劉淑珍 張 宇 林興桃 陳永寶 李 釩

北京工業(yè)大學(xué) 北京 100124

隨著國家對高等教育投入的不斷增加，許多高校實驗室大型儀器數(shù)量顯著增加，實驗室建設(shè)進入新的發(fā)展階段。近年來，我校環(huán)境與能源工程學(xué)院陸續(xù)購置了一批大型儀器用于教學(xué)與科研，如掃描電鏡、全自動比表面積和化學(xué)吸附儀、X射線衍射儀、熱重差熱分析儀等。這些儀器已成為科學(xué)研究和學(xué)科發(fā)展的重要支持工具，大大提高了科研實力，同時也為學(xué)生了解現(xiàn)代科學(xué)研究方法和大型儀器基本操作提供了條件。目前，許多高校儀器數(shù)量有限，如何更好地促進大型儀器開放共享成為迫切需要解決的問題。

隨著計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，它們已經(jīng)滲透到各個技術(shù)領(lǐng)域。許多高校開始嘗試?yán)糜嬎銠C和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對大型儀器進行使用管理，其中包括進行多媒體教學(xué)和大型儀器網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)等方式，大大提高了大型儀器的利用效率。

1 大型儀器管理現(xiàn)狀

大型儀器在高校實驗教學(xué)工作以及科研測試服務(wù)方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。高校是創(chuàng)新文化與創(chuàng)新思維的發(fā)源地之一，作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展前沿的大型儀器在現(xiàn)代高等教育中扮演的角色也越來越重要。大型儀器管理包括儀器的日常維護與保養(yǎng)、規(guī)章制度的完善、使用時間安排、儀器功能開發(fā)等一系列問題，是一項非常重要的工作。隨著大型儀器在教學(xué)和科研中應(yīng)用的增多，儀器的使用與管理也出現(xiàn)了一些問題。

大型儀器的使用對象一是本科生，主要用于一些涉及現(xiàn)代儀器測試的課程、創(chuàng)新小課題以及類似的教學(xué)實驗；二是教師和研究生，主要是進行科研測試和儀器操作培訓(xùn)。隨著目前高校對本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)注，越來越多的本科生需要了解和學(xué)習(xí)現(xiàn)代儀器測試方法，并用于相關(guān)創(chuàng)新課題的研究中；同時，隨著研究生的擴招和科研任務(wù)的逐年增加，科研測試樣品也不斷增加。以我校掃描電鏡為例，每年承擔(dān)本科生教學(xué)課程2門，本科生實驗競賽參賽實驗4組，本科生畢業(yè)設(shè)計以及創(chuàng)新實驗5～10組，同時還承擔(dān)本科生和研究生的儀器上機操作培訓(xùn)。

由于大型儀器價格比較昂貴，不適宜購買多臺分別用于教學(xué)和科研，這樣就出現(xiàn)了需要使用大型儀器的人數(shù)增多，而儀器可利用機時相對不足的現(xiàn)象，如何合理安排大型儀器的使用時間就顯得尤為重要；由于大型儀器需要對校內(nèi)外不同的用戶開放，收費標(biāo)準(zhǔn)也不同，一條條地統(tǒng)計使用機時非常麻煩；很多研究生和本科生通過培訓(xùn)后，有能力獨自操作各種大型儀器，而針對每個有培訓(xùn)需要的學(xué)生進行單一培訓(xùn)顯然不現(xiàn)實，而且浪費了大型儀器珍貴的機時，如何通過多種途徑對學(xué)生進行培訓(xùn)，在節(jié)約機時的前提下增強培訓(xùn)效果也是目前需要解決的問題。綜上所述，大型儀器在使用過程中存在著諸多問題亟待解決。

2 計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在大型儀器使用與管理中的嘗試

如前所述，各種矛盾的焦點在于如何合理分配機時以達到使用時間的優(yōu)化，能夠最大化地滿足科研與教學(xué)的需求。在現(xiàn)有經(jīng)費的條件下，大批購置新設(shè)備和對所有設(shè)備進行升級改造對多數(shù)高校實驗室是不切實際的。隨著計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，可以利用計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)多媒體培訓(xùn)，除此以外還可以利用大型儀器開放共享平臺實現(xiàn)儀器預(yù)約使用。

2.1 利用多媒體進行教學(xué)培訓(xùn)

