王小治， 柏彥超， 趙海濤， 陳小鋒， 尹微琴， 盛海君， 張 鍵

(揚州大學 環(huán)境科學與工程學院，江蘇 揚州 225127)

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環(huán)境科學類專業(yè)研究性實驗教學平臺

王小治， 柏彥超， 趙海濤， 陳小鋒， 尹微琴， 盛海君， 張 鍵

(揚州大學 環(huán)境科學與工程學院，江蘇 揚州 225127)

為提高實驗教學效果、增強學生實踐能力，結(jié)合高校環(huán)境科學類專業(yè)實驗教學的開設(shè)情況，將研究性教學的理念貫徹于高校的實驗教學構(gòu)建了環(huán)境科學類專業(yè)研究性實驗教學平臺，建立了相關(guān)的教學體系，并對平臺相對應(yīng)的運行機制與管理模式進行了探索，保證了實驗教學平臺的正常運行，提高了平臺的利用效率、建設(shè)效益和對人才培養(yǎng)的服務(wù)支撐能力。

環(huán)境科學類專業(yè)； 研究性實驗； 教學平臺； 運行機制； 管理模式

0 引 言

創(chuàng)新人才的培養(yǎng)離不開實驗教學，實驗教學是大學生實踐教育的重要組成部分，它對培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力，理解基礎(chǔ)理論和掌握基本技術(shù)具有不可替代的作用[1]。研究性實驗教學平臺的建設(shè)和高效運行是實現(xiàn)高校研究性實驗教學的基本前提和重要保障。實驗教學平臺在高等教育中發(fā)揮著重要作用，它既是實驗教學的載體，又是保證實驗教學質(zhì)量的前提，對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、實踐能力以及提高學生的綜合素質(zhì)均具有至關(guān)重要的作用[2-4]。為提高實驗教學效果、增強學生實踐能力，結(jié)合環(huán)境科學類專業(yè)實驗教學的開設(shè)情況，揚州大學環(huán)境科學與工程學院構(gòu)建了為環(huán)境科學類專業(yè)服務(wù)的研究性實驗教學平臺，并已實際應(yīng)用于相關(guān)專業(yè)學生的實驗教學，本文對研究性實驗教學平臺的構(gòu)建，以及與平臺相適應(yīng)的培養(yǎng)創(chuàng)新人才的管理模式和運行機制進行了實踐探索研究，以期為相關(guān)專業(yè)的實驗教學模式提供參考。

1 研究性實驗教學平臺的建設(shè)情況

“培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才”是高校研究性教學的任務(wù)和目標[5]。實驗教學是研究性教學的重要環(huán)節(jié)，實驗教學平臺是實驗教學的基地或場所，高質(zhì)量的研究性實驗教學離不開建設(shè)合理并高效運行的研究性實驗教學平臺[6]。建設(shè)高水平的研究性實驗教學平臺是開展研究性實驗教學的重要保障，也是高校實驗教學水平及科研水平的重要標志，亦是提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)高素質(zhì)人才和凝練高水平科研成果的前提。要真正發(fā)揮研究性實驗教學平臺在高校人才培養(yǎng)中的作用，必須建立與其相適應(yīng)的科學的運行機制和管理模式。

我國高校實驗教學平臺建設(shè)具有多種形式，包括國家級、省級實驗教學示范中心，優(yōu)勢學科實驗教學中心，校級實驗教學平臺，專業(yè)實驗教學平臺，課程實驗教學平臺等[7-9]。各高校實驗室教學平臺的建設(shè)管理、運行機制與管理模式?jīng)]有成熟的理論體系和統(tǒng)一的制度規(guī)范，不同管理體系與運行機制并存，在實驗教學平臺管理和運行等方面各行其道，在人才培養(yǎng)過程中所起到的作用也相差很大[10-11]。

