环境工程实验室开放模式探索与实践*

关共凑，徐 颂，杨富国

(佛山科学技术学院环境与化学工程学院，广东 佛山 528000)

实验室是高校开展实验教学与科学研究的重要场所，实验室开放是培养高素质应用型创新人才的重要途径[1-2]。环境工程专业作为一个典型的应用型工科专业，其特点是综合性、实践性很强[3]，因此，实验教学环节显得尤其重要。通过实验教学，既能加深学生对基本理论知识的理解，又能培养学生的动手能力和创新能力。然而受传统教学思想的束缚，重理论轻实践，实验课是为了验证理论课而开设，虽然之前已做了几次改革，减少了一些验证性实验，增加综合性、设计性实验，但是目前仍然以传统的“照方抓药”教学模式为主，导致学生依赖性强，缺乏创新思维，加上实验室只有部分开放，造成实验室利用率低，仪器设备闲置。这种现状显然已不适应新时代对高素质应用型环保人才培养的需要，进一步改革势在必行。

目前，本校正在努力建设广东省高水平理工科大学，其中环境科学与工程是省级重点建设学科，其相应的环境工程专业是本校重点发展的典型新工科专业。该文结合本校建设广东省高水平理工科大学的需要，以2017版本科人才培养方案修订为契机，在改革实验教学体系的同时，对环境工程实验室开放模式进行探索并付诸于实践，以满足本校培养“基础扎实、精于实践、勇于创新、敢于创业”具有新工科特色的高素质环境工程专业应用型人才的需要。

1 环境工程实验室开放必要性

实验室开放是教育部普通高校本科教学专业评估中重要指标之一，也是高校实验教学改革与发展的必然趋势。通过环境工程实验室开放，一方面提高实验室利用率和仪器设备使用率，做到资源共享，另一方面提高学生实验动手能力和分析解决问题能力，促进高素质应用型创新人才的培养。通过环境工程实验室开放，还可以促进教学与科研的协调发展，并为社会提供环境监测与评价、城市污水处理、工业废水治理、环境咨询等服务，提高实验室的社会效益和科研经济效益。因此，实验室开放显得十分必要和紧迫。

2 环境工程实验室开放模式初探

本校环境工程实验室总面积约为1200平方米，主要包括环境分析测试室、环境评价室、准备室、天平室、污染控制工程室、固废处理与处置室、环保室、精密仪器室、样品前处理室、环境材料与污染修复室、测量室、机房等10多个分室。环境工程实验室除了承担本专业全部实验教学任务外，还对学生和老师开放，实验室开放的内涵和形式多样化，主要包括时间、实验内容、范围、仪器设备、教学模式和管理人员等方面的开放[4]。

2.1 时间开放

采用定时开放、预约开放和全天开放等模式。

(1)定时开放

根据实验室的实验教学安排，通过校园网公布固定的时间向学生开放，如环境分析测试室实行定时开放，主要是针对基础型实验项目，让学生进行一些基本实验操作技能训练，既提高学生操作技能熟练程度，又加强操作规范性。

(2)预约开放

通常是以研究型立项项目的形式进行，学生首先要填写开放实验项目申请表，交实验室主任审批，然后在设备处网站的实验室管理系统中申请开放预约，最后实验室根据实验项目内容、预约时间，安排指导老师进行实验项目的指导，如环保室、环境评价室、污染控制工程室、精密仪器室一般是实行预约开放。

(3)全天开放

每天(除上课时间和寒、暑假外)从早上8点到晚上10点对学生开放。如机房实行全天开放，主要是给学生利用机房的专业软件完成CAD制图、课程设计、毕业设计、参加计算机技能竞赛等。

2.2 实验内容开放

(1)结合计划课程中综合性、设计性实验项目开放

由于大部分课程如《现代测试技术实验》、《环境监测实验》、《环境工程微生物学》、《水力学与水泵》、《污染控制工程实验》、《测量学》等的实验课减少了验证性实验，增加了综合性、设计性实验，但课时较少而实验任务重、内容复杂，学生在课堂内不够时间完成，因此实验室采取定时开放与预约开放相结合的形式进行开放，统筹安排学生实验时间和实验室开放时间，让学生在老师的指导下，自己查阅相关资料，设计一套完整的实验方案，进入实验室完成实验任务。如《环境监测实验》中的“校园空气环境质量监测”，属于综合性、设计性实验，学生自己制订监测方案，设计实验路线，并亲自配制试剂，选择仪器，分若干个小组在校园主干道、教学科研区、教工生活区、学生公寓、饭堂等多个采样点采样，测定TSP、PM10、PM2.5、SO2、NO2等指标，并综合评价校园空气环境质量状况[5]。这实验项目计划学时为6，在课堂内根本无法完成，只有通过实验室开放才能完成这一系列实验过程。

(2)结合课程设计、课程实习、科研训练开放

通过实验室开放，完成的课程设计主要包括《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》、《环境影响评价》、《固体废物处理与处置》等，完成的课程实习主要有《环境监测》和《测量学》等，每门课程设计一般是2～3周，课程实习一般是1～2周。另外，学期末安排2周的科研训练，一般也是通过实验室开放来完成，科研训练旨在培养学生的科研能力和创新能力。

(3)结合毕业论文(设计)开放

毕业论文(设计)是学生进入大四的最后一个综合性实践教学环节，时间安排一般为15周。通过实验室开放，学生可以带着毕业论文(设计)题目进入实验室，利用实验室宽敞的场地、先进的仪器设备，完成毕业论文(设计)过程中的各项工作任务。近年来，环境工程专业有超过60%学生利用实验室开放完成毕业论文(设计)，随着学校招生规模扩大以及实验室开放力度加大，利用实验室开放完成毕业论文(设计)的学生还会不断增加。

