環境科學與工程實驗教學示范中心建設實踐

李旭凱, 郭杏妹, 張秋云, 鄧達義, 李來勝

(華南師范大學 化學與環境學院, 廣東 廣州　510006)

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環境科學與工程實驗教學示范中心建設實踐

李旭凱, 郭杏妹, 張秋云, 鄧達義, 李來勝

(華南師范大學 化學與環境學院, 廣東 廣州510006)

華南師范大學環境科學與工程實驗中心在省級實驗教學示范中心的建設中,完善了實驗教學體系,優化了師資隊伍,對實驗教學平臺進行了優化升級、資源共享和共建,對實驗中心的運行機制與管理制度建設進行了探索與實踐。提出了實驗教學示范中心在數字信息化建設、網絡實驗教學等方面建設的思路。

環境科學； 環境工程； 示范中心建設； 實驗教學

實驗教學示范中心是教育部門為推動高等學校實驗教學改革而建立,目的在于實現高等教育人才培養水平的整體提升。如何加強實驗教學示范中心建設、發揮實驗教學示范中心的示范輻射作用,真正引領全國高校實驗室的建設和發展,是國內高等院校實驗室管理者努力思考和探索的問題[1]。華南師范大學環境科學與工程實驗中心成立于2002年,2014年被評為省級實驗教學示范中心建設單位。經過10多年的建設,實驗中心已擁有價值約470萬元的儀器設備和928 m2的實驗室。實驗中心下設有環境監測、環境化學、環境工程微生物、水污染控制、大氣污染控制、固體廢棄物等實驗室,以及大學生創新實驗室和大型儀器室,為環境科學、環境工程、材料化學、化學教育等專業的本科生、研究生開設相關實驗課程。實驗中心有專職實驗技術人員4人,實驗教師32人,其中教授11人。實驗中心以省級實驗教學示范中心建設為契機,結合華南師范大學環境科學與工程實驗中心的實際情況,探索環境科學與工程專業實驗室的建設和管理。

1　示范中心建設目標

華南師范大學環境科學與工程實驗教學示范中心以培養學生實踐能力、創新能力和提高教學質量為宗旨,以深化實驗教學改革為核心,牢固樹立以學生為本和知識傳授、能力培養、素質提高、協調發展的教育理念,創新實驗教學體系和管理機制,建設滿足現代實驗教學需要的高素質實驗教學隊伍,建設儀器設備先進、資源共享、開放服務的實驗教學環境,全面提高實驗教學水平和實驗室使用效益,培養環境保護、污染防治方面的高素質、實用型人才。實驗教學示范中心要向全省和華南地區乃至全國輻射,為其他高校環境科學與工程專業的實驗教學起示范作用。

2　示范中心的建設和管理

2.1完善實驗教學體系建設

環境學科是隨著環境問題的產生和日趨嚴重而發展起來的[2-3],主要研究產生環境問題的原因和解決環境問題的科學方法。作為一門實踐性很強的學科[4],要求學生在掌握理論知識的基礎上,十分注重實踐能力的培養和提高。

針對環境學科的發展特點和社會的需求,華南師范大學環境科學與工程實驗中心完善了“一體化、多層次、開放式”的實驗教學體系(見圖1),強化綜合性、研究創新性實驗教學,注重學生的創新實踐活動,為學生進一步施展才能擴展平臺,提升綜合教學質量。

此外,實驗中心完善模塊化實驗課程設計,建設了環境工程實驗、環境工程微生物實驗、環境科學實驗、環境監測和評價實驗4個實驗模塊；建立了專業化實驗室支撐體系；創建了“四位一體”的實踐教學體系,實現了課堂內實驗、校內基地實訓、校外基地實習、參與環保社會服務項目實踐的融合,大幅度提高了學生實踐能力。

圖1　一體化、多層次的實驗教學體系

在實驗項目的審核方面,增加綜合性和創新性實驗的比重,促進學生創新能力的提高。實驗中心緊密聯系我國環境現狀,更新實驗項目,開設了珠江官州河段水質監測、PM2.5監測等綜合設計性實驗項目。

2.2實驗教學平臺優化升級、共享共建、高效管理

實驗中心加強實驗教學環境建設,特別是在先進儀器設備配置、資源共享和共建、開放服務等方面加強實驗室建設。實驗中心整合示范中心建設前的19個實驗室,由混合式實驗室設置改為功能化設置。實驗中心根據各門課程的需求,設立化工原理、化工基礎、環境監測、環境化學、環境微生物、水污染物控制、大氣環境污染控制、固體廢物處理等8個專業化程度較高的實驗室,每個實驗室由專門的實驗員進行管理,使本科教學和學生科研項目能夠順利進行。