目前國內(nèi)高校實驗室及實驗教學歸口管理機構(gòu)很多，主要有教務(wù)處、設(shè)備處、國資處、測試中心等，且不同高校的管理機構(gòu)也有所差異。不同管理體系及運行模式在實驗教學平臺的利用率、開放度、產(chǎn)出率等方面效果各不相同。教務(wù)處側(cè)重實驗課程教學體系建設(shè)和學生培養(yǎng)質(zhì)量，而對實驗教學平臺的建設(shè)與管理運行關(guān)注不夠；設(shè)備處注重儀器設(shè)備的添置等實驗教學平臺的原始建設(shè)，對平臺的管理運行和設(shè)備后期維護及維修關(guān)注不夠；國資處側(cè)重于實驗教學平臺的設(shè)備維護，對設(shè)備資源共享和整合關(guān)注不夠；測試中心主要負責實驗教學平臺部分公共設(shè)備的管理與使用，忽視了對平臺整體的管理與平穩(wěn)運行。多部門建設(shè)，多部門管理，部門之間存在扯皮現(xiàn)象，阻礙了實驗教學平臺效益的發(fā)揮，進而影響了實驗教學的高質(zhì)量開展和人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。

2 環(huán)境科學類專業(yè)研究性實驗教學平臺建設(shè)

環(huán)境科學類專業(yè)是與人們社會實踐生活緊密相聯(lián)的應(yīng)用基礎(chǔ)類學科，其課程體系中有大量實驗課程，為了提高實驗教學效果，優(yōu)化實驗資源配置、充分利用實驗設(shè)備，揚州大學環(huán)境科學與工程學院在與校教務(wù)處、設(shè)備處、國資處等部門充分溝通，獲得支持的條件下，學院實驗教學中心構(gòu)建了研究性實驗教學平臺。根據(jù)學院的專業(yè)設(shè)置、儀器設(shè)備資源配置等實際情況，該實驗教學平臺下設(shè)資源環(huán)境科學、環(huán)境科學、環(huán)境工程、海洋資源環(huán)境科學和給水排水工程等五個研究性實驗教學子平臺。各子平臺所承擔的實驗教學領(lǐng)域分工明確，按教學領(lǐng)域有機整合了人員和儀器設(shè)備等資源，實現(xiàn)了資源共享。

為了促進已構(gòu)建的環(huán)境科學類專業(yè)研究性實驗教學平臺的高質(zhì)量、高效率運行，學院先后制定并實施了一系列具體的管理措施和條例。各實驗教學子平臺的所有儀器設(shè)備及實驗場地面向全院全面開放，不同專業(yè)的學生只要對某一領(lǐng)域的實驗感興趣，均可選修相應(yīng)平臺開設(shè)的實驗課程并利用該子平臺開展相關(guān)實驗，這樣滿足了不同專業(yè)學生的求知欲、創(chuàng)新欲，提高了學生參與實驗的熱情，有利于老師在參與實驗的學生中發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)個性化、創(chuàng)造性人才，明顯提高了學院實驗教學資源利用效率和效益。在人員配置方面，每個子平臺核定一名平臺管理人員，負責子平臺的正常運行，是子平臺管理的基本保障、提高教學和科研水平的關(guān)鍵。同時注意發(fā)揮研究生在平臺建設(shè)和管理中的作用，鼓勵研究生在實驗教學平臺承擔助教和助管等職務(wù)，積極讓研究生與平臺管理教師一起輔導本科生，在培養(yǎng)鍛煉研究生能力的同時，進一步加強實驗教學平臺的管理并有利于實驗教學過程的順利運行。

