高等学校骨干学科教学实验中心建设研究——以山东农业大学土肥资源环境工程教学实验中心为例

□贾继文 诸葛玉平 刘之广 王 淳

高等学校骨干学科教学实验中心建设研究
——以山东农业大学土肥资源环境工程教学实验中心为例

□贾继文 诸葛玉平 刘之广 王 淳

为进一步改善高等学校实验教学条件，加强学科专业建设，促进高等教育内涵发展，山东省财政厅教育厅联合实施了高等学校骨干学科教学实验中心建设工程。依托该工程项目山东农业大学资源与环境学院对土肥资源环境工程教学实验中心的实验室功能、硬件条件、实验课程与项目、实验室开放水平等方面进行了全方位的建设与改革，推动了学校相关专业的教育教学工作水平，建设成效显著。

骨干学科,教学实验中心,实验中心建设

一、实验中心的建设背景与实践

为促进高等教育内涵发展，山东省于2007-2012年分两期实施了高等学校骨干学科教学实验中心建设工程，山东省自2013年至2015年继续在省教育厅、省体育局所属本科高校实施了第三期骨干学科教学实验中心建设工程(鲁教财字〔2012〕146号)。2013年山东农业大学资源与环境学院资源与实验环境教学中心得到了省专项资助300万元，经过3年建设，项目进展顺利并完成了任务目标，建设效果显著。现结合我校土肥资源与环境工程教学实验中心的建设实践经验对骨干学科教学实验中心建设研究与实践进行探讨，虽是个案剖析，却有共性参考价值。

资源与环境是国民经济和社会发展的重要基础，是建设和谐社会的必要条件，随着科学技术的进步和社会经济的发展，人类对资源利用的深度和广度不断增加，资源与环境问题也日益突出，资源环境问题的解决和相应专业人才的培养受到各国的高度重视。[1]农业资源与环境学科是山东农业大学的传统优势学科，已有67年的发展历史，多年来在农业资源与环境的人才培养和科学研究方面取得了重要成绩，在教育部学位中心组织的学科评估中，我校农业资源与环境学科在全国同类高校学科中也排名前列，长期以来为区域农业资源的高效利用、生态环境保护治理培养了大批专业技术人才。[2]

土肥资源与环境工程教学实验中心(以下简称“实验中心”)于2003年5月组建，已成为我校农业科学类专业非常重要的基础和专业实验室平台。[3]实验中心突出的特点是服务专业广、面向学生多、承担任务重、重视对学生的动手能力的培养。但是，随着近年来资源环境学科发展的突飞猛进以及社会经济发展对于人才培养质量要求的提高，实验中心的教学资源显现出相对短缺，原有的设施和仪器设备难以满足高水平综合性和创新性人才培养的要求。因此，借助山东省财政厅教育厅联合实施高等学校骨干学科教学实验中心建设工程，加大实验中心的投入，进一步改善实验教学条件，提高仪器设备装备水平，全面提升资源环境类专业人才的培养质量，对促进国家经济建设和社会发展具有重要的意义。[4]

实验中心的前身为创建于1948年10月的土壤学实验室，伴随着学科的发展而不断壮大和拓展。该实验中心直接支撑资源与环境学院6个本科专业，同时服务于全校农学、林学等5个学院、8个二级学科和15个本科专业，并向农业资源与环境相关的近20个博士、硕士点研究生开放。

实验中心下设土壤学、植物营养学、环境科学、环境工程、土地资源管理、地理信息系统和草业科学等7个专业实验室和1个大型仪器设备综合实验室，设有实验中心主任和副主任各1人，专职实验技术管理人员9人。实验中心实验室面积达到2076.4m2，有设备配套齐全的标准化的教学实验室，水、电、暖等基础设施条件齐全。除此，实验中心还建有校外站园1处，面积3.1公顷，配备了部分实验仪器设备，用于田间实验教学。实验中心拥有流动注射分析仪、高效液相色谱仪、气相色谱仪、原子吸收分光光度计等万元以上仪器120台(件)，800元以上仪器设备达746台(件)，仪器设备总值达935.67万元，具有较好的实验装备基础。