儀器設備是高校教學、科研和對外服務的物質基礎,更是保證實驗教學質量的基礎。科學地配置、管理、利用實驗儀器設備,對提高實驗教學質量有著重要意義[5]。由于實驗中心大部分教學儀器設備是在2005年搬遷至廣州大學城時添置的,一些儀器設備有不同程度的損壞,因此,實驗中心利用省級示范中心建設資金加大“填平補齊”力度,對大型基礎教學儀器進行“優化升級”,提高實驗教學質量,為學生科研創造更好的硬件條件。

2.3優化師資隊伍

高素質的師資是保證實驗教學高水準的關鍵[6-7]。實驗中心按精簡、高效的原則,不斷提高實驗教學隊伍的教學水平。通過實驗教師團隊建設、實驗技能培訓、科研項目培育、校企聯合培養、參加學術會議、出國深造、與國內外同行交流等方式,有效提高了實驗隊伍的科研和教學實踐能力,使實驗教學隊伍表現出結構合理、學緣廣泛、教風優良、愛崗敬業、老中青相結合的特點。鑒于現有實驗教學隊伍有三分之一的教師都是教齡少于5年的青年教師,有針對性地實行老教師傳幫帶、評講教案、相互聽課和青年教師試講等制度,促使青年教師教學水平的提高。

為了促進實驗教學質量提高,實驗中心和教務處合作,由學校資深老教師擔任督導,不定期檢查和指導實驗課教學情況,著重對青年教師的實驗課進行指導,穩步提高實驗教學質量。

2.4深化實驗中心的運行機制與管理制度建設

隨著實驗、實踐教學和科研工作的拓展,環境科學與工程專業實驗室的安全風險也隨之增加,實驗室安全和環保管理已被列為實驗室管理工作中的重點[8-10]。實驗中心建立了嚴格的危險品及垃圾(廢棄物)管理制度,對破碎玻璃儀器、各類有機物和無機廢物等實行嚴格的分類收集和處理,培養學生養成良好的環保安全意識和習慣,確保師生人身和環境安全,為省內大學實驗室安全管理起到示范作用。

3　示范中心后續建設發展思路

3.1增強實驗中心的數字信息化與輻射功能

實驗教學中心信息化最根本的任務就是不斷促進實驗教學中心信息生成、記錄、傳輸技術的進步,并且利用好這些信息,實現現代信息技術與實驗教學的整合,提高實驗課教育質量,為人才培養提供最大的助力[11]。在實驗教學和管理中,實驗中心將借助信息化技術,努力創新實驗教學手段,提高實驗教學效率,推進資源的高效利用和教學手段的現代化。

實驗中心網站可通過發布實驗課程的教學大綱、實驗課程安排及課程教學進度表,以及部分實驗項目的教案與錄像、參考資料、環境科技創新實驗項目介紹等內容；學生可以通過網絡了解實驗課程內容、進行實驗項目預習,在實驗課時內取得更好的實驗教學效果。環境科技創新實驗信息有效地幫助學生了解實驗項目、選擇有興趣的研究課題,發揮學生在創新實驗中的主體作用。網絡信息向校內外開放,讓實驗教學資源共享,通過網絡擴大資源的利用效率與受益途徑。

實驗中心將利用網站構建網絡實驗教學平臺及虛擬網絡實驗室,為網絡實驗教學提供技術支持,提升網絡教學質量,起到環境科學與工程網絡實驗教學的示范和輻射作用。此外,實驗中心可利用信息平臺為更多的機構和企業提供監測服務信息和環境污染防治信息,提升實驗中心的社會服務功能,也提升學生的實踐機會,進一步增強實驗中心的特色與輻射示范作用,提高服務經濟和社會的能力。

3.2創建網絡實驗教學

虛擬仿真實驗教學中心的建設順應了高等教育的發展趨勢,是高等學校實驗教學信息化的最新舉措[12]。實驗中心將探索網絡虛擬仿真實驗室的建設,包括常規仿真實驗項目、成套水處理工藝虛擬操作系統和大氣污染控制工藝虛擬操作系統。例如水處理技術仿真實驗項目,學生通過網絡在虛擬環境中進行實驗項目的模擬操作；基于物理化學、流體力學、生物化學數學模型的成套水處理工藝虛擬操作系統,可模擬實際水處理廠的操作環境和處理效果。依托數字網絡信息技術,使虛擬操作和真實實驗并舉,進一步豐富實驗教學手段,為培養學生實踐能力和創新能力提供新的途徑。

