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摘 要：以扫描电镜为例,分析计算机及网络技术在大型仪器使用管理中的应用.实践证明,计算机及网络技术的应用能够更好地促进大型仪器的开放共享,有利于仪器的使用管理,方便仪器的维护,提高仪器的使用效益.
关 键 词：网络技术计算机技术大型仪器管理培训
随着国家对高等教育投入的不断增加,许多高校实验室大型仪器数量显著增加,实验室建设进入新的发展阶段.近年来,我校环境与能源工程学院陆续购置了一批大型仪器用于教学与科研,如扫描电镜、全自动比表面积和化学吸附仪、X射线衍射仪、热重差热分析仪等.这些仪器已成为科学研究和学科发展的重要支持工具,大大提高了科研实力,同时也为学生了解现代科学研究方法和大型仪器基本操作提供了条件.目前,许多高校仪器数量有限,如何更好地促进大型仪器开放共享成为迫切需要解决的问题.
随着计算机及网络技术的广泛应用,它们已经渗透到各个技术领域.许多高校开始尝试利用计算机和网络技术对大型仪器进行使用管理,其中包括进行多媒体教学和大型仪器网上预约系统等方式,大大提高了大型仪器的利用效率.
1大型仪器管理现状
大型仪器在高校实验教学工作以及科研测试服务方面发挥着举足轻重的作用.高校是创新文化与创新思维的发源地之一,作为科学技术发展前沿的大型仪器在现代高等教育中扮演的角色也越来越重要.大型仪器管理包括仪器的日常维护与保养、规章制度的完善、使用时间安排、仪器功能开发等一系列问题,是一项非常重要的工作.随着大型仪器在教学和科研中应用的增多,仪器的使用与管理也出现了一些问题.
大型仪器的使用对象一是本科生,主要用于一些涉及现代仪器测试的课程、创新小课题以及类似的教学实验；二是教师和研究生,主要是进行科研测试和仪器操作培训.随着目前高校对本科生创新能力培养的关注,越来越多的本科生需要了解和学习现代仪器测试方法,并用于相关创新课题的研究中；同时,随着研究生的扩招和科研任务的逐年增加,科研测试样品也不断增加.以我校扫描电镜为例,每年承担本科生教学课程2门,本科生实验竞赛参赛实验4组,本科生毕业设计以及创新实验5～10组,同时还承担本科生和研究生的仪器上机操作培训.
由于大型仪器价格比较昂贵,不适宜购买多台分别用于教学和科研,这样就出现了需要使用大型仪器的人数增多,而仪器可利用机时相对不足的现象,如何合理安排大型仪器的使用时间就显得尤为重要；由于大型仪器需要对校内外不同的用户开放,收费标准也不同,一条条地统计使用机时非常麻烦；很多研究生和本科生通过培训后,有能力独自操作各种大型仪器,而针对每个有培训需要的学生进行单一培训显然不现实,而且浪费了大型仪器珍贵的机时,如何通过多种途径对学生进行培训,在节约机时的前提下增强培训效果也是目前需要解决的问题.综上所述,大型仪器在使用过程中存在着诸多问题亟待解决.
2计算机与网络技术在大型仪器使用与管理中的尝试
如前所述,各种矛盾的焦点在于如何合理分配机时以达到使用时间的优化,能够最大化地满足科研与教学的需求.在现有经费的条件下,大批购置新设备和对所有设备进行升级改造对多数高校实验室是不切实际的.随着计算机及网络技术的发展,可以利用计算机和网络技术进行网络多媒体培训,除此以外还可以利用大型仪器开放共享平台实现仪器预约使用.
2.1利用多媒体进行教学培训
以往的大型仪器培训,除了基本原理部分外,基本是进行现场实际上机操作.但是由于仪器本身操作的复杂性以及培训时间的限制,学生不可能在很短时间内掌握此类仪器的使用.
针对上述问题,我们对扫描电镜等大型仪器设备制作了录像片,其中包括演示操作、结构原理、应用方向实例、常见问题处置等,并且把录像片进行网络共享,全校师生都可以上网观看.相对于以前只看操作说明书,需要培训的学生可以结合录像片和操作说明书进行仪器操作的学习,在熟悉了相关知识后再进行实际仪器的上机操作,会取得事半功倍的效果,而且需要了解仪器使用方法的学生可以根据自己的时间随时上网学习了解各种大型仪器.此外大型仪器录像片还可以用于本科生的实验教学,学生可以在课前上网预习大型仪器的基本原理和操作,避免以往到了实验室才知道仪器的模样,更谈不上仪器的操作及使用了.
2.2基于网络技术的大型仪器开放共享平台
随着网络技术的发展,目前各高校开始构建综合校园信息平台,大多数具有运行稳定的服务器以及安全顺畅的网络环境,建设大型仪器开放共享平台的硬件条件已经具备.我们根据目前大型仪器管理和使用中出现的问题设计制作了大型仪器设备管理平台,并已经投入使用,保证了大型仪器高效稳定的使用.
需要进行大型仪器测试的用户首先要进行新用户注册,新用户注册有三种类型,教师、学生和校外人员,学生须在导师完成注册后才能注册.注册完成后,可以进行大型仪器预约及查询.需要测试的用户可直接在网上预约,预约成功后就可以按照预约单上的时间使用仪器,节约了用户和仪器管理人员的时间,还避免了以前因预约先后顺序不确定出现的矛盾.
大型仪器管理员可以登录管理界面对仪器进行管理.首先,可以在系统上完成对注册人员的审核,只有审核通过的人员才可以进行预约测试；其次,可以完成对预约信息的审核,如果用户的样品不符合测试要求,可以拒绝预约.而审核通过的用户就可以按预约时间进行测试.仪器管理人员在信息审核时可以根据预约的工作状态进行数据分析,确定不同工作状态的分配时间,确保预约机时的优化.另外,针对不同资质的用户可以开放不同的使用权限.如对于可以独立操作机组的教师和专门课题的研究生,可以开放晚上和休息时间的机时.这样从客观上缓解深度科研应用与常规检测服务的机时矛盾.测试完成后仪器管理员可以把测试时间和相关的测试信息进行实际测试机时登记.
大型仪器设备管理平台可以进行机时使用记录的统计,在用户需要进行费用结算的时候可以对用户进行测试费用查询,导出数据,使得机时使用统计更规范,也节约了大量人工统计时间,避免了可能因统计失误造成的麻烦.
3问题与展望
目前基于计算机及网络技术的大型仪器管理的应用还处于起步阶段,在平时仪器预约平台技术维护方面,还需要进一步思考,如紧急情况的应对等,因此在调试过程中还需预留机动机时.稳定性和合理性等还有待进一步完善和解决.利用现代计算机技术和网络技术进行大型仪器教学与操作实训是发展的必然趋势,管理的网络化和计算机化也是发展的趋势,因此需要不断实践与完善.