二、实验中心的建设成效与存在问题

(一)土肥资源环境工程教学实验中心建设成效

实验中心的建设目标已按预定计划圆满完成，达到了预期的目标和效益，项目的完成极大改善了实验中心的实验教学条件，提高了实验项目的水平层次，使得实验室和仪器设备的使用效率进一步提高，投资效益得到了充分发挥。

1.改善了实验室教学条件，提高了整体实验教学的质量。建设项目购买实验仪器设备用品共计36种类，233台(套)，涵盖了学院各类教学实验室基本设施仪器的建设。如为土壤、环境、植物营养实验室增加配置了电子天平、分光光度计、数字电热恒温鼓风干燥箱、旋转蒸发仪、大气综合采样器等，这些仪器设备的增加使得实验室基础实验仪器得到了较好的补充和完善，缓解了仪器设备老旧、仪器设施不足等问题，完善了实验中心基本设施条件，提高了实验教学质量。

2.提升了土肥资源与环境工程实验中心的设施水平。本项目根据资源环境教学现实的需要，购置了数据采集光催化法去除空气污染物净化装置、数据采集文丘里可调式洗涤式除尘器、数据采集气动反吹袋式除尘器、数据采集石灰石膏法脱硫实验装置、PM2.5便携式检测仪、便携式溶氧仪等仪器设备，建设了环境治理工程专业实验室，提升了环境工程专业的教学水平。建设资源环境信息技术实验室也是本项目建设的重点之一。实验中心购置了电脑、服务器和配套桌椅并联网建设，另外购置了信息处理的MapGIS软件和CASS测绘软件，设计规划建设了全新的信息实验室，使土地管理专业和地理信息系统专业教学设施水平有了较大的提高。另外，项目购置了进口元素分析仪、蛋白核酸定量测定仪、实时荧光定量PCR仪、冷冻混合球磨仪等，建设了新的土肥资源利用实验室，这些高水平精密仪器设备的增加，为本科专业高水平培养目标的实现创造了较好的设备条件和实验室条件，对学生专业技能的提高起到了较大的推动作用。

3.提高了实验室的功能，优化了实验项目。通过项目建设，实验中心承担的课程和实验项目水平显著提高。尤其是一些原来不具备开出条件或只能演示的实验项目陆续开出，目前开设实验项目达到323项，新增实验项目12项。更重要的是仪器增多使学生动手操作的机会增加，许多实验项目内容进行了更新。实验中心的实验课程和项目得到了优化，综合性和设计性的实验项目有了进一步的增加。本项目的完成极大地支持了农业资源环境国家级特色专业的建设，对学院相关国家及省级创新平台的建设也起到了一定支撑作用。项目的实施还实现了不同学科实验室的交叉融合及学院学科之间的优势互补，实验仪器统一管理，资源共享，提高了实验室和设备利用率，为大学生创新实践活动、本科生SRT和实验室开放提供了更好的实验条件。学院三年实施本科生SRT项目2013年37项、2014年56项2015年63项共计156项，参加国家大学生创新创业训练项目2013年2项、2014年4项、2015年3项共计9项，实验室2014到2015年完成实验室开放13700人时数，提高了学生的综合实验能力和创新科研能力以及就业竞争能力。其中，大学生创业项目家家乐阳台农业有限公司获2015年泰安市第一届高新杯创新创业大赛三等奖，盛德生态农业系统开发有限公司获泰安市第三届创业大赛决赛二等奖，无土草坪栽培团队在泰安市“高新杯”创新创业大赛中获优秀奖。

