環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

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一、引言

環(huán)境工程專業(yè)是一門邊緣性、應(yīng)用性技術(shù)學(xué)科，中國(guó)教育部門的在線統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)有將近三百所工科本科院校都設(shè)有環(huán)境工程專業(yè)，但是隸屬于“985”或“211”重點(diǎn)建設(shè)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(guó)高等教育中正由“精英教育”走向“大眾化教育”，主要培養(yǎng)面向地方、面向一線的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才。鹽城工學(xué)院是一所地方性工科院校，2000年開始招收環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生，于2010年開展“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，并將環(huán)境工程專業(yè)列入首批重點(diǎn)申報(bào)專業(yè)之一。我校卓越計(jì)劃是適應(yīng)國(guó)家沿海大開發(fā)戰(zhàn)略，為社會(huì)、企業(yè)培養(yǎng)一線環(huán)境工程師，使學(xué)生具備在相關(guān)行業(yè)從事產(chǎn)品的生產(chǎn)、營(yíng)銷、服務(wù)以及工程項(xiàng)目的實(shí)施、運(yùn)行、管理能力和綜合素質(zhì)。“環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)”是面向環(huán)境工程專業(yè)高年級(jí)學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)必修課，是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。按照鹽城工學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，該課程安排在第7學(xué)期學(xué)習(xí)，此時(shí)學(xué)生已經(jīng)修完了環(huán)境工程專業(yè)課程，并且經(jīng)歷了環(huán)境微生物學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、水污染控制工程、儀器分析等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，同時(shí)通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，在現(xiàn)場(chǎng)了解了各種廢水處理工藝，掌握了專業(yè)知識(shí)及一些實(shí)驗(yàn)基本操作技能。但是課程實(shí)驗(yàn)中往往實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)之間缺乏密切的聯(lián)系，使得學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力不足，學(xué)生利用學(xué)到的理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)際工程中遇到的問(wèn)題的能力不足。環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所掌握的理論知識(shí)，以及實(shí)驗(yàn)操作技能去解決工作中實(shí)際遇到的問(wèn)題的能力，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑之一。經(jīng)過(guò)一系列的相互關(guān)聯(lián)的環(huán)境工程綜合實(shí)踐鍛煉，逐步提高學(xué)生的整體技能，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力。

二、目前環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系內(nèi)容脫節(jié)。

目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容大多是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件而設(shè)立的獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，大部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在理論和操作技術(shù)上又是重復(fù)性地驗(yàn)證理論教學(xué)。學(xué)生僅僅按照各個(gè)實(shí)驗(yàn)講義一步一步地完成各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并沒有真正了解一個(gè)項(xiàng)目與一個(gè)項(xiàng)目的關(guān)聯(lián)度。如通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，掌握了一些單個(gè)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)方法，卻不會(huì)在工程實(shí)驗(yàn)中加以運(yùn)用；通過(guò)水污染控制工程實(shí)驗(yàn)掌握了水處理的方法，但是處理與監(jiān)測(cè)又不能很好的聯(lián)系在一起。長(zhǎng)此以往，不利于培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題和綜合設(shè)計(jì)的能力，不符合工程型、應(yīng)用性人才培養(yǎng)的教學(xué)理念。

2.實(shí)驗(yàn)中部分內(nèi)容與其他實(shí)驗(yàn)課重復(fù)。

由于環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)與環(huán)境監(jiān)測(cè)等實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)置各自為政，使得一些內(nèi)容重復(fù)，耗時(shí)比較長(zhǎng)，學(xué)生實(shí)際學(xué)到的內(nèi)容較少，達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。同時(shí)，環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中包含的環(huán)境監(jiān)測(cè)的內(nèi)容過(guò)多，還有一些水污染處理的方法，但是關(guān)于大氣污染物處理及固體廢物處理的方法內(nèi)容較少，安排不合理。

