環境工程專業實驗教學與創新人才培養

黃 方，李曉恩，周恒國

(電子科技大學 資源環境學院,四川 成都 611731)

社會的快速發展對環境工程專業人才的需求逐漸變化，最初建立在傳統化學、生物、土木工程等學科基礎上的環境工程專業，在人才培養模式上面臨著重要的課題要研究。如果無視國家建設發展的需求，不依托所在學校的優勢背景和特色，在課程設置、教學方式以及實踐環節等方面不講求科學性、合理性和創新性而盲目培養學生，就會導致本專業畢業生在國家建設和就業市場上面臨困難。國家“十二五”規劃提出大力提高科技創新能力，加快教育改革發展，推進創新型國家建設,《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020 年)》強調要進一步改革和創新人才培養體制，重視培養學生的創新能力。

創新教育是一種全新的教育理念，如何實施創新教育,培養高素質創新人才,是擺在高校面前的一項重要課題,需要進行認真研究和實踐[1]。然而，長期以來，我國的高等教育卻一直把學習已有的文明成果作為培養大學生的首要目標，注重知識的傳授，把教學過程理解為知識的積累過程，對學生的評價立足于掌握知識的多少，而忽視了學生潛能、創新能力和實踐能力的培養。因此，我國的高等教育理念和人才培養模式亟待創新[2]。電子類院校環境工程專業在教學與實踐中應以學校優勢學科和重點學科為依托，以體現電子信息特色的數字環保教學模式為特色，倡導并實踐以學生為主體的教學模式[3]，建立有利于培養學生實踐能力和創新能力的實驗教學體系，加快建設實驗教學開放服務的良好環境，培養大批有用的創新人才。

1 創新人才培養的基本要求

大學生是祖國的未來，是科技興國的后備主力軍,我們要牢記科教這國，實現中國夢的歷史使命，按照“以知識學習為基礎、以素質教育為根本、以能力提升為重點”的原則，結合本學校辦學地域、行業特色以及社會對專業人才工程能力、應用創新能力的要求，明確專業培養定位，構建與培養目標相吻合的、滿足國家本科教育要求的課程體系[4]。

作為將要擔當國家建設棟梁的大學生，具有很大的待開發的創新潛能，要發揮和培養大學生的創新潛能，關鍵在于學校的創新教育。胡錦濤同志在清華大學建校100周年的報告中指出：“主動適應社會需求，深入進行教育改革，加快建設綜合性、研究型、開放式的一流大學”，加強創新教育，培養創新人才。

創新教育可以促使學生在學習和繼承前人積累的知識基礎上，著力培養和訓練自主與獨立的思考能力，并能對已有的知識進行創造性的集成與應用。加強創新教育，決不能忽視基礎知識和基礎理論的教學。基礎知識和理論貧乏的大學生是難以成為創新型人才的。

對基礎知識和基礎理論的掌握程度，決定著學生獲取新知識、創造新知識的能力，這也是創新教育的基礎，只有在扎實的基礎上求創新，才是真正的創新。學校肩負著基礎理論教育和科技創新人才培養的重任，應當努力研究和解決高等教育面臨的新問題，構建先進的人才培養模式和方法，培養出具備創新意識和創新能力的人才[5]。

在環境工程專業教學中，除了在培養方案、課程設置和教學方式上要不斷針對培養創新型人才的目的進行改革探索外，還必須加強實踐教學環節[6]。例如在新增設環境工程學的課程設計方面，帶學生實習參觀污水、廢氣處理設施，要求學生結合理論課和生產實習中所學到的知識，設計合理的工藝流程和采用合適的構筑物及機械設備，并將自己的設計結果和實習現場對照比較。在畢業設計中,要求學生自主完成污水處理廠的完整工藝設計、計算和部分圖紙的繪制,增強動手能力;在環境監測和環境評價課程設計中，將校園環境的噪聲、生活污水以及大氣污染顆粒進行監測與評價,培養學生的創新能力。