4.促进了学院教师队伍建设，保证了实验教学质量的持续提升。在项目建设的同时，通过多种形式引进人才，重视在职人员业务水平的培养提高，新增加实验教师队伍3人，学院实验师资队伍学历水平、年龄结构和职称结构日趋合理。中心现有专/兼职工作人员65名，其中教授14人，副教授27人，高级实验师4人，讲师14人，实验师4人，助理实验师3人，硕士及以上学历57人，45岁以下实验教师博士及在读博士达到了100%。高素质实验教学队伍保证了实验教学质量的提高。实验教师和实验技术人员通过各种形式的进修与培训，掌握新购置仪器设备的使用、管理、维护技能，保证了仪器设备的高效利用和开发新的创新型实验。

5.加强了实验中心网络建设，积极施行网上辅助教学。实验中心利用学校的教学综合管理系统和中心新建网站，将实验项目、设备、管理制度等实验资源全部上网，学生可以随时查到实验课程实验项目、课程时间和上课地点，可以从网站下载学习仪器原理及使用方法，促进学生自我学习，提高了实践教学质量。

(二)土肥资源环境工程教学实验中心建设的现有问题

实验中心教学水平和效果尚需进一步提高和改善，诸多困难和问题需要在建设过程中进一步解决。

1.设备总量不足，限制了学生动手能力的培养。实验中心800元以上的仪器设备虽有746台(件)，但有260多种不同类型，各类型平均不足3台(件)，如果除去用于地理信息系统实验的计算机、交换机、多媒体、软件、航卫片等设备与资料，各类型平均不足2.5台(件)，加之分析测试的功能实验室多，同类仪器设备需求量大，每个实验室往往只能配备1台(件)所需类型的仪器设备。由于实验仪器设备数量不足，同一实验需要更长的时间才能轮流进行，影响实验效果。

2.仪器设备性能指标不高，部分相对落后，限制了学生对先进专业技能的掌握。由于服务专业数量的增加，实验室建设经费总体投入不足，使仪器设备的更新换代慢，部分实验仪器设备仍是上个世纪九十年代的主导产品，其性能已不能适应新时期学科发展的需求。目前，实验项目内容较以往发生很大的变化，对学生专业技能的要求有了较大提高，仪器设备的功能和性能限制了实验内容的完整进行，难以保证部分实验项目的教学质量。[5]

3.学科先进性、标志性的设备缺乏，不利于现代化创新人才培养。实验中心有些实验仪器设备水平落后于很多同领域农业管理和技术部门的平均水平，却因经费不足无法购置，代表学科发展和技术进步的标志性仪器设备的缺失致使部分实验内容滞后于社会经济发展实际，影响了学生创新能力的提高，间接影响了学生的就业和工作。[6]

三、实验中心建设的未来建议

1.进一步明确建设目标。实验中心的建设要立足资源与环境专业学科的基础和社会需求，加强硬件建设，大幅度改善和提高实验室条件、功能和建设水平。进一步完善实验室管理运行机制，全面提高相关本科专业人才培养质量，在土肥资源与环境工程的人才培养方面形成特色，满足社会对农业资源高效利用和环境整治高素质创新型人才的需求，把实验中心建设成为山东省一流的人才培养实验室，成为山东省土肥资源利用和环境治理保护高层次人才培养的重要基地，为山东经济社会发展提供重要的人力支撑，并在全国产生重要影响。具体目标为：(1)项目完成后，实验中心支撑二级学科门类由8个增加到10个，除原有8个学科门类外，还可向“建筑类”、“化工与制药类”等学科提供支撑条件，服务全校的专业数由15个增加到19个，新增加的专业为“风景园林”、“森林资源保护与游憩”、“设施农业科学与工程”、“制药工程(兽医方向)”。(2)承担“土壤学”、“土壤肥料学”、“土壤理化分析”、“环境污染监测”、“资源信息技术”等教学实验课程达到近70门，每年可开出的实验项目达到330个左右，服务学生近6000名，每年承担实验教学任务达到120000实验人时数以上。(3)增设或更新实验项目12个，其中基本型2个，提高型5个，创新型5个，提高整体实验项目水平。(4)在原有实验室基础上，增设土肥资源利用、环境治理工程和资源环境信息3个功能实验室平台，整合土壤学、植物营养学和环境科学实验室，进一步提高实验室资源利用效率和水平。(5)通过仪器设备数量增加和高水平仪器设备的购置，进一步提高实验效率，更新和完善实验内容，显著提升实验教学的质量和水平。(6)进一步提升实验室开放率，新增实验室开放工作量1300人时数左右，开放工作量达到13500人时数，为学生的教学实习、毕业生产实习、“第二课堂”、“大学生SRT计划”、“国家大学生创新性实验计划”提供重要支撑。

