環(huán)境科學專業(yè)開放性實驗初探論文
隨著社會的發(fā)展，國家對高等教育提出了更高的要求，學生的實踐能力和創(chuàng)新能力日益受到重視，實踐教學體系在高校人才培養(yǎng)中占有的地位也越來越重要。各高校的實驗教學改革已在以各種形式展開，開放實驗是實驗教學改革中的一項重要內(nèi)容。開放實驗突破傳統(tǒng)封閉式實驗教學的限制，是一種動態(tài)、開放、自主、多元的全新實驗教學模式m。在開放式實驗教學模式中，不同層次的學生可以依據(jù)自己的興趣愛好，自主選擇實驗內(nèi)容、實驗時間和實驗方案等，可以培養(yǎng)學生的動手操作能力、科研能力、分析問題和解決問題的能力。因此，我們在專業(yè)實驗教學中，一方面加強基本實驗技能訓練、完成基礎實驗教學，另一方面將實驗教學大綱所規(guī)定的實驗進行調(diào)整，嘗試將部分實驗項目改為開放實驗。
1環(huán)境科學專業(yè)實驗教學的現(xiàn)狀
環(huán)境科學是一門正在發(fā)展中的新興學科，環(huán)境問題的出現(xiàn)往往是多種因素相互作用的結果。環(huán)境問題的解決也往往是基于對多種因素之間相互聯(lián)系和相互作用的分析，具有高度的綜合性和實踐性。這就要求培養(yǎng)出的學生不僅具有扎實的理論基礎，而且要具有分析環(huán)境問題和解決環(huán)境問題的綜合技能。我校環(huán)境科學專業(yè)的歷史較長，而本科生的招生是從2004年開始，雖然辦學基礎好，但環(huán)境科
學專業(yè)實驗教學環(huán)節(jié)還有很多要改進的地方。目前，環(huán)境科學的專業(yè)實驗是獨立設課，專業(yè)實驗課程名稱為“環(huán)境科學專業(yè)綜合實驗”112個學時，其中，驗證性及演示實驗約占70%，綜合性、設計性實驗約占30%，綜合性、設計性實驗的比例偏低，這對培養(yǎng)學生獨立解決實際問題的能力及創(chuàng)新能力不利。
2開放性實驗項目的確定
開放實驗包括時間與空間的開放、實驗內(nèi)容的開放和教學環(huán)境的開放[3—4]，需要建立相關的體系和硬件條件的支撐。所以，開放模式和開放程度要根據(jù)實際情況進行才能取得較好的效果。筆者根據(jù)本院自身的實際情況，結合傳統(tǒng)的實驗教學嘗試性將部分實驗改為開放性實驗。目前，專業(yè)實驗課程中的驗證及演示實驗比例太高，這部分實驗大部分需進行整合、調(diào)整，綜合性、設計性實驗也需進行優(yōu)化。我們的改革思路一是對一些操作簡單、步驟少、耗時短的.實驗可以將幾個實驗整合成一個實驗。如大氣中總懸浮顆粒物（TSP）的測定原為一個4學時的獨立實驗，該實驗非常簡單，裝上濾膜將采樣器啟動后學生就沒有多少需動手操作的環(huán)節(jié)了。因此，將它與同是監(jiān)測大氣指標的實驗如大氣中二氧化硫的測定合在一起在4個學時內(nèi)完成，因這兩個指標的監(jiān)測都是用大氣采樣器，可同時進行采樣。節(jié)省下來的學時可以用來安排開放性實驗。二是將一些驗證或演示實驗直接轉化成開放實驗，如SBR法處理廢水工藝實驗是演示實驗，因為課時數(shù)的限制，原來該實驗只是演示工藝流程，改成開放實驗的話，學生可選擇不同種類的廢水進行實驗，研究各工藝參數(shù)對廢水處理的影響。通過對原實驗項目和內(nèi)容的整合、調(diào)整，確定4個實驗項目作為開放實驗，這4個實驗項目分別為土壤中重金屬的測定、SBR法處理廢水工藝實驗、土壤中有機污染物的測定和環(huán)境樣品中多氯聯(lián)苯（PCBs）的測定。
3開放性實驗教學過程
開放性實驗教學模式是相對于傳統(tǒng)封閉式實驗模式而言的，它的主要特點是以學生為主體，注重在實驗過程中鍛煉創(chuàng)新思維，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)新問題和解決問題的能力，教師只起啟發(fā)與引導的作用，要求學生有一定的專業(yè)實驗基礎。所以，我們的開放性實驗安排在學生已完成專業(yè)實驗課程學習，掌握了環(huán)境領域中常用的各種指標如COD、BOD、三氮、總磷等的測定方法以后。開放實驗的整個流程如圖1所示，首先學生根據(jù)自己的愛好從4個開放實驗項目中選擇2個，通過查閱文獻，設計好實驗方案；然后與實驗中心的教師討論確定最終實驗方案，預約實驗時間，并自行準備實驗所需的所有試劑和其它實驗材料、自主完成實驗裝置的組裝、儀器設備的調(diào)校，獨立操作實驗裝置和儀器；實驗完成后進行實驗數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)處理分析并寫出實驗研究報告和心得體會。
