环境工程实验教学示范中心的建设与实践

吕绿洲　林海　陈秀枝　周远松　冯瑞　刘娉婷

[摘 要]该研究阐述了环境工程实验教学示范中心的建设实践，对实验教学体系、队伍建设、资源整合、管理及运行模式等方面进行探索，提高了教学效果，具有很好的借鉴意义。

[关键词]实验室改革；队伍建设；实验教学；示范中心

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）11-0066-03

实验教学具有直观性、实践性、综合性与创新性等特点，在加强对学生的素质教育与创新能力方面有着重要的、不可替代的作用。[1][2]北京科技大学环境工程实验教学示范中心（下文简称示范中心）作为北京市级实验教学示范中心，几年来通过在教学体系、队伍建设、管理与运行机制等方面进行综合的改革与创新，在人才培养上取得了显著成效。

一、实验教学改革

（一）构建实验教学新体系

社会发展需要高素质的综合性人才，这样的人才不仅要有较强的动手实践能力，更要具有一定的创新精神。然而在我国高等教育的传统理念中，实验教学作为高等教育的辅助手段，只是依附于理論教学，实验教学对人才实践与创新能力培养的作用没有得到充分的认识；教学内容大都是演示性、验证性实验，涉及的只是单一的知识点；实验教学的系统性不强，缺乏综合性、设计性、创新性、研究性的实验；实验教学以教师讲解、演示为主，学生处于被动接受知识的状态，学生的创新积极性不高。这些严重影响了高校实验教学质量的提高，以及对学生综合实践能力、创新意识和创新能力的培养。示范中心自成立以来，尝试对传统实验教学课程体系进行改革，完善实验教学体系，实行“全程化、多层次”教学，并取得显著成效。

“全程化”是经过能源与环境工程学院和示范中心的共同努力，创造条件，使本科生在大学四年期间都能方便开展实验、实践、创新活动，实现实验教学全程化。

实验教学新体系按照知识、能力、素质并重的人才培养要求，依据教学目标、有关知识点的数量及难易程度和对学生实验技能的要求，将实验课程按照循序渐进的原则进行设置，分为基础实验，综合性、设计性实验，创新性实验。在课程设置中应尽量减少单一的基础性实验，增加综合性、创新性的实验比例。三个层次的实验内容设置要求由低到高，从基础知识和技能训练到综合能力培养，形成了阶梯式的实验课程体系，在提高学生的实践技能、培养学生的研究能力方面发挥了重要作用。

在实验教学改革中，示范中心把重心放在实验项目的开发与创新上。示范中心的人员通过与任课教师展开广泛交流而制定的实验内容大都取材于实际工程、科研项目和生活中的常见现象。不断地通过巧妙设计，将有关的科研项目和研究成果，开发为本科生的科技创新项目，极大地提高了学生的学习兴趣和创新意识。

示范中心加大综合性、设计性实验的开设力度。在教学活动中，改革传统实验教学内容，增设综合性、设计性和研究性实验，把科学训练和学生创新精神培养放到突出的位置上，充分发挥学生的创新主观能动性，突出培养学生对所学知识的融会贯通，发现、分析和解决问题的能力，全面提高学生的综合素质。

（二）改革实验教学的方法与手段

1.变“实验教学”为“试验教学”

环境工程研究与设计是针对我校环境工程专业办学特色而开设的独有的课程，对这门课程的教学内容、实验内容、设计内容进行整体设计，将分散的专业课教学内容按照基本原理—工艺—设备—工程应用系统化[3]，使学生将所学知识有机融合在一起并在三维空间展开，充分体现了我校环境工程专业以环境治理为教学中心任务的办学特色。

环境工程是实验科学，我校在与环境工程研究与设计课程配套的实验课研究方法训练中将“实验教学”改为“试验教学”，确定要求后，由学生自己设计实验内容、制订实验方案并且开展实验。学生在实验过程中不断发现问题，改进实验，提高了发现、分析、解决问题的能力。在研究方法训练考核中，不单单强调实验结果的正确性，更注重对实验过程的考核。教师要引导学生真正动脑思考，自己动手去做，用心去观察。开放式实验室的建立和不断完善，使得学生可以在一定程度上自主确定实验方案，增加实验内容，改进试验的研究方法。

2.实验要求与考核方式

将学生定位为实验设计者，把每一个具体的实验项目视为一个载体，通过这一载体，不仅使学生熟悉仪器的功能及使用方法，掌握实验方法，并且通过实验中的数据采集和处理，实验现象的记录和描述，实验结果的分析和表达，使学生的观察、分析及研究能力得到很大提高。

倡导探究性自主学习，加强讨论环节。实验过程和实验数据检查环节加强了引导和讨论，培养了学生的探究性实验思维。

在多年实验考核方式改革经验的基础上，改变只凭实验报告决定实验成绩的旧方法，提出以“实验设计+实验操作+实验报告”的综合评价方式评定学生的学期成绩。鼓励学生有自己的想法，有自己的侧重点和特色。

二、师资队伍建设

建设一支高水平的实验教学师资队伍是顺利开展实验教学改革的关键，也是教学质量可持续提高的根本保证。示范中心制定人才培养计划，采用“外引内培”的方针建设实验教学师资队伍。（1）内部培养。鼓励青年教师继续进修，在职攻读博士、硕士学位；鼓励和支持骨干教师、学术带头人从事实验教学，将科研成果引入实验教学；每年定期组织教师进行实验技能培训和技术交流，不断提高实验室人员的素质和工作水平。（2）外部引进。有计划地从国内外其他高校引进一批博士、硕士到示范中心从事实验教学工作。对新进教师进行岗位培训，采用实验教学试讲、专家点评与教学规范化学习相结合的方式。（3）制定示范中心人才培养计划以及教师个人发展规划，使示范中心人才培养按照知识结构、学历结构、年龄结构合理配置的良性循环运行。

