建設環(huán)境監(jiān)測開放性專業(yè)實驗室培養(yǎng)創(chuàng)新型環(huán)保專業(yè)人才

張宇　彭瑩

【摘 要】環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境工程專業(yè)的必修課程之一。如何提高創(chuàng)新性、設計性、綜合性實驗在本科實驗教學中的比例，培養(yǎng)創(chuàng)新型環(huán)境工程專業(yè)人才，專業(yè)實驗室的開放性建設是關鍵性因素。主要從實驗室硬件條件、軟件條件、人員管理規(guī)章制度等幾個角度闡述了對環(huán)境監(jiān)測專業(yè)實驗室的建設，并結合實例進行了說明。

【關鍵詞】環(huán)境監(jiān)測；開放性實驗室建設；創(chuàng)新

高校實驗室是給在校大學生提供學習基本實驗技能，完成實驗教學的基地，更是孕育培養(yǎng)創(chuàng)新型、學術型、研究型人才的搖籃。美國教育家赫欽斯認為：“大學所能做的最大服務，國家所仰賴大學的最重要的服務，社會所不能做，只有大學才能勝任的服務，即學術領域的領袖地位?！倍咝嶒炇以诖髮W擔當整個文明社會學術領袖乃至將知識化為生產力的過程中占有及其重要的地位。吸收科學和教學的新成果，通過實驗培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的學風，嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和分析問題，解決問題的能力，是高校實驗室最重要和基本的任務。[1]

1 建設開放性專業(yè)實驗室的背景和必要性

在發(fā)達國家，評價一個大學學術水平地位和綜合能力的高低，很大一部分是看這個大學的實驗室的設備條件，管理制度，能否承擔起高水平的研究項目。歐美的大學十分重視實驗教學，實驗室普遍對外采用申請、有預約的方式有序開放，強調學生要盡早進入實驗室，老師的科學研究與教學結合緊密，注重將科研成果及時轉化為實驗教學內容。并且注重跟社會企事業(yè)單位、科研單位結合，給學生提供更多的實踐機會。

在我國，長久以來，不論是基礎課實驗室，還是專業(yè)課實驗室，走的都是以課程為主線，教師為主體，各門課程的實驗內容只圍繞本課程的知識進行設計的路子；實驗內容主要針對一個或幾個知識點，演示性，驗證性實驗多，幾乎沒有綜合性，設計性的實驗。專業(yè)實驗只注重了對某個知識點的驗證，忽視了學生對分析問題，解決問題能力的培養(yǎng)。 學生做完實驗以后，由于缺乏對知識點的融會貫通，加上教師對實驗考核成績基本上沒有要求，由此造成學生對專業(yè)實驗不感興趣，黑板上怎樣寫，就跟著怎樣做，抱著早做完實驗早下課的心態(tài)。就算實驗過程中出現(xiàn)問題，數(shù)據(jù)產生錯誤，很多同學也不會去深究其中的原因，而是偷偷篡改數(shù)據(jù)再交給老師交差。這樣不能達到大學實驗教學的最終目的。

近些年來，隨著教育改革的不斷深入，寬口徑、厚基礎、重能力、大平臺的人才培養(yǎng)模式已經基本形成，那種一談專業(yè)實驗室，就是以專業(yè)為單位，為某門課或為某幾門課服務的實驗室建設和管理的模式顯然已經不適應當今教育形勢的發(fā)展了。[2]改變傳統(tǒng)的專業(yè)實驗室的運行機制和管理體系，使專業(yè)實驗室增效益，實驗教學上水平，建設開放性的專業(yè)實驗室，培養(yǎng)動手能力強，能將理論知識應用于實際的創(chuàng)新型人才，勢在必行。

2 傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測專業(yè)實驗室的特點

我院的環(huán)境監(jiān)測實驗室涵蓋了分析化學、環(huán)境監(jiān)測兩門主干專業(yè)課程，兩個專業(yè)的實驗教學。在舊版的實驗教學大綱中，設置的演示性、驗證性實驗較多，占實驗總數(shù)的90%以上，綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗較少，且實驗方法單一。一般是學生按照黑板上寫好的步驟，將數(shù)據(jù)測一遍，填入指定的表格，實驗就算完成了。實驗成績只按5%～10%計入課程總成績中。學生多為應付、消極的對待實驗教學。

