依托實驗教學與實踐教育中心培養學生工程技術能力

黃中華 孫秀云 李健生 江芳 湯欣源

[摘 要]實踐教學環節對提高學生工程能力和培養學生創新能力發揮著至關重要的作用。以培養學生的工程技術能力為目標，針對目前高校實驗和實踐教學中存在的問題，通過依托高等學校實驗教學與實踐教育中心，構建并完善實驗教育和實踐教學體系，強化學生對科研的創新精神和實踐能力，培養工程實踐能力強的專業性人才。

[關鍵詞]創新；實踐能力；實踐體系

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）08-0142-03

目前在高等學校的本科生教育中，普遍存在“重理論，輕實踐”的思想，實踐教學基本都是從屬于理論教學，實踐教學未成體系，且實踐教學太過流于形式，教學內容和教學方式單一[1]。以上實踐教學方式會導致相當一部分工科類畢業生缺乏實踐應用的基礎知識，面對實際問題無從下手，這樣的人才難以滿足社會的實際需求。近年來，教育部對實踐教學逐漸重視，已將實踐教學作為評估高校本科教學工作水平的關鍵指標之一，各高等院校通過各種舉措來加大實驗室基礎建設的投入，這對高校實驗教學的硬件設施起到了極大的改善作用；同時革新實踐教學模式，這對提高學生的實踐創新能力產生了極大影響。然而，高校實踐教學模式改革與實驗室基礎建設取得進展的同時，其他問題仍然存在，這與人才強國的目標仍有較大的差距[2][3]，工程教育人才培養質量有待進一步提高。針對我國實踐教育建設中存在的問題，我們開展了“依托實驗教學與實踐教育中心，培養學生工程技術能力”的教學改革項目。本文以環境工程專業課程的實踐教學建設為例，通過實踐教學理念和教學體系的建立完善，強化師生對實踐教學的重視程度，建立實驗教學與實踐教育中心，強化學生對科研的創新精神和實踐能力。

一、更新思想，樹立適合環境工程專業的實踐教學理念

環境科學與工程是一個綜合性、交叉性和實踐性都很強的學科，其要求學生具有扎實的理論知識，同時還必須具備相當的實踐動手能力和創新能力。因此，必須轉變教師和學生對實踐課程的觀念，提高教師和學生對實踐教學的重視程度。應將實踐教學納入本科教學體系，不斷加強實踐教學工作在整個本科教學中的作用，逐步培養教師和學生對實踐教學的熱情，建立適合環境科學與工程專業的實踐教學理念。

（一）轉變思想，形成重視實踐教學的氛圍

在實踐教學過程中，我們清楚地意識到實踐教學環節薄弱是影響學生工程能力和創新能力培養的主要因素之一。過去，實驗室的設備多是理想化的儀器，更偏重于理論的學習，與投入生產的儀器存在一定差距，這造成實驗教學與工程應用脫節，學生缺乏將工程基礎知識應用于實際工程項目的基本能力。環境工程專業人才培養的重要目標就是提高學生工程實踐能力和創新能力，而實踐教學是培養學生工程實踐能力和創新能力的重要平臺，在整個專業培養過程中占有舉足輕重的地位，對學生的知識、能力和素質的協調發展起著至關重要的作用。目前，我國的環保事業正蓬勃興起并已成為一個巨大的新型產業。作為人才培養基地的高校，必須承擔起為社會培養合格環保人才的責任，通過教學改革和創新，轉變教學思想，將重點轉移到提高學生的工程和創新能力上面來。高校應形成重視實踐教學的氣氛，從根本上改變從理論教學到實踐教學的傳統觀念，建立適應學生能力培養的新型多元實驗考核方法和實踐教學模式。

（二）探索適合環境工程專業的實踐教學理念

本科生的教育目標是培養高素質的創新型人才，而傳統的灌輸式教育模式，重理論灌輸、輕動手能力培養，學生難以積極主動地融入教學活動，這不能很好地培養學生的自主學習能力和創新能力，不能達到工程教育的能力培養要求。加上環境工程綜合性、交叉性和實踐性強等特點，單純的拘泥于書本知識、疏于實踐的教育已不能滿足現代教育的要求。為轉變重理論、輕實踐的傳統觀念，實現培養研究型、應用型的人才目標，應通過開展實踐教學的相關會議，在理論知識教學的前提下，著重培養學生的動手能力，強化工程實踐訓練，強調活學活用基礎知識對提高學生實踐能力和創新能力的重大影響，進一步更新教育思想觀念。

