实验室质量改进范文

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实验室建立与运行质量管理体系[1]，是保证检测结果科学、准确、公正，具有可比性的主要手段。质量管理体系在运行过程中要不断地进行有效控制、维护和持续改进，才能提高体系的适用性和符合性，确保实验室工作有序进行，使实验室持续健康发展。通过分析实验室质量体系运行过程中经常出现的问题，探讨其改进措施，可以确保实验室质量体系的有效运行和不断提高。

1质量管理体系运行中的问题

1.1实验室重业务，轻质量管理

有的实验室认为，只要把检测和科研搞好、业务技术过硬就很满意，不需要过多考虑合不合管理体系的要求，常常把质量管理放在次要位置[2]。

1.2质量管理体系与实际检测工作脱节

最常见的现象：检测过程未按程序文件、作业指导书要求进行，凭印象做或怎么快怎么做；有的检测需要制定作业指导书而没有制定，或者写一套做一套[3]。

1.3考核评价内容不完善，监督工作质量不高

缺少考核或评价的具体要求，工作做了，但没有或不知如何考核和评价[4]；监督员监督不力，未到现场监督或监督记录不及时，过后补记、转记，有的监督员对质量体系理解不深入，监督形式和内容单一，监督工作不全面、质量不高。

2改进措施

2.1提高全员参与意识

2.1.1领导重视

质量管理体系能够有效运行，机构的最高管理者、质量负责人起着决定性作用。体系运行涉及各职能科室与检测室，领导的组织与协调力度是关键。领导不重视，各科室之间就缺乏配合，质量体系就不能很好地发挥作用[5]。所以，首先要求领导重视，主持好管理评审，做出改进决策。

2.1.2加强培训、宣传及贯彻执行

使全体人员了解质量管理体系的重要性，充分理解《实验室资质认定评审准则》或ISO/IEC17025的内容和要求，了解每一个岗位在质量管理体系中的职责和作用，从思想上、行动上积极参与质量活动，使之变成自觉行为。实验室的培训、宣传及贯彻执行不能流于形式，内容要有针对性和适用性，要考虑员工的需求[6]。应建立考核与效果评价机制，检查是否达到培训的预期目的。

2.2将信息化引入质量管理体系

随着信息化程度的提高，应将更多的信息化、管理手段引入质量管理体系中，将质量体系与信息化有机融合，把各要素加入到信息化平台的各个环节，作为管理和运作过程的限制性要求，以信息化手段促进质量管理工作的提升[7]。

2.2.1文件管理信息化

建立文件管理平台，所有体系文件的编制、预授号、审核、审批、培训、实施、修改以及作废的每个环节都在网络上运行，任何一个环节只有符合管理体系的规定才可以继续运行，否则停止并提出纠正要求。所有体系文件统一由一个部门实行电子化管理，保证修改和更新及时到位。尽量少打印纸制版，如确有需要，应规定打印权限，在打印文件上显示打印日期并提醒使用完毕及时销毁；每打印或销毁一份纸制文件，管理部门平台要有显示，以便监督到位；当纸制文件未销毁前就有修订，系统会自动反映出还有哪个人、哪个部门打印的纸制版文件未销毁，以便提醒打印人员和管理部门，防止使用过期文件。

2.2.2标准物质管理信息化

建立标准物质管理平台和台账，使标准物质的领取、使用、销毁信息实时更新。将标准物质基本信息录入台账，系统对标准物质的某些重要信息如期间核查、有效期、贮存条件等进行提醒，使标准物质管理更加严谨。

2.2.3仪器管理信息化

建立仪器信息管理平台，在平台上建立台账，实现仪器从购买申请、审批、验收、检定或校准、SOP的形成、维修、核查直至停用报废等一系列过程的管理信息化，并将一些重要的时间如核查、检定或校准时间设置自动提醒，实现全程跟踪管理。

2.2.4检验过程管理信息化

现在已有很多实验室运行了LIMS系统，该系统很大程度上提高了检验过程的跟踪和管理水平，可以减少人员操作的随意性。通过这些信息化手段，增加了实验室工作全过程的原始性、可溯源性，减少了人工书写及人为错误和各环节操作的随意性，亦可提高执行力，可实现“全程跟踪、时限管理”，有效预防“两张皮”现象。信息化管理的引入，能使纸上的质量体系更好地落到实处，从而发挥质量体系的最大作用。

