创建天津市环境科学与工程实验教学示范中心

　　摘要：实验教学是人才培养的重要环节，为推进创新教育，各高校纷纷探索创新型人才培养实验教学模式。环境科学与工程实验教学中心坚持“公能素质”创新型人才培养的实验教学理念，搭建基础实验教学、实践教学、创新教育“三级平台”实验教学体系，建立高水平实验教学队伍，取得丰硕实验教学成果。省级实验教学示范中心建设为创新人才培养提供更好的硬件和软件保证，创造了更好的创新意识和创新能力培养环境，是创新人才培养的有效模式。

　　关键词：实验教学示范中心；创新人才；公能素质；实验教学体系；

　　作者简介：楚春礼(1980-)，男，河北秦皇岛人，博士，讲师，实验教学中心主任助理，主要研究方向为环境规划与管理、物质流分析。

　　0引言

　　培养创新型人才是我国当前高等教育的中心任务。作为知识与能力、理论与实践相结合的桥梁和纽带，实验教学是学生全面掌握理论知识、锻炼科学思维、培养应用能力和孕育创新意识的重要环节，是高校人才培养的关键环节之一。2005年，教育部在全国启动了高校实验教学示范中心建设工作，旨在逐步构建实验教学示范体系，发挥示范中心建设的引领辐射作用，推进实验教学改革与实验室建设创新。各高校纷纷把建立实验教学示范中心作为培养创新型人才的重要模式，开展实验中心管理与运行模式的改革和尝试，2005~2010年，教育部共评选出500余个国家级实验教学示范中心。

　　作为研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用关系，寻求人类社会与环境协同演化、持续发展途径与方法的科学人才培养的阵地，环境科学与工程为国家解决环境问题、促进环境与经济的和谐发展提供了重要的理论支撑、方法支持和人才保障[15]。如今，中国推动和落实生态文明建设，环境科学与工程被赋予了新的内涵和任务，寻求适合生态文明建设人才培养的环境科学与工程专业指导思想和教学理念、课程结构和体系、培养模式和教学方法，成为环境类专业教学与改革面临的一项重要任务[16]。实验教学是环境科学与工程专业人才理论知识的延伸与升华，是从环境科学与工程的理论教学与解决实际环境问题之间联系的桥梁与纽带[17，18]。面对当前国家重大需求，急需创新环境科学与工程实验教学模式，服务于环境科学与工程创新型人才培养[19]。

　　1基本情况

　　环境科学与工程实验教学中心成立于2004年6月，承担着环境科学、环境工程以及资源循环科学与工程3个本科专业的实验教学任务，并承担部分研究生课程的实验教学任务。每年除了为600余名学生提供实验教学外，还提供科研立项创新实验。2006年5月，中心被评为“天津市高等学校优秀教学实验室”，2013年，被评为天津市实验教学示范中心。

　　2建设内容和举措

　　2.1培养“公能素质”创新型人才的实验教学理念

　　环境科学专业“公能”素质教育的核心理念是“以德为先、心系环保、提高能力、全面发展、勇于创新”，就是德智体全面发展，具有良好的科学素养和较系统的环境科学理论基础、基本知识和实验技能，以及一定的理论研究、应用研究、科技开发与创新和管理能力，能适应环境科学发展和社会需求，能在工程设计、市政建设、工矿企业、科研院所、环保部门、政府机关、经济管理、规划部门和学校等从事设计、研究、施工、规划管理和教育方面工作。强调以“公能”为主线，促进知行合一，德、智、体、美的相互融合、协调发展。培养“公心”，就是要心忧祖国，心系环保，做到“知环保”，通过各种方式和途径了解国内外环境保护方面的各种信息，关注国家环境保护事业的发展，明确国家环保事业的重大需求；要“服务环保”，要树立为祖国环保事业做出贡献的决心，并培养将其付诸实践的信心和勇气；要具有将其落实到实际生活中的毅力，以不断完善自我为目标，踏踏实实地学好环境领域的各种知识，锻炼自己的各种能力。培养“能力”就是要根据环境科学的学科特点，通过基础知识、实验教学以及创新立项等方式，建立、完善知识体系，锻炼解决环境问题的能力，通过理论课程学习，夯实自己的专业基础知识，例如数学、物理、化学、生物知识以及环境科学、环境工程和环境管理各方向的专业知识，从而为开展分析环境问题的理论分析奠定基础；通过专业基础实验课程学习，建立起理论知识与实际问题之间的联系，锻炼自己基本的实验技能，掌握生态学、环境化学、环境工程等的基本实验操作技巧和能力；通过参与教学实习、毕业论文、科研立项等活动，提高自己理论联系实际的能力，培养自己的创新意识、创新能力和科研素质。