實驗室分布較分散，實驗老師少，管理起來存在諸多不便。藥品和實驗儀器、玻璃器皿等搬運困難。儀器臺套數(shù)少，重復次數(shù)多，不僅教師辛苦，學生有時候也得不到動手鍛煉的機會。

3 環(huán)境監(jiān)測開放性實驗室建設的內容

3.1 實驗室基礎設施和硬件的建設

近兩年來，為了響應建設開放性實驗室，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的號召，環(huán)境監(jiān)測實驗室投入大量資金，在實驗室基礎設施和硬件的建設上取得可喜的成績。實驗室安裝了新的通風系統(tǒng)，進行了水電改造，增加了本科實驗教學所需儀器的臺套數(shù)，并購入了大型檢測儀器，如原子吸收分光光度儀、原子熒光光度計、紫外可見分光光度計、微波消解儀，進口儀器設備總額達到百萬元。建立了大型精密儀器室，實驗設備條件可以滿足開放性實驗室。

3.2 實驗教學內容的開放：

建設開放性的專業(yè)實驗室，首先要實現(xiàn)實驗教學內容的開放。這其中包括：教學以學生為主體，教學過程中主要引導學生自己思考、設計、動手解決問題，教師起輔助作用；實驗類型由單一的必修改為必修、選修，增加實驗內容，學生可以根據(jù)自己的興趣愛好選擇實驗；實驗性質由驗證性為主轉為綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗為主，使“三性”實驗占總實驗課時的90%以上；實驗考核成績占總成績百分比提高至15%。

“三性”實驗比例的提高，意味著本科實驗教學不能再像過去那樣，知識點散亂孤立，學生做配角，跟著教師和板書的具體步驟，亦步亦趨，做完了也不知道到底做了些什么。應當根據(jù)教學大綱的要求，明確學生實驗所要掌握的知識點及各個知識點之間的聯(lián)系，給出自由發(fā)揮的空間，讓學生自己查閱文獻、設計實驗并且動手得到數(shù)據(jù)。比如環(huán)境監(jiān)測實驗中，《化學需氧量的測定》、《水中氨氮的測定》這兩個實驗，按照舊的實驗大綱，屬于驗證性實驗。教師只要配制好在測定范圍之內的水樣，讓學生按照黑板上的步驟，逐步測定，得到結果就行了。往往做完實驗之后，學生并不明了做實驗的目的，記憶不清晰。在新的實驗教學中，監(jiān)測實驗合并為幾大板塊，主要是地表水體監(jiān)測（湘江水衡陽段水體的監(jiān)測）、大氣監(jiān)測（校園的大氣）、噪音監(jiān)測、室內空氣檢測等。學生在教師的指導下，查閱相關文獻，對監(jiān)測對象的采樣布點、采樣時間段、監(jiān)測的技術指標進行設計，寫出成熟方案，交給教師審閱之后，再逐步按照自己的方案進行實驗。前述的兩個實驗作為監(jiān)測對象的兩個技術指標，實驗結果關系到所監(jiān)測水體的質量，因此為學生所感興趣和關注，實驗效果顯著。

實驗教學內容的開放還應當體現(xiàn)高校為社會服務這一功能之上。本科實驗教學與社會關注的熱點相結合能夠進一步提高學生的積極性，促使他們將專業(yè)知識與社會實踐相結合，加深對本專業(yè)的了解。目前室內裝修空氣污染是一大熱點，尤其為環(huán)保人士所關注。實驗室開設了選修實驗：室內空氣檢測綜合實驗，有興趣的同學可以在民宅、公寓、辦公場所進行布點采樣測定，根據(jù)檢測結果，編寫空氣質量評價報告書，深受學生歡迎。有同學表示，畢業(yè)之后，打算從事相關工作，能夠先在實驗室進行“預演”實在是太有用了。

