前言

当今世界正处于百年未有之大变局，新一轮科技革命、产业变革正在重塑全球创新版图，国际竞争日趋激烈。习近平总书记强调： “必须加强科技创新特别是原创性、颠覆性科技创新，加快实现高水平科技自立自强，打好关键核心技术攻坚战，使原创性、颠覆性科技创新成果竞相涌现，培育发展新质生产力的新动能。”党的二十届三中全会宣告我国教育改革进入了全面深化的新阶段。全会强调教育、科技、人才是中国式现代化的基础性、战略性支撑，并明确提出要深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略。这一战略部署为高校拔尖创新人才培养提供了坚实的政策基础和广阔的发展空间。

近年来，高校大型仪器设备公共实验平台的建设水平日益提高，在教学科研中的重要性愈发凸显。“高精尖缺”类大型仪器设备是宝贵的办学资源，是学校办学实力的重要体现。通过将大型仪器设备资源面向人才培养，尤其是面向本科生全面开放，能够为培养具备卓越工程意识和实践创新能力的拔尖创新人才提供关键支撑。实践表明，依托公共实验平台的资源优势，打造跨学科、跨专业、多层次的新型人才培养体系，建立和完善实验室开放课程这一重要的人才培养载体，既可以实现理论知识学习、科研素质培养、动手能力提升、创新创业实践的有机融合，又能大大提升大型仪器设备的使用率和综合投资效益，实现公共实验平台建设与人才培养的最优协同，形成拔尖创新人才培养的“新高地”。

传统的实验室课程教学受重视程度不够高，实施过程中往往存在资源分配不均、设备利用率低、学生实践机会少等问题，缺少对课程建设的系统化研究，尤其是缺少一本针对性、指导性、规范性较强的教材。在深入贯彻落实党的二十大和党的二十届三中全会精神、推动高等教育改革创新和高质量发展、繁荣高等教育科学研究和实践探索的背景下，为了适应新时代的教学需求，推动开放实验教学向更深层次、更广领域发展，我们编写了本书，旨在为广大师生提供一本系统、全面、实用的开放实验课程教材。本书在内容的编排上，力求做到以下三点。

1. 系统性

本书涵盖基础实验、综合实验和创新实验等多个层次，每个实验项目指导书都包含实验目的、原理、基本要求、仪器和材料、具体内容、步骤、结果与数据处理、注意事项等内容，部分配有多媒体视频，使读者能够快速了解开放实验项目的全貌，提高教学质量与效果。

2. 前沿性

本书内容紧跟科技前沿，充分反映大型仪器的最新技术进展和应用成果。同时改革教学模式，注重学生的主体性和参与性，鼓励学生自主探究和创新实践，使学生在探索研究中了解最新的科学进展与技术发展水平。

3. 实用性

本书紧密结合高校公共实验平台大型仪器设备的实际情况和实验教学需求，为开放实验课程师生提供高水平的实验设计指导，适合作为高等院校、科研机构及相关领域培训机构的实验教学参考书，也可作为学生自主学习、科研实践的指导手册。读者可根据自身学习阶段和研究兴趣，灵活选择实验项目，结合线上资源与线下实践，深化理论知识，提升实验技能。

我们希望本书能够激发更多学子对实验科学的热爱与追求，培养更多具有创新精神和实践能力的新时代人才。同时，我们也期待本书的出版能够引发更多关于实验教学改革的思考与讨论，共同推动开放实验教学的发展与进步。

我们衷心感谢北京理工大学教务部、资产与实验室管理处、分析测试中心、材料学院、化学与化工学院、生命学院、医学技术学院、集成电路学院、自动化学院及各实验平台的大力支持，感谢黎汉生教授、何春林教授、李晖教授对本书提出的宝贵意见和建议，感谢网信建设研究课题（北京理工大学）资助，感谢所有为本书编写提供支持和帮助的同事、学生以及相关人员。愿本书能够成为开放实验课程学习之旅中的良师益友！

最后，由于编者水平有限，加之时间仓促，书中难免有不当之处，敬请读者批评指正。

编者

2025年1月