2.对现有实验室进行适当整合。在原有实验中心的基础上，对学院实验室进行重新整合，打破原有专业的界限，按照学科发展和人才培养的需要，对中心原有的实验室进行进一步整合，对实验室的空间和功能进行重新布局和调整，整合土壤学实验室，植物营养学实验室、环境科学实验室、土地管理实验室、环境工程实验室、草业科学实验室、地理信息系统实验室、大型仪器设备综合实验室等8个功能实验室，新建土肥资源利用实验室、环境治理工程实验室、资源环境信息实验室3个实验室，并根据实验课类别统一布局房间，统一配套仪器设备，统一安排专人进行管理，增加仪器设备的套数，提高本科实践教学所需要房屋设施和实验材料等教学资源的利用率。

3.改善实验条件。申请项目建设资金，用于实验仪器设备的购置，改善实验教学条件。与上述实验室建设整合及人才培养方案相配套，按照实验课程的实验项目的教学要求，新增实验项目仪器设备配套到位，原有实验项目部分仪器设备进行更新，部分补足数量，综合性实验仪器设备配套完整，普遍改善实践教学的条件，提高实验项目的水平和层次，提高实验室和仪器设备的使用效率，提高投资的效益。在学院品牌专业、特色专业、精品课程网站的基础上，把实验教学资源上网，进一步完善实验中心网站，中心的实验项目、设备、管理制度等实验资源逐步上网，发挥网络教学的优势，促进学生自我学习，提高实践教学质量。同时，实验中心的人员、设备等信息均实现计算机管理。在田间试验基地的基础上，继续完善田间试验实验室的功能，通过完善网室等设施建设，增加田间仪器设备数量，为农业资源与环境和草业等本科课程田间实验、实习等提供硬件支撑。

4.改善实验教学方法和实验手段。利用项目购进的先进仪器和设备，淘汰落后滞后的实验方法手段，使实验水平登上新的台阶。在实践教学环节中充分利用多媒体现代化教学的手段，发挥多媒体形象直观、信息量大，演示方便的优势，采用动态仿真和模拟实验的教学方法，提高实验教学质量。逐步引进高素质实验队伍，组织管理人员进行短期培训，掌握新购置仪器设备的使用、管理、维护技能，加强对仪器设备的管理，保证仪器的高效利用。

[1] 姚庆筱. 中国科学院资源环境领域学科发展及其贡献[J]. 地球科学进展, 2000, 15(2):210-214.

[2][3] 山东农业大学资源与环境学院. 学科建设[EB/OL]. [2016-09-03]. http://zihuan.sdau.edu.cn/s/39/t/233/p/1/c/769/d/1888/list.htm.

[4] 丛蕾，蒋家慧，刘智军. 高等学校骨干学科教学实验中心建设的探索与思考[J]. 实验技术与管理, 2012, 29(11):119-122.

[5]谢娜, 钱建波, 戴玉蓉,等. 教学实验室开放与运行状况研究[J]. 实验室研究与探索, 2008, 27(3):121-125.

[6]杨筱, 程江华, 刘菊荣. 研究生实验室开放式管理的研究与实践[J]. 高等教育研究学报, 2011, 34(2):64-66.

2016-09-17

山东农业大学资源与环境学院，山东 泰安，271018

贾继文(1963- )，女，山东农业大学资源与环境学院教学实验中心主任，高级实验师，主要研究领域：土壤生态环境与实验室管理。

G642.423

A

1008-8091(2016)04-0095-04