　　在实验教学实践中，坚持“教学神圣”理念，坚持教学的主体性地位不动摇，坚持“教学双主体”理念，改变教师为主的“烤鸭式”教学模式，引导学生成为实验教学的主体，激发学生学习的主人翁意识，发挥教师的引导和指导作用，倡导导师制，依托南开之厚重历史积淀，发扬“允公允能、日新月异”之精神，继承学院“以学生文本”之传统，以教师之“公心”影响学生之公德心、公益心和责任感，才能真正培养出具有公心和能力的环境科学专业人才。

　　2.2构建“三级平台”创新人才培养实验教学体系

　　为落实“注重基础训练、强化教学实习、突出创新能力、提高综合素质”的实验教学理念，满足适应新世纪科学发展观和生态经济社会对环境保护类人才的需求，培养具有创新精神的环境科学与工程专业的现代化新型复合研究型人才，中心以强化学生的基本实验技能训练、提高学生的理论联系实际能力、培养学生的科研创新意识和能力为目标，结合多年实验教学改革与建设的成果和经验，打造“三级平台”的新型实验教学体系(见图1)。依托高水平的实验教学队伍和厚实的基础实验教学内容，打造专业基础实验教学平台，夯实人才基础业务知识；通过与对口企事业单位协作互动，建立实践教学基地，打造实践教学平台，锻炼学生理论联系实际能力；通过多种途径，组织学生自主创新，打造科研创新平台，提升学生创新素质和能力。

　　(1)基础实验教学平台。中心共开设12门基础实验课程，包括环境监测实验、环境工程学实验、环境化学实验、生态学基础实验、环境生物学实验、环境微生物学实验、水污染控制工程课程设计、空气污染控制工程课程设计、画法几何与工程制图、测量实习、水污染控制工程实验和空气污染控制工程实验，主要对学生进行分析仪器使用、种群调查、采样监测、化学分析、菌群培养、样本分析等解决环境问题所需的各种基本方法和技术训练。

　　(2)实践教学平台。环境科学专业设置实践教学课程，27学时，环境工程专业设置专业生产实践课程，27学时，在本科生完成基础课程学习之后，进入毕业论文阶段之前完成，要求所有学生参加。中心与国家海洋标准计量中心、天津创业环保股份有限公司、天津市环境监测中心、天津港环保卫生管理中心、天津市农业科学院、天津市新宇环保科技公司、天津市庆烁环保有限公司等12家企事业单位签订了建立实践教学基地的协议。在教学实习中，学生亲赴气象监测站、污水处理厂、资源循环利用企业，亲眼目睹污水处理厂内污水从泵入到沉淀、曝气、消化、脱水的整个过程，实际了解吸附、混凝、氧化、离子交换等具体工艺的实际应用，切身体会污水经过一些列工艺流程后由浊到清的奇妙过程，深刻感悟环境理论和方法在解决污染问题的巨大作用和对人类的巨大贡献，培养学生灵活的知识运用和理论联系实际的能力，引发他们对人类面临环境问题的反思。

　　(3)创新教育平台。从2002年起，本科百项创新科研立项就作为学院培养学生创新能力和综合素质的重要手段，中心成立以来继续支持学生参加本科百项创新活动，2007年开始，增加组织国家大学生创新计划。2010年，中心组织开设创新研究与训练课程，为参加创新的学生提供指导，并授予学分。自2006年以来，中心一共组织或承担本科生创新项目103项，参与学生超过400人，覆盖率超过90%。通过创新立项活动，在教师的指导下，学生组成小组，自行设计、实施和完成项目，撰写研究报告，投稿学术论文，并参加申请、中期检查以及结题各个过程的答辩，科研意识、科研技术以及科研能力得到全面训练和提高。