3 環(huán)境科學類研究性實驗教學平臺建設(shè)、運行

3.1 實驗教學平臺建設(shè)與定位

實驗教學平臺的場地建設(shè)是高校建設(shè)任務(wù)中重要內(nèi)容之一。具有一定面積的專一化的實驗教學場地是研究性實驗教學平臺順利實施的重要保證。五個研究性實驗教學子平臺均有多個相對獨立的實驗室，各個實驗室均可獨立承擔相應(yīng)子平臺所開設(shè)的實驗課程。學院針對學科專業(yè)和現(xiàn)有儀器的特點，統(tǒng)籌規(guī)劃，將現(xiàn)有的大型儀器和專用設(shè)備集中于研究性實驗教學平臺，進行統(tǒng)一集中管理，實現(xiàn)信息和資源共享，更好地適應(yīng)人才培養(yǎng)目標要求。在研究性實驗教學平臺建設(shè)方面，堅持注重技術(shù)上的先進性、教學上的實用性和經(jīng)濟上的合理性，面向同類多學科，逐年重點建設(shè)，打破了各實驗室界限，真正實現(xiàn)資源共享，既提高了實驗空間和儀器設(shè)備的利用率，又拓寬了平臺對學生的服務(wù)面。目前，揚州大學環(huán)境科學與工程學院利用國家中央財政、江蘇省實驗教學中心建設(shè)經(jīng)費和揚州大學實驗室建設(shè)經(jīng)費等?？钪С制脚_建設(shè)，搭建了環(huán)境材料與環(huán)境工程省級重點實驗室、農(nóng)業(yè)環(huán)境安全技術(shù)服務(wù)中心省級公共科技服務(wù)平臺、環(huán)境科學與工程省級實驗教學中心和水污染控制與治理省級實踐教育中心等，建成的環(huán)境科學類研究性實驗教學平臺具有較完備的教學與科研設(shè)施，配備了先進的儀器設(shè)備。經(jīng)過近5年的建設(shè)，學院直接用于研究性實驗教學的儀器設(shè)備資產(chǎn)從2 000萬元，增加到3 500萬元。

校外教學實踐基地也是重要的實驗教學平臺之一，然而在前幾年學校為主體建設(shè)的以環(huán)境科學類專業(yè)人才培養(yǎng)的校外實驗平臺較少，且僅僅依靠學校單方面力量很難在短期內(nèi)徹底改觀。學院積極探索校企共建實踐基地用于校外實踐實驗訓練，校企合作共建是一條最為理想且切實可行的校外實驗平臺建設(shè)的路子，形成獨特的人才培養(yǎng)特色。在環(huán)境科學類專業(yè)人才培養(yǎng)中充分利用好校外實驗教學平臺，校外研究性實驗教學平臺能較好地培養(yǎng)學生動手能力、解決實際問題能力和創(chuàng)新思維，有助于加深專業(yè)情感，進而全面提高學生的培養(yǎng)質(zhì)量；學生也能夠通過在校外研究性實驗教學平臺的實踐了解社會需求，樹立自我發(fā)展方向，全面提高自己的綜合素質(zhì)。

3.2 實驗教學平臺運行模式

實驗教學平臺的高效運行是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的重點和必要保證。研究性實驗教學須。我校環(huán)境科學類專業(yè)研究性實驗教學平臺本著“由淺入深”、“循序漸進”理念的設(shè)計相關(guān)實驗教學內(nèi)容，按對學生動手能力的訓練、思考問題解決問題能力的訓練、以及綜合知識的運用、對實驗掌握的難易度等因素，將所開設(shè)的實驗分為三類，包括：驗證性實驗、設(shè)計性實驗和綜合性實驗[12]，綜合性實驗學時占總實驗學時數(shù)的40%，其余兩類實驗各占30%。

(1) 驗證性實驗，熟悉平臺。學生根據(jù)實驗教師的講解，按規(guī)定的步驟，完成規(guī)定的實驗內(nèi)容，并掌握實驗的基本原理，能夠解釋所獲得的實驗結(jié)果。通過驗證性實驗的鍛煉，學生對各實驗子平臺均有充分了解，并熟悉各平臺可開展的實驗方向，引導學生利用實驗平臺提出科學、合理的設(shè)計性實驗。

(2) 設(shè)計性實驗，整體掌握。學生根據(jù)教師指定的實驗課題的要求和實驗平臺現(xiàn)有條件，寫出實驗方案初稿，內(nèi)容包括實驗理論依據(jù)，實驗步驟，儀器、藥品，實驗方法；平臺管理教師提出意見，修改實驗方案后再交給學生實施。學生到相關(guān)實驗平臺實施具體實驗前，需先進行預約登記[13]。為避免學生集中在某幾個實驗平臺，增加平臺的負擔，對各實驗平臺進行人數(shù)限制，即某一階段，某一實驗平臺預約的學生數(shù)不能超過額定人數(shù)的120%。登記預約的同學由該實驗平臺的教師或研究生統(tǒng)一管理，管理人員對同學提交的實驗方案初稿進行論證，結(jié)合實驗平臺的實際條件，對方案提出修改、優(yōu)化。

