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1實驗教學的常見問題

傳統(tǒng)的環(huán)境工程專業(yè)實驗教學往往成為專業(yè)理論教學的附屬課程，開設的實驗課常常是驗證性、操作性實驗，內容、形式簡單，容易操作掌握，不管是教師或是學生，未對實驗課付出足夠的重視及精力。實驗教學與工程實踐關系相差甚遠，知識聯(lián)系不緊密，難以使學生形成系統(tǒng)的專業(yè)知識及概念。大致體現(xiàn)在如下3個方面:①實驗類型過于單一，導致學生對上實驗課缺乏主動性與積極性，處于機械操作與被動接受狀態(tài)，不能很好地鍛煉學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，不利于學生對實驗技能的系統(tǒng)掌握，更談不上學生的創(chuàng)新、創(chuàng)造能力的培養(yǎng);②實驗安排缺乏整體性及系統(tǒng)性，實驗教學內容和手段相對陳舊，且落后于理論教學;③實驗教學往往忽略了加強培養(yǎng)學生的能力與素質，多數(shù)實驗僅僅是為了促進學生對基礎知識的進一步理解與深化。

2專業(yè)實驗教學改革的創(chuàng)新與合理化建議

2．1“開放式”教學實習的組織與實施

以環(huán)境監(jiān)測這門專業(yè)課為例，它是環(huán)境工程的主干專業(yè)課程，其教學實習的主要目的是培養(yǎng)和訓練學生獨立開展監(jiān)測工作的能力。在實際教學中可對環(huán)境監(jiān)測課程教學實習進行改革，即實施“開放式”教學實習，從而使學生正確掌握“噪聲、水質、土壤、大氣”等環(huán)境監(jiān)測項目的監(jiān)測方法與實施方案。具體做法如下:任課教師事先將各班學生分成多個實習小組(每組2～4名成員)，然后根據已有的藥品、儀器設備等選定監(jiān)測對象及監(jiān)測項目，分別為各個小組制訂計劃，明確各小組的監(jiān)測對象、監(jiān)測項目、采樣位置、時間安排及分析方法;以小組為單位分發(fā)玻璃儀器、試劑藥品，實習期間儀器室及實驗室全天開放，1星期內各小組都要獨自完成“噪聲、水質、大氣、土壤”等實習項目的監(jiān)測任務。實習完成后，各小組歸還剩余試劑藥品、上交洗凈的玻璃器皿等，全班所有小組集中進行交流討論實習中存在的問題和收獲，每個學生提交1份實習報告?！伴_放式”教學實習的優(yōu)點在于可充分利用已有的試劑藥品及儀器設備，讓學生外出獨立取樣，并根據采樣地點和周圍環(huán)境狀況來確定監(jiān)測方法及監(jiān)測項目，還可以讓學有余力的學生就不同監(jiān)測方法進行比較研究。這樣不僅能激發(fā)學生對實驗的興趣，又可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力及解決問題的能力;此外，就實驗中產生的現(xiàn)象與問題，教師指導學生查閱相關資料及文獻，并在方法上對某些實驗進行改進，以便更好地調動學生的求知欲，讓學生充分享有自主學習、獨立思考、自由發(fā)揮的時間和空間。通過“開放式”教學實習，能夠在很大程度上提高學生的動手能力，學生將會更清楚地認識環(huán)境監(jiān)測的全過程，并通過監(jiān)測校園周邊環(huán)境，更清楚地意識到環(huán)境質量的現(xiàn)狀。

2．2將實驗室變?yōu)樯a模擬現(xiàn)場

環(huán)境工程專業(yè)教學的主要目標是培養(yǎng)學生進行工程設計和實踐的能力，它是實踐性很強的專業(yè)，實踐在工科人才培養(yǎng)中是主要的甚至是關鍵的環(huán)節(jié)和階段。因此，在水處理實驗教學中為了再現(xiàn)工業(yè)生產過程，可以購置一套與水處理相關的設備模型，如圓型曝氣池、氣浮池、絮凝沉降池、生物塔式濾池、生物膜轉盤、普通快濾池等，這樣在實驗教學中，可使學生清晰直觀地認識這些在生產場地難以了解的水處理設備的功能及內部構造。通過這種模擬生產現(xiàn)場的實驗，模仿實際生產，進行實驗操作，這種實驗更接近工業(yè)實際生產，學生能充分接觸體驗到專業(yè)理論和專業(yè)基礎與生產相聯(lián)系的實例，減小了學生對實際生產的距離感。學生通過操作運行這些實際處理工藝，會對整個設備及工藝有更加完整的掌握和認識，從而有效提高學生的專業(yè)實際操作技能。

