农业院校环境监测开放实验室平台的建设与实践

张 迪 徐文越 孟庆娟

东北农业大学 黑龙江哈尔滨 150030

农业院校环境监测开放实验室平台的建设与实践

张 迪 徐文越 孟庆娟

东北农业大学 黑龙江哈尔滨 150030

高等农业院校开设的环境监测开放实验室在运行中存在许多实际问题，根据目前其主要存在的问题，而提出了全新的农业院校环境监测开放实验室平台建设的架构和设计思想，同时在实践中也验证了这一新平台构架具有良好的可操作性和执行性。

农业院校；环境监测；开放实验室

在高等农业院校中，开放实验室已成为教学改革中的一项有意义的探索，它为学生提供了充足的时间和必要的仪器设备保证，以学生自学为主，教师指导为辅，让学生充分发挥个人的才智。实验室开放有利于实验教学改革；实验室的开放，为开设综合性、设计性实验提供良好的条件，使学生变被动做实验为主动做实验，为学生个性化发展提供空间，达到学会创新、拓展视野、掌握技能的目的；目前，大多数农业院校为学生开设的环境监测开放实验是自主性的实验，即学生自主选择开放实验的项目，而后经导师批准，自行设立实验方案，选择实验时间。这种开放性实验时间较为零散；学生的水平参差不齐，对仪器设备的熟悉程度也不一样，造成完成实验的时间以及仪器设备的使用状况也不统一。因此，为了提高开放实验室的利用效率，避免学生由于误操作对实验仪器的损坏，及更好地使学生学习和掌握环境监测的有关理论和技术，而提出了实验室建设的目标、基本原则和指导思想；实验室平台基本结构；学生的学习内容，学习方法，考核标准等一系列实践措施。

1 目前开放实验室的现状和不足

环境监测实验室是开设环境监测实验的基地，环境监测实验是为环境监测开设的实验性课程，通过实验使学生进一步掌握环境监测技术的基本原理、常用手段和基本操作技能，加深对课堂所学基本理论的理解，培养学生进行科学研究，分析问题和解决问题的初步能力。笔者就目前各农业类院校环境监测开放实验室在运行的现状及存在的问题进行了分析和总结。

1.1 开放实验室的管理问题

目前大多数院校开放实验室是全天候的，但是教师或管理人员都不可能全程在场，这使实验室安全存在问题。如减压蒸馏操作，高压钢瓶使用操作等；此外环境监测中应用的标准样品很多是存在毒性的，因此药品的使用等都存在安全隐患。此外，学生选择的实验时间较为零散，且多选择在非8小时工作日内，这对实验室的管理造成较大的困扰；学生自主选择时间也会造成实验室阶段性拥挤或闲置，也不利于实验室的高效运行。

1.2 实验室开放的类型问题

目前农业类院校学生开放性实验的实验选题主要是学生自选实验项目，此外部分采用学生在教师指导下参与教师科研项目。对于学生的自选实验项目而言，学生是根据自己爱好、学习的需要，自主选择，经学校批准，在实验室实施的一类实验。这类项目让学生根据所学的知识进行创新设计实验，学生独立完成课题的方案设计，实验装置的安装调试，并完成实验、撰写实验报告等工作。但是学生在选择研究项目的时候出发点往往是学生感兴趣的项目，这类项目的可执行性、可操作性学生们往往估计不足，同时由于学生动手能力及对仪器熟悉程度往往不能满足其自选项目的要求,因此项目是否能顺利实施，并取得满意的结果则成为未知数。其二是让学生参与教师的科研。选择部分品学兼优的学生直接参与到教师的科研课题中来，使学生在实验中独立完成相关课题的设计、技术路线的选择、仪器设备的安装调试与使用、实验阶段性成果的分析，撰写实验成果的报告等工作。作为农业类院校的本科生而言，参与教师科研课题的工作是一项较为艰辛且困难较大的工作。此外，农业类的科研项目因其必须与农业生产实践相结合，因此，往往受到气候、地形、作物的生长状况等因素的影响而需要较长的研究时间。在学生1～2年的专业学习过程中，在兼顾专业课程及实践课程的情况下，则很难完成教师布置的科研任务。

1.3 开放实验室的工作量和教师队伍问题

由于开放实验室是全天候的，无论是实验教师或管理人员都势必要增加工作量，会付出比以往更多的精力，特别是非正常上班时间，这方面的工作量如何体现，将会影响到实验教师或管理人员的工作积极性，从而影响到开放实验室的教学效果关键性问题。实验室的发展关键在人才，因此人才管理是实验室管理的核心内容。实验室的大型仪器设备一般都需要由专业技术人员进行维护、保养以及操作使用。

1.4 开放性实验缺少相对独立的经费支持

目前，大多数农业类院校的开放实验项目不在正常的教学经费预算之内。学校一般采取立项制，学校先对所要立项的项目组织专家进行论证，确定项目的可行性，立项后，主持人对项目全面负责，最后对项目进行严格的答辩和验收。这种方式一般存在2个问题：其一，如果在项目的运行前期进行经费资助，易于造成经费使用完毕，但完成效果不佳。其二，如果在项目完成经答辩后，再给予经费的支持则对于指导教师和学生来说，又存在一定的经济压力。

