農(nóng)業(yè)院校環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐

張 迪 徐文越 孟慶娟

東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 黑龍江哈爾濱 150030

農(nóng)業(yè)院校環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)踐

張 迪 徐文越 孟慶娟

東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 黑龍江哈爾濱 150030

高等農(nóng)業(yè)院校開(kāi)設(shè)的環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室在運(yùn)行中存在許多實(shí)際問(wèn)題，根據(jù)目前其主要存在的問(wèn)題，而提出了全新的農(nóng)業(yè)院校環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)的架構(gòu)和設(shè)計(jì)思想，同時(shí)在實(shí)踐中也驗(yàn)證了這一新平臺(tái)構(gòu)架具有良好的可操作性和執(zhí)行性。

農(nóng)業(yè)院校；環(huán)境監(jiān)測(cè)；開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室

在高等農(nóng)業(yè)院校中，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室已成為教學(xué)改革中的一項(xiàng)有意義的探索，它為學(xué)生提供了充足的時(shí)間和必要的儀器設(shè)備保證，以學(xué)生自學(xué)為主，教師指導(dǎo)為輔，讓學(xué)生充分發(fā)揮個(gè)人的才智。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放，為開(kāi)設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)提供良好的條件，使學(xué)生變被動(dòng)做實(shí)驗(yàn)為主動(dòng)做實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生個(gè)性化發(fā)展提供空間，達(dá)到學(xué)會(huì)創(chuàng)新、拓展視野、掌握技能的目的；目前，大多數(shù)農(nóng)業(yè)院校為學(xué)生開(kāi)設(shè)的環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)是自主性的實(shí)驗(yàn)，即學(xué)生自主選擇開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目，而后經(jīng)導(dǎo)師批準(zhǔn)，自行設(shè)立實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間。這種開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)時(shí)間較為零散；學(xué)生的水平參差不齊，對(duì)儀器設(shè)備的熟悉程度也不一樣，造成完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)間以及儀器設(shè)備的使用狀況也不統(tǒng)一。因此，為了提高開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的利用效率，避免學(xué)生由于誤操作對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的損壞，及更好地使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)的有關(guān)理論和技術(shù)，而提出了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目標(biāo)、基本原則和指導(dǎo)思想；實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)基本結(jié)構(gòu)；學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)方法，考核標(biāo)準(zhǔn)等一系列實(shí)踐措施。

1 目前開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀和不足

環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室是開(kāi)設(shè)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)的基地，環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)是為環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)性課程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生進(jìn)一步掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的基本原理、常用手段和基本操作技能，加深對(duì)課堂所學(xué)基本理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的初步能力。筆者就目前各農(nóng)業(yè)類(lèi)院校環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室在運(yùn)行的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析和總結(jié)。

1.1 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的管理問(wèn)題

目前大多數(shù)院校開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是全天候的，但是教師或管理人員都不可能全程在場(chǎng)，這使實(shí)驗(yàn)室安全存在問(wèn)題。如減壓蒸餾操作，高壓鋼瓶使用操作等；此外環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)樣品很多是存在毒性的，因此藥品的使用等都存在安全隱患。此外，學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)時(shí)間較為零散，且多選擇在非8小時(shí)工作日內(nèi)，這對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理造成較大的困擾；學(xué)生自主選擇時(shí)間也會(huì)造成實(shí)驗(yàn)室階段性擁擠或閑置，也不利于實(shí)驗(yàn)室的高效運(yùn)行。

