN, Yuan YUAN

(College of Environmental science and engineering, Tongji University, Shanghai 200092)

Abstract Environmental instrumental analysis is one of basic courses for graduates whose major are environmental science and engineering in Tongji University. According to the features of environmental graduates and the advantages of self-development of our college, a series of experiences in the teaching were introduced in this paper, including rational structure of the teaching staff, diversification of teaching methods and teaching models, combination of theory and practice teaching, as well as diversified evaluation system, and so on.

keywords Environmental instrumental analysis; Curriculum construction; Curriculum practice

随着工业化进程的加快,环境污染已经由点源污染转向面源污染,由单一的环境介质转移到大气、水体、土壤以及生物体等多介质,发生了不少震惊世界的污染事件,如举世闻名的“公害”事件。20世纪80~90年代,又发生了一些突发性的严重公害事件,如印度博帕尔农药事件和前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事件等[1]。这些事件无疑给人类的生产生活带来了巨大影响。隐藏在这些事件背后的环境问题直接或间接的与化学物质有关。究竟哪些是污染物质、有毒物质?这些物质从何而来?其进入环境之后会发生什么变化?可靠的仪器分析技术能为上述系列问题的正确解答提供依据,也能为环境标准的制定和科学研究、环境管理提供技术支持。

1. 课程开设的必要性

在现代分析化学和分析仪器及其功能不断完善、高灵敏度的新型分析仪器不断涌现的今天,伴随着全球环境问题、污染事件频发,大型分析仪器在污染源解析、污染扩散途径追踪、污染与健康关系以及在环境污染治理效率评价、工艺技术路线改进等多领域发挥着越来越重要的作用,先进高效的化学、生物分析手段已成为环境分析科学的重要工具。这些技术手段涵盖了微量和痕量污染物的识别、污染物形态、价态、结构分析(表面和微区)分析。因此,培养具备先进仪器分析能力是环境教育领域人才培养的重要环节。

同济大学环境科学与工程学院承担着国家、省部级重点科研攻关项目,作为科研一线主力群体的研究生都将在导师的指导下,独立完成某个研究方向上的论文实验研究。为了使学生能够顺利开展论文研究并提升论文质量,掌握分析方法的基本原理和应用技能十分重要,这也是在研究生学习阶段开设环境仪器分析课程的重要原因。

2. 课程建设的特点

“环境仪器分析”是同济大学环境类专业研究生专业学位课程,始于1999年。伴随着环境科学研究的需求,经过十多年课程内容和形式的与时俱进,2011年成为同济大学首批研究生精品课程。本课程重点介绍如何运用现代仪器分析和样品预处理的理论与技术来鉴别和测定环境介质中化学物质的种类、含量、结构和状态。通过本课程的学习,可以使学生依据待测环境样品中各组分的物理、化学性质的不同,选择合适的仪器分析方法进行目标物的分离与富集,建立起准确的“定性”及“定量”的概念,并掌握与此相关的基本理论、测定原理及实验技术,为后继的论文科研和质量提升打好基础。另一方面,研究生在学习本课程后,可以增强对近代仪器分析的发展趋势以及新方法、新技术的理解,掌握环境分析方法和技术的研发技能。

(1) 组建教学团队,丰富教学资源

该课程教学团队有教师7人,其中教授3人,副教授等年青教师4人,其中实验教师2人。教师学历、年龄及学缘结构合理、教学任务分工明确,理论教学与实验教学人员配备合理,为理论教学和实验教学的顺利开展奠定了坚实的基础。各位任课教师的研究领域各具特色,兼顾环境领域多学科融合,因此在教学中能够突出重点。

污染控制与资源化研究国家重点实验室拥有各种光谱类、色谱类和生物类大型仪器,如GC/MS、HPLC/MS、ICP/MS和实时荧光定量PCR等,并且拥有网络平台,可以为学生提供相关课件以及实验室仪器的操作、维护及实验讲解录像。实验教学课程由骨干教师承担,开设有光谱实验、色谱实验和生物实验,可以满足教学需求。由研究生可依据今后论文研究方向选择实验内容,共享国家重点实验室的各类分析仪器的丰富资源,实现了学有所用,学有专用。该课程深受学生欢迎,成为论文实验研究的“预备”课,学生们受益匪浅。

(2) 理论应用相结合

依托同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室的丰富资源,该课程的教学按理论授课和实践相结合的方式进行,更注重分析仪器的基本原理、操作使用要点以及在环境科学研究、环境监测等领域的应用价值。