2.3完善考核评价制度，加强监督

实验室质量管理体系运行过程中，受各种因素的影响，各项质量活动及结果都可能发生偏离，因此，应强化考评和监督机制。

2.3.1建立完善的考核机制

例如，培训要有效果评价，看是否达到预期目的；还要建立激励机制，对质量体系执行得好的表扬奖励、执行不好的批评惩罚。

2.3.2实现高效的内部监督

为了加强实验室内部监控，质量监督员要把握好监督时机、关键人员及关键环节。监督时机：要把握新标准、新方法(包括标准变更)刚实施或开展时；检测方法发生偏离时；新设备刚开始使用或设备修理后重新投入使用时；公共卫生突发事件时；质量仲裁检定时；检测结果出现临界值时；发生客户投诉时。关键人员：要把握新培训人员、新上岗人员、短期聘用人员、长期休假重返工作岗位人员等。关键环节：要把握对检测结果有重大影响的环节、技术力量薄弱的环节等。只有把握好这些，才能实现高效的内部监督，使质量管理体系不断完善及有效运行[8]。

2.4做好内审和管理评审，保证体系持续有效运行

内审与管理评审是实验室质量管理体系自我完善、自我提高的重要手段，通过内审与管理评审可以不断地发现和解决问题，提出改进措施，并对质量管理体系文件进行相应的修改或补充，促进质量管理体系的不断完善。

2.4.1提高内审员素质

实验室内审要由具备资格的内审员所组成的内审组负责进行，而内审员的个人综合素质、特别是其所具备的相关领域的专业知识和审核技能决定了内审结果的质量。首先，内审员必须具备实验室已认可或已申请认可专业领域的专业知识，熟悉该领域的关键技术和方法要求，以便发现深层次的技术问题。其次，内审员要定期培训，采用走出去或请进来等不同方式，对内审员队伍进行持续培训，使其及时掌握实验室认可相关政策、准则、规则的变化和相关专业领域标准、方法的变化，以持续提高实验室的内审质量[9]。

2.4.2充分发挥最高管理者的作用，管理评审要目标明确

最高管理者要重视管理评审，将其作为提高实验室管理水平的平台。在参会人员讨论意见不统一时，最高管理者能做出决定，以统一实验室的工作思路。最高管理者要掌握好分寸，充分听取意见和建议，不能造成一言堂现象[10]。管理评审要目标明确，主要针对质量方针和总体质量目标的适宜性、外部环境变化对实验室的影响、近一年来实验室改进工作的效果进行评审，不能偏离管理评审的意图[11]。

2.4.3内部审核和管理评审不能流于形式

要做好充分准备，参与人员应认真围绕满足顾客期望以及实验室质量管理体系的适宜性和持续有效性来运行，内审和管理评审不能流于形式[12]，要注重寻找制约体系运行的本质与关键控制点，不断发现问题和解决问题，完善和改进质量活动过程，使质量体系得以持续改进。

作者:张莉 孟庆妍 李丹 单位:吉林省药品检验所

参考文献：

[1]中国合格评定国家认可委员会.检测和校准实验室能力认可准则[S]：CNAS-CL01：2006.

[2]李杰.实验室质量管理体系运行出现的问题的探讨[J].计量与测试技术，2015，（4）：81-83.

[3]温华伟.浅谈基层实验室质量管理体系运行中存在的问题及对策[J].中国新技术新产品，2015，（3）：161-163.

[4]方大勇.实验室质量管理体系常见的六个问题[J].中国计量，2008，（4）：43-44.

[5]易勇.实验室质量管理体系的有效控制与持续改进概述[J].海南医学，2011，22（9）：126-128.

[6]李成，李兴根，罗益群.浅谈如何做好实验室的质量监督工作[J].现代测量与实验室管理，2011，（5）：58-59.

[7]胡宇东，莫瑾.实验室质量管理工作信息化实践[J].现代测量与实验室管理，2014，（5）：48-49.

[8]彭文兵.论药品检测实验室的质量监督工作[J].中国药事，2012，26（11）：1169-1173.

[9]红霞.实验室质量管理体系的内部审核[J].中国教育技术装备，2013，（32）：27-28.