1.2 實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的類(lèi)型問(wèn)題

目前農(nóng)業(yè)類(lèi)院校學(xué)生開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)選題主要是學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，此外部分采用學(xué)生在教師指導(dǎo)下參與教師科研項(xiàng)目。對(duì)于學(xué)生的自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目而言，學(xué)生是根據(jù)自己愛(ài)好、學(xué)習(xí)的需要，自主選擇，經(jīng)學(xué)校批準(zhǔn)，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)施的一類(lèi)實(shí)驗(yàn)。這類(lèi)項(xiàng)目讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生獨(dú)立完成課題的方案設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)裝置的安裝調(diào)試，并完成實(shí)驗(yàn)、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等工作。但是學(xué)生在選擇研究項(xiàng)目的時(shí)候出發(fā)點(diǎn)往往是學(xué)生感興趣的項(xiàng)目，這類(lèi)項(xiàng)目的可執(zhí)行性、可操作性學(xué)生們往往估計(jì)不足，同時(shí)由于學(xué)生動(dòng)手能力及對(duì)儀器熟悉程度往往不能滿(mǎn)足其自選項(xiàng)目的要求,因此項(xiàng)目是否能順利實(shí)施，并取得滿(mǎn)意的結(jié)果則成為未知數(shù)。其二是讓學(xué)生參與教師的科研。選擇部分品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生直接參與到教師的科研課題中來(lái)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獨(dú)立完成相關(guān)課題的設(shè)計(jì)、技術(shù)路線的選擇、儀器設(shè)備的安裝調(diào)試與使用、實(shí)驗(yàn)階段性成果的分析，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)成果的報(bào)告等工作。作為農(nóng)業(yè)類(lèi)院校的本科生而言，參與教師科研課題的工作是一項(xiàng)較為艱辛且困難較大的工作。此外，農(nóng)業(yè)類(lèi)的科研項(xiàng)目因其必須與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，因此，往往受到氣候、地形、作物的生長(zhǎng)狀況等因素的影響而需要較長(zhǎng)的研究時(shí)間。在學(xué)生1～2年的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，在兼顧專(zhuān)業(yè)課程及實(shí)踐課程的情況下，則很難完成教師布置的科研任務(wù)。

1.3 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的工作量和教師隊(duì)伍問(wèn)題

由于開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是全天候的，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)教師或管理人員都勢(shì)必要增加工作量，會(huì)付出比以往更多的精力，特別是非正常上班時(shí)間，這方面的工作量如何體現(xiàn)，將會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)教師或管理人員的工作積極性，從而影響到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)效果關(guān)鍵性問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展關(guān)鍵在人才，因此人才管理是實(shí)驗(yàn)室管理的核心內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)室的大型儀器設(shè)備一般都需要由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)以及操作使用。

1.4 開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)缺少相對(duì)獨(dú)立的經(jīng)費(fèi)支持

目前，大多數(shù)農(nóng)業(yè)類(lèi)院校的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不在正常的教學(xué)經(jīng)費(fèi)預(yù)算之內(nèi)。學(xué)校一般采取立項(xiàng)制，學(xué)校先對(duì)所要立項(xiàng)的項(xiàng)目組織專(zhuān)家進(jìn)行論證，確定項(xiàng)目的可行性，立項(xiàng)后，主持人對(duì)項(xiàng)目全面負(fù)責(zé)，最后對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格的答辯和驗(yàn)收。這種方式一般存在2個(gè)問(wèn)題：其一，如果在項(xiàng)目的運(yùn)行前期進(jìn)行經(jīng)費(fèi)資助，易于造成經(jīng)費(fèi)使用完畢，但完成效果不佳。其二，如果在項(xiàng)目完成經(jīng)答辯后，再給予經(jīng)費(fèi)的支持則對(duì)于指導(dǎo)教師和學(xué)生來(lái)說(shuō)，又存在一定的經(jīng)濟(jì)壓力。

基于以上的問(wèn)題,筆者認(rèn)為應(yīng)該在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備和人員配備的基礎(chǔ)上建立一套較為完整的適用于農(nóng)業(yè)類(lèi)院校環(huán)境監(jiān)測(cè)課程的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案。

