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環(huán)境專業(yè)碩士研究生實驗教學(xué)探索論文
隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，科技創(chuàng)新的水平越來越依賴于大量、復(fù)雜的實驗技術(shù)手段和各種大型、精密儀器設(shè)備，因此對研究生的培養(yǎng)，一個重要內(nèi)容就是科學(xué)精神、創(chuàng)新思維和實驗技能的培養(yǎng)。研究生實驗技能的高低，將決定其科技創(chuàng)新水平的高低。如何提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量，營造良好的科研環(huán)境，促進研究生科技創(chuàng)新能力的提高，成為當(dāng)代研究生教育工作者的主要研究課題。
1研究生實驗技能現(xiàn)狀
以我校環(huán)境工程碩士點為例，研究生85%畢業(yè)于地方一般院校，這些學(xué)校由于辦學(xué)經(jīng)費有限，實驗室和儀器設(shè)備等硬件條件投入相對不足，實驗課時少，教學(xué)質(zhì)量難以保證，學(xué)生少有機會參與科研實驗。據(jù)統(tǒng)計，本科階段參加過“挑戰(zhàn)杯”或“大學(xué)生科技創(chuàng)新”等科研實驗的研究生只有20%。此外受到考研等因素的影響，本科階段學(xué)習(xí)期間學(xué)生在實驗室參與實驗教學(xué)和開展科研活動的機會并不充裕。在本科一、二年級的基礎(chǔ)實驗階段，實驗內(nèi)容在實驗用書中敘述得較詳盡，包括實驗?zāi)康摹⒃�、試劑和儀器、操作步驟及注意事項等均已說明，只要“照方抓藥”就能完成每個實驗。這樣的實驗對鍛煉基本技能是有益的，但無助于實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和提高。在本科三、四年級階段雖然有綜合實驗、實習(xí)、畢業(yè)論文等多個實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)環(huán)節(jié)，但對考研的學(xué)生來講，由于忙于備考，時間精力往往放在英語、政治、專業(yè)基礎(chǔ)課等考試課程上，畢業(yè)論文階段還穿插著研究生復(fù)試，能夠靜下心來進行實驗的時間少之又少，實驗往往敷衍了事，相當(dāng)一部分研究生在本科畢業(yè)時的實驗技能并未達到培養(yǎng)要求。
目前研究生的培養(yǎng)中，各學(xué)校普遍存在著“重理論輕實踐”、“重知識傳授、輕能力培養(yǎng)”的現(xiàn)象，工科研究生實驗技能的培養(yǎng)被弱化，甚至淡化。培養(yǎng)單位重視理論學(xué)習(xí)和論文水平，在培養(yǎng)方案和學(xué)位授予細(xì)則中對理論學(xué)習(xí)和學(xué)位論文
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都有詳細(xì)、具體的要求，制定了可以量化的標(biāo)準(zhǔn)，而對實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)環(huán)節(jié)卻很少有明確的規(guī)定和可操作性的衡量標(biāo)準(zhǔn)，對實驗教學(xué)存在不大，有時甚至流于形式。
實驗教學(xué)相對理論教學(xué)費錢費力，隨著研究生招生規(guī)模的迅速擴大，研究生教育投入不足，教育資源捉襟見肘，因此使得實驗教學(xué)開展艱難。又由于科研任務(wù)壓頭，導(dǎo)師很難對研究生一一指導(dǎo)，研究生的實驗技能鍛煉往往局限于自己的研究方向，實驗操作、實驗方法沿襲同門師兄師姐，缺乏系統(tǒng)全面的實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)，實驗技能并未在研究生階段得到顯著提升。許多研究生在學(xué)位論文實驗階段暴露出實驗設(shè)計能力差、實驗時思維僵化、綜合分析能力弱、不會進行實驗觀察和問題分析等缺陷，影響了他們研究課題的進度和深度，浪費了大量的時間和經(jīng)費，有時甚至?xí)l(fā)生因操作不當(dāng)或錯誤設(shè)計實驗而損毀儀器或造成人身傷害的事例，嚴(yán)重地影響了正常的科研和教學(xué)活動。由于在研究生階段缺乏實驗?zāi)芰τ?xùn)練的綜合課程，導(dǎo)致學(xué)生很難順利地由被動學(xué)習(xí)向主動創(chuàng)新進行轉(zhuǎn)變。
由于缺乏系統(tǒng)、扎實的實驗訓(xùn)練，視野不開闊，進行論文研究時的實驗方案設(shè)計、實驗方法等多沿襲同門師兄師姐，局限于導(dǎo)師的研究方向。這樣的研究生往往在師兄師姐和導(dǎo)師的指導(dǎo)下工作尚可順利進行，一旦畢業(yè)后離開原來的課題組和研究領(lǐng)域就會無法適應(yīng)，很難動手開展工作。研究生實驗技能這種“先天不足，后天營養(yǎng)不良”的狀況如果在短期內(nèi)得不到徹底改變，必然影響到工科研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。構(gòu)建并實施研究生實驗教學(xué)是改變這一現(xiàn)狀的必由之路。