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开展准确、科学、公正的检测工作，赢得检测市场，是基层疾病预防控制中心生存和发展的生命线。在检测和校准实验室认可准则（ISO/IEC17025：2005）中明确指出：“实验室通过实施质量方针和目标、应用审核结果、数据分析、纠正措施和预防措施以及管理评审来持续改进管理体系的有效性”[1]。姚安县疾病预防控制中心于1998年通过省级计量认证，2003年及2009年通过省级计量认证复评审，2012年再次通过省级计量认证复评审、同时通过了省级食品检验机构资质认定。姚安县疾病预防控制中心在通过认证/认定评审的过程中，检测能力、检测质量稳步提高，质量管理工作得到持续发展，不断改善服务质量、满足客户需求，取得了良好的社会效益和经济效益。笔者从事实验室质量管理工作多年，就此阐述本中心实验室质量管理的一些经验，以与同行共同交流、分享。

1 领导牵头、全员参与

质量管理工作是系统性工程，“领导牵头、全员参与”是质量管理的基本原则。在质量管理体系中，领导层起决策、支持、协调作用，质量方针与目标的确定，需要最高管理者亲自主持；在基层疾病预防控制机构，领导者有更多机会接触执行层的员工，对质量体系执行的推动力尤为重要，领导可以通过自身的表率作用、确定科学合理的质量方针与目标、与员工的有效沟通等措施来营造良好的质量环境。全员参与是创建质量管理的基础性工作之一，群众在质量管理中出谋划策、各司其职、共同协作，作业指导书及有关质量记录表格的编制由每个具体岗位工作人员负责；员工参与到体系建立及运行过程中，有助于增强他们的责任感，使检测能力得以维持和不断提高，持续改进质量管理体系的有效性。

2 定期开展质量体系的内审和管理评审，保持质量管理体系运行正常有效、持续适用

2.1 确保健全的质量管理组织机构是质量体系正常运行的重要保证，法人代表是最高管理者，每个部门要任命质量管理的关键人员（内审员、监督员、样品管理员、设备管理员、资料管理员、合同评审员），明确职责、各司其职，在各自岗位上发挥管理监督职能。

2.2 定期开展内部审核，保证质量体系持续符合要求 。质量管理体系内部审核是实验室自己进行的一种自我改进自我完善和自我发展的重要活动，内部审核结果是衡量和评价实验室质量管理体系运行是否有效的重要标志。内部审核每年至少1次，应由获得内审员资格或计量认证评审员资格的人来承担，确保内审的客观、公正，切实做好纠正措施和预防措施，才能从根本上实现实验室质量管理体系的持续改进。

2.3 实施管理评审，确保质量体系的持续适用性和有效性。管理评审是为了确保质量管理体系的适宜性、充分性、有效性和效率，以达到规定的质量目标所进行的活动[2]。我们每年12月进行管理评审工作，由中心主任主持，中心各部门负责人及质量管理体系中的管理人员参加，输入内容是质量方针和质量目标实施的情况及评价、内部审核的纠正措施及预防措施落实情况、资源配置的合理性、实验室间比对能力验证及服务客户情况、工作量变化及检测人员培训情况等，按计划程序进行充分讨论，着重解决管理体系运行中的问题，特别是需要最高管理者解决的问题，以期达到从领导的高度持续改进质量体系，提高质量体系的持续适用性和有效性。

3 利用外部机构评审进行进行在质量管理体系的持续改进

外部机构评审包括计量认证及复评审、资质认定及复评审、扩项及获得各类资质的年审、实验室比对/能力验证等活动。认真对待外部机构评审活动中，不同的技术专家及不同的视角发现本中心质量管理体系中存在的的不符合项和实验室比对/能力验证活动的结果，召开专题会议，分析原因，提出纠正措施和预防措施，对问题、缺陷采取相应的改进。

4 做好检测人员培训、考核工作

4.1 实验室的检测工作质量，很大程度上取决于检测人员的素质和水平，制定符合本中心实际情况的检测人员培训计划并有效实施是确保检测质量的关键环节。积极参加各类业务培训及加强实验室自身组织的技术培训，提高技术水平与操作技术，保证检测人员能够以专业的精神应对各种日常及突况。实验室自身组织的培训应将质量体系审核、评审、质量监督工作中发现的问题以及质量体系文件中修改、完善的内容作为重点内容，同时涵盖新出台的法律、法规、政策、标准、规范等，还可以针对不同岗位的检测人员，有侧重的开展培训工作。