3.沒有統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)課程教材。

目前每個(gè)開設(shè)環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)課程的高校，都是根據(jù)各自的實(shí)驗(yàn)條件開設(shè)，各個(gè)學(xué)校的條件不一樣，統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)教材的需求量小，沒有辦法找到合適的正規(guī)出版的統(tǒng)一教材。我們只能根據(jù)目前已有的環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)方面的書籍和相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)本校實(shí)驗(yàn)室條件，自行編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，以滿足本校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。

4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式程式化。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式總是以老師講授為主，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理再到實(shí)驗(yàn)的每個(gè)步驟、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意事項(xiàng)，都進(jìn)行詳盡的講解；學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)步驟和方法，一步一步地操作，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后按照固定格式，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí)。這種單向程式化的教學(xué)方式抑制了學(xué)生的想象力，使學(xué)生缺少了積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，學(xué)生沒有真正理解每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的作用。

5.實(shí)驗(yàn)考核方法不完善。

實(shí)驗(yàn)的考核方法仍然以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為基準(zhǔn)進(jìn)行考查，而未考慮到學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。單一的實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往會(huì)造成實(shí)驗(yàn)報(bào)告千遍一律，教師很難公平、公正的評(píng)分。長(zhǎng)此下去，學(xué)生失去了對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和創(chuàng)新熱情，實(shí)驗(yàn)只動(dòng)手不動(dòng)腦，還會(huì)經(jīng)常發(fā)生抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象。以上五個(gè)問(wèn)題制約了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)際動(dòng)手、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題等能力的培養(yǎng)。因此，對(duì)環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)行一系列的改革是非常有必要的。

三、綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

1.結(jié)合本校環(huán)境工程專業(yè)特色，

將專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與工程密切聯(lián)系。目前大多數(shù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的任務(wù)主要是得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課失去了興趣，只是完成任務(wù)。實(shí)際工程中所涉及的實(shí)驗(yàn)一般都具有很強(qiáng)的探索和研究性質(zhì)，將這些實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容，就能從根本上改變傳統(tǒng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)單純用于驗(yàn)證理論的狀況。由于以工程為背景，使實(shí)驗(yàn)更有針對(duì)性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加鮮活，學(xué)生能較早地接觸工程實(shí)際，了解和熟悉未來(lái)可能從事的工作，從而走上工作崗位以后能夠上手快、適應(yīng)期短。學(xué)生不僅能了解局部，而且能了解全局，更能促使學(xué)生積極地思維，給學(xué)生提供發(fā)揮創(chuàng)新的空間，激發(fā)學(xué)生興趣，變被動(dòng)為主動(dòng)。

2.綜合實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施程序。

綜合實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生每人一題，選題按照自愿的原則。首先，老師在實(shí)驗(yàn)前耐心引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的意義和目的，指導(dǎo)學(xué)生自己查閱相關(guān)方面的資料，提出實(shí)驗(yàn)的方案，待老師評(píng)價(jià)可行性后，由學(xué)生自行研究設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其次，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，按照設(shè)計(jì)路線操作程序，遇到問(wèn)題，自行分析、解決，同時(shí)注意掌握實(shí)驗(yàn)中使用的設(shè)備操作方法。第三，綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的同時(shí)，要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，評(píng)價(jià)綜合實(shí)驗(yàn)最終對(duì)于廢水或廢氣等污染物的治理效率，討論方案實(shí)際應(yīng)用的可行性，以及可能存在的問(wèn)題和改進(jìn)意見等。

3.實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放。

預(yù)習(xí)期間，實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前制訂好實(shí)驗(yàn)方案、選好實(shí)驗(yàn)器材及試劑、采集實(shí)驗(yàn)樣品等。學(xué)生可以針對(duì)實(shí)驗(yàn)中的薄弱環(huán)節(jié)，自己調(diào)配時(shí)間進(jìn)行強(qiáng)化，有興趣的同學(xué)可以做些綜合性、設(shè)計(jì)性甚至研究性實(shí)驗(yàn)。開放實(shí)驗(yàn)室，有助于學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)技能以及綜合分析應(yīng)用能力的提高，更好的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造意識(shí)和創(chuàng)造精神，培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及科學(xué)研究和創(chuàng)新的初步能力。