2研究生實驗教學(xué)的構(gòu)建與實施
2.1設(shè)立實驗課程學(xué)分，鼓勵參與實驗教學(xué)實踐
在重視研究生理論教學(xué)和學(xué)位論文研究的同時，加強研究生實驗教學(xué)，建立相應(yīng)的研究生實驗基地，開設(shè)以提高實驗技能和創(chuàng)新能力為目的實驗教學(xué)課程，并從制度上保證實驗教學(xué)落到實處。在碩士研究生培養(yǎng)方案中明確規(guī)定工科碩士生必須完成一定學(xué)分的實驗,鼓勵研究生選修跨學(xué)科實驗項目并列入培養(yǎng)計劃141,鼓勵在讀研究生參與本科實驗教學(xué)和實驗室管理工作，計入教學(xué)實習(xí)學(xué)分。
2.2設(shè)置分層次的研究生實驗教學(xué)內(nèi)容
隨著研究生擴招，生源素質(zhì)有所下降，工科研究生實驗技能參差不齊。針對這種情況，研究生實驗教學(xué)采用基本實驗技能訓(xùn)練+專業(yè)綜合實驗訓(xùn)練不同層次相結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，由淺入深，由點到面，分層次精心組織實驗。
基本實驗訓(xùn)練平臺著眼于培養(yǎng)基本實驗操作技能，了解實驗室規(guī)章制度和基本知識，包括實驗室安全教育，要求掌握實驗室的防火知識、電氣安全使用知防火通道，了解實驗室的酸堿安全，易燃易爆物品、強揮發(fā)和有毒物品的管理、使用方法，廢物處置的基本知識，經(jīng)常使用的藥品的危害和安全使用規(guī)程，以及防范和處置危害的方法。根據(jù)環(huán)境專業(yè)特點，開設(shè)包括實驗室常用儀器的使用保養(yǎng)、基本環(huán)境生物實驗操作、常用環(huán)境污染控制設(shè)備，如旋風(fēng)除塵器、SBR反應(yīng)器等的認(rèn)知和使用，以及大型分析測試儀器如氣質(zhì)聯(lián)用儀、高效液相色譜、原子吸收分析儀、TOC分析儀等的操作和分析軟件應(yīng)用等內(nèi)容的實驗課程，使非環(huán)境專業(yè)畢業(yè)和實驗操作基礎(chǔ)較差的研究生迅速掌握基本實驗技能，夯實實驗基礎(chǔ)。
專業(yè)綜合實驗訓(xùn)練結(jié)合科研項目、科研課題，由相關(guān)課題組開設(shè)一批具有先進性、典型性和學(xué)科交叉性的綜合實驗項目供學(xué)生選修，使研究生能依據(jù)實驗研究目的制定實驗方案，采用適合的實驗手段探索實驗結(jié)果，并對結(jié)果做出合理、科學(xué)的解釋。如“某地土壤中多環(huán)芳烴污染物的分布規(guī)律”實驗項目涉及采樣布點、樣品保存、樣品前處理、色譜樣品制作、儀器操作、化學(xué)工作站應(yīng)用、統(tǒng)計軟件分析等多種實驗技能，以實驗小組為單位查閱資料、制定實驗方案、開展實驗研究。每個實驗小組安排具備實驗專長的教師對實驗項目進行全程指導(dǎo)，并對學(xué)生在實驗中的表現(xiàn)進行考核。2.3利用校外優(yōu)質(zhì)資源，創(chuàng)建產(chǎn)學(xué)研基地
通過共建共享、簽訂協(xié)議等方式，與相關(guān)企事業(yè)、科研單位建立穩(wěn)定的實驗教學(xué)基地協(xié)議關(guān)系，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，資源共享逐步形成校外實驗教學(xué)基地網(wǎng)絡(luò)171,積極吸納校外資源，拓寬實驗教學(xué)渠道。以企事業(yè)、科研單位為載體，聘請企事業(yè)單位中有扎實理論基礎(chǔ)和豐富實踐經(jīng)驗的技術(shù)帶頭人作為兼職研究生導(dǎo)師，通過產(chǎn)學(xué)研合作，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享，構(gòu)建校外人才培養(yǎng)和實驗教學(xué)平臺。
研究生進入校外實驗培養(yǎng)基地，不但可以緩解學(xué)校由于實驗場所不足、實驗設(shè)備更新慢、工程實踐條件缺乏、跟不上學(xué)科新技術(shù)發(fā)展步伐的問題。引入企事業(yè)單位參與研究生培養(yǎng)過程，使學(xué)生的實驗研究更緊密地聯(lián)系生產(chǎn)實際和科研項目，而由合作單位的兼職導(dǎo)師進行指導(dǎo)，又使學(xué)生在深入一線參加研發(fā)過程中，知識結(jié)構(gòu)、實踐能力和創(chuàng)新能力更貼近實際。
