建设环境监测开放性专业实验室培养创新型环保专业人才

张宇　彭莹

【摘 要】环境监测是环境工程专业的必修课程之一。如何提高创新性、设计性、综合性实验在本科实验教学中的比例，培养创新型环境工程专业人才，专业实验室的开放性建设是关键性因素。主要从实验室硬件条件、软件条件、人员管理规章制度等几个角度阐述了对环境监测专业实验室的建设，并结合实例进行了说明。

【关键词】环境监测；开放性实验室建设；创新

高校实验室是给在校大学生提供学习基本实验技能，完成实验教学的基地，更是孕育培养创新型、学术型、研究型人才的摇篮。美国教育家赫钦斯认为：“大学所能做的最大服务，国家所仰赖大学的最重要的服务，社会所不能做，只有大学才能胜任的服务，即学术领域的领袖地位。”而高校实验室在大学担当整个文明社会学术领袖乃至将知识化为生产力的过程中占有及其重要的地位。吸收科学和教学的新成果，通过实验培养学生理论联系实际的学风，严谨的科学态度和分析问题，解决问题的能力，是高校实验室最重要和基本的任务。[1]

1 建设开放性专业实验室的背景和必要性

在发达国家，评价一个大学学术水平地位和综合能力的高低，很大一部分是看这个大学的实验室的设备条件，管理制度，能否承担起高水平的研究项目。欧美的大学十分重视实验教学，实验室普遍对外采用申请、有预约的方式有序开放，强调学生要尽早进入实验室，老师的科学研究与教学结合紧密，注重将科研成果及时转化为实验教学内容。并且注重跟社会企事业单位、科研单位结合，给学生提供更多的实践机会。

在我国，长久以来，不论是基础课实验室，还是专业课实验室，走的都是以课程为主线，教师为主体，各门课程的实验内容只围绕本课程的知识进行设计的路子；实验内容主要针对一个或几个知识点，演示性，验证性实验多，几乎没有综合性，设计性的实验。专业实验只注重了对某个知识点的验证，忽视了学生对分析问题，解决问题能力的培养。 学生做完实验以后，由于缺乏对知识点的融会贯通，加上教师对实验考核成绩基本上没有要求，由此造成学生对专业实验不感兴趣，黑板上怎样写，就跟着怎样做，抱着早做完实验早下课的心态。就算实验过程中出现问题，数据产生错误，很多同学也不会去深究其中的原因，而是偷偷篡改数据再交给老师交差。这样不能达到大学实验教学的最终目的。

近些年来，随着教育改革的不断深入，宽口径、厚基础、重能力、大平台的人才培养模式已经基本形成，那种一谈专业实验室，就是以专业为单位，为某门课或为某几门课服务的实验室建设和管理的模式显然已经不适应当今教育形势的发展了。[2]改变传统的专业实验室的运行机制和管理体系，使专业实验室增效益，实验教学上水平，建设开放性的专业实验室，培养动手能力强，能将理论知识应用于实际的创新型人才，势在必行。

2 传统环境监测专业实验室的特点

我院的环境监测实验室涵盖了分析化学、环境监测两门主干专业课程，两个专业的实验教学。在旧版的实验教学大纲中，设置的演示性、验证性实验较多，占实验总数的90%以上，综合性、设计性、创新性实验较少，且实验方法单一。一般是学生按照黑板上写好的步骤，将数据测一遍，填入指定的表格，实验就算完成了。实验成绩只按5%～10%计入课程总成绩中。学生多为应付、消极的对待实验教学。

实验室分布较分散，实验老师少，管理起来存在诸多不便。药品和实验仪器、玻璃器皿等搬运困难。仪器台套数少，重复次数多，不仅教师辛苦，学生有时候也得不到动手锻炼的机会。

3 环境监测开放性实验室建设的内容

3.1 实验室基础设施和硬件的建设

近两年来，为了响应建设开放性实验室，培养创新型人才的号召，环境监测实验室投入大量资金，在实验室基础设施和硬件的建设上取得可喜的成绩。实验室安装了新的通风系统，进行了水电改造，增加了本科实验教学所需仪器的台套数，并购入了大型检测仪器，如原子吸收分光光度仪、原子荧光光度计、紫外可见分光光度计、微波消解仪，进口仪器设备总额达到百万元。建立了大型精密仪器室，实验设备条件可以满足开放性实验室。

3.2 实验教学内容的开放：

建设开放性的专业实验室，首先要实现实验教学内容的开放。这其中包括：教学以学生为主体，教学过程中主要引导学生自己思考、设计、动手解决问题，教师起辅助作用；实验类型由单一的必修改为必修、选修，增加实验内容，学生可以根据自己的兴趣爱好选择实验；实验性质由验证性为主转为综合性、设计性、创新性实验为主，使“三性”实验占总实验课时的90%以上；实验考核成绩占总成绩百分比提高至15%。