同時，應緊緊圍繞高校人才培養計劃，改變傳統的“教學等于理論教學”的落后觀念，將實踐教學歸入教學的范疇。實踐教學有助于學生養成理論聯系實際的思維方式，從而對學生實踐能力、創新能力的強化有很大幫助。為培養出更多應用型人才，構建理論教學指導實踐教學的完善科學體系，必須結合實踐教學發展的規律。應注重實踐與理論教學的相互貫通，使體系內的各個環節相互協調發展，培養理論知識扎實，實踐能力突出的創新實踐型人才。應探索出適合環境工程專業的實踐教學理念，構建以能力培養為主線，分層次、多模塊科學系統的實驗教學體系；讓實踐教學內容與科研、工程密切聯系，實現基礎與前沿的有機結合；應加強創新性實驗，使得教師有熱情，學生有興趣，從根本上提升實踐教學質量，從而提高學生的實踐能力和創新能力[4]。

二、構建先進的實踐教學體系

實踐教學體系是實踐教學賴以實施的基礎，實踐教學體系的建立是一個長期且復雜的過程，包括完善其內容、實施方式，建立實踐教學實驗室、創新實踐基地等。前者需要以優秀的師資力量為依托，豐富的教學經驗為基礎，長期教學改革和積極的實踐教學嘗試為前提；而后者則需要上級給予足夠的重視，同時需要一定的資金支持。實踐能力是人在物質活動中培養和發展起來的能動地解決實際問題的能力，創新是主體改造客觀的物質性創造性活動。

（一）健全實踐教學中的內容和形式

在過去的教學實踐中，實踐教學體系的合理性通常不被重視。專業培養方案的重要體現就是課程體系，實施人才培養的重要平臺就是課程，學生的認知水平主要是體現在課程教學中。南理工在本科生實踐教學中的長期實踐探索中，結合先進的實驗教學與實踐教育方案，以優秀的師資隊伍為基點，將科研的基礎訓練引入教學過程，通過實驗條件的固定開放等有效措施開展了環境工程實驗、儀器分析實驗、環境微生物實驗、環境工程各主干學科課程設計、科研訓練、畢業實習和畢業設計等實驗、實踐課程，為南理工環境工程專業的本科生教學實踐提供了一套相對清晰的、有邏輯的實踐教學內容和實踐教學方式。核心課程的建立高效地將有限的教學資源與師資資源充分利用。在自主開放教學實踐的指導之下，我校教師積極引導參與實踐的學生思考實驗問題，細心地教授學生如何去發現問題、分析并解決問題。通過開展高等院校與商業企業的合作，學生體會到了合作企業是如何進行技術的研發和完善的，為了培養學生的自主實踐創新能力，大多數高校采用多媒體輔助技術、數碼仿真技術等現代科學技術來助推實施實踐教學，這樣能使實踐教學更加通俗易懂，讓學生的綜合素質得以深化；大學生的自主創造能力、信息捕獲能力、洞察能力、動手操作能力、表達自身觀點的能力和交際能力等實踐能力也得到了培養。

另外，我們要變“灌輸式”教學為“啟發式”教學，培養學生既要有認知能力，又要有動手自主操作的能力以及自主創新的能力。加強教學流程的一流化管理，創立完備的授課體制，這是教學工作向合理化發展的重要保障，是促進教學進一步升級的有力保障，也是提高應用型本科人才質量的重要依托。將實驗傳授引入學生學業，使科研與授課有機結合，有利于改革教學方法，提高教學效果，形成實驗授課與科研訓練的有機結合、交叉運行、相輔相成的局面。我們以本科生培養計劃修訂為端點，完善了環境工程專業實驗、環境儀器分析實驗和環境微生物等實驗內容，增設設計性、技術性的實驗項目；通過科研訓練，使學生投入到教師的科研之中，變被動學習為主動學習；通過畢業設計和畢業論文的撰寫，綜合培養學生縝密的邏輯思維，學生的實踐和創新能力也隨之提高。在教學過程中，教師應緊跟學術研究和國際科學發展的最新資訊，及時改進自己的教學理念，大膽借鑒國外適合我校運行的教學方法，結合國內各大高校現有的各種教學模式來共同進步，激發學生深入學習的熱情，努力做一個真正意義上的傳道授業解惑者，體現學生的主體地位和教師的主導地位[5]。