　　通过逐层递进、互为补充的逐级培养体系，培养基础知识扎实、知识运用灵活、创新能力突出的复合研究型人才。环境科学与工程实验教学中心培养了一大批科研能力强、综合素质高的学生。近几年里，获得国际全球对话工程奖金奖1项，全国大学生挑战杯竞赛二等奖1项，三等奖1项，天津市挑战杯竞赛奖二等奖1项，三等奖1项，共参加国家大学生创新实验计划和南开大学本科生创新“百项工程”立项103项，获得一等奖9项，二等奖10项，三等奖10项。发表学术论文32篇，申请专利6项。

　　2.3建立高水平创新型人才培养实验教学队伍

　　实验教学中心的实验队伍主要由管理队伍、教师队伍和技术人员三部分组成。中心共有各类人员35人，其中教授8人，副教授(高工)12人，讲师(工程师)8人，高级技术职称者占57%，中级技术职称者占23%；其中博士学位者24人，硕士学位者7人，本专科学历者3人，博士学位者占69%，高学历水平的教师队伍有效保证为培养创新人才提供高水平的指导。

　　(1)管理队伍。中心设主任1名、副主任3名，下属环境科学实验室设主任1名(兼任)、副主任1名，环境工程实验室设主任1名，副主任1名(兼任)，这6人中有教授2名，副教授或副高工程师4人，是一支有丰富实验教学经验和实验室管理建设经验的队伍。

　　(2)教师队伍。中心有专兼职实验教师24人，其中教授8人，副教授(高工)10人，23人具有博士学位；其中5人同时担任实验课和理论课教学，占实验任课教师的50%；任课教师全部主持或参加科研项目；其中5位有国外学习经历；是一支教学经验丰富，学术水平高，实验教学和理论教学相通，教学、科研、技术兼容，结构合理的实验教师队伍。

　　(3)技术人员。中心共有实验技术人员11人，其中博士1人，硕士6人，本科与大专学历3人；其中高级工程师2人，工程师2人。多数具有从事科学研究的能力和背景。是一支经验丰富，实验室管理水平高，认真负责，技术力量较雄厚的技术人员队伍。

　　3实验教学成果丰硕

　　2004年以来中心人员承担省部级教学改革项目共7项，主持或参加完成教育部教改项目5项，主持天津市教学改革项目2项，承担南开大学新专业和重点专业建设立项5项，各类教学改革项目21项。荣获国家级、省部级教学成果奖共5项，国家级教学成果二等奖1项，天津市教学成果一等奖2项，二等奖1项，南开大学教学改革成果奖16项，南开大学实验教学技术获管理成果奖7项。中心教师承担的“环境化学及实验”和“环境学基础”荣获国家级精品课，“环境监测及实验”荣获天津市级精品课，发表实验教学研究论文43篇，其中13篇荣获南开大学教育教改论文奖。

　　中心培养的学生取得突出创新性成绩。2004年以来，学生正式发表论文32篇，申请专利6项，获国际全球对话工程奖金奖1项，全国大学生挑战杯竞赛二等奖1项，三等奖1项，天津市挑战杯竞赛奖二等奖1项，三等奖1项，共参加国家大学生创新实验计划和南开大学本科生创新“百项工程”立项103项，获得一等奖9项，二等奖10项，三等奖10项。

　　4结语

　　在新的历史时期，高等教育和人才培养都面临着新的形势与任务，中心要紧紧围绕符合现代社会需求环境科学与工程专业人才培养这一目标，在“注重基础训练、强化教学实习、突出创新能力、提高综合素质”的实验教学理念的指导下，着重在丰富基础实验教学内容、提高基础实验教学水平，增强理论教学与实践教学联系，丰富实践教学内容与方式，提高学生理论联系实际的能力，加大创新立项投入，提高指导教师队伍水平等方面寻求完善与突破，从而进一步提高实验教学质量和管理水平，提高人才培养的质量与水平。继续在实验室管理制度、硬件软件环境、教材建设、教学方法和手段等方面寻求改革与创新，以期在未来几年内将中心建设成“理念先进，体系有效，管理一流，环境优雅，队伍优化，设施齐全、成果丰富”的国家级环境科学与工程教学实验示范中心。本文来自《中南大学学报(自然科学版)》杂志