三、创新管理与运行模式

（一）开展管理模式改革

示范中心由以前依附在各个系下的9个实验室整合而成，实行院校两级管理的主任负责制。由1名副院长担任示范中心主任，另设1名常务副主任。主任负责实验中心的发展规划和人力资源，为示范中心的发展把握方向；常务副主任负责示范中心的日常管理，执行国家和学校的政策措施，制订具体的实施方案，提出实验改革思路。各实验室主任对示范中心常务副主任负责，示范中心常务副主任对示范中心主任负责。这就打破了环境工程实验室依附于环境工程系，实验教学依附于理论教学的传统格局，管理更直接更高效。endprint

（二）资源重组，优化配置

我院现有环境工程、生物技术、生态工程、土木工程、矿物资源工程、安全工程这6个本科专业。从学科性质上看，各个专业之间跨度较大，因此拥有的仪器设备多样化。示范中心将6个专业的仪器设备整合起来统一管理，实现了资源共享，使实验资源得到了充分的利用。并且在教学上相互借鉴，相互渗透，对培养综合性人才起到了良好作用。

（三）实验室开放运行[4]

1.时间开放。公共实验室实行全天24小时开放制度。除开展实验教学外，还为本科生科技创新实验、毕业论文设计及教师科研实验提供实验场地。

2.设备开放。大型仪器设备建立共享平台，对全社会开放，并定期组织设备操作技术培训与讲座。

3.实验内容开放。实验教学中给学生更多的主动权，学生可以选择自己感兴趣的课题，从制订实验方案到实施实验计划再到总结汇报均由学生自己解决。实验教师仅给予有限的启发引导。

4.对外开放。示范中心除完成规定的实习、实验和相关实验教学任务外还面向全校为科研服务，对社会开放，实现资源共享，避免了重复建设。尤其是大型仪器设备，包括寒暑假在内全天候为学生、教师和社会开放，提高了实验和设备的利用率。[5]

（四）构建实验教学信息服务平台

示范中心还建立了实验教学信息服务平台，该平台面向全校师生开放。通过该平台实现制度、文件的在线共享，实时发布各种公告通知，并实现师生教与学的在线交流，拓展了实验教学的空间。

该平台还向全校师生提供各种教学资源，如精品课程视频、讲义、实验设备的操作规程、试题库等，并且开通了网上实验室安全教育与考试系统及危化品的采购与管理平台。

四、教学改革成果

示范中心经过多年的教学改革实践，取得了许多教学成果：承担国家级、省部级、校级教学研究项目28项，获省级教学成果奖1项；承担科研项目448项，其中国家级52项，省部级141项；承担横向项目255项；承担省部级及以上相关项目26项，获得专利5项。支撑本科生创新项目83项，指导学生获得成果73项，公开发表论文42篇。新出版实验教材17部，新编写实验讲义9部，发表教学研究论文27篇。

示范中心的学生科技创新教学体系建设特色明显，吸引了清华大学、北京航空航天大学、北京农业大学、山东大学等学校来校交流。示范中心自主研发的监测实验教学设备得以应用于电力、冶金、化工、钢铁等行业的监测、化验分析方面，实现了科研、教学成果化。

示范中心5年来承办国际交流220人次，接待了来自美国、德国、澳大利亚、日本等国的多名环境学界学者参观访问，并与德國斯图加特大学、美国耶鲁大学、德国国家UFZ环境研究中心、意大利国家研究委员会、台湾屏东大学、台湾朝阳科技大学、香港科技大学等著名大学、研究机构建立全面合作关系，大大提升了院校的国际知名度。

五、结语

通过多年建设，示范中心的软硬件条件得到了很大改善，实验队伍不断壮大[6]，已有一定的基础和实力，但距世界一流实验室还有一定距离。实验室建设既是一项系统工程[7]，也是一项长期工程，需要国家及学校的大力支持和全体教师不懈的努力。示范中心将以质量工程建设为契机，不断深化实验教学改革，进一步完善实验室管理机制，加强与国内外同行的交流与合作，发挥实验室的最大功效，为全国高等学校实验教学改革提供示范经验，为培养具有国际竞争能力的优秀人才做出更大的贡献。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 钱新明，宋庆，白玉白，等. CdS敏化对TiO2纳米薄膜电极光生电荷转移特性的影响[J].高等学校化学学报，2000（2）：295-297.

[2] Yang ZH， Zhang P. Modification of surface morphology and optoelectronic response in porousSi films by electrochemical methods[J]. JVac SciTechnolB， 1997（5）：1604-1606.

[3] 滕利荣，孟庆繁，逯家辉，等.国家级生物实验教学示范中心建设的研究与实践[J].中国大学教学，2007（7）：36-38.

[4] 陈剑锋.搞好省级实验教学示范中心建设 提高学生动手实践能力[J].中国现代教育装备，2011（9）：40-42.

[5] 钱大益，孙建林，刘云，等.材料实验教学示范中心建设的启示[J].实验技术与管理，2009（5）：114-117.

[6] 卢佃清，李新华，王勇，等.大学物理实验教学示范中心建设的实践与思考[J].实验室研究与探索，2011（6）：108-111.

[7] 刘荣英，朱燕君.高校实验教学示范中心建设的思考[J]. 理工高教研究，2008（2）：127-129.

[责任编辑：庞丹丹]endprint