环境专业硕士研究生实验教学探索

　　随着现代科技的不断发展，科技创新的水平越来越依赖于大量、复杂的实验技术手段和各种大型、精密仪器设备，因此对研究生的培养，一个重要内容就是科学精神、创新思维和实验技能的培养。研究生实验技能的高低，将决定其科技创新水平的高低。如何提高研究生培养质量，营造良好的科研环境，促进研究生科技创新能力的提高，成为当代研究生教育工作者的主要研究课题。

　　1研究生实验技能现状

　　以我校环境工程硕士点为例，研究生85%毕业于地方一般院校，这些学校由于办学经费有限，实验室和仪器设备等硬件条件投入相对不足，实验课时少，教学质量难以保证，学生少有机会参与科研实验。据统计，本科阶段参加过“挑战杯”或“大学生科技创新”等科研实验的研究生只有20%。此外受到考研等因素的影响，本科阶段学习期间学生在实验室参与实验教学和开展科研活动的机会并不充裕。在本科一、二年级的基础实验阶段，实验内容在实验用书中叙述得较详尽，包括实验目的、原理、试剂和仪器、操作步骤及注意事项等均已说明，只要“照方抓药”就能完成每个实验。这样的实验对锻炼基本技能是有益的，但无助于实验能力的培养和提高。在本科三、四年级阶段虽然有综合实验、实习、毕业论文等多个实验能力培养环节，但对考研的学生来讲，由于忙于备考，时间精力往往放在英语、政治、专业基础课等考试课程上，毕业论文阶段还穿插着研究生复试，能够静下心来进行实验的时间少之又少，实验往往敷衍了事，相当一部分研究生在本科毕业时的实验技能并未达到培养要求。

　　目前研究生的培养中，各学校普遍存在着“重理论轻实践”、“重知识传授、轻能力培养”的现象，工科研究生实验技能的培养被弱化，甚至淡化。培养单位重视理论学习和论文水平，在培养方案和学位授予细则中对理论学习和学位论文都有详细、具体的要求，制定了可以量化的标准，而对实验能力培养环节却很少有明确的规定和可操作性的衡量标准，对实验教学存在不大，有时甚至流于形式。

　　实验教学相对理论教学费钱费力，随着研究生招生规模的迅速扩大，研究生教育投入不足，教育资源捉襟见肘，因此使得实验教学开展艰难。又由于科研任务压头，导师很难对研究生一一指导，研究生的实验技能锻炼往往局限于自己的研究方向，实验操作、实验方法沿袭同门师兄师姐，缺乏系统全面的实验能力培养，实验技能并未在研究生阶段得到显著提升。许多研究生在学位论文实验阶段暴露出实验设计能力差、实验时思维僵化、综合分析能力弱、不会进行实验观察和问题分析等缺陷，影响了他们研究课题的进度和深度，浪费了大量的时间和经费，有时甚至会发生因操作不当或错误设计实验而损毁仪器或造成人身伤害的事例，严重地影响了正常的科研和教学活动。由于在研究生阶段缺乏实验能力训练的综合课程，导致学生很难顺利地由被动学习向主动创新进行转变。

　　由于缺乏系统、扎实的实验训练，视野不开阔，进行论文研究时的实验方案设计、实验方法等多沿袭同门师兄师姐，局限于导师的研究方向。这样的研究生往往在师兄师姐和导师的指导下工作尚可顺利进行，一旦毕业后离开原来的课题组和研究领域就会无法适应，很难动手开展工作。研究生实验技能这种“先天不足，后天营养不良”的状况如果在短期内得不到彻底改变，必然影响到工科研究生的培养质量。构建并实施研究生实验教学是改变这一现状的必由之路。

　　2研究生实验教学的构建与实施

　　2.1设立实验课程学分，鼓励参与实验教学实践

　　在重视研究生理论教学和学位论文研究的同时，加强研究生实验教学，建立相应的研究生实验基地，开设以提高实验技能和创新能力为目的实验教学课程，并从制度上保证实验教学落到实处。在硕士研究生培养方案中明确规定工科硕士生必须完成一定学分的实验,鼓励研究生选修跨学科实验项目并列入培养计划141,鼓励在读研究生参与本科实验教学和实验室管理工作，计入教学实习学分。

　　2.2设置分层次的研究生实验教学内容

　　随着研究生扩招，生源素质有所下降，工科研究生实验技能参差不齐。针对这种情况，研究生实验教学采用基本实验技能训练+专业综合实验训练不同层次相结合的结构体系，由浅入深，由点到面，分层次精心组织实验。

　　基本实验训练平台着眼于培养基本实验操作技能，了解实验室规章制度和基本知识，包括实验室安全教育，要求掌握实验室的防火知识、电气安全使用知防火通道，了解实验室的酸碱安全，易燃易爆物品、强挥发和有毒物品的管理、使用方法，废物处置的基本知识，经常使用的药品的危害和安全使用规程，以及防范和处置危害的方法。根据环境专业特点，开设包括实验室常用仪器的使用保养、基本环境生物实验操作、常用环境污染控制设备，如旋风除尘器、SBR反应器等的认知和使用，以及大型分析测试仪器如气质联用仪、高效液相色谱、原子吸收分析仪、TOC分析仪等的操作和分析软件应用等内容的实验课程，使非环境专业毕业和实验操作基础较差的研究生迅速掌握基本实验技能，夯实实验基础。