3.3 實驗室教學環(huán)境的開放

實驗教學內容改革之后，實驗室的教學環(huán)境也要隨之進行調整，從時間、空間和環(huán)境上實現(xiàn)全面開放，為學生提供自主的學習環(huán)境。目前，環(huán)境監(jiān)測實驗室基本上實現(xiàn)了全天候開放，寒暑假和節(jié)假日也照常開放，主要開放對象是大三以上的本科生，以及研究生和教師。從10年至今共完成研究生畢業(yè)實驗10余人次，本科畢業(yè)實驗30多人次，實驗室管理也隨著經驗的積累越來越趨向正規(guī)化、完善化、制度化，一系列的實驗室管理規(guī)章制度已經出臺并且掛墻，同時對大型精密儀器的使用進行了單獨的分類，如原子吸收分光光度計、原子熒光光度計等，成立管理小組，專人進行負責。為了保證實驗室開放的安全性，還對有毒有害化學品的使用和保管進行了另行規(guī)定，暗室或保險柜儲藏，領用人簽字，未用完退回。為了使實驗室規(guī)范化，做畢業(yè)論文的研究生、本科生進入實驗室之前，先要提交申請，批準之后，方可進入實驗室，實行導師負責制。做本科專業(yè)實驗的高年級本科生根據(jù)實驗要求，同實驗教師預約實驗時間，進入實驗室之前，先要接受安全教育并在實驗室使用守則上簽字方可開始實驗。低年級本科生如有意向提前進入實驗室，可以在實驗室老師處登記，由實驗室老師與有科研項目的老師或做畢業(yè)實驗的本科生聯(lián)系，經同意后充當實驗助手，實行導師負責制。同時，專業(yè)實驗室對本院學生的課外活動開放，如大學生創(chuàng)新實驗項目，學生向實驗室外借便攜式儀器，在老師的指導下，對衡陽市農村的生態(tài)環(huán)境部分指標進行現(xiàn)場測定，并采樣帶回實驗室進行另一部分指標的測定。

由于實驗室面對的對象不但有本科生，還有研究生，以及進行科研項目研究的教師，進行的實驗不但有本科生教學實驗，還有本科畢業(yè)實驗，研究生畢業(yè)實驗，教師研究項目實驗，因此，環(huán)境監(jiān)測實驗室劃分出不同功能區(qū)，如公共實驗區(qū)、常規(guī)化學分析實驗區(qū)、大型精密儀器區(qū)等，同時進行資源整合，充分利用實驗室的各種資源，提高了儀器設備的使用率。

專業(yè)實驗室的全面開放，提高了實驗室利用率，加強了實驗環(huán)節(jié)，為學生創(chuàng)造了一個寬松的實驗環(huán)境，也為科研提供了開發(fā)的場所。

4 開放性實驗室取得的成就

環(huán)境監(jiān)測開放性實驗室經過幾年來的建設已經取得了一定的成就。學生在核心期刊上發(fā)表學術論文10余篇， 2012年實驗室通過“湖南省示范教學中心”評估，成為我校省級示范中心之一。

5 結束語和建議

目前，環(huán)境監(jiān)測專業(yè)實驗室正處于開拓發(fā)展的階段，雖然已經建立起了一系列比較完整的實驗室管理規(guī)章制度，但是如何更好的實施才能達到效果，仍需要探索。進入實驗室的學生人數(shù)較多，實驗室環(huán)境的保持和儀器設備的維護等方面還存在較大的問題。本科實驗教學內容進行了創(chuàng)新，實驗形式也進了一大步，但是仍未完全做到讓學生提高自主實驗意識，這其中主要是信息溝通不暢，大部分學生不了解開放性實驗室的基本情況，只聽班干部傳達老師的意見，仍是沒把自己當成教學主體。

為了解決這一系列的問題，我院正在建立起一套網(wǎng)絡化管理交流平臺，擬將實驗室基本信息及管理辦法、各實驗室儀器設備和所開設實驗、大型精密儀器概況以及實驗教學師資隊伍等信息上網(wǎng)，并擬建立起網(wǎng)絡預約實驗系統(tǒng)，學生可以通過該平臺，了解實驗內容信息，根據(jù)自己的情況和實驗教師預約進入實驗室的時間，從而實現(xiàn)實驗室的有序開放。

【參考文獻】

[1]錢猛，王慶亞.開放實驗室的建設與管理[J].實驗科學與技術，2008，6（1）123-125.

[2]綦春明，羅清海.地方高校土木工程專業(yè)實驗室開放建設的改革實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011，13：31-33.

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