開放式網上虛擬實驗室系列實驗可以促進學生學用結合,使實驗的安排更加靈活、方便且不受時間和空間的限制,實現真正意義上的開放實驗室。虛擬實驗可減少實驗設備的維護工作量,緩解實驗設備不足的問題,實現理論教學和實踐教學的有機融合。

3.3強化實驗教材建設

實驗教材可從實驗歷史背景、實驗設計思想與儀器改進、實驗內容、參考文獻等方面加以改進,并通過教材的改進,使學生的能力得到普遍提高[13]。實驗教材建設工作是示范中心建設的重要內容,實驗中心確立了“基于優勢學科出精品系列”的建設原則,計劃在規劃期內推出一批具有本校優勢學科特色、高水平的系列實驗教材,提高實驗教學質量。

4　結語

華南師范大學環境科學與工程專業省級實驗教學示范中心的宗旨是培養學生的實踐能力、創新能力,提高教學質量。經過一年多的建設,實驗教學示范中心在完善實驗教學體系、強化實驗教學平臺的優化升級、資源共享和共建、高效運行管理、師資隊伍優化建設、深化實驗中心的運行機制與管理制度建設等方面取得了成效。后續仍需在增強實驗中心的數字信息化與輻射功能、創建網絡實驗教學、強化實驗教材建設等方面加大建設力度,促進實驗教學示范中心的可持續發展,真正發揮其示范輻射作用。

References)

[1] 張文桂.實驗教學示范中心建設的思考與實踐[J].實驗技術與管理,2008,25(1):1-4.

[2] 唐永鑾,曹軍建.中國環境科學理論研究及發展[J].環境科學,1993,14(4):2-9,93.

[3] 楊春平.國外環境科學與工程本科教育的起源與發展[J].高等工程教育研究,2007(5):105-107,136.

[4] 劉光虹.環境類實驗教學示范中心建設探討[J].實驗室研究與探索,2011,30(9):252-254.

[5] 孫進輝.加強實驗教學儀器設備管理的思考[J].實驗技術與管理,2013,30(7):236-238.

[6] 李莉,金春華,張犁.實驗教學中心師資隊伍的專業化建設[J].實驗技術與管理,2009,26(3):253-254,262.

[7] 符曉四.實驗技術隊伍現狀分析與建議對策[J].實驗室研究與探索,2012,31(4):355-356,367.

[8] 孫艷.環境科學與工程實驗室安全與環保管理實踐[J].實驗技術與管理,2014,31(6):169-171.

[9] 吳巖,杜立宇,梁成華.環境工程實驗室的綠色化管理[J].實驗室研究與探索,2012,31(4):455-457.

[10] 李祥,李勇,潘楊,等.基于環境工程專業探討降低實驗室危化品事故[J].實驗科學與技術,2014,12(5):216-218.

[11] 田曙堅,王巖,徐金榮.實驗教學中心信息化建設的認識與探索[J].實驗室研究與探索,2010,29(9):92-94.

[12] 李平,毛昌杰,徐進.開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設提高高校實驗教學信息化水平[J].實驗室研究與探索,2013,32(11):5-8.

[13] 盧航.提高實驗教學質量應從實驗教材改革做起[J].實驗技術與管理,2002,19(3):112-113.

Practice of construction of experimental teaching demonstration center of environmental science & engineering

Li Xukai, Guo Xingmei, Zhang Qiuyun, Deng Dayi, Li Laisheng

(School of Chemistry & Environment, South China Normal University, Guangzhou 510006, China)

In the construction of Experimental Teaching Demonstration Center of Environmental Science & Engineering Experimental Center of South China Normal University, the experimental teaching system was improved and the teaching team was optimized. The experimental center improves the experimental teaching platform to achieve optimization and upgrading, resource sharing and co-construction. In addition, the operating mechanism of experimental center and construction of management system were also explored and practiced. Development thoughts on the digital information construction and the network experimental teaching were proposed.

environmental science; environmental engineering； construction of demonstration center; experimental teaching

DOI：10.16791/j.cnki.sjg.2016.01.039

2015- 06- 17

李旭凱(1984—),男,廣東揭陽,碩士,實驗師,主要從事實驗室管理和實驗教學.

E-mail：lixukai2006@163.com

G642.0

A

1002-4956(2016)1- 0153- 03