4開放性實驗所需具備的條件
4。1實驗儀器設備和實驗材料的保障
環(huán)境科學是多學科相互滲透、高度綜合的交叉科學，科研和教學涉及到的實驗設備和分析儀器不僅種類多，而且對儀器的靈敏度和配置要求高。開放性實驗教學的目的是要培養(yǎng)學生的綜合素質、創(chuàng)新能力及獨立分析和解決問題的能力，開放性實驗要想取得好的效果，就必需有這些現(xiàn)代化的儀器設備作為支撐。經(jīng)過“985工程“211工程”及學校新校區(qū)的建設后，我院教學平臺配備了一批日常教學所需的儀器設備和裝置，科研平臺配備有一批現(xiàn)代化的大型儀器如紅外光譜儀、元素分析儀、ICP、GC—MS、LC—MS、TOC分析儀、孔徑及比表面積測定儀、激光粒度測定儀及熒光顯微鏡、電子顯微鏡等。儀器設備的硬件條件可保障開放實驗的順利施行。另外，學校也非常重視實驗教學的改革，鼓勵各學院實驗中心開設開放性實驗。因開放性實驗教學相對于傳統(tǒng)實驗教學，實驗材料消耗高，設備處設有開放實驗專項的資金資助，各學院可以申請開放實驗的經(jīng)費。
4。2開放科研平臺
科研平臺的先進大型儀器是科研工作的重要基礎，主要為本院的教師、研究生的科研工作提供服務，并收取一定的儀器維護費和實驗耗材費用。這些大型儀器因為價值較大、操作復雜、維護、使用費用高及單臺性，很少在本科實驗教學中使用。本科教學實驗所使用的儀器設備一般是國產(chǎn)的，都比較簡單，而且相對落后。而在科技發(fā)展日新月異的今天，學生在學校不僅是學習經(jīng)典的基礎理論，更應學習新的科學技術，了解學科發(fā)展的動向和前沿。開放性實驗是本科生利用科研平臺、學習和掌握大型儀器的使用、提升綜合能力的機會。目前科研平臺有專人管理，有完善的管理制度及儀器分析測試程序，每臺儀器還配有儀器協(xié)管員1~2名，具有向本科生開放的條件和基礎，采取向研究生開放的方式對本科生免費開放。
4。3制訂實驗室開放管理制度
制訂實驗室管理制度是實驗室開放的保障。針對實驗室開放的具體事宜，制訂實驗室守則、實驗室安全管理制度、儀器設備使用守則、大型儀器設備管理辦法、大型儀器設備對外開放制度、儀器設備損壞丟失賠償制度、低質易耗器皿賠償制度、實驗室衛(wèi)生制度、實驗室使用登記、實驗室藥品使用記錄等，用健全的規(guī)章制度保障開放性實驗的順利實施。
4。4加強實驗團隊建設
因為實驗教學內(nèi)容的更新、實驗教學模式和管理模式的改變，對實驗團隊成員提出了更高的要求，只有穩(wěn)定的、高素質的、有創(chuàng)新能力實驗團隊才能滿足開放性實驗的高標準要求M。所以，一方面學校要提供培訓進修機會給實驗團隊的教師，提高實驗團隊的業(yè)務水平；另一方面，教師也要提高對自己的要求，加強自身的學習修養(yǎng)，提高自身素質。另外，因為開放實驗學生不是集中實驗而是比較分散，而且實驗室開放時間也延長了很多，所以，需要更多的實驗指導教師。但因編制問題，增加實驗室教師的人數(shù)非常困難。為了解決這個問題，近年來，我校鼓勵博士研究生、碩士研究生到實驗室當助理，研究生助理在實驗室經(jīng)過培訓，工作一段時間后，就可勝任開放性實驗的指導工作。
5結束語
開放性實驗教學是以培養(yǎng)學生的綜合素質、專業(yè)能力、創(chuàng)新能力及獨立工作能力為目標的教學體系，在教學改革中具有重要意義。目前，我院的開放性實驗教學尚屬初步探索階段，還存在一些要改進的地方，如開放實驗項目的數(shù)量需增加和優(yōu)化，實驗室的內(nèi)部管理需要加強、實驗室的各項規(guī)章制度需要完善、實驗室隊伍的建設還需加強。我們將針對目前存在的問題在今后開放性實驗探索中不斷完善和補充，讓學生通過開放性實驗實踐能力真正得到鍛煉、綜合素質得到提升。
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