(3) 綜合性實驗，創(chuàng)新培養(yǎng)。學生根據(jù)自己的專業(yè)特點、學習興趣，圍繞相關(guān)環(huán)境問題，自己擬定實驗題目和實驗的初步方案，實驗平臺管理教師指導學生完善實驗方案，并交由學生實施。該類型的實驗完成周期較長，有較充足的準備和實施時間，讓學生綜合多種已經(jīng)做過的實驗進行綜合性實驗。部分學生不僅在一個實驗平臺多個實驗室，而且同其他平臺實驗室也進行合作研究，學生亦可以整夜在實驗平臺測試分析。實施過程中教師不做過多示范操作，全部由學生主導解決實驗中遇到的問題。三種類型的實驗從不同方面培養(yǎng)學生的實驗實踐能力，大大提高了學生實驗課程學習熱情和主動性，收到了很好的學習效果，學生有較好的反饋。

3.3 實驗教學平臺教學和管理體系

實驗教學平臺通過整合全院各專業(yè)資源，構(gòu)建了“專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)技能、專業(yè)綜合、科技創(chuàng)新”四個訓練模塊的實踐教學體系，使學生在學科綜合訓練中掌握本專業(yè)技術(shù)發(fā)展、工藝路線和技術(shù)應(yīng)用。通過上述三個不同類型的實驗教學，培養(yǎng)學生的基礎(chǔ)能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，提高學生的綜合素質(zhì)。

實驗管理體系應(yīng)有利于實驗教學平臺建設(shè)，有利于平臺的管理運行，有利于教學教育資源的共享，有利于實驗教學的創(chuàng)新改革，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。在學院實驗教學總平臺統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，確定各子平臺的職能、承擔的教學領(lǐng)域和具體的實驗訓練項目，充分發(fā)揮各專業(yè)系科在實驗教學平臺管理中的作用，調(diào)動各系科在實驗教學平臺建設(shè)與管理中的積極性和能動性。同時根據(jù)子平臺的側(cè)重點不同，鼓勵子平臺特色發(fā)展和實驗內(nèi)容交叉，促進子平臺間的聯(lián)合管理，提高實驗平臺管理效率。

4 環(huán)境科學類研究性實驗教學平臺管理措施

(1) 實驗平臺架構(gòu)調(diào)整。在原來本科實驗室建設(shè)的基礎(chǔ)上，按照研究性創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，對實驗室的類型、作用進行重新歸類，通過實驗課程的梳理整合，結(jié)合不同專業(yè)的培養(yǎng)方向，重新整合實驗室資源，調(diào)整實驗室結(jié)構(gòu)及功能，避免不同課程間實驗項目的重復設(shè)置，進一步提高了儀器設(shè)備和實驗場地等資源的利用效率。將實驗課與理論課剝離，獨立設(shè)置實驗課程，增加本科教學實驗課程比重，進一步增加平臺的利用效率，發(fā)揮實驗平臺對學生掌握理論知識和實踐訓練的綜合作用。

(2) 多層次研究性實驗教學內(nèi)容架構(gòu)[14]。改變以往實驗課與理論課同屬一門課程的狀況，單獨設(shè)置實驗課程，單獨修訂實驗教學大綱，加大實驗課程改革力度，按照研究性創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求優(yōu)化教學內(nèi)容，加強實驗課程的督導檢查，強化實驗課程教學。除必需的驗證性實驗以外，特別注重設(shè)計性實驗和綜合性實驗的開設(shè)。驗證性實驗培養(yǎng)的是學生的基本功，讓學生掌握基本的實驗原理，具備一定的課程實驗技能。設(shè)計性實驗是學生在具有一定的實驗技能的基礎(chǔ)上再進行的科研能力的培訓。綜合性實驗使學生學會尋找實驗課題和科學研究的切入點，使學生進入探索和研究的空間，發(fā)揮出學生學習的主動性和創(chuàng)造性，進而提高學生的綜合素質(zhì)。

