材料学科专业实验室建设与管理探讨

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摘要:结合东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室的实际情况，分析了基于材料学科的专业实验室的独有特征，并提出了适合于材料学科专业实验室建设与发展的“六字方针”(提升、健全、优化)，即要努力做到提升实验室建设水平、健全实验室规章制度以及优化实验室师资队伍，为推进素质教育、培养应用型人才、提升学科学术水平，提供良好的外部环境。

关键词:专业实验室建设;材料学科;“六字方针”

高等院校设立具有承担特定专业的相关实验、教师科研、学生撰写毕业论文以及服务社会等事项的专业实验室，不仅是高校从事科学技术创新的主力，更具有承担攻关技术、培养人才、进行学术交流、组织应用基础研究的功能。勿庸置疑，实验室建设和管理的质量以及实验技术队伍建设的好坏对保证教学质量和科研水平具有重要的作用［1－3］。高等院校材料学科专业实验室未来的发展重点是在现有材料学科专业实验室［4－5］设立和管理理念的基础上进行研究，把有关材料的制备、成分控制、加工、热处理、性能检测、组成分析和质量监控结合为一起涵盖所有功能的实验活动室，鉴于材料实验具有其自身的独特形式，所以每一个实验都要耗费较长的时间，因此，它是一项具有挑战性的建设工作［6－8］。本文以东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室为实例进行逐步研究，就硬件软件的基本建设与在材料学科专业实验室建设设计工作上进行了大量的研究。关于实验室的建设和日后实验室的管理工作开始了更深入的探索，努力让其更具有科学安全性与合乎逻辑性［9］，把现在积累的优势实验基础建设经验，融入其自身特色和优点中，并不断完善，持续发展。

1基于材料学科专业实验室的特征

1．1人员流动性大。由于实验经费等现实原因的限制，用于完成材料性能测试的设备一般实验室只会配备一台或几台，因此，用于做实验的教师或学生只能采取轮流使用制度，这就导致操作实验设备的人员不确定和使用时长不确定的现象发生，不仅使仪器发生的故障率增加，还进一步加大了实验室的安全隐患，同时也给实验室的管理带来了新的困难。1．2特殊仪器设备。材料的制备、合成、加工、性能测试、元素的定性定量分析等实验内容都是实验室需要具备的功能。而这些实验内容都需要专门的大型贵重仪器设备来辅助完成，例如金属材料的力学性能试验机、对特定元素定性定量分析的扫描电镜、电子探针等设备，这些设备对环境的敏感度较高，在使用过程中必须保证一定的温度和相对湿度，并由合适的电源、水源、通风、照明等保障;另外，实验室的持续发展需要满足部分实验活动的条件，例如:消除有害的电场与磁场、扬尘离子数量的掌控与振动干扰的减弱，针对实验室而言，创造这样的环境才是一个挑战。1．3严峻的安全问题。相对于其他学科而言，材料学科所涉及的领域更为广范，其更多的是工程技术的应用，由于实验室仪器的数量以及设备较多，不乏某些设备误操作容易发生安全事故，例如，测试材料力学性能的万能材料试验机、熔炼材料的高温炉以及金属材料的加工车床等，并且，每种材料化学实验用到的药品种类不同，数量较多，其中许多药物的毒性和腐蚀性也让人担忧。这些药品的管理和存放稍有差错，就会为学生自身的生命财产安全造成威胁。同时实验室常常需要使用氩气、氦气、氮气这些惰性气体和氢气、一氧化碳等极具危险气体［10－12］。因而，压力容器即变成了实验室一个不安全因素之一，因为压力瓶的使用中偶尔会有一些气体被混合装在一起，由于存储不够稳定，在较高温度较高压强的情况下使用会对我们的生命财产构成很大的威胁。这都将是实验室的建设过程中需要面对的更大的挑战。