4.提高教學(xué)方法和手段。

教學(xué)手段的提高，一是要充分利用好現(xiàn)代化多媒體教學(xué)，將實(shí)驗(yàn)具體流程制成網(wǎng)絡(luò)課件，并配以適當(dāng)?shù)膭?dòng)畫、實(shí)樣照片、模擬運(yùn)行方式等，要求學(xué)生在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前進(jìn)行預(yù)習(xí)。指導(dǎo)老師亦可利用好鹽城工學(xué)院的“天空教室”、“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)”，對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行檢查，在每次實(shí)驗(yàn)前，以討論、提問(wèn)的形式就實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與形式展開交流，交流的結(jié)果作為學(xué)生平時(shí)成績(jī)的一部分。二是將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的討論安排在實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂內(nèi)進(jìn)行，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提出一些討論題目，由學(xué)生當(dāng)場(chǎng)回答，并作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)的一部分予以記錄。

5.將科研課題轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，實(shí)現(xiàn)科研資源的教學(xué)共享，可以將環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)院老師承擔(dān)的科研項(xiàng)目相結(jié)合。如學(xué)院開設(shè)的膨潤(rùn)土對(duì)過(guò)氧化氫酶吸附的影響因素研究、東臺(tái)鎮(zhèn)環(huán)境優(yōu)美鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃、不同方法改性的膨潤(rùn)土對(duì)苯酚吸附性能的比較、金屬有機(jī)骨架材料吸附二氧化碳性能研究等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都是由學(xué)院教師的科研課題轉(zhuǎn)化而來(lái)的，通常這類實(shí)驗(yàn)涉及不止一個(gè)學(xué)科，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定的挑戰(zhàn)性。這種把科研項(xiàng)目與綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相結(jié)合的教學(xué)方法，不僅豐富、更新了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的實(shí)際科研能力，同時(shí)在一定程度上緩解了科研人手不足的問(wèn)題。學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目和我校的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目又有一定的聯(lián)系。學(xué)生在大學(xué)二年級(jí)的時(shí)候，就可以參與到教師科研項(xiàng)目中。要求學(xué)生在此過(guò)程中積極思考，充分交流，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、總結(jié)問(wèn)題。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題及所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有利于豐富教師的科研數(shù)據(jù)，補(bǔ)充科研成果。

四、結(jié)語(yǔ)

環(huán)境工程是一門綜合性、工程性學(xué)科，該專業(yè)的學(xué)生不僅要具備一定的理論知識(shí)，還要具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)課程是環(huán)境工程專業(yè)理論教學(xué)的重要輔助環(huán)節(jié)，是應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)學(xué)生過(guò)程中的一個(gè)重要部分。通過(guò)環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，不僅使學(xué)生加深了環(huán)境工程基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，還可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、分析解決問(wèn)題的能力，同時(shí)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)完善了環(huán)境工程專業(yè)學(xué)科建設(shè)，使學(xué)生在實(shí)際工作中的能力得到提高。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)課程的改革與建設(shè)，學(xué)生在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課中將得到全面的訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的能力得到了加強(qiáng)，學(xué)習(xí)的積極性得到了提高，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、方法和手段都在不斷地更新，因此，在環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，也要不斷地探索新的實(shí)驗(yàn)方法，增加新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生能夠及時(shí)了解學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)，掌握新技術(shù)和新方法，從而提高實(shí)際工作技能。

作者：曹燕 潘梅 陳天明 單位：鹽城工學(xué)院環(huán)境工程與科學(xué)學(xué)院