实验室仪器的起源发展
卡文迪许实验室是英国剑桥大学的物理实验室,实际上就是它的物理系。
剑桥大学建于1209年,历史悠久,与牛津大学同为英国的学府。
剑桥大学的卡文迪许实验室建于187l~1874年间,是当时剑桥大学的一位校长威廉·卡文迪许私人捐款兴建的。
他是十八~十九世纪对物理学和化学做出过巨大贡献的科学家亨利·卡文迪许的近亲。
这个实验室就取名卡文迪许实验室,当时用了捐款8450英镑,除去盖成一栋实验楼馆,还买了一些仪器设备。
英国是十九世纪发达的资本主义国家之一。把物理实验室从科学家私人住宅中扩展出来,成为一个研究单位,这种做法顺应了十九世纪后半叶工业技术对科学发展的要求,为科学研究的开展起了很好的促进作用。随着科学技术的发展,科学研究工作的规模越来越大,社会化和专业化是必然的趋势。卡文迪许实验室后来几十年的历史,证明剑桥大学这位校长是有远见的。
负责创建卡文迪许实验室的是著名物理学家、电磁场理论的奠基人麦克斯韦。他还担任了卡文迪许实验物理学教授,实际上就是实验室主任或物理系主任,直至1879年因病去世(年仅四十八岁)。在他的主持下,卡文迪许实验室开展了教学和多项科学研究,按照麦克斯韦的主张,在系统地讲授物理学的同时,还辅以表演实验。表演实验则要求结构简单,学生易于掌握。
他说:“这些实验的教育价值,往往与仪器的复杂性成反比,学生用自制仪器,虽然经常出毛病,但他却会比用仔细调整好的仪器,学到更多的东西。仔细调整好的仪器学生易于依赖,而不敢拆成零件。”从那个时候起,使用自制仪器就形成了卡文迪许实验室的传统。
实验仪器自制,是指在没有现成的商品化仪器可供购买,或虽买得到但买不起的情况下,寻找相关材料自行研制和制作符合教学要求的实验仪器。
其意义主要在于:
①过渡性地解决仪器资源不足,及原有旧仪器与新课程新教材匹配不良等问题,为有效地展开实验教学提供条件空间;
②也为开发出工业化商品化仪器创造条件雏形;
③培养学生的创新精神和实践能力。
学生的教具(学具)自制活动,是物理实验教学活动的一种形式,是物理实验教学活动的重要组成部分。
实验室仪器行业主要企业近700家目,拥有实验室离心机、天平、热分析仪器、动力测试仪器、真空仪器与装置、电泳仪、铸造测试仪器、应变测量仪、环境试验设备、土工测试仪器、声学仪器、陶瓷检测仪器12个专业,主要企业年产值在2010年近60亿人民币,其中一部分产品已达到或接近世界先进水平,质量稳定,少部分高端仪器达到国际先进水平,具有自主知识产权,先后进入欧洲、美洲、非洲、东南亚市场,取得了可喜的成绩,年出口额达10亿人民币。但是我们必须看到长期以来来自国外的著名仪器公司凭借技术和品牌优势,占据国内很大一部分市场,年进口额约为32亿元人民币,发展我国实验室仪器任重道远。
国家“十二五”规划指出:培育和发展战略性新兴产业对推进产业结构升级、加快经济发展方式转变具有重要意义,必须把突破一批支撑战略性新兴产业发展的关键共性技术作为科技发展的优先任务。实验室仪器行业市场潜力:年需量约为320亿,具有很大的市场需求。已有项目列为国家重点扶持和发展项目。