深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

摘 要 針對(duì)給水排水工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，旨在從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和網(wǎng)絡(luò)教育等方面，通過專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 改革 創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

社會(huì)在進(jìn)步，競爭也在日益加強(qiáng)，作為給企業(yè)培養(yǎng)和輸送人才的高等院校怎樣與時(shí)俱進(jìn)，不斷改革，不斷更新，保證向社會(huì)輸送有創(chuàng)新思想和創(chuàng)新能力的高科技人才，這才是高校教學(xué)改革中具有導(dǎo)向性的問題。而高等學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室能否為學(xué)生提供建立創(chuàng)新意識(shí)的平臺(tái)，能否創(chuàng)建一個(gè)學(xué)生的創(chuàng)新想法得以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是關(guān)鍵之所在。①武漢科技大學(xué)給水排水工程實(shí)驗(yàn)中心正是秉承這一理念，分析給水排水實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題，做了大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革工作，取得了較好的效果。

1 給水排水工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

1.1 專業(yè)課的學(xué)習(xí)重理論輕實(shí)驗(yàn)

給水排水工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)專業(yè)學(xué)習(xí)中占有舉足輕重的地位。一直以來，高校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視絕大部分都表現(xiàn)在口頭上，教學(xué)主管部門、教師和學(xué)生在思想上重理論、輕實(shí)驗(yàn)的的現(xiàn)象普遍存在。具體體現(xiàn)在許多高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還依附在理論教學(xué)之中，既沒有被獨(dú)立設(shè)置一門課程也沒有形成相應(yīng)的教學(xué)體系和學(xué)分。②實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的不是全面提升學(xué)生的綜合能力，而僅僅是為了鞏固已經(jīng)學(xué)過的理論知識(shí)，更沒有上升到以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力為基礎(chǔ)，逐步提高學(xué)生的獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題，分析問題和解決問題的能力，最后培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才的高度來。

1.2 專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)設(shè)置較少且相對(duì)獨(dú)立

由于專業(yè)課的課時(shí)有限，實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少，故實(shí)驗(yàn)課開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量也相對(duì)較少。對(duì)于給水排水工程專業(yè)來說，我們以前開設(shè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是：水力學(xué)實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)，水分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)，水處理微生物實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)及水處理實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)（其中給水8學(xué)時(shí)，排水8學(xué)時(shí)），實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足提高學(xué)生動(dòng)手和創(chuàng)新能力的要求，且實(shí)驗(yàn)課程相互獨(dú)立，未經(jīng)融合，因此學(xué)生對(duì)專業(yè)課的認(rèn)識(shí)只停留在理論加以驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，根本沒有與專業(yè)課之間融會(huì)貫通，達(dá)到一個(gè)質(zhì)的飛躍。

1.3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的安排不合理

給水排水工程四個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)中，水質(zhì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、水力學(xué)實(shí)驗(yàn)和水處理微生物實(shí)驗(yàn)均為專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，主要培養(yǎng)的是基本實(shí)驗(yàn)技能；水處理實(shí)驗(yàn)主要包括給水處理實(shí)驗(yàn)和排水處理實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)時(shí)有限及實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備所限制，結(jié)合現(xiàn)有的教學(xué)方式和教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)只能開設(shè)認(rèn)知性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，老師只是一味灌輸，學(xué)生也只是簡單模仿，沒有進(jìn)行獨(dú)立思考，處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)。③綜合性和創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)很難實(shí)施，由此導(dǎo)致學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力得不到充分發(fā)揮，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)僅僅是課堂理論的再現(xiàn)，沒有自己的思索和創(chuàng)新，很大程度上限制了學(xué)生的積極性和探索性。

1.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏、陳舊

社會(huì)在發(fā)展，科技也日新月異，而高校實(shí)驗(yàn)室普遍由于經(jīng)費(fèi)問題，實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般都過于陳舊且新型設(shè)備嚴(yán)重不足，大多數(shù)還是采用的傳統(tǒng)的分析方法與現(xiàn)實(shí)有很大的差距。實(shí)驗(yàn)室里價(jià)格昂貴的設(shè)備一般數(shù)量較少甚至只有一臺(tái)，有時(shí)根本滿足不了本科生的教學(xué)需要，只能分批分組的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或者進(jìn)行演示性實(shí)驗(yàn)，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，不能很好的鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。

2 改革教學(xué)體系，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

2.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容必須反映本學(xué)科發(fā)展的新方向、新水平，并保持其新穎性和先進(jìn)性，為了改變目前實(shí)驗(yàn)課中過多的老師講解現(xiàn)象，我們本著給水排水工程專業(yè)的特點(diǎn)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的目的，不斷更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，加緊理論聯(lián)系實(shí)際，隨時(shí)更新我們的實(shí)驗(yàn)教案；在專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，我們注重學(xué)生基本原理及基本技能的培訓(xùn)，同時(shí)也配合先進(jìn)的、戶外便攜式的儀器使用，讓學(xué)生更好的與實(shí)際接軌。在新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們不斷增開綜合設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，譬如在水處理實(shí)驗(yàn)中專門增開了兩周的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課，即老師給定一個(gè)題目，從最初的實(shí)驗(yàn)原理、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的輸出均是學(xué)生自己獨(dú)立完成，老師不再是一味地手把手教學(xué)生實(shí)驗(yàn)，而是在旁加以指點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)競爭意識(shí)和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，讓學(xué)生在不斷推敲，不斷論證的基礎(chǔ)上提高他們獨(dú)立思考，創(chuàng)新思維，綜合設(shè)計(jì)和知識(shí)運(yùn)用能力。同時(shí)，針對(duì)本專業(yè)的情況，我們在大四上學(xué)期專門開設(shè)了一門實(shí)驗(yàn)課即《水處理實(shí)驗(yàn)新技術(shù)》，課堂講解與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，先是利用少課時(shí)講解本專業(yè)近幾年的實(shí)驗(yàn)改革及設(shè)備更新情況，再就是給學(xué)生從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)操作到最后的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行一次系統(tǒng)的培訓(xùn)，讓學(xué)生明白做科研論文所需具備的知識(shí)，然后安排了大量的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，基本都是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本上都包括了水質(zhì)分析，微生物的馴化及污水處理幾門專業(yè)課的知識(shí)，使各專業(yè)課之間有了一個(gè)很好的銜接，達(dá)到融會(huì)貫通的目的。通過幾年的實(shí)踐證明，這次改革收到了比較好的效果，受到了相關(guān)老師和學(xué)生的好評(píng)。