2基于材料学科的专业实验室管理“六字”方针

由于基于材料学科的专业实验室具有独有的特征，在管理上也较一般实验室更加困难，因此，本文提出了适合于材料学科专业实验室管理与发展的“六字方针”，即“提升、健全和优化”。2．1提升实验室建设水平。由于材料专业实验的特殊性，它需要兼容众多与材料有关的实验内容，所以其必然是一个集众多功能于一身的专业化、多元化的实验室，所以，对实验室的设备水平和功能水平将有一个更高的要求去等着我们挑战。实验室不仅要为有关材料的各类化学、物理、加工以及检测实验提供相应的设备设施以及安全保证，更要为师生提供一个可以实现多元化服务的开放平台，所以实验室的建设必须走可持续、高层次的路线去完成我们的需求。实验室的硬件设备与软件设备是检验实验室水平的重要条件［13－14］。关于实验室硬件的建设，我们需要投入更多的资金去购买更多先进的实验器材，把实验交流和研究探索更好地呈现在一个更为人性化、更方便的平台上去。不过在我们去采购新的实验设备之前，需要做好如下几个方面的工作。首先，充分的市场调研是我们必须经历的重要环节，我们必须进入市场去收集整理更多的有关所需设备的各项细节信息，充分了解各类设备设施的优点、缺点、前景以及各项技术指标信息，了解设备的配套装置等情况;其次，制定科学合理的购置计划，可以有效地防止盲目采购、重复采购等行为，同时要注重资金的合理节约使用;最后，由相关方面的专家进行专业的指导，分析购置设备的可行性以及性价比。在软件建设方面，主要从以下几个方面进行。(1)要加强实验室管理，实现资源共享。定期总结各项大型设备仪器的使用情况，促进大型仪器设备的“专管共用，资源共享”;(2)要创造带有实验室特色的文化氛围，定期举办一些特色活动，让不同课题组之间的教师进行多角度的沟通交流，提升实验室的建设水平;(3)要建设良好的实验室环境，促进科研工作的进行。随着科研工作的不断深入，实验设备的利用率可以达到最大，有利于实现资源共享的目标，从而形成一个良性循环，使实验室发展和科研工作的深入研究都达到事半功倍的效果。2．2健全实验室的各项管理制度。俗话说“无规矩不成方圆”，同理，实验室想要得到稳定而持续的发展，完善的实验室管理制度是不可缺少的。为此，我们必须做到以下几点。2．2．1制定一个合理化的实验室管理制度。为了真正发挥实验室在日常学习和科研工作中的作用，应增加设备的有效利用率，降低设备的闲置时间;同时，实验室管理人员要做好实验室仪器设备的使用预约登记工作，教师和学生在使用实验室之前需要预约，以便于统筹安排;并在使用仪器设备之后自觉做好对仪器设备的运行情况以及使用情况的记录，以便当仪器出现故障问题时有利于相应的管理人员去处理进而不影响实验的进程;因此，与之相对应的另一项严谨的工作便又运用而生，即实验室管理人员要做好相关仪器设备的配件及耗材的登记管理存储工作，从而保证实验室的持续运行。2．2．2设立健全的实验室安全管理制度。其内容有:(1)应当对所有安排进入实验室的学生提前进行相应的实验室安全技能培训和相关注意事项的讲解，并且进行分批考核，不合格者将继续学习，合格后方可进入;(2)适时开展有关实验室的仪器设备使用安全规范的相关报告，提升教师与学生的自身安全意识;(3)聘请专业的安全管理员对实验场所进行随机检查，对不能按照规定而进入实验场所的教师和学生进行相应的处理;(4)由于实验室做完实验必定会产生相应的产物，无论有益有害，都应该分类回收，及时处理;(5)针对每台仪器设备都有专门的安全负责人，而每位安全负责人由安全督察小组领导，最终领导权由实验室主任所有，实现实验室的安全网络化管理。2．2．3建立健全实验室的考核机制。完善实验人员的考评和激励机制。安排合理的实验室责任到人的机制，更有利于实验室的安全保障与合理管理［15－16］。作出相应的奖罚制度，来激发工作人员的积极性，确保实验室可以合理安全地持续发展下去。2．3优化实验技术师资队伍。组建一支实验技术扎实的师资团队将是我们实验室建设中不可或缺的一部分，也是实验室落实管理和教学不可缺少的重要组成，甚至决定了专业实验室建设的质量。拥有专业的知识、理论和实践经验的实验技术人员队伍能够更好地解决学生在实验中提出的问题，降低仪器设备的故障率，大幅度地提高实验质量。那么实验室就必须通过较为雄厚的资金去支持、鼓励我们的实验室技术人员去创新、去发掘部分仪器的潜力，进而进行部分改进，既增加了实验室仪器的使用率也为此而形成了一支分配合理、技术更强、尽心尽力、敢于创新的铁杆师资力量。

3结语

高等学府全方位人才的培养与专业实验的实施主要寄托于我们的多元化实验室。因此，唯有我们不断地提升实验室的全面性，方能满足我们教学的需求，培育更多的高科技人才。东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室就有过此种尝试，并且取得了十分不错的成绩，尤其是在管理、装备和建设等方面，因此，为了保证实验室可以得到持久有序的发展，应努力把“提升、优化和健全”六字方针当做建设目标，将金属电磁材料作为最主要的发展线路，把主要的组建思路放在材料制备及检测分析上面，形成具有独立特色的新型实验室。

作者:李晓瑜 单位:东北大学