應用型本科環境工程綜合實驗教學改革探索

曹燕 潘梅 陳天明

摘要：環境工程綜合實驗是對環境工程專業基礎理論課程以及實驗技能的綜合應用，主要是以提高學生獨立思考及自主學習能力為目的，為培養應用型環境工程本科人才奠定了良好基礎。本文分析了環境工程綜合實驗教學中存在的問題，提出了提高綜合實驗教學效果的幾條具體措施。

關鍵詞：環境工程；綜合實驗；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）40-0269-02

一、引言

環境工程專業是一門邊緣性、應用性技術學科，中國教育部門的在線統計數據顯示，中國有將近三百所工科本科院校都設有環境工程專業，但是隸屬于“985”或“211”重點建設院校的只有60多所，大部門工科院校為地方本科院校。地方本科院校在我國高等教育中正由“精英教育”走向“大眾化教育”，主要培養面向地方、面向一線的應用型高級技術人才[1]。鹽城工學院是一所地方性工科院校，2000年開始招收環境工程專業學生，于2010年開展“卓越工程師教育培養計劃”，并將環境工程專業列入首批重點申報專業之一。我校卓越計劃是適應國家沿海大開發戰略，為社會、企業培養一線環境工程師，使學生具備在相關行業從事產品的生產、營銷、服務以及工程項目的實施、運行、管理能力和綜合素質[2，3]。

“環境工程綜合實驗”是面向環境工程專業高年級學生開設的一門專業必修課，是培養應用型人才的一個重要環節[4]。按照鹽城工學院環境工程專業培養計劃，該課程安排在第7學期學習，此時學生已經修完了環境工程專業課程，并且經歷了環境微生物學、環境化學、環境監測、水污染控制工程、儀器分析等基礎實驗課程的學習，同時通過生產實習，在現場了解了各種廢水處理工藝，掌握了專業知識及一些實驗基本操作技能。但是課程實驗中往往實驗與實驗之間缺乏密切的聯系，使得學生的綜合能力、創新能力不足，學生利用學到的理論知識來解決實際工程中遇到的問題的能力不足。環境工程綜合實驗是培養學生綜合運用所掌握的理論知識，以及實驗操作技能去解決工作中實際遇到的問題的能力，是培養學生創新能力的重要途徑之一。經過一系列的相互關聯的環境工程綜合實踐鍛煉，逐步提高學生的整體技能，培養學生的實際工作能力[5]。

二、目前環境工程綜合實驗存在的問題

1.實驗教學體系內容脫節。目前實驗教學內容大多是根據實驗室條件而設立的獨立的實驗項目，大部分實驗內容在理論和操作技術上又是重復性地驗證理論教學。學生僅僅按照各個實驗講義一步一步地完成各個實驗項目，并沒有真正了解一個項目與一個項目的關聯度。如通過環境監測實驗，掌握了一些單個指標的監測方法，卻不會在工程實驗中加以運用；通過水污染控制工程實驗掌握了水處理的方法，但是處理與監測又不能很好的聯系在一起。長此以往，不利于培養學生解決問題和綜合設計的能力，不符合工程型、應用性人才培養的教學理念。

2.實驗中部分內容與其他實驗課重復。由于環境工程綜合實驗與環境監測等實驗的內容設置各自為政，使得一些內容重復，耗時比較長，學生實際學到的內容較少，達不到預期的教學效果。同時，環境工程綜合實驗內容中包含的環境監測的內容過多，還有一些水污染處理的方法，但是關于大氣污染物處理及固體廢物處理的方法內容較少，安排不合理。

3.沒有統一實驗課程教材。目前每個開設環境工程綜合實驗課程的高校，都是根據各自的實驗條件開設，各個學校的條件不一樣，統一的實驗教材的需求量小，沒有辦法找到合適的正規出版的統一教材。我們只能根據目前已有的環境工程專業實驗方面的書籍和相關文獻，根據本校實驗室條件，自行編寫實驗指導書，以滿足本校實驗教學的需要。

4.實驗教學方式程式化。傳統的實驗教學方式總是以老師講授為主，從實驗目的、實驗原理再到實驗的每個步驟、實驗中應該注意事項，都進行詳盡的講解；學生在規定時間內，按照實驗指導書中的實驗步驟和方法，一步一步地操作，得到實驗數據，最后按照固定格式，寫出實驗報告，驗證所學的理論知識。這種單向程式化的教學方式抑制了學生的想象力，使學生缺少了積極主動學習的意識，學生沒有真正理解每個實驗步驟的作用。

5.實驗考核方法不完善。實驗的考核方法仍然以實驗報告為基準進行考查，而未考慮到學生在實驗操作過程中的動手能力和解決問題的能力。單一的實驗結果往往會造成實驗報告千遍一律，教師很難公平、公正的評分。長此下去，學生失去了對實驗的興趣和創新熱情，實驗只動手不動腦，還會經常發生抄襲實驗報告的現象。

以上五個問題制約了學生創新意識、實際動手、分析問題、解決問題等能力的培養。因此，對環境工程綜合實驗的教學進行一系列的改革是非常有必要的。

三、綜合實驗教學改革措施

1.結合本校環境工程專業特色，將專業實驗內容與工程密切聯系。目前大多數學生實驗課的任務主要是得到實驗數據，完成實驗報告。學生對實驗課失去了興趣，只是完成任務。實際工程中所涉及的實驗一般都具有很強的探索和研究性質，將這些實驗作為實驗課的內容，就能從根本上改變傳統的專業實驗單純用于驗證理論的狀況。由于以工程為背景，使實驗更有針對性，實驗內容更加鮮活，學生能較早地接觸工程實際，了解和熟悉未來可能從事的工作，從而走上工作崗位以后能夠上手快、適應期短。學生不僅能了解局部，而且能了解全局，更能促使學生積極地思維，給學生提供發揮創新的空間，激發學生興趣，變被動為主動。

2.綜合實驗課程的實施程序。綜合實驗要求學生每人一題，選題按照自愿的原則。首先，老師在實驗前耐心引導學生明確實驗的意義和目的，指導學生自己查閱相關方面的資料，提出實驗的方案，待老師評價可行性后，由學生自行研究設計方案，進行實驗。其次，學生在做實驗的過程中，按照設計路線操作程序，遇到問題，自行分析、解決，同時注意掌握實驗中使用的設備操作方法。第三，綜合實驗結束后，教師指導學生完成實驗報告的同時，要求學生對實驗的整個過程進行總結，評價綜合實驗最終對于廢水或廢氣等污染物的治理效率，討論方案實際應用的可行性，以及可能存在的問題和改進意見等。

3.實驗室對學生開放。預習期間，實驗室對學生開放，確保學生在實驗前制訂好實驗方案、選好實驗器材及試劑、采集實驗樣品等。學生可以針對實驗中的薄弱環節，自己調配時間進行強化，有興趣的同學可以做些綜合性、設計性甚至研究性實驗。開放實驗室，有助于學生實驗預習、實驗操作規范、實驗技能以及綜合分析應用能力的提高，更好的培養學生創造意識和創造精神，培養學生思考問題和解決問題的能力，以及科學研究和創新的初步能力。

4.提高教學方法和手段。教學手段的提高，一是要充分利用好現代化多媒體教學，將實驗具體流程制成網絡課件，并配以適當的動畫、實樣照片、模擬運行方式等，要求學生在進實驗室之前進行預習。指導老師亦可利用好鹽城工學院的“天空教室”、“網絡教學平臺”，對學生的預習情況進行檢查，在每次實驗前，以討論、提問的形式就實驗內容與形式展開交流，交流的結果作為學生平時成績的一部分。二是將實驗內容的討論安排在實驗教學課堂內進行，教師對實驗內容提出一些討論題目，由學生當場回答，并作為實驗成績的一部分予以記錄。

5.將科研課題轉化為實驗項目。為了培養學生的創造能力，實現科研資源的教學共享，可以將環境工程綜合實驗課程的教學內容與學院老師承擔的科研項目相結合。如學院開設的膨潤土對過氧化氫酶吸附的影響因素研究、東臺鎮環境優美鄉鎮規劃、不同方法改性的膨潤土對苯酚吸附性能的比較、金屬有機骨架材料吸附二氧化碳性能研究等實驗項目都是由學院教師的科研課題轉化而來的，通常這類實驗涉及不止一個學科，對學生來說有一定的挑戰性。這種把科研項目與綜合實驗內容相結合的教學方法，不僅豐富、更新了實驗的教學內容，鍛煉了學生的創新思維，提高學生的實際科研能力，同時在一定程度上緩解了科研人手不足的問題。學生參與教師科研項目和我校的大學生創新項目又有一定的聯系。學生在大學二年級的時候，就可以參與到教師科研項目中。要求學生在此過程中積極思考，充分交流，主動發現問題、解決問題、總結問題。學生在實驗過程中遇到的實際問題及所得到的實驗結果有利于豐富教師的科研數據，補充科研成果。

四、結語

環境工程是一門綜合性、工程性學科，該專業的學生不僅要具備一定的理論知識，還要具有較強的動手能力和創新能力。環境工程綜合實驗課程是環境工程專業理論教學的重要輔助環節，是應用型本科院校培養學生過程中的一個重要部分。通過環境工程綜合實驗課程的教學，不僅使學生加深了環境工程基礎理論知識的理解，還可以培養學生的動手能力、創新能力、分析解決問題的能力，同時實驗課程的教學完善了環境工程專業學科建設，使學生在實際工作中的能力得到提高。

通過本實驗課程的改革與建設，學生在專業實驗課中將得到全面的訓練，學生應用專業知識解決實際應用問題的能力得到了加強，學習的積極性得到了提高，培養了學生的創新能力。在科學技術飛速發展的時代，實驗的內容、方法和手段都在不斷地更新，因此，在環境工程綜合實驗教學中，也要不斷地探索新的實驗方法，增加新的實驗內容，使學生能夠及時了解學科發展動態和趨勢，掌握新技術和新方法，從而提高實際工作技能。

參考文獻：

[1]夏建國，劉曉保.應用型本科教育：背景與實質[J].高等工程教育研究，2007，（3）：92-95.

[2]潘梅，嚴金龍，楊百忍，等.環境化學課程體系改革與實踐[J].廣東化工，2013，40（19）：178.

[3]林健.卓越工程師教育培養計劃通用標準研制[J].高等工程教育研究，2010，（4）：21-29.

[4]趙麗杰，趙麗萍，李良，等.環境工程專業綜合實驗教學改革與實踐[J].實驗室科學，2009，（3）：30-32.

[5]李祥，黃勇，沈耀良.環境工程綜合性實驗系統建立對優化專業實驗教學的思考[J].安徽農業科學，2012，（35）.