以往的大型儀器培訓(xùn)，除了基本原理部分外，基本是進行現(xiàn)場實際上機操作。但是由于儀器本身操作的復(fù)雜性以及培訓(xùn)時間的限制，學(xué)生不可能在很短時間內(nèi)掌握此類儀器的使用。

針對上述問題，我們對掃描電鏡等大型儀器設(shè)備制作了錄像片，其中包括演示操作、結(jié)構(gòu)原理、應(yīng)用方向?qū)嵗?、常見問題處置等，并且把錄像片進行網(wǎng)絡(luò)共享，全校師生都可以上網(wǎng)觀看。相對于以前只看操作說明書，需要培訓(xùn)的學(xué)生可以結(jié)合錄像片和操作說明書進行儀器操作的學(xué)習(xí)，在熟悉了相關(guān)知識后再進行實際儀器的上機操作，會取得事半功倍的效果，而且需要了解儀器使用方法的學(xué)生可以根據(jù)自己的時間隨時上網(wǎng)學(xué)習(xí)了解各種大型儀器。此外大型儀器錄像片還可以用于本科生的實驗教學(xué)，學(xué)生可以在課前上網(wǎng)預(yù)習(xí)大型儀器的基本原理和操作，避免以往到了實驗室才知道儀器的模樣，更談不上儀器的操作及使用了。

2.2 基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大型儀器開放共享平臺

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，目前各高校開始構(gòu)建綜合校園信息平臺，大多數(shù)具有運行穩(wěn)定的服務(wù)器以及安全順暢的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，建設(shè)大型儀器開放共享平臺的硬件條件已經(jīng)具備。我們根據(jù)目前大型儀器管理和使用中出現(xiàn)的問題設(shè)計制作了大型儀器設(shè)備管理平臺，并已經(jīng)投入使用，保證了大型儀器高效穩(wěn)定的使用。

需要進行大型儀器測試的用戶首先要進行新用戶注冊，新用戶注冊有三種類型，教師、學(xué)生和校外人員，學(xué)生須在導(dǎo)師完成注冊后才能注冊。注冊完成后，可以進行大型儀器預(yù)約及查詢。需要測試的用戶可直接在網(wǎng)上預(yù)約，預(yù)約成功后就可以按照預(yù)約單上的時間使用儀器，節(jié)約了用戶和儀器管理人員的時間，還避免了以前因預(yù)約先后順序不確定出現(xiàn)的矛盾。

大型儀器管理員可以登錄管理界面對儀器進行管理。首先，可以在系統(tǒng)上完成對注冊人員的審核，只有審核通過的人員才可以進行預(yù)約測試；其次，可以完成對預(yù)約信息的審核，如果用戶的樣品不符合測試要求，可以拒絕預(yù)約。而審核通過的用戶就可以按預(yù)約時間進行測試。儀器管理人員在信息審核時可以根據(jù)預(yù)約的工作狀態(tài)進行數(shù)據(jù)分析，確定不同工作狀態(tài)的分配時間，確保預(yù)約機時的優(yōu)化。另外，針對不同資質(zhì)的用戶可以開放不同的使用權(quán)限。如對于可以獨立操作機組的教師和專門課題的研究生，可以開放晚上和休息時間的機時。這樣從客觀上緩解深度科研應(yīng)用與常規(guī)檢測服務(wù)的機時矛盾。測試完成后儀器管理員可以把測試時間和相關(guān)的測試信息進行實際測試機時登記。

大型儀器設(shè)備管理平臺可以進行機時使用記錄的統(tǒng)計，在用戶需要進行費用結(jié)算的時候可以對用戶進行測試費用查詢，導(dǎo)出數(shù)據(jù)，使得機時使用統(tǒng)計更規(guī)范，也節(jié)約了大量人工統(tǒng)計時間，避免了可能因統(tǒng)計失誤造成的麻煩。

3 問題與展望

目前基于計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大型儀器管理的應(yīng)用還處于起步階段，在平時儀器預(yù)約平臺技術(shù)維護方面，還需要進一步思考，如緊急情況的應(yīng)對等，因此在調(diào)試過程中還需預(yù)留機動機時。穩(wěn)定性和合理性等還有待進一步完善和解決。利用現(xiàn)代計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行大型儀器教學(xué)與操作實訓(xùn)是發(fā)展的必然趨勢，管理的網(wǎng)絡(luò)化和計算機化也是發(fā)展的趨勢，因此需要不斷實踐與完善。

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