4.2 组织笔试、口试、实际操作等多种形式的考核是评价培训效果的有效手段，在实验室自身的培训考核中，增加实践环节的考核内容，对于提高检测人员的职业技能水平能起到很好的导向作用。

5 建立长期有效的质量监督机制

5.1 建立长期有效的质量监督机制是保证质量体系有效运行的重要措施，实验室日常质量监督是检测活动质量管理的手段，也是实验室自我改进的机制。按要求在管理层、质量管理部门和技术部门构建一个三位一体的质量网络监督系统，是共同实施检测活动及有效控制检测结果、清除不符合现象方式的根本保证。

5.2 质量监督的主要内容是监督决定实验室结果正确性和可靠性的因素，即人、机、料、法、环、测、抽、样，详细记录质量监督的情况，对于发现的问题提出可操作性强的纠正及纠正措施，并对整改情况实施跟踪验证，必要时还可运行“不合格工作控制与纠正和预防措施程序”。本中心任命了9名质量监督员，分布在微生物检验室、理化检验室、公共卫生科、结防科、艾防科、疾控科、计免科、后勤科和中心办公室，按照本中心质量体系文件的要求，每月至少进行1次质量监督，监督内容包括：检测工作是否符合文件要求、技术标准是否现行有效、实验室环境设施的控制、新上岗人员的重点监督、委托协议评审、检测仪器及标准物质、耗材及试剂、检测记录及报告、样品和实验室内务，承担政府指令性检测任务、开展新项目、检测方法确认等，质量监督员还不定期开展专项监督和重点监督。

5.3 质量监督的目的是通过提高能力，出具公正的检测报告，服务于客户，实验室要定期收集客户意见和要求，及时了解质量管理体系存在的问题，做好抱怨的处理工作，采取预防和纠正措施，不断进行改进和完善质量管理体系。

6 不断优化资源配置

6.1 实验室根据工作需要，合理地配置足够的管理、监督、检测人员，明确规定各类人员的任职条件，制定各类人员的岗位职责和相应的考核办法，每年进行考核评定，促进人员素质的不断提高。

6.2 实验室的全面质量管理离不开检测设备的应用，检测设备的管理是实验室质量管理的重要内容。基层疾控机构实验室要根据工作实际需求配备足够数量和适用的检测设备，认真遵守实验室中相关条例的要求，建立设备管理程序，建立检测设备档案，对所有的检测设备进行长期动态管理，防止因检测设备导致的差错事故发生。

7 不断完善档案资料的规范化管理

7.1 档案资料的规范化管理是质量管理体系有效运行和检测工作是否符合要求的证据，也是改进工作的依据。建立、完善并严格执行档案管理制度，能够确保档案的齐全完整、整理规范、有效利用。档案管理要有明确的归属和内容划分，各部门要明确职责、各司其职、分类归档。

7.2 档案管理要在建档基础上，不断补充新内容加以贡献完善，做到时时记录、补充完善，时时跟踪检查，使之成为活档案，确保档案的动态性、准确性和实用性。

基层疾控机构实验室承担着本区域内公共卫生检测工作的任务，还要满足社会需求，适应形势的发展，在市场竞争中立于不败之地，就必须不断提升实验室的检测能力和服务水平，加强质量管理体系的维持和优化。质量管理体系有效性的持续改进是一个循序渐进的过程，是永无止境的，是我们永恒的追求、永恒的目标、永恒的活动。

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Research on improvement of service quality of experimental teaching demonstration center based on lean six sigma

Zhang Ying， Zhang Wenbao

Fuyang Teachers College， Fuyang， 236047， China

Abstract： Analysis of the status of the service quality of our general experimental teaching demonstration center， the application of Lean Six Sigma activities in an experimental teaching demonstration center quality of service case. Through the satisfaction survey of the teachers and students， the project of Lean six sigma collected data， analyzed index correlation， according to the importance coefficient and satisfaction index to determine the location of each index in the index evaluation map， to determine the factors of need for improvement， and follow its effect so as to achieve continuous improvement.