（二）建設實驗教學與實踐教育中心，提供教學保障

工程能力和創新能力是環境工程專業人才培養計劃的重中之重，且實驗教學與實踐教育中心是培養學生這兩大能力的有效載體[6]。近年來，在教育部實施本科教學水平評估和實驗教學示范中心建設的推動下，我校圍繞專業型人才培養模式，完善了學生實踐能力和創新精神的培養，實驗教學與實踐教育也得到了國家、社會及個人的高度重視，創建了高水平的實驗隊伍。該隊伍精通各種實驗方法及儀器的運用，使得高校的師資力量水平有了質的提升，實驗教學環境有了明顯改善，同時校外創新實踐基地的建設也取得了巨大成效。我校的環境科學與工程實驗教學與實踐教育中心于2012年獲批，該中心的校內外實驗基礎設施的建設，是為了更好的服務全校廣大學子，真正建立起有利于培養學生實踐能力和創新能力的實驗教學體系。

鼓勵和支持學生參與一些科研課題，這可以增強學生的實踐意識。教師可以把一些小型研究課題作為學生的備選課題，推薦一些在本科階段表現優秀的學生參與到課題中來。學生在教師及課題要求的指導下查閱相關符合要求的課題文獻、仔細閱讀相關課題資料、制定出具有一定可行性的課題實驗方案。在實驗過程背后，通過相關聯課題的學習與討論，學生可以全面了解具體的相關流程，從中感受科研工作的整個過程，感受實驗規律的奧妙，掌握科學有效的研究流程，掌握科學研究的一般要求和邏輯的分析方法，這個過程也提高了學生的自主設計能力。在我校的實驗教學與實踐教育中心，學生在教師的指導下，完成了實踐教學中的環境工程實驗、儀器分析實驗、環境微生物實驗、課程設計、科研訓練和畢業設計等實踐學習，學生的科研興趣及科研創新意識得到了培養和提高。實驗室建設與實驗教學不斷革新的目的已經逐步從著重實驗室硬件和環境建設向充分發揮實驗室硬件和環境優勢，以讓學生更加注重實踐能力的培養，有利于學生能力的個性化與多元化培養方向發展[7]。在校外，通過與相關企業合作建設環境科學與工程創新實踐基地，能提高環境工程專業實踐教學的基礎條件和綜合水平，提升高等學校實驗室的綜合水平，這對提高大學生的應用能力和創新能力也具有重要意義。

（三）建設實踐教師隊伍，培養優秀師資力量

在整個本科生教學體系中，教師作為學生的引領者起著舉足輕重的作用。在實踐教學中，教師的引導作用和啟發作用更為突出。人才培養的質量會隨著教師綜合素質的提升而提升，沒有一批強大的師資隊伍，培養高質量的應用型人才就無從談起。如何促進教師隊伍知識水平和研究水平的提升，使得教師能夠深入掌握學科發展前沿、動態和未來趨勢，從而給學生提供正確的指引，實現優秀師資力量的培養，這也是研究的重點之一。

為了適應新的實踐教學體系，必須全面提高教師的素質，始終堅持人才是社會發展第一資源的發展理念，強化師資隊伍建設，注重師資規模、結構和質量的協調發展。應制定優待人才的政策，鼓勵高學歷、高職稱的教師指導學生進行實踐訓練并給學生提供硬件設施，通過加強實踐性環節的歷練來提高學生的工程技術能力，讓他們參與實驗室建設。對青年教師采用傳、幫、帶，為每位青年教師配備指導教師，制定切實可行的培養計劃，定期進行檢查和驗收，確保教師隊伍具有一流的知識水平和研究水平，使這批教師既重視理論教學也強調實踐教學。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 孫偉民. 大力加強實踐教學 提高人才培養質量[J].中國大學教學，2006（3）：42-43.

[2] 周愛國. 大學生實踐能力培養存在的問題及對策[J].教育探索，2009（1）：74-75.

[3] 龐婭，羅琨，李雪，廖興盛. 地方應用型大學環境工程專業人才培養探索[J]. 科技展望，2017（5）：345.

[4] 張濟生. 對培養大學生實踐能力的認識[J].高等工程教育研究，2001（2）：37.

[5] 鄭春龍，邵紅艷. 以創新實踐能力培養為目標的高校實踐教學體系的構建和實施[J].中國高教研究，2007（4）：85-86.

[6] 沙昊雷，楊國靖， 羅薇楠，白春節. 環境工程實驗“工程化”教學體系的改革與實踐[J]. 教育教學論壇， 2015（16）：265-266.

[7] 袁修孝. 以科研促進教學的探索與實踐[J].高教論壇，2008（5）：12-13.

[8] 楊樂嘉. 以實踐能力培養為基礎的化工原理實驗教學模式探討[J]. 智能城市，2017（1）：178.

[責任編輯 陳 明]