創新教育重在實踐，教學實踐環節是本科教育的重要組成部分,是將知識內化為能力的重要過程,也是培養創新人才不可缺少的基本環節。只有通過鞏固理論知識的實驗課、培養工程設計能力的設計課和提高運行管理能力的實習課等實踐環節，才能強化培養學生的實踐創新能力。

2 環境工程專業實驗室的現狀及實驗教學改革

環境工程實驗室始建于2004年底，通過學校的前后3期以及后續的投入與建設，已初步搭建起了專業實驗教學平臺，支撐著環境工程綜合實驗、分析化學(含儀器分析) 、環境化學、環境監測、水污染控制等課程的實驗教學，并承擔著環境工程專業本科實踐及科研工作。專業實驗教學是教學過程中不可或缺的重要一環。作為培養創新人才、進行科學研究和為社會服務的重要基地，專業實驗室發揮著十分重要的作用，由于多年來環境專業實驗室一直沿襲著傳統的教學和管理運行模式，還需要在實驗課及實驗室運行管理機制上進一步改革:

(1) 實驗課的改革要改變學生做實驗只是一個簡單驗證過程的狀況；

(2) 將實驗課教師的職責由“包辦型”轉變成“指導型”,幫助學生將課堂教學中所學知識通過自己的努力變成現實，引導學生結合學校的“大學生創新實驗計劃”等各種創新性項目，獨立自主開展課題研究；

(3) 創辦多種大學生課外實驗活動基地，開展各種形式的科技活動和科技制作等。

為了發揮專業實驗在培養學生敏銳的直觀能力和創造性思維方法等方面的作用，還需要結合專業課程將部分實驗改成自選的研究型或設計型實驗，由學生自選題目、制訂方案并獨立完成。

改革實驗教學方法，培養學生的創新意識和創新能力是實踐教學環節亟待解決的重要任務。學生的創造性和創新思維是激勵、培養出來的[7]，因此,應該運用現代化教學手段，編寫、引進新型實驗教材，并根據創新型人才培養要求，科學地將相近學科中實驗學時多、實驗項目多的課程，單獨設置為實驗課程，并給予相應的學分，實行實驗教學學分制，例如環境工程綜合實驗課程可將環境監測、環境化學等課程的相關實驗集中開設，從而增強相關專業的綜合聯系，或增設地表水環境信息采集與分析、市政和工業污水分析與評價等專業特色實驗。

實驗教學是傳授知識和訓練才能相結合的過程,而實驗教學過程,則是圍繞創新能力培養的一個具體發掘、培養過程,也是在朝著復合型、綜合型人才這個方向進行有效培養的一個具體步驟,更是在實踐著高素質人才培養的一個具體嘗試[8]。在完成本科實驗教學任務的同時，實驗室還應該積極主動地配合學校或學院組織各種學術課題研究,為大學生科技創新活動提供研究和實踐平臺。

根據實驗室現有情況,把實驗教學環節分為基礎實驗教學環節和專業實踐教學環節兩大類。基礎實驗教學環節包括課程實驗，如環境工程綜合實驗、環境化學實驗、分析化學實驗和普通化學實驗等,旨在強化對專業基礎知識和基礎理論的掌握;專業性實踐教學環節主要針對專業性較強的實踐活動,如專業認識實習、專業課程綜合設計，生產實習和畢業設計等，重在提高學生的專業技能和創新能力[9]。

3 環境工程專業教學實驗室的開放運行探討

專業教學實驗室的開放突破了傳統教學方式，是專業實驗教學發展的必然趨勢。開放實驗室是深化實驗教學改革,由被動教育到主動教育,由應試教育到素質教育,全面提高實驗教學水平的有效方法,是培養創新人才的一條有效途徑[10]。開放的目的是給學生創造更多的實踐機會，激發學生的主動性和積極性,使學生具有獨立思考和自主學習的時間和空間[11]。要認識到專業實驗室的開放不僅是時間和空間上的開放，更重要的是教學內容、教學方法和教學手段上的開放,它可對實驗內容進行分層次和模塊化整合，并在實驗室資源上進一步優化利用。