(3) 多種管理方式并存模式。開放式管理與集中管理有機結(jié)合，呈現(xiàn)實驗教學平臺總體開放、部分集中的管理模式[15,16]，做好各個子平臺的信息溝通，提高儀器設(shè)備等平臺資源的利用效率，營造高效率的實驗教學平臺。實驗平臺實驗室開放式管理，面向全院本科生、研究生全天24小時開放；大型儀器室、有毒有害試劑室，則采取集中管理模式。為了保證正常的實驗教學平臺的安全，在各開放實驗室安裝智能電子門禁系統(tǒng)，用于記錄學生來往實驗室的情況。

(4) 組建實驗課程團隊。在每個子平臺上，按照不同教學領(lǐng)域組建實驗課程團隊，定期開展實驗課程的教研討論，重點討論實驗教學內(nèi)容的設(shè)計、操作細節(jié)、學生實驗成績考核、學生學習實際效果等。研究性實驗課程設(shè)計由“課程團隊”實施。每門專業(yè)課程均由熟悉實驗教學平臺定位和功能的2名以上專業(yè)教師組成課程團隊，負責課程設(shè)計和實施教學活動。多次反復地動員和部署研究性專業(yè)建設(shè)工作，并針對具體課程開展“教學研討”，共同商定教學方案。讓每位教師都清楚現(xiàn)有的實驗教學平臺具有哪些功能，各子平臺定位如何，自己會開展哪門課程的研究性教學工作，能做到心中有數(shù)、提前準備、各就各位、按章施教。

5 結(jié) 語

通過建立健全平臺的建設(shè)管理模式與運行機制，保證環(huán)境科學類研究性實驗教學平臺的正常運行，加強學生實踐技能的培養(yǎng)和訓練，加強實驗教學環(huán)節(jié)，調(diào)整實驗教學內(nèi)容、改變不合理的知識技能結(jié)構(gòu)和實驗室功能布局，提高平臺的利用效率、建設(shè)效益和對人才培養(yǎng)的服務(wù)支撐能力。充分調(diào)動各專業(yè)系科的積極性、能動性，發(fā)揮系科在實驗教學平臺管理中的作用。研究性實驗教學平臺可全面提高實驗教學質(zhì)量，開拓學生視野，提高學生科學素養(yǎng)，更好地為高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)服務(wù)。建立以“培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才”為重點的研究性實驗教學平臺，形成特色鮮明、優(yōu)勢明顯的實驗教學示范中心，對培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的環(huán)境科學類高級專門人才具有十分重要的意義。

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Research-based Experiment Teaching Platform in Environmental Sciences

WANGXiao-zhi,BAIYan-chao,ZHAOHai-tao,CHENXiao-feng,YINWei-qin,SHENGHai-jun,ZHANGJian

(College of Environmental Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127，China)

To improve the environmental sciences experiment teaching effect, the construction, operation and management of research-based experiment teaching platform in environmental sciences were studied. Based on environmental science specialty experiment teaching platform with accurate positioning, operation and management of the platform were innovated, research-based experimental teaching system was established, and the operational mechanism and management mode of the platform were explored. The experimental teaching platform provided a good experimental teaching environment, improving the quality if experimental teaching.

environmental science majors; research; experimental teaching platform; operating mechanism; management mode

2015-08-06

江蘇省高等教育教改重點資助項目(2013JSJG029)；揚州大學教改課題資助(YZUJX2013-4A)

王小治(1975-)，男，江蘇新沂人，博士，教授，副院長，主要從事資源環(huán)境科學方面的教學科研工作。

Tel.: 15252783699; Email: xzwang@yzu.edu.cn

G 642.0；G 482.0

A

1006-7167(2016)01-0202-04