为培养合格的环境科学专业人才,建设环境科学专业开放式实验室已是大势所趋。文章首先阐述了开放式实验教学对环境科学专业人才培养的意义。接着从观念意识上、时间空间上、实验内容上、实验室的管理和师资人员等方面探讨了如何构建环境科学专业开放式实验教学体系。
随着经济建设的持续发展和人类对环境的重视,我国环境治理力度也进一步加大。社会对环境专业人才的需求呈旺盛增长趋势,对于环境科学人才的培养提出了更高的要求。这对于环境科学专业来说既是机遇,也是挑战。我们培养的环境科学专业人才将面临着更加严峻的人才市场的竞争。
环境科学是汇集环境化学、环境经济学、环境管理学、又结合系统学、信息学、法学、人文学等学科的一个交叉性、综合性的专业。环境科学也是一个理论性与实验性很强的学科,要求培养学生具有一定的科学研究能力、运行管理能力、动手能力和一些基本技能。为增强学生的实践能力,提高学生的综合素质,培养合格的环境科学专业人才,结合我院现有的实际条件,建设环境科学开发式实验教学体系已经成为大势所趋。
教学实验室是高校完成实验教学及师生进行科学研究的必备场所。开发式实验教学担负着培养适应时代要求的高科技人才的重任。它的实验技术水平与管理开放程度从一个侧面标志了一个学校的教学科研水平,因此它是大学的基础建设。加强高校开发式实验教学工作是符合高教事业发展的需要,也充分体现了教学实验室工作在高校建设发展中的作用和地位。开放教学实验室是培养创新人才的新途径,是大学本科教学上水平的重要标志,并越来越显示出其重要作用。
但是应该看到,由于各地区、各高校情况不同,开放实验室工作至今还不同程度地存在一定的问题。主要表现在:对实验室工作地位认识不足;实验室建设和管理工作不落实;经费投入不足,相当一部分实验室,尤其是基础教学实验室环境设施不合要求,仪器设备数量种类缺乏,陈旧;实验室设备利用率不高,资源不能共享,特别是教学实验室开放力度不够,认为实验室开放只是时间和设备概念上的开放等。因此有必要对这些问题进行研讨。
1 必须首先在观念意识上开放
随着知识经济时代的到来,学生是否具有较强的实践和创新能力是衡量高素质人才的重要标志。因此我们要积极探索教学实验室如何在培养大学生的实践动手和创新能力方面发挥重要作用。课堂教学可以授人以知识,而在实验室学生可以通过自己动手观察实验现象、分析实验数据、总结实验结果,从中获得知识和技能,培养动手能力和分析问题、解决问题的能力。学生在实验室的这种观察、分析、总结的过程,是一个积极的、发挥主观能动性的再创造过程,它还能影响人的思维方法和世界观。可以培养,严谨求实的科学态度,可以理解、感觉知识的产生和发展。所以实验室在教学过程中起着课堂教学环节不可替代的重要作用。因此我们要树立教学实验室的开放意识,以充分发挥它的作用。
1)改变以灌输传授知识为主的传统的教育方式,树立以传授知识与培养能力并重的原则。
2)改变在实验室以教师为主人,以“教”为中心的旧教学方式,树立“教”和“学”并重的原则,“教”应向“学”全面开放。
3)教学验室的开放不仅指仪器设备与时间概念上的开放,而是指实验课程、实验项目、研究课题的开放。教学实验室的开放,是高校培养高素质人才的需要,是经济和社会发展的客观要求,为经济和社会发展服务,也是自身发展和提高的需要。它应以精心设计的课题、优秀的管理、良好的仪器设备和一定的实验研究基金鼓励和吸引教师与学生参与,并为学生开展课外科技活动提供良好的环境。
2 实验室在时间空间上的开放是教学实验室开放的必要条件
我们应抓住高校体制改革这一有利时机对基础教学实验室进行相应的体制改革,变分散、单一的实验室为集中、复合型的中心实验室。开放教学实验室,打破地域界限、学校院系界限,改变各自为政局面,共同协作,互通有无,取长补短;打破学科、专业界限,相互支持,共同发展。推行开放式实验教学模式,学校实验室要向校内外开放,为学生提供各类基础教学实验室,解决其因空间条件限制而不能解决的问题,充分发挥高校实验室的优势,提高办学效益。高校应对教学实验室实行主任负责制,在实验室经费、物资、设备使用上,由实验室主任统一掌握调度。
对实验技术人员和管理人员每年进行岗位考核,并和岗位津贴挂钩。对开放教学实验室工作,学校给予经费上的支持和保证,专门设立开放教学实验室补助费,对在晚上、双休日和节假日从事开放实验室工作的人员所付出的劳动给于尊重和承认,并给予一定的补贴,以保护从事实验室工作人员的工作积极性。对开放的教学实验室从人员、计划、仪器设备、经费实行一条龙管理,合理安排使用仪器设备和实验室,避免多个实验同时使用某台仪器设备。这样,学生的实验场所相对扩大,同时提高了仪器设备的使用率。在办学经费分配上逐渐加大向基础教学实验室建设倾斜的力度。南京大学在创建世界高水平大学建设中专门调拔专项经费新建了2万平方米基础教学实验大楼,添置了大量教学仪器设备,使基础教学实验室设施得到了很大的改善。要尽可能延长教学实验室开放时间,有条件的可实行24小时全天开放,鼓励和支持教学实验室利用寒暑假、双休日向学生开放,以拓宽实验时间和空间。
3 实验内容的开放是教学实验室开放的重要保障
3.1 对学生实行分层次开放实验
根据学院的教学计划分不同的层次进行实验教学,第一层次为基础教学实验层次。主要对一、二年级学生开放,利用双休日开放。第二层次为综合教学实验层次。对高年级学生开放,主要以设计型和研究型实验为主,所使用仪器全天候开放,每个学生上机前需经考核获上机证,方可上机操作使用。第三层次为研究式实验层次。在二年级下学期开始对部分优秀生进入导师实验室,让这些学生早期进入科研,为培养学生创新能力打下基础。对第三层次的学生进行科研实验工作,学生可不受教材内容模式的限制,自由地去设计实验和实现自己的构思,创造性地综合运用自己所学的知识。在整个实验过程中,学生为主,教师为辅。对出现的问题,教师尽量以启发的方式与学生讨论,引导学生自己去解决。按三个层次开放教学实验室,并将有关实验内容综合到各层次实验教学中,逐步提高了学生操作规范与技能,和对实验现象的观察、分析、总结能力的要求。
3.2 加强对开放实验室实验内容的科学安排
(1)按照实验大纲和实验进度,分段列出实验。有些实验内容比课堂实验要求高,操作要求也高;有些与课堂内容接近,但又不是简单重复,以供不同需要学生选择。
(2)将一些经典实验安排成探索性实验。如血清乳酸脱氢酶活性测定,要求学生不同外缘物质,及不同浓度的外缘物质对酶活的影响,要求学生探索试剂用量,以取得最佳实验效果。让学生初步了解什么是科学研究。
(3)让学生自带课题。比如有的学生从家乡带水来作水质分析等。
(4)增加综合性新实验,减少验证性实验。实验题目取材于实际应用中的问题,学生要运用几门课的综合知识才能完成,这样有益于开拓学生的思路,加深对理论知识的理解,提高学生综合运用知识的能力。
4 加强对开放实验室的.管理
1)开放教学实验室根据学生水平和要求,确定开放内容。开放内容包括补做实验和增强实验技能的训练、学生自拟实验等。
2)开放形式可采取定时开放或预约开放。定时开放即由实验室固定开放时间,进行教学大纲规定必做的或有关自选实验小课题。预约开放即由学生预先向实验室提出口头或书面申请,讲明要做实验的内容。学生在进入开放实验室之前一星期,可向实验室预约登记所做实验项目,以便实验室做好各种条件准备。自拟实验和设计型实验预先做好方案给指导老师审阅,根据实验室仪器设备器材等条件,安排开放时间。
3)实验室根据学生人数多少和实验内容做好一切准备工作,并配派一定数量的指导老师和实验技术人员。
4)学生进入开放实验室前须做好有关准备,查阅有关实验内容资料,并制定实验实施方案。
5)学生完成实验项目后应向实验室提交实验报告或
5 实验师资人员的开放管理是教学实验室开放的有效保障
教学实验室建设要有一批教学学术骨干带头人,同时也要有一支高水平、稳定的实验师资队伍。高校实验师资队伍包括实验课老师、实验技术人员和实验室管理人员。教学实验室开放需要做好实验内容的科学安排和实验室的科学管理。在这诸多因素中,人的因素是最重要的,也就是说,实验师资队伍建设是教学实验室开放的有效保障,是开展创新教育成功的保障。由于长期轻视实验教学, 缺乏对实验师资队伍的长远规划,高水平的实验师资留不住、调不进,造成高校实验师资队伍不稳定状况。因此要搞好教学实验室开放,就要把封闭单一的集中指令性的实验师资管理体制转换为开放的、动态的、计划管理与自动调节相结合的实验师资管理机制。实验师资队伍不能仅限于在本圈子范围内调整、充实,要向校内外开放、要服从教学实验室开放的需要,形成大家推荐、培养、评价和造就高校实验师资队伍建设的路子。采用专兼结合、特别是兼职人员,不一定明确编制性质,对硕士以上毕业留校的年轻教师可以充实实验教学工作,工作若干年也可再流动,使实验师资队伍保持开放性、动态性、使实验教学工作保持生机和活力。
总之,环境科学专业开放式实验教学体系的建设是一个长期的任务,必须从观念意识上、时间空间上、实验内容上、实验室的管理和师资人员等方面不断完善,使开放式实验教学体系不断与时俱进,适应培养高素质创新人才的需要。