目前，已與十幾家企事業(yè)單位建立了穩(wěn)定的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，包括污水處理廠、垃圾填埋場、環(huán)境監(jiān)測站、自來水廠、凈水公司、廣州分析測試中心、中科院廣州分院等相關(guān)單位。研究生通過參與技術(shù)改造、產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)備控制及工藝管理等各個環(huán)節(jié)的實驗過程，深化了所學(xué)的理論知識，增強了實驗動手能力，而且通過在校外產(chǎn)學(xué)研基地的實踐，了解到就業(yè)市場的供需良好的基礎(chǔ)。
2.4將現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用于實驗教學(xué)
現(xiàn)代教育技術(shù)將傳統(tǒng)的以黑板、粉筆為媒介的知識傳遞，推進到以計算機多媒體技術(shù)為承載的信息傳遞時代，使原本難以用語言和文字表達的繁雜的、抽象的過程，以圖文并茂、音像具備的形式，形象、逼真地表達出來，使抽象知識形象化，繁雜工藝簡潔化，在知識信息傳輸?shù)倪^程中，充分調(diào)動學(xué)習(xí)者的視覺、聽覺以及觸覺等多種感官，以最快的速度、最高的效率向?qū)W習(xí)者傳遞信息。現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用使實驗教學(xué)突破時間和空間限制，能將環(huán)境領(lǐng)域新技術(shù)、新工藝生動形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前。如垃圾發(fā)電演示系統(tǒng)將目前垃圾處理發(fā)電工藝流程以動態(tài)運行的形式表現(xiàn)出來，用多媒體教學(xué)進行設(shè)備和工藝流程演示，也可以由學(xué)生自主實踐，使學(xué)生對垃圾資源化利用技術(shù)的認(rèn)識和掌握更加具體和完整。大型精密分析儀器的仿真操作系統(tǒng)使每個學(xué)生在未接觸儀器之前都能詳細(xì)了解儀器結(jié)構(gòu)，并熟練操作儀器，減少了上機操作培訓(xùn)對儀器的損耗。鼓勵研究生利用網(wǎng)絡(luò)搜索獲取實驗知識，開展實驗，提高實驗技能。
2.5建立復(fù)合型、高素質(zhì)的實驗教學(xué)隊伍
要提升實驗教學(xué)和科研的整體水平，僅有先進的實驗設(shè)備是遠遠不夠的。工科研究生的實驗教學(xué)對教師的要求很高，既要有較高的專業(yè)理論水平，又要有較強的實驗技能及嫻熟的動手能力，具備較高的外語水平和計算機應(yīng)用能力，能夠熟練使用本專業(yè)的一些高、精、尖儀器設(shè)備，還要了解企業(yè)、現(xiàn)場的運作情況，掌握教育規(guī)律，能夠在實驗教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新思維。由于種種原因，目前實驗隊伍高學(xué)歷、高職稱人數(shù)偏少，無法形成合理的梯隊結(jié)構(gòu)，在師資上很難滿足研究生實驗教學(xué)需求，因此必須組建一支相對穩(wěn)定和高素質(zhì)的實驗教學(xué)師資隊伍。一是加強實驗教師的知識儲備，像培養(yǎng)中青年學(xué)術(shù)帶頭人那樣有計劃地對實驗人員進行各種業(yè)務(wù)培訓(xùn)，鼓勵教師學(xué)習(xí)深造，使實驗教師具有更廣泛技能，包括實驗技能、管理技能和教育技能，全面提高實驗教師隊伍素質(zhì);二是加強與企業(yè)之間的合作，聘請部分動手能力強、實踐經(jīng)驗豐富的技術(shù)人才，以優(yōu)惠的政策吸引他們擔(dān)任兼職教師;三是鼓勵教師學(xué)習(xí)新技術(shù)運用新技能，到生產(chǎn)第一線去鍛煉，增加“雙師型”教師的比例。
3結(jié)束語
實驗教學(xué)是研究生培養(yǎng)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，其在現(xiàn)代教學(xué)體系中的地位越來越突出。哈爾濱工業(yè)大學(xué)、同濟大學(xué)等國內(nèi)知名工科院校已相繼將實驗教學(xué)列入研究生培養(yǎng)方案中，明確規(guī)定工科研究生必須完成一定學(xué)分的公共實驗，并鼓勵學(xué)生跨學(xué)科選修實驗項目。許多研究生利用在實驗中掌握的先進技術(shù)解決了科研中的關(guān)鍵問題，為所在院�？蒲兴降奶岣甙l(fā)揮了良好的促進作用。目前，我校環(huán)境工程專業(yè)研究生培養(yǎng)中，涉及實驗的課程占課程總量的70%。以往由于實驗室和師資等因素制約，研究生實驗教學(xué)的開展并不理想，隨著這些制約因素的改善，開展研究生實驗教學(xué)成為可能。探索適應(yīng)自身特點的研究生實驗教學(xué)將是一項長期的任務(wù)。
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