Key words： Lean Six Sigma； experiment teaching demonstration center； service quality； continuous improvement

1 高校实验教学示范中心管理研究状况

从2005年开始，作为“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的重要组成部分，国家级、省级实验教学示范中心在各类高校纷纷建立，这对加快高校实验室建设和实验教学改革，推动实验室高效运行管理机制的建立，全面提高实验教学水平，提高对学生实践能力培养起到了积极的作用。

对于新兴的实验教学示范中心，其管理方法是在探索中不断完善的。近年来，许多专家进行了积极的研究和探索。涉及的方面有：实验教学示范中心建设模式、发展模式与管理模式的研究；更新实验教学理念；改革实验教学研究[1]；教学实验室环境与安全管理研究[2，3]；提高实验队伍的综合素质研究[4]；开放式实验室管理模式研究[5]；提高仪器设备利用效益研究[6]；药品、试剂、小型仪器的管理[3，6]及实验室文化建设研究[7] 等。

实验教学示范中心要改革完善，需要全面了解和掌握中心各个方面的管理状况，发现管理中的问题，以采取针对性的措施进行改进。以某高校实验教学示范中心为例，探讨如何运用精益六西格玛方法持续改进管理质量[8]。

2 实验教学示范中心管理改进的精益六西格玛流程

“精益六西格玛是一种将精益思想和六西格玛管理有机融合起来的新方法，它通过提高顾客满意度、降低生产与经营成本，从而提高产品与服务质量、加快流程速度和改善资本投入效率”。下面以某高校化学实验教学示范中心（以下简称“中心”）管理项目为例，探讨在普通高校实验教学示范中心实施精益六西格玛项目提高管理及服务质量的流程[9，10]。

2.1 界定阶段

该化学实验教学示范中心在管理及服务质量满意度方面有些问题。针对这种情况，需要对该“中心”的情况进行分析，找出原因。首先对典型的“中心”管理项目进行重点调研。通过实际考察、问卷调查及对“中心”人员的访谈，找出目前“中心”管理方式中存在的问题以及有待改进的方面。

2.2 测评阶段

设计问卷调查表（采用李克特量表），对“中心”各项管理服务指标满意度进行调查。设定：非常满意—5分 ；比较满意—4分；一般—3分；比较不满意—2分；很不满意—1分。测量和分析结果见表1

从表1可以看出，师生对“中心”管理指标中的实验教学一项最满意，对实验人员项次满意， 但对实验药品材料管理项和环保与安全项不太满意，对实验室文化最不满意。

2.3 分析阶段

测量所用各指标相关性分析见表2。

进行抽样充分性指标KMO测量和巴利特（Bartlett）球体检验结果见表3。

结合表2和表3可以看出几个指标的相关系数比较大，且很显著。其近似卡方值为73.913，显著水平达到0.000，抽样充分性指标KMO测量值达到0.549，显示抽样效果较好，但也说明数据之间存在多重共线性问题，我们选择采用主成分回归分析。由主成分分析法获得该项目各项指标的权重（即各项指标的重要性程度），表示为各项指标的重要性系数[11]。

然后再将每个指标满意度平均分和重要性系数进行标准化并列表对比（见表4）。

以每个指标满意度为横轴，每个指标重要性程度为纵轴绘制该“中心”管理及服务各指标评价象限图（如图1所示）。

“中心”管理各项指标评价象限图可以直观反映出该“中心”管理和服务质量的优势在哪里，哪些地方存在不足，从而指导我们有针对性地确定“中心”服务质量管理工作改进的着力点。

第I象限：高度关注区。指标X1（实验室硬件建设）、指标X2（实验教学管理）和指标X8（实验人员）落在这个象限上。这个象限标志着满意度与问题的重要性成正比例，即师生对“中心”提供实验管理和服务的满意程度与他们所评价合理的重要程度相符合。“中心”对这个象限的3个指标应该继续保持其现有水平，维持其发展的良好势头。

第II象限：属于重要性高但满意度低的象限（优先改进区）。指标X5（开放实验室管理）和指标X7（环保与安全管理）落在这个象限上。这个象限标志着有机会改进，表示师生是关注“中心”管理服务的这些指标，但目前“中心”在这些方面做得不够好，所提供的服务距师生的要求较远， 师生对此评价较低，需要重点修补、改进。