2 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的建設(shè)方案

2.1 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)的基本指導(dǎo)思想和基本要求

實(shí)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃建設(shè)、加強(qiáng)管理、高效運(yùn)行、示范推廣的模式，將有利于實(shí)現(xiàn)資源共享，提高效益，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革，全面提高本科生的培養(yǎng)質(zhì)量。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)集實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)于一體，將專(zhuān)業(yè)知識(shí)與職業(yè)實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，增強(qiáng)學(xué)生職業(yè)適應(yīng)性；強(qiáng)調(diào)與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系，與科研緊密結(jié)合；環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)應(yīng)針對(duì)農(nóng)田水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)、大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)、土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)、噪聲監(jiān)測(cè)、環(huán)境生物監(jiān)測(cè)等課程內(nèi)容，打破課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容與組織方式，突出專(zhuān)業(yè)的綜合性、職業(yè)性、應(yīng)用性、實(shí)踐性。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生將專(zhuān)業(yè)知識(shí)與職業(yè)實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，增加其職業(yè)適應(yīng)性。

2.2 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)基本構(gòu)架

環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)依托環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中心，實(shí)驗(yàn)中心結(jié)構(gòu)如圖1所示。

(1)逐步建立健全環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放制度，具有較高管理水平，形成穩(wěn)定、高效的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行機(jī)制。為建立健全實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放制度，需要制訂相應(yīng)《環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理辦法》《環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室情況登記表》《環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室儀器、藥品借用辦法》等規(guī)章制度。這些管理辦法的制定和實(shí)施，使我校對(duì)這項(xiàng)工作積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，掌握了運(yùn)行的基本規(guī)律，為今后的工件奠定了良好基礎(chǔ)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的全部過(guò)程主要由指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)監(jiān)督檢查和指導(dǎo)。同時(shí)積極推動(dòng)學(xué)生的自我管理意識(shí)，不同班級(jí)推選出1～3名責(zé)任心強(qiáng)的同學(xué)負(fù)責(zé)本班的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室日常管理工作。建立健全實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，學(xué)生可根據(jù)自己的課余時(shí)間提出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的申請(qǐng)，指導(dǎo)教師可根據(jù)所有學(xué)生提供的時(shí)間進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)一安排，這樣既可解決實(shí)驗(yàn)室利用率的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)于教師工作量的核實(shí)起到較為積極的作用。

(2)通過(guò)組織實(shí)施在專(zhuān)業(yè)、技能、興趣等方面有針對(duì)性的項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生積極參與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生在針對(duì)性的項(xiàng)目方向上選擇子項(xiàng)目，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)；運(yùn)行獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，動(dòng)員教師積極參與指導(dǎo)工作，組織研究生配合教師輔助指導(dǎo)，形成良好的環(huán)境和氛圍。這樣有針對(duì)性的項(xiàng)目的選擇有利于實(shí)驗(yàn)室的管理，同時(shí)有利于學(xué)生對(duì)其感興趣的研究方向進(jìn)行較為深入的研究。

(3)開(kāi)放程序：學(xué)生申請(qǐng)→指導(dǎo)教師審核→“實(shí)驗(yàn)中心”審批→實(shí)驗(yàn)實(shí)施→撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告→指導(dǎo)教師審閱→歸檔管理。

(4)考核內(nèi)容與方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核是對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)估，保證教學(xué)質(zhì)量，不斷改革教學(xué)內(nèi)容與方法的重要手段。也是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、知識(shí)掌握程度、能力和素質(zhì)提高程度評(píng)估的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)課考核的內(nèi)容應(yīng)包括：學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力；動(dòng)手能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察能力，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；工作態(tài)度、學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)合作精神，語(yǔ)言交流能力、提出問(wèn)題的能力；實(shí)驗(yàn)方案的合理性；實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表達(dá)的正確性；實(shí)驗(yàn)預(yù)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的正確性和完整性等方面。實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)學(xué)生每個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的整體表現(xiàn)情況給出合理的單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成績(jī)。單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成績(jī)分5檔，分別計(jì)為優(yōu)(90～100分),良(80～89分),中(70～79分),及格(60～69分),不及格(60分以下)。最后綜合實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)?yōu)閱雾?xiàng)實(shí)驗(yàn)成績(jī)相加，取算術(shù)平均值。成績(jī)上網(wǎng)公布，學(xué)生可以在網(wǎng)上查詢(xún)。