(4)结合大学生创新创业训练、实验室开放创新基金、学生学术基金等项目开放

近三年(2016-2018年)，通过实验室开放，完成了校级、省级、国家级大学生创新创业训练项目60多项，校级实验室开放创新基金项目和学生学术基金项目30多项，申报项目以及参加人数逐年增多。

(5)结合技能竞赛、挑战杯、第二课堂活动开放

通过实验室开放，近三年(2016-2018年)学生参加化学实验技能大赛、节能减排竞赛、挑战杯等获奖20多项。另外，利用实验室开放的时间组织学生参加第二课堂活动，如酸雨监测、土壤污染修复、纳米催化剂研制、水污染处理等，充实了学生的课余生活。

(6)结合老师科研课题开放

将实验室向老师科研课题(包括横向和纵向)开放，一方面对老师的科研课题顺利完成提供良好的实验室资源，另一方面提高参与老师课题的学生科研能力。如2018年的第二次全国污染源普查，本学院承担了佛山市禅城区污染源普查任务，本横向课题经费接近500万元，共有300多名学生和60多名老师参加，利用机房开放，如期完成8400多家企业调查表数据录入和统计工作，受到了禅城区环保局领导的高度表扬，学生也得到了很好的锻炼。近三年(2016-2018年)，通过实验室开放，完成了“基于水动力过程的粤北岩溶区土地利用方式对钙迁移、沉积影响机制研究”、“病死猪炭及其改性对重金属污染土壤的修复机理研究”、“生物质炭对酞酸酯类增塑剂污染土壤的原位修复及机理研究”、“新型掺杂铌(钽)酸盐的合成及对氯代酚类持久性污染物的降解研究”、“感潮河涌沉积物中AVS及重金属元素的环境响应研究”、“佛山城区道路交通环境PM2.5中离子浓度和重金属污染研究”等20多项国家级、省级、市级纵向科研课程，累计经费700多万元。

2.3 范围开放

实验室除了满足环境工程专业本科生开放外，还对环境科学、人文地理与城乡规划两个专业本科生开放，也对校内相关专业如化学工程与工艺专业本科生开放，同时还对本校市政工程方向的硕士生以及与其他兄弟院校联招的硕士、博士生开放，也对从事科学研究的老师开放。

2.4 仪器设备开放

实验室开放也包括了仪器设备开放，不管是通用仪器(如分析天平、分光光度计、pH计、电导率仪、大气采样器、烘箱、马福炉等)还是大型精密仪器(如原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、元素分析仪、离子色谱仪、高效液相色谱仪、气相色谱仪、总有机碳分析仪等)，都做到公开化，设置资源共享平台，面向师生全面开放，更好地发挥仪器设备的使用效益。

2.5 教学模式开放

教学模式做到开放，改变原有的“照方抓药”教学模式，并由“填鸭式”转变为“启发式”，让学生参与介绍预习的实验内容，示范实验操作，老师提出问题，让学生带着问题去做实验，启发学生独立思考，最后解决问题。整个实验过程的教学模式灵活多样，体现以学生为中心，服务于学生的教学理念，真正实现“学生为主体、教师为主导”的“开放式”实验教学模式，提高实验教学质量。

2.6 管理人员开放

打破原来各自为政、一人只负责管理各自实验分室的模式，建立实验分室之间的横向联系，专职实验员之间加强合作，共同管理实验室。同时，设置勤工助学岗位作为助理实验员，招收认真细致、责任心强的优秀学生作为助管参与实验室开放管理工作，构建高效的开放管理模式。

3 实验室开放注意事项

在实验室开放的同时，还需要注意以下几方面事项。

3.1 仪器设备使用安全方面

要求学生严格按照操作规程正确使用仪器设备，如使用烘箱、马福炉、电炉、消解炉等高温设备时，必须有专人看管，绝不允许高温设备开着过夜，又如使用大型精密仪器时要有操作资格证专职人员指导，保证各类仪器设备安全、良好运行。

3.2 危险化学品管理方面

为避免危险化学品带来的安全隐患，要强化易燃易爆性、毒性、放射性等危险化学品的管理，从购买、储存、使用到实验后处理，整个过程都要严格把关，办理相关审核审批手续，并做好记录。

3.3 三废排放方面

在实验中用到的如液氨、盐酸、乙醇、乙酸、苯等挥发性试剂，或者有可能产生有毒有害气体的实验(如土壤重金属含量测定需要酸式消解)，都要求在通风橱内操作，严格控制有毒有害气体的排放。实验中的各种有害废液、固体废弃物严禁乱排、乱丢，一定要用专门容器收集，定期交给有资质单位统一处理。

3.4 实验室卫生方面

在加强学生实验室安全教育的同时，还要求学生不得带任何食物、饮料进入实验室，不得乱丢垃圾，实验结束后做好实验室清洁卫生工作，保持实验室整洁干净。

4 结 语

经过近几年环境工程实验室开放模式的探索与实践，开放的成效显著，成果喜人。实验室开放不仅提高了学生的动手能力、创新能力和科研能力，而且提高了实验教学质量。实验室开放是高校一项长期且有意义的工作，本校环境工程实验室开放模式还需要重点思考，不断探索与实践。相信只要师生们共同努力，继续加强实验室开放管理，进一步完善实验室开放机制，就能推进实验室开放的可持续发展，为社会输送一批又一批“基础扎实、精于实践、勇于创新、敢于创业”具有新工科特色的高素质环境工程专业应用型人才，满足本校建设广东省高水平理工科大学的需要。