　　专业综合实验训练结合科研项目、科研课题，由相关课题组开设一批具有先进性、典型性和学科交叉性的综合实验项目供学生选修，使研究生能依据实验研究目的制定实验方案，采用适合的实验手段探索实验结果，并对结果做出合理、科学的解释。如“某地土壤中多环芳烃污染物的分布规律”实验项目涉及采样布点、样品保存、样品前处理、色谱样品制作、仪器操作、化学工作站应用、统计软件分析等多种实验技能，以实验小组为单位查阅资料、制定实验方案、开展实验研究。每个实验小组安排具备实验专长的教师对实验项目进行全程指导，并对学生在实验中的表现进行考核。2.3利用校外优质资源，创建产学研基地

　　通过共建共享、签订协议等方式，与相关企事业、科研单位建立稳定的实验教学基地协议关系，实现优势互补，资源共享逐步形成校外实验教学基地网络171,积极吸纳校外资源，拓宽实验教学渠道。以企事业、科研单位为载体，聘请企事业单位中有扎实理论基础和丰富实践经验的技术带头人作为兼职研究生导师，通过产学研合作，实现优质资源共享，构建校外人才培养和实验教学平台。

　　研究生进入校外实验培养基地，不但可以缓解学校由于实验场所不足、实验设备更新慢、工程实践条件缺乏、跟不上学科新技术发展步伐的问题。引入企事业单位参与研究生培养过程，使学生的实验研究更紧密地联系生产实际和科研项目，而由合作单位的兼职导师进行指导，又使学生在深入一线参加研发过程中，知识结构、实践能力和创新能力更贴近实际。

　　目前，已与十几家企事业单位建立了稳定的产学研合作关系，包括污水处理厂、垃圾填埋场、环境监测站、自来水厂、净水公司、广州分析测试中心、中科院广州分院等相关单位。研究生通过参与技术改造、产品研发、设备控制及工艺管理等各个环节的实验过程，深化了所学的理论知识，增强了实验动手能力，而且通过在校外产学研基地的实践，了解到就业市场的供需良好的基础。

　　2.4将现代教育技术应用于实验教学

　　现代教育技术将传统的以黑板、粉笔为媒介的知识传递，推进到以计算机多媒体技术为承载的信息传递时代，使原本难以用语言和文字表达的繁杂的、抽象的过程，以图文并茂、音像具备的形式，形象、逼真地表达出来，使抽象知识形象化，繁杂工艺简洁化，在知识信息传输的过程中，充分调动学习者的视觉、听觉以及触觉等多种感官，以最快的速度、最高的效率向学习者传递信息。现代教育技术的应用使实验教学突破时间和空间限制，能将环境领域新技术、新工艺生动形象地展现在学生面前。如垃圾发电演示系统将目前垃圾处理发电工艺流程以动态运行的形式表现出来，用多媒体教学进行设备和工艺流程演示，也可以由学生自主实践，使学生对垃圾资源化利用技术的认识和掌握更加具体和完整。大型精密分析仪器的仿真操作系统使每个学生在未接触仪器之前都能详细了解仪器结构，并熟练操作仪器，减少了上机操作培训对仪器的损耗。鼓励研究生利用网络搜索获取实验知识，开展实验，提高实验技能。

　　2.5建立复合型、高素质的实验教学队伍

　　要提升实验教学和科研的整体水平，仅有先进的实验设备是远远不够的。工科研究生的实验教学对教师的要求很高，既要有较高的专业理论水平，又要有较强的实验技能及娴熟的动手能力，具备较高的外语水平和计算机应用能力，能够熟练使用本专业的一些高、精、尖仪器设备，还要了解企业、现场的运作情况，掌握教育规律，能够在实验教学中引导学生进行创新思维。由于种种原因，目前实验队伍高学历、高职称人数偏少，无法形成合理的梯队结构，在师资上很难满足研究生实验教学需求，因此必须组建一支相对稳定和高素质的实验教学师资队伍。一是加强实验教师的知识储备，像培养中青年学术带头人那样有计划地对实验人员进行各种业务培训，鼓励教师学习深造，使实验教师具有更广泛技能，包括实验技能、管理技能和教育技能，全面提高实验教师队伍素质;二是加强与企业之间的合作，聘请部分动手能力强、实践经验丰富的技术人才，以优惠的政策吸引他们担任兼职教师;三是鼓励教师学习新技术运用新技能，到生产第一线去锻炼，增加“双师型”教师的比例。

　　3结束语

　　实验教学是研究生培养过程中的一个重要环节，其在现代教学体系中的地位越来越突出。哈尔滨工业大学、同济大学等国内知名工科院校已相继将实验教学列入研究生培养方案中，明确规定工科研究生必须完成一定学分的公共实验，并鼓励学生跨学科选修实验项目。许多研究生利用在实验中掌握的先进技术解决了科研中的关键问题，为所在院校科研水平的提高发挥了良好的促进作用。目前，我校环境工程专业研究生培养中，涉及实验的课程占课程总量的70%。以往由于实验室和师资等因素制约，研究生实验教学的开展并不理想，随着这些制约因素的改善，开展研究生实验教学成为可能。探索适应自身特点的研究生实验教学将是一项长期的任务。