第III象限：机会区。指标X4（药品材料管理）和指标X6（实验室文化管理）落在这个象限上，表示这两项指标不是师生目前所关注的，不是现在最需要改善的服务项目，对此暂时可不多考虑，但应该保持关注，适当的时候还是要加以改进，因为这里是可以挖掘出提升师生满意度的机会点。

第IV象限：维持优势区。指标X3（大型仪器设备管理）落在这个象限上。这个象限标志着满意度评价较高，但并非师生最为关注的方面，属于次要优势。虽然它们不是很重要，但维持现在的程度，对于师生而言，还是十分重要的。

2.4 改善阶段

通过对该“中心”管理服务评价指标的分析，开放实验室和环保与安全管理这两个方面处于需要优先改进的位置， 其次是药品材料管理、实验室文化管理两方面，该“中心”需要按照精益六西格玛的实施要求，由中心负责人积极推动，相关人员积极行动，对需要优先改进的开放实验室和环保与安全管理两个方面再实施二级精益六西格玛项目，组织有关人员分析梳理找出问题所在，探讨解决办法，制定解决方案，并尽快着手实施。

在环保与安全管理方面，把师生身体健康放在首要位置考虑，把化学实验教学效果与绿色环境、安全稳定等因素统筹考虑，增加购置环保与安全的实验设备，同时坚决做到实验室环境设施建设安全化和环保化，尽力做到实验过程绿色化，“三废”处理绿色化，危险化学物品使用安全化，安全教育和安全检查经常化。

开放实验室管理优化方面，本着有利于培养学生自主研究能力、创新意识和创新能力的主旨，继续坚持探索“因材施教 ， 讲究实效 ” 的教师指导模式；学生自主创新模式，毕业论文 （设计 ）带动模式相结合，调整修改开放实验项目，修改开放实验管理办法，试行网络选项目、约实验室、约实验指导教师的开放实验室管理模式，使开放实验室工作有条不紊地进行。

药品材料管理方面的问题应尽快解决。药品材料仓库内部安排调整，升级药品材料管理软件，修改完善药品材料管理和领用办法。同时对师生进行节约与绿色化教育，使化学药品和材料领用快捷，药品材料节约了近一成。

实验室文化方面的问题解决。实验室文化是实验室精神文化、制度文化和环境文化的总和。该“中心”通过加强对学生追求真理、崇尚学术、严谨求实的教育和影响，修改完善实验室规章制度，改变实验室环境布置等，有效改善了该“中心”人员的精神面貌，提升了实验室文化品位，优化了实验室人文环境和工作环境，提高了实验示范中心的管理服务质量水平，提高了师生的满意度。

2.5 控制阶段

实验室硬件建设是“中心”得以运行的基础，实验教学是“中心”工作的核心，实验人员是“中心”运行的关键。在前面分析中获得的信息说明，该“中心”在以往工作中这三方面都做得很好，这是需要继续保持的，同时还要根据新的情况作出新的应对。对上述分析提示需改进的项目，要在最后的控制阶段中，通过对相关师生的不定期访谈和对实验室各项指标的定期检查评估，了解师生对改进后管理和服务的满意度，并对改进结果跟踪控制，发现问题及时分析解决，对新的问题再次使用精益六西格玛项目流程，持续改进，精益求精，达到更高的质量目标。

3 结束语

通过对化学实验中心管理实施精益六西格玛的案例，探讨了精益六西格玛改进方法在高校实验教学示范中心管理中对于提高管理和服务质量的应用。通过满意度调查、数据收集、统计处理和分析，得到师生满意度和重要性4个象限评价图，以确定需要改进的方向。在改进后，持续跟踪回访，实现对改进内容的控制，并循环使用精益六西格玛的DMAIC流程，实现服务质量的持续提升。

参考文献

[1] 张媛，蒋福宾，欧阳津.省级实验教学示范中心的建设模式探索[J].实验室研究与探索.2011，30（2）：88-90.

[2] 张媛，蒋福宾，欧阳津. 高校化学教学实验室环境与安全的管理[J].中国现代教育装备.2011（1）：95-96.

[3] 蔡毅飞，薛来.MSDS在高校化学实验室安全管理中的应用[J].实验室研究与探索.2011，30（2）：88-90.

[4] 沈秀，张黎，戎红仁，刘春林，龚方红.普通本科学校实验教学中心的建设与思考[J].实验技术与管理.2011，28（2）：120-122.