在学习掌握了相关仪器分析理论后,学生有机会面对分析仪器,训练操作技能,旨在培养学生掌握仪器基本操作技术和基本实验技能。通过实践课程的开展,让同学亲身体验各种分析仪器的功能,以理论指导实践,彰显理论的重要性。动手实践,也能充分调动学生学习基础专业知识的积极性,让学生更有目的地进行理论学习[2-3]。这样的教学方法,不但减少了学生在学习基础知识时的盲目感,也大大提高了学习的主动性,对学生的动手能力也是很好的培养。

(3) 尊重自主,注重实效

鉴于学生兴趣点的不同以及论文研究的需要,该实验课程分光谱、色谱和生物分析技术三个模块供学生自主选择。这在一定程度下,实现了小班教学,使得每个学生都能接触操作自己迫切需要使用的仪器。另一方面,尊重学生自主性,有利于学生的学习兴趣培养。在大方向区分的基础上,又进行了小组模式,使得每位同学参与到其中,并且可以互相讨论,共享不同途径捕获的信息。

通过本课程的学习,使研究生对仪器分析这一领域有较全面的了解,基本掌握仪器分析的各类方法,初步具备根据分析对象选择合适的分析方法及理解相应问题的能力,从而顺利开展科学研究。据研究生反馈,该课程强化了学生的理论基础知识,提高了学生自主分析设计实验的能力,并且减少了研究生论文研究中实验方面的问题。

(4) 撰写教材重实用

随着计算机技术的飞速发展,分析仪器的面貌日新月异,仪器的更新周期越来越短,但是目前教材内容的更新远远落后于新型仪器的更新速度[4]。为了把最先进的内容和教学科研的需求和特色相结合,我们在自编实验讲义的基础上,撰写并于2008年由科学出版社出版了《现代环境分析技术》,并于2013年6月更新出版了《现代环境分析技术》(第2版)。环境分析涉及的分析仪器种类多,面对的环境样品也十分繁多和复杂。因此,该教材根据我国环境领域的实际需求和应用现状,重点围绕环境领域应用范围广、理论与技术相对成熟的方法,具体包括四个方面的内容:① 环境样品分析中常用大型分析仪器的基本原理及其应用;② 环境样品预处理技术的基本原理及其应用,如高效富集、分离方法等;③ 多种仪器和方法的联合技术;④ 环境分析技术的发展,包括新理论、新方法和连续自动化技术等。教材编写过程中注重先进方法的理论性与应用性相结合,科学性、适用性强,更贴近学生的实际需求。

(5) 学习考核多方位

考核是对教师的教学效果和学生的学习效果的检验, 而考核方式也起着引导学生改变学习方式的作用,科学的考核方式会推动学生的学习向最佳方向发展[5]。本课程的期终考核成绩由平时参与和期末考试两部分组成。平常参与通过学生课堂表现(随堂考试、课堂提问)或实验情况(实验操作、实验数据处理等)等各方面综合评定。针对目前大学课程知识容量大,容易出现满堂灌,老师又很难及时、准确了解每一个学生对当堂课所授知识点的掌握情况的现状,我们在随堂考试中引入了同济大学自主研发的“智能交互反馈系统”。该系统可以在课堂上即时了解学生对知识点掌握程度,以减轻学生在学期末的考试压力。期末考试包括基础理论知识考试和实验部分考试。基础理论知识考试旨在考查学生对仪器分析基础理论知识的掌握情况;实验部分考试重在考查学生掌握仪器操作的能力。这种多元化的考评体系, 更加注重评价学生主动参与的过程、善于思考的能力,可以科学合理、全面公正地反映学生课程学习的真实水平。

3. 结语

针对环境类专业研究生开设的“环境仪器分析”课程,为硕士研究生论文质量的提升打下了坚实的基础。“师资队伍多元化,教学模式多样化”是课程教学质量提升的根本保证,充分挖掘和利用高校大型仪器实验平台,为教学服务,是不断提高教学质量的重要举措。

参考文献

[1] 陈玲, 郜洪文. 现代环境分析技术(第2版)[M], 科学出版社,2013

[2] 白雁, 潘瑾, 李永强, 张威. 研究生现代分析仪器课程教学改革的探索[J]. 实验技术与管理. 2011, 28 (9): 22-24

[3] 张 娴, 袁 园, 孙雅洁, 施鼎方, 徐竟成. 利用光谱类仪器开设重金属检测实验[J]. 实验室科学,2012, 15(2): 166-168

[4] 吴秀红, 蒋伏广, 顾兰云, 王京平. 仪器分析课程教学改革探索[J]. 高等理科教育. 2011, 6: 156-158

[5] 陈兰化. 浅谈仪器分析实验教学[J]. 淮北煤炭师范学院学报(自然科学版). 2009, 30(4): 88-90

一定保留: