本科化学实验教学中大型科研设备的应用与思考

刘宪春¹，魏 婷¹，邢双喜²

（1.昌吉学院化学与化工学院，新疆 昌吉 831100；

2.东北师范大学化学学院，吉林 长春 130024）

摘  要：近年来，随着国家科研投入持续加大，大型科研设备在高校的普及度显著提升，其应用场景逐渐从专职科研拓展至本科课堂。聚焦大型科研设备在化学实验教学中的多重价值，包括对学生成长、课程革新以及教师进阶的影响，同时梳理了依托此类设备开展课堂实践时遭遇的瓶颈，并给出了针对性对策，为本科化学实验课程改革提供了思路。

关键词：大型科研设备;本科实验教学;人才培养

在高等教育中，本科阶段的学习是大学生未来发展的基石。化学是一门理论与实践紧密结合的自然科学。实验教学是连接理论教学与应用实践的桥梁，是培养学生实践能力、创新思维和科学素养的重要环节。随着现代科学技术的不断进步，大型科研设备逐渐成为本科化学实验教学中不可或缺的工具。这些设备为学生提供了接触前沿科学的机会，有助于提升本科化学实验教学的质量和水平。

1 大型科研设备在本科化学实验教学中的意义

1.1 提升学生的实践能力

在实验教学中，提升学生的实践能力是培养学生综合素质和创新能力的关键环节。大型科研设备通常代表当前最先进的技术，通过系统的培训和实践，学生可以掌握先进的实验技术，全面提升自己的实践能力。以有机化学实验为例，气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）是1种高效、灵敏的分析仪器，广泛应用于有机物的定性和定量分析。学生在使用GC-MS时，需要掌握一系列严格的操作步骤，如样品的采集、预处理和注人方式的选择等。通过实际操作，学生可以进一步理解和巩固所学到的理论知识。此外，大型科研设备在使用过程中可能会出现故障或异常情况。例如，在使用GC-MS时，如果测试数据出现异常，学生需要对仪器参数进行调试，包括柱温、载气流量，以及离子源和检测器的参数优化等。在解决问题的过程中有助于培养学生独立思考和解决问题的能力，这在未来的学习和工作中将具有极其重要的价值。

1.2 提高实验教学效率

在实验教学中，大型科研设备凭借其先进的技术和强大的功能，为实验教学带来诸多便利。以仪器分析实验为例，高效液相色谱仪（HPLC）能够快速、准确地分析复杂样品中的多种成分，显著提升实验效率。例如，在分析水样中的污染物成分时，传统的化学分析方法可能需要花费数小时甚至更长时间来完成样品的分离、检测和定性定量分析。而HPLC能够在短时间内完成对水样中多种污染物的分析。在实验过程中，学生可以轻松设置实验参数并实时监控实验进程。实验完成后，软件系统会自动对采集到的数据进行处理和分析，生成详细的实验报告。这种自动化操作和数据分析的方式不仅减少了人工操作的误差，提高了实验结果的准确性和可靠性，还节省了学生在数据处理上花费的时间和精力。学生可以将更多的时间用于分析实验结果、理解实验原理以及探讨实验现象背后的科学问题，从而更好地提升实验教学的质量和效率。

……