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[8] Michael L. George.Lean Six Sigma[M]. New York： McGrawHill， 2002.

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中图分类号：O4-33 G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）37-0265-02

一、引言

比热容是单位质量的物质温度升高1℃时需吸收的热量，它的测量是物理学的基本测量之一，属于量热学的范畴。量热学在许多领域都有广泛应用，特别是在新能源的开发和新材料的研制中，量热学的方法是不可缺少的。比热容的测量方法很多，如：混合法、冷却法、比较法等[1]。本实验采用的是比较法中的一种――电热法测定液体的比热容。单量热器加热装置是电热法测量液体比热容的实验中常用的，在测量过程中由于搅拌器的搅拌作用使回路中的电流不太稳定，这无疑影响了测量结果的准确度。而用比较法测量液体的比热容时，为了消除因电阻的不同而产生的系统误差，需要进行交换测量[2]。同时，温度的测量一般采用的是酒精温度计，存在温度读取误差大、读数不方便、单次测量引入随机误差的可能性大等诸多不良因素[3-6]。针对上述问题，本文改进了测定液体比热容的实验装置和测量方法，并使用改进后的实验装置和方法测量了水的比热容，实验证明，测量的准确度有了很大的提高。

二、实验装置

常用的测量液体比热容的实验装置中的搅拌装置是一根铝制环形搅拌棒，用该搅拌棒进行搅拌时，搅拌不均匀，且环形搅拌棒只能近似贴着杯壁上下运动。因此，待测液体的温度很不均匀，量热器内液体的温度差可达0.5℃，由此可见，温度计测出的温度并不能代表该待测液体的真实温度[7]。同时，在测量过程中，铝棒本身的温度也会上升，这进一步加大了实验误差。因此，我们对该装置的这些不足进行了改进：使用带自动搅拌机的搅拌杯来作为承装实验液体的容器。该搅拌杯通过电缆线与测定仪相连接，进行实验时，只要按下测定仪上的“搅拌”按钮，搅拌器就会自动搅拌。同时，我们采用温度传感器来测量温度，减少了读取温度计的读数时产生的误差。利用改进后的实验装置，我们测量了水的比热容，通过实验，我们可以得到，使用改进后的实验装置和测量方法进行实验时，搅拌非常均匀，搅拌杯中不同位置的液体温度相差非常小。与原设备相比，液体的温度相对均匀了很多，这样，从液体中任意位置测出的温度都可以代表待测液体整体的温度，且利用温度传感器测出的温度更加准确，这使得测量结果的准确度有了很大提高。

三、实验公式

如图1所示，在量热器中装入质量为m，比热容为c 的待测液体（如水），当通过电流I时，根据焦耳-楞次定律，量热器中电阻产生的热量为

Q=IUt （1）

式中，I为电流强度，U为电压，t为通电时间。

如果量热器中水（包括量热器及其附件）的初始温度为T ，在吸收了加热器释放的热量Q后，终了的温度为T 。m 为不锈钢量热器内筒的质量，c 为其比热容，搅拌器和温度传感器等用水当量ω表示，水的比热容为c ，则有

IUt=（m c +m c +ωc ）（T -T ）

c = -m c /（m +ω） （2）

不锈钢在25℃时的比热容c 为0.120cal・g-1・℃-1（或0.502J・g-1・℃-1），水在25℃时的比热容c 为0.9970cal・g-1・℃-1（或4.173J・g-1・℃-1）。本量热器的水当量ω=6.68g。

四、实验数据及处理

采用改进后的实验装置，我们测量了水的比热容，具体的测量数据如表1所示。

c = -m c /（m +ω）

= -69.9×0.502/（150+6.68）

=4.193（J・g ・℃ ） （3）

E = ×100%= ×100%=0.48% （4）

由上面的计算，我们可以看出，水的比热容的相对误差为0.48%，小于1%，该结果说明，改进后的实验装置和测量方法具有非常高的精确度，说明改实验装置和实验方法具有很好的精度。

结束语

本文对以往的电热法测定比热容的实验装置和测量方法进行了改进，并利用改进后的实验装置和方法测量了水的比热容，实验发现，利用改进后的实验装置和方法测量水的比热容具有很高的精度，这在实际应用上具有一定的价值。

参考文献：

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