基于以上的问题,笔者认为应该在现有实验设备和人员配备的基础上建立一套较为完整的适用于农业类院校环境监测课程的开放性实验的实验室建设方案。

2 开放实验室平台的建设方案

2.1 开放实验室平台建设的基本指导思想和基本要求

实行开放实验室的规划建设、加强管理、高效运行、示范推广的模式，将有利于实现资源共享，提高效益，推进实验教学内容、教学体系、教学方法和教学手段的改革，全面提高本科生的培养质量。开放实验室平台设计应集实验、实习、实训于一体，将专业知识与职业实践结合起来，增强学生职业适应性；强调与生产实际紧密联系，与科研紧密结合；环境监测开放实验室建设应针对农田水环境质量监测实验、大气环境质量监测实验、土壤环境质量监测实验、噪声监测、环境生物监测等课程内容，打破课程实验的教学内容与组织方式，突出专业的综合性、职业性、应用性、实践性。通过本课程学习，使学生将专业知识与职业实践结合起来，增加其职业适应性。

2.2 开放实验室平台基本构架

环境监测开放式实验教学平台依托环境监测实验中心，实验中心结构如图1所示。

(1)逐步建立健全环境监测实验室的开放制度，具有较高管理水平，形成稳定、高效的开放性实验的运行机制。为建立健全实验室的开放制度，需要制订相应《环境监测开放实验室管理办法》《环境监测开放性实验室情况登记表》《环境监测开放性实验室仪器、药品借用办法》等规章制度。这些管理办法的制定和实施，使我校对这项工作积累了一定的经验，掌握了运行的基本规律，为今后的工件奠定了良好基础。开放实验的全部过程主要由指导教师负责监督检查和指导。同时积极推动学生的自我管理意识，不同班级推选出1～3名责任心强的同学负责本班的开放性实验室日常管理工作。建立健全实验室计算机管理系统，学生可根据自己的课余时间提出进行实验的申请，指导教师可根据所有学生提供的时间进行分类统一安排，这样既可解决实验室利用率的问题，同时对于教师工作量的核实起到较为积极的作用。

(2)通过组织实施在专业、技能、兴趣等方面有针对性的项目，引导学生积极参与开放性实验，同时鼓励学生在针对性的项目方向上选择子项目，培养创新意识；运行奖励机制，动员教师积极参与指导工作，组织研究生配合教师辅助指导，形成良好的环境和氛围。这样有针对性的项目的选择有利于实验室的管理，同时有利于学生对其感兴趣的研究方向进行较为深入的研究。

(3)开放程序：学生申请→指导教师审核→“实验中心”审批→实验实施→撰写实验报告→指导教师审阅→归档管理。

(4)考核内容与方法。实验教学考核是对教学效果进行评估，保证教学质量，不断改革教学内容与方法的重要手段。也是对学生学习效果、知识掌握程度、能力和素质提高程度评估的重要教学环节。实验课考核的内容应包括：学生对理论知识的应用能力；动手能力，对实验现象的观察能力，分析问题、解决问题的能力；工作态度、学习态度、团队合作精神，语言交流能力、提出问题的能力；实验方案的合理性；实验方法、实验结果表达的正确性；实验预报告、实验报告的正确性和完整性等方面。实验教师根据学生每个实验过程中的整体表现情况给出合理的单项实验成绩。单项实验成绩分5档，分别计为优(90～100分),良(80～89分),中(70～79分),及格(60～69分),不及格(60分以下)。最后综合实验课程成绩为单项实验成绩相加，取算术平均值。成绩上网公布，学生可以在网上查询。

2.3 开放实验室平台构架优点

通过以上的架构，如图1所示，开放实验室具有以下优点：

2.3.1 可以实现实验教学系统改革的目标

经过本实验课程的学习，学生加深对以上各门环境监测课程基本概念、现象、规律与基本原理的理解，了解相关实验设备的结构性能，熟练掌握实验的一般技能和仪器设备的使用方法；学会通过处理、分析实验数据，将实验结果反馈到各个环境生产工艺中，以解决实际生产问题。通过本课程实验教学，培养学生的洞察能力、动手能力、分析及解决问题能力，开发学生的创造性思维能力，使其真正成为社会所需的高级实用型人才。

2.3.2 以学生为本,实现教育和科研的双向互动模式

吸收学生参与实验室建设与管理，聘请高年级优秀学生担任实验教学“流动助教”，开辟了学生能力培养的新途径，建立了和谐的教学关系。通过开放实验室的架构形成的平台形成了“全院教师共同参与、学科与平台建设互相支撑、教学与科研良性互动、学校与企业联手共建”的实验室建设新模式。

2.3.3 构建开发、互动的实验室管理平台服务于实验室的管理与建设

实现开放实验室管理的规范化、流程化和信息化，提高开放实验室的教学质量、管理水平和服务水平；灵活的实验管理模式，融基础实验、教学实验、开放实验管理于一体，为全面解决提升实验室管理的效率；实验预约、实验管理以及成绩管理、设备耗材管理于统一平台，实现实验室的智能轻松管理提供了条件。

3 结束语

通过我校几年的实践与探索，开放式实验教学平台有力地推进了学生自主学习、合作学习、研究性学习，锻炼了学生创新思维和实践能力，真正体现出以人为本、重在人才培养的高等教育核心内涵；为本科生、研究生和教师提供了一个完整、真实的教学和科研平台。当然我校建立的环境监测开放实验室的平台同样存在着不足，期望在今后2～3年的实践教学工作中进一步进行改进，以期进一步促进高等农业院校实验室的发展与建设。

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[3]常卫民,厉以强,周春宏.环境监测现代化建设体系中的实验室管理[J].环境监测管理与技术,2004,16(5):1～3

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

张迪，博士，讲师。

东北农业大学高等教育教学改革“十一五”规划课题。