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陸婉珍院士:儀器制造如何支持教學的思考
2010-6-28 來源:科學儀器
關鍵詞:儀器制造

    我一直在從事科研工作,對儀器制造及教學都很少了解,但是因為我們最重要的資源是儀器及人才,優質的儀器及優秀的人才是我們永恒的期盼。最近一個時期,我在思考這樣一個問題,即儀器制造業如何更多地滿足教學方面的需求,當然最終會有利我們的科研工作。

    我閱讀過一些早期的《分析化學》教材,似乎課程中還沒有給太多學時給儀器分析,主要的都是一些基礎知識。最近,劉長寬秘書長送給我一本華東理工大學的《分析化學》第二版,這是一本理工科專業的基礎教材,據我知道在我國各高校應用較廣,內容也十分豐富。其中的儀器分析實驗占了將近一半的內容,也就是說理工科專業的學生將要也必須從事大量的儀器分析實驗訓練,需要使用大量的儀器。這些儀器不能太簡單,也不必太復雜,最好能讓學生動手裝卸和維修,充分了解其原理內容及可能的應用。

    我國在校大學生有600萬以上,理工科學生將占一半,因此我發現這是儀器生產企業的一個大市場,目前尚沒有充分開發。大家都了解市場開發是要付出的,但是為了培養我們的下一代,為了我國科學研究事業的發展,為了保障人類的健康生存的環境,為了保證生產裝置的安全及先進性,為了工農業產品的品質,我國將需要大量的分析人才從事儀器分析。顯然,儀器生產企業在這方面的付出將會有回報的。

    關于理工科大學中分析實驗課的配制,我實在沒有什么太多的建議,但是從各類期刊中可以看出,有四項內容是分析工作者比較關心的,即:1.分離技術(各類色譜等);2.各類譜學(分子和原子光譜、核磁和質譜等);3.各類傳感器(各類專用的測量技術等);4.數據處理(化學計量學是其中的一部分)。目前大學分析化學中對1、2、4項都已有論述,傳感器的內容目前還較分散,較難歸納。關于數據處理的內容略少,但在常用的分析儀器中,應用計算機進行數據處理已是不可或缺的內容,如果在分析專業的課程中再增加一些分析數據處理的基本知識似乎也是有必要的。21世紀以來,一些分析儀器可產生海量數據,如何處理這類問題也需要給學生一些基礎教育。

    在高校,隨著對高等教育要求的不斷提高,必然會出現學時不夠分配的問題。我最近十多年來一直從事近紅外光譜的分析工作,基于以上的理解,我大膽地建議對分析化學專業的學生安排一定學時的近紅外光譜分析實驗。因為近紅外光譜儀器價格不高,其光學結構與紫外光譜或紅外光譜十分相似,光譜理論知識也相對簡單,但是必須用計算機進行數據處理(化學計量學方法)才能取得分析結果。同樣的數學方法還可用于質譜等海量數據的處理。

    如果在高校,近紅外光譜作為實驗課的一部分,則學生們可以同時得到儀器構造、譜學、數據處理三方面的實際訓練,而所占的學時不會太多。這對于培養學生的綜合應用能力將是非常有用的。

    當然從社會的需求來看,不論是環保、人類健康、工業流程的優化都需要實時的分析數據,近紅外光譜技術正是適應這種需求快速發展起來的。今后,我國社會也急需這方面的專業人才,大學中的這種訓練還會積極推動該技術的推廣普及。

    儀器生產廠商應重視這塊市場的開發,與高校相關部門一起,研制適合教學用的軟件和硬件,并科學設計實驗內容,使學生從思維上、科學方法上、基本技能上得到訓練。培養學生構建完備的知識結構及解決實際問題的能力,以適應這個時代對分析測試人員的要求。

    小結

       要重點關注人才和設備兩個資源,先進的儀器需要生產單位供應,應該不斷進行研發來適應我們的需要,同時需要高級的人才,適合我們需要的人才,這些人才的來源是學校。陸院士特別強調了儀器研究制造、軟件開發和儀器應用相結合的人才的培養。

       陸院士提出學校和工廠是儀器儀表最關鍵的資源的供應地,這兩個地方應該引起儀器儀表界的關注。通過對比2000年之前和2006年的學生教材,讓大家了解到實驗用的儀器來源將成為一個重要問題,儀器生產商應該看到并重視這樣一個龐大的市場,應該由儀器分析協會來提倡努力開發這個市場。

       陸院士從儀器結構和應用角度分析出我們可以從近紅外光譜儀器入手來開發這個市場。因為此類儀器具備以下優越性:
       一、所用原理與所有光學儀器近似,但結構較簡單,能夠讓學生自由拆卸懂得原理并應用;
       二、學生可以在實踐中了解計量學在分析化學中的應用;
       三、有寬廣的應用前景。

     陸婉珍院士:

    陸婉珍,1924年出生。曾于美國留學,1956年回國工作,在石油工業部煉制研究所(即今石油化工研究院)歷任分析室主任、總工程師,現為高級顧問。1991年當選為中國科學院院士。當年,她在不長時間內建成了包括光譜、色譜、質譜、核磁等門類齊全、人員配套的分析測試中心,成為各石化研究單位的表率;而且是中國公認的幾位色譜開拓者之一。1962、1969、1974年多次解決石油煉制中的分析、工藝等重大問題。1995年以來致力于近紅外光譜儀的研制及應用,作出了重大貢獻。

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(月雪)
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