2.2 運(yùn)用多媒體教學(xué)技術(shù)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)

當(dāng)今社會(huì)是個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息化社會(huì)，實(shí)驗(yàn)室也充分利用了多媒體技術(shù)，把實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器的使用、實(shí)驗(yàn)過程等通過PPT或者是錄像、動(dòng)漫等方式做成課件，建立網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，供學(xué)生查閱和使用，創(chuàng)建網(wǎng)上預(yù)約、網(wǎng)上課堂、網(wǎng)上答疑等方面的實(shí)時(shí)互動(dòng)，適時(shí)掌握學(xué)生動(dòng)態(tài)，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)使用效率和教學(xué)效果。

2.3 更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，創(chuàng)造良好實(shí)驗(yàn)環(huán)境

針對(duì)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備過于陳舊的情況，讓學(xué)生與本專業(yè)的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)接軌，學(xué)校近幾年大力支持了本專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，經(jīng)費(fèi)投入也很大，本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不斷更新，并于2004年12月與建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)一起申請(qǐng)得到“中央與地方共建高等學(xué)校基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室”基金200萬元，于2006年5月被確定為“武漢科技大學(xué)校級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”。同時(shí)在五年之內(nèi)學(xué)校相應(yīng)配套該中心建設(shè)資金100余萬元。中心現(xiàn)擁有建筑面積2180平方米，實(shí)驗(yàn)設(shè)備資產(chǎn)達(dá)450余萬元。該中心的成立后，中心承擔(dān)武漢科技大學(xué)的給水排水工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、土木工程、環(huán)境工程（碩士）、市政工程（碩士）等專業(yè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)及其他實(shí)踐性教學(xué)任務(wù)。另外每年也接待本校理學(xué)院、資源與環(huán)境工程學(xué)院、中南分校相關(guān)專業(yè)學(xué)生來中心做實(shí)驗(yàn)，年接待學(xué)生近1500余人次，年實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作量達(dá)4萬余人時(shí)數(shù)。打破原有給水排水工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室與建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室之間的界限，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備的配置，極大限度地減少實(shí)驗(yàn)室重復(fù)建設(shè)的投入。

2.4 實(shí)施創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，著手培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

本專業(yè)的所有實(shí)驗(yàn)室均為開放型實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室全天免費(fèi)為學(xué)生開放。開放實(shí)驗(yàn)室主要倡導(dǎo)的是學(xué)生的主導(dǎo)地位，強(qiáng)化個(gè)性化教育，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。首先，實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)每門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱除設(shè)置一定的必修實(shí)驗(yàn)外，還有個(gè)性化選修實(shí)驗(yàn)，其難度一般都超出了教學(xué)大綱規(guī)定的難度，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平。其次，學(xué)生有充分的自主權(quán)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)操作均由學(xué)生自主決定；還有，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)提倡學(xué)生相互交流，教師隨時(shí)解決學(xué)生的問題，對(duì)于善于鉆研的學(xué)生，還可以讓學(xué)生跟著本校研究生及有科研課題的老師一起進(jìn)行科研，盡可能的激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，挖掘其創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)其創(chuàng)造才能。

通過近幾年的改革試驗(yàn)，我們已經(jīng)有多項(xiàng)大學(xué)生科技創(chuàng)新作品獲獎(jiǎng)和多篇科研論文發(fā)表。2007年獲第十屆“挑戰(zhàn)杯”飛利浦全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽三等獎(jiǎng)和湖北省第六屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)；2007-2008年連續(xù)兩年獲西蒙-國際銅業(yè)協(xié)會(huì)杯全國高等院校大學(xué)生綜合布線競賽三等獎(jiǎng)兩項(xiàng)；2006年分別獲湖北省高校大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)、第二屆全國ITAT教育工程就業(yè)技能大賽FLASH動(dòng)畫設(shè)計(jì)中榮獲三等獎(jiǎng)、首屆航天杯職業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)大賽校三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)；學(xué)生在各類雜志上發(fā)表論文20篇以上。

3 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是給水排水工程專業(yè)的重要組成部分，好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能大幅度提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。通過近幾年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，本專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力明顯提高，得到了不少用人單位的好評(píng)，適應(yīng)了社會(huì)發(fā)展的需要。但實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)長期而艱巨的改革，面對(duì)行業(yè)的發(fā)展對(duì)人才的需求，我們改革步伐還應(yīng)更加堅(jiān)定，堅(jiān)持改革與創(chuàng)新同步，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與時(shí)俱進(jìn)，不斷完善，為本專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量和整體教學(xué)水平的提高奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為社會(huì)輸送更高層次的人才。

注釋

① 孟雪征，曹相生等.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵[J].建筑教育改革理論與實(shí)踐，2007.9(6):295-297.

② 曾令初，孫連鵬等.環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008.27(3):89-92.

③ 趙麗紅，孫洪軍等.水處理微生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].遼寧工業(yè)大學(xué)(社會(huì)科學(xué)版)，2010.12(2):137-138.