“三性”实验比例的提高，意味着本科实验教学不能再像过去那样，知识点散乱孤立，学生做配角，跟着教师和板书的具体步骤，亦步亦趋，做完了也不知道到底做了些什么。应当根据教学大纲的要求，明确学生实验所要掌握的知识点及各个知识点之间的联系，给出自由发挥的空间，让学生自己查阅文献、设计实验并且动手得到数据。比如环境监测实验中，《化学需氧量的测定》、《水中氨氮的测定》这两个实验，按照旧的实验大纲，属于验证性实验。教师只要配制好在测定范围之内的水样，让学生按照黑板上的步骤，逐步测定，得到结果就行了。往往做完实验之后，学生并不明了做实验的目的，记忆不清晰。在新的实验教学中，监测实验合并为几大板块，主要是地表水体监测（湘江水衡阳段水体的监测）、大气监测（校园的大气）、噪音监测、室内空气检测等。学生在教师的指导下，查阅相关文献，对监测对象的采样布点、采样时间段、监测的技术指标进行设计，写出成熟方案，交给教师审阅之后，再逐步按照自己的方案进行实验。前述的两个实验作为监测对象的两个技术指标，实验结果关系到所监测水体的质量，因此为学生所感兴趣和关注，实验效果显著。

实验教学内容的开放还应当体现高校为社会服务这一功能之上。本科实验教学与社会关注的热点相结合能够进一步提高学生的积极性，促使他们将专业知识与社会实践相结合，加深对本专业的了解。目前室内装修空气污染是一大热点，尤其为环保人士所关注。实验室开设了选修实验：室内空气检测综合实验，有兴趣的同学可以在民宅、公寓、办公场所进行布点采样测定，根据检测结果，编写空气质量评价报告书，深受学生欢迎。有同学表示，毕业之后，打算从事相关工作，能够先在实验室进行“预演”实在是太有用了。

3.3 实验室教学环境的开放

实验教学内容改革之后，实验室的教学环境也要随之进行调整，从时间、空间和环境上实现全面开放，为学生提供自主的学习环境。目前，环境监测实验室基本上实现了全天候开放，寒暑假和节假日也照常开放，主要开放对象是大三以上的本科生，以及研究生和教师。从10年至今共完成研究生毕业实验10余人次，本科毕业实验30多人次，实验室管理也随着经验的积累越来越趋向正规化、完善化、制度化，一系列的实验室管理规章制度已经出台并且挂墙，同时对大型精密仪器的使用进行了单独的分类，如原子吸收分光光度计、原子荧光光度计等，成立管理小组，专人进行负责。为了保证实验室开放的安全性，还对有毒有害化学品的使用和保管进行了另行规定，暗室或保险柜储藏，领用人签字，未用完退回。为了使实验室规范化，做毕业论文的研究生、本科生进入实验室之前，先要提交申请，批准之后，方可进入实验室，实行导师负责制。做本科专业实验的高年级本科生根据实验要求，同实验教师预约实验时间，进入实验室之前，先要接受安全教育并在实验室使用守则上签字方可开始实验。低年级本科生如有意向提前进入实验室，可以在实验室老师处登记，由实验室老师与有科研项目的老师或做毕业实验的本科生联系，经同意后充当实验助手，实行导师负责制。同时，专业实验室对本院学生的课外活动开放，如大学生创新实验项目，学生向实验室外借便携式仪器，在老师的指导下，对衡阳市农村的生态环境部分指标进行现场测定，并采样带回实验室进行另一部分指标的测定。

由于实验室面对的对象不但有本科生，还有研究生，以及进行科研项目研究的教师，进行的实验不但有本科生教学实验，还有本科毕业实验，研究生毕业实验，教师研究项目实验，因此，环境监测实验室划分出不同功能区，如公共实验区、常规化学分析实验区、大型精密仪器区等，同时进行资源整合，充分利用实验室的各种资源，提高了仪器设备的使用率。

专业实验室的全面开放，提高了实验室利用率，加强了实验环节，为学生创造了一个宽松的实验环境，也为科研提供了开发的场所。

4 开放性实验室取得的成就

环境监测开放性实验室经过几年来的建设已经取得了一定的成就。学生在核心期刊上发表学术论文10余篇， 2012年实验室通过“湖南省示范教学中心”评估，成为我校省级示范中心之一。

5 结束语和建议

目前，环境监测专业实验室正处于开拓发展的阶段，虽然已经建立起了一系列比较完整的实验室管理规章制度，但是如何更好的实施才能达到效果，仍需要探索。进入实验室的学生人数较多，实验室环境的保持和仪器设备的维护等方面还存在较大的问题。本科实验教学内容进行了创新，实验形式也进了一大步，但是仍未完全做到让学生提高自主实验意识，这其中主要是信息沟通不畅，大部分学生不了解开放性实验室的基本情况，只听班干部传达老师的意见，仍是没把自己当成教学主体。

为了解决这一系列的问题，我院正在建立起一套网络化管理交流平台，拟将实验室基本信息及管理办法、各实验室仪器设备和所开设实验、大型精密仪器概况以及实验教学师资队伍等信息上网，并拟建立起网络预约实验系统，学生可以通过该平台，了解实验内容信息，根据自己的情况和实验教师预约进入实验室的时间，从而实现实验室的有序开放。

【参考文献】

[1]钱猛，王庆亚.开放实验室的建设与管理[J].实验科学与技术，2008，6（1）123-125.

[2]綦春明，罗清海.地方高校土木工程专业实验室开放建设的改革实践[J].中国现代教育装备，2011，13：31-33.

[责任编辑：邓丽丽]