實驗室開放能促進實驗室隊伍的建設，加快引進高層次人才擔任實驗教學任務，活躍實驗教學研究和創新的氣氛,同時可以體現以人為本，注重學生個性差異、因材施教的教育理念，培養出具有創新精神和實踐能力的高素質人才[12]。

目前,環境工程實驗室主要為本科專業實驗教學服務。為了解決實驗課時有限和儀器設備數量有限等問題，需要在時間、場地以及實驗內容等方面進一步改革。除了保障實驗室硬件條件和申報實驗課題經費投入外，加快建立結構層次合理的實驗室隊伍也相當關鍵。資源環境學院的建立和高層次環境工程專業教師的不斷引進，為實驗室的開放創造了有利條件。

為實現專業實驗室的開放運行，要求進一步改革實驗室管理體制，整合優化實驗室資源，提高實驗室使用和管理水平，并建立激勵實驗教師的創新機制。開放實驗室后，學生的實驗內容變廣，難度變大，知識面變寬，對實驗指導教師的素質和水平提出了更高的要求[12]。

目前實驗室已逐步完善實驗室介紹、指導教師介紹、擬開實驗項目和實驗指導等,研究可行的開放模式，如開放實驗室承擔的實驗課、開設跨專業和學科的創新實驗、為學生開設設計性和研究性實驗、為學生的課程設計和畢業設計開放、為教師和技術人員進行教學科研開放等。今后準備建立實驗室開放的信息管理系統，利用管理軟件對開放實驗和儀器設備進行規范管理，包括實驗室基本信息的管理、實時提供實驗室的使用情況查詢和實驗儀器的使用情況查詢，使學生可以通過網絡查詢實驗室實驗時間和實驗內容等相關信息，將現代化的管理手段融入實驗室的管理中，增強學生對專業實驗的興趣。

4 結束語

專業教學實驗室開放能促進實驗教學體系、教學內容和教學方法的改革，也對實驗教師提出了更高的要求。如何適應實驗室開放的教學需要、及時解決學生在實驗中遇到的問題、正確分析學生制定實驗步驟的可行性和科學性，以及順利完成實驗教學任務等，這些都會促使實驗教師積極拓寬自己的知識面,把相關課程的知識融合到一起,開發設計出更多的開放實驗項目,努力積累實踐經驗，提高自身的實驗技能和教學水平，積極研究、探索新的教學內容、教學方法，使盡可能多的學生參與到實驗中,從而有效地推動專業實驗教學體系的改革。

[1] 孫萍茹,米增強,安連鎖.創新教育與創新人才培養研究[J].河北大學學報:哲學社會科學版,2000(2):53-57.

[2] 劉智運.改革人才培養模式，培養創新型人才[J].教學研究,2010 (6):1-6.

[3] 黃方.電子技術類院校環境工程專業建設定位的思考[J].中國電力教育,2008(12):20-21.

[4] 劉輝,沈玉志.工科高校創新人才培養模式構建[J].遼寧工程技術大學學報:社會科學版,2013(3):321-323.

[5] 張海道，查奇芬，陳玉娟.高校創新人才培養模式的構建[J].江蘇大學學報: 高教研究版，2003(4)：49-51.

[6] 施云芬,孫旭輝,劉景明.環境工程專業課程設計改革的探索與實踐[J].中國電力教育,2009(2)：115-116.

[7] 周亞萍,王志強,金鴻芹.創新型人才培養與高等教育模式改革探討[J].中國電力教育,2011(4):47-48.

[8] 陳東海,王祖強,李秀娟.提高對學生創新能力的培養[J].實驗室研究與探索,2005,24(8):66-67.

[9] 孫爾康,張劍榮,張家玫.三層次開放實驗室是培養學生創新能力的有效形式[J].實驗技術與管理,2007,24(11):5-6.

[10] 李英俊,孫淑琴,于世鈞.多種模式開放實驗室培養創新人才的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2007,26(3):121-124.

[11] 李振鍵.實驗室開放是培養高素質創新人才的有效途徑[ J].實驗技術與管理,2004,21(2):1-3.

[12] 白雪峰,李沛.關于專業實驗室開放的探討[J].實驗室研究與探索,2008,27(7):848-850.