2.3 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)構(gòu)架優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)以上的架構(gòu)，如圖1所示，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室具有以下優(yōu)點(diǎn)：

2.3.1 可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)改革的目標(biāo)

經(jīng)過(guò)本實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生加深對(duì)以上各門(mén)環(huán)境監(jiān)測(cè)課程基本概念、現(xiàn)象、規(guī)律與基本原理的理解，了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能，熟練掌握實(shí)驗(yàn)的一般技能和儀器設(shè)備的使用方法；學(xué)會(huì)通過(guò)處理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果反饋到各個(gè)環(huán)境生產(chǎn)工藝中，以解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題。通過(guò)本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的洞察能力、動(dòng)手能力、分析及解決問(wèn)題能力，開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，使其真正成為社會(huì)所需的高級(jí)實(shí)用型人才。

2.3.2 以學(xué)生為本,實(shí)現(xiàn)教育和科研的雙向互動(dòng)模式

吸收學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理，聘請(qǐng)高年級(jí)優(yōu)秀學(xué)生擔(dān)任實(shí)驗(yàn)教學(xué)“流動(dòng)助教”，開(kāi)辟了學(xué)生能力培養(yǎng)的新途徑，建立了和諧的教學(xué)關(guān)系。通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的架構(gòu)形成的平臺(tái)形成了“全院教師共同參與、學(xué)科與平臺(tái)建設(shè)互相支撐、教學(xué)與科研良性互動(dòng)、學(xué)校與企業(yè)聯(lián)手共建”的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)新模式。

2.3.3 構(gòu)建開(kāi)發(fā)、互動(dòng)的實(shí)驗(yàn)室管理平臺(tái)服務(wù)于實(shí)驗(yàn)室的管理與建設(shè)

實(shí)現(xiàn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)范化、流程化和信息化，提高開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)質(zhì)量、管理水平和服務(wù)水平；靈活的實(shí)驗(yàn)管理模式，融基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)管理于一體，為全面解決提升實(shí)驗(yàn)室管理的效率；實(shí)驗(yàn)預(yù)約、實(shí)驗(yàn)管理以及成績(jī)管理、設(shè)備耗材管理于統(tǒng)一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的智能輕松管理提供了條件。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)我校幾年的實(shí)踐與探索，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)有力地推進(jìn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)，鍛煉了學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，真正體現(xiàn)出以人為本、重在人才培養(yǎng)的高等教育核心內(nèi)涵；為本科生、研究生和教師提供了一個(gè)完整、真實(shí)的教學(xué)和科研平臺(tái)。當(dāng)然我校建立的環(huán)境監(jiān)測(cè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的平臺(tái)同樣存在著不足，期望在今后2～3年的實(shí)踐教學(xué)工作中進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)，以期進(jìn)一步促進(jìn)高等農(nóng)業(yè)院校實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展與建設(shè)。

[1]王長(zhǎng)征.開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的研究[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào),2005,22(12):115～117

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Abstract: There were a few actual problems in the environmental monitoring laboratory opened in the operation of agricultural colleges. According to the present the main problems, a new environmental monitoring of agricultural institutions laboratory platform architecture and design were proposed in the paper. While it was also verified in practice, this new platform has good operability and enforceability.

Key words: agricultural colleges; environmental monitoring; open laboratory

Laboratory platform construction and practice of environmental monitoring in the agricultural university

Zhang Di, Xu Wenyue, Meng Qingjuan
Northeast agricultural university, Harbin, 150030, China

2010-10-20

張迪，博士，講師。

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)高等教育教學(xué)改革“十一五”規(guī)劃課題。