2．3加強具有工程背景的教師隊伍建設與交流

為了更好地培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)人才，師資隊伍建設應從以下方面著手:培養(yǎng)建立具有工程背景及實踐經驗的教師隊伍，創(chuàng)造條件積極鼓勵教師和企業(yè)進行合作交流，組織教師在崗培訓;聘請較高學術水平和實踐經驗的企業(yè)工程技術人員參與學校的人才培養(yǎng)工作;建立實習實訓平臺，健全完善校內實習實訓基地，為培養(yǎng)學生的工程實踐能力奠定良好的基礎和條件;聯(lián)合相關企業(yè)，建立長期、穩(wěn)定的產學研合作基地。另外，由于常州大學環(huán)境工程專業(yè)辦學歷史較短，經驗缺乏，需要借鑒其他高校環(huán)境工程專業(yè)實驗教學的成功經驗，并與校外同行進行廣泛的交流合作。

2．4增加和整合環(huán)境工程專業(yè)實驗課

培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新能力與動手能力、善于理論與實際相結合的環(huán)境工程專業(yè)人才是環(huán)境工程專業(yè)實驗教學改革與創(chuàng)新的主要目的，因此，應加大力度調整傳統(tǒng)實驗課程體系與模式，加強環(huán)境工程專業(yè)實驗課教學。要打破常規(guī)的按照教學建制和課程標準單獨設立實習、實驗及設計的條塊分割布局，全面考慮課程設置的獨立性、課程之間的相關性及專業(yè)知識的系統(tǒng)性，對實習、實驗及設計進行優(yōu)化重組，減少驗證性實驗，增加探究性、綜合性及設計性實驗，從而整合成綜合實驗教學，突出學生創(chuàng)新能力和工程能力的培養(yǎng)。綜上所述，環(huán)境工程各專業(yè)實驗課可以考慮綜合開設，即進行專業(yè)綜合實驗教學。專業(yè)綜合實驗的開展有以下優(yōu)點:①能夠大量減少驗證性實驗的數(shù)目，減少實驗的重復和試劑藥品的浪費;②可使學生從全局出發(fā)考慮問題，加深學生對專業(yè)知識的理解，并有利于提高學生認識、設計和解決問題的綜合能力，從而融會貫通環(huán)境工程的各門專業(yè)課知識。學生在完成專業(yè)綜合實驗學習后，增加專題實驗的學習，專題實驗教學時間可以安排為3～4周。專題實驗教學過程應以學生為主體，而指導教師主要負責實驗指導書的編寫，僅對學生提出實驗目的及要求，并據此提供相關實驗材料和儀器設備，負責實驗結果的檢查及指導。專業(yè)實驗開始前，首先要求學生查閱相關的資料、文獻，并整理出詳細的實驗計劃方案，交給指導教師審查。在具體的實驗中，應重點培養(yǎng)學生思考問題、分析問題及解決問題的能力，要求學生掌握相關的實驗儀器設備的操作技能，從而加強對學生動手操作能力的培養(yǎng)。因而，通過專業(yè)專題實驗的教學，可以充分調動學生學習的主觀能動性，促進學生查閱文獻、設計安排實驗方案、實驗動手等能力的提高，訓練學生分析、解決問題的能力、整理分析處理實驗數(shù)據的能力，讓學生及時掌握了解國際前沿科學研究動態(tài)，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，在創(chuàng)新實驗操作過程中逐步掌握思考問題、分析問題及解決問題的方法，不斷提高學生的自主創(chuàng)新能力。

2．5學生畢業(yè)(設計)論文與教師實驗課題結合

取消學生當前大量開展的綜述性研究的畢業(yè)(設計)論文，撰寫的研究論文要有一定的工程研究背景，以工程性實驗或綜合性實驗為基礎。學生的畢業(yè)(設計)論文要以教師自己主持或參與的工程項目和科研項目或親身所做的研究性實驗課題為基礎，聘請在生產一線的工程技術人員做畢業(yè)(設計)論文指導教師，通過把畢業(yè)(設計)論文與實際項目及實驗掛鉤，使學生更投入、更有針對性地進行實驗研究，從而提高畢業(yè)(設計)論文的質量。如，以教師現(xiàn)有的中國科學院土壤與農業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點實驗室開放基金課題“生物黑炭增匯及減排溫室氣體效應的微生物機制研究”作為畢業(yè)論文實驗研究素材，該項目牽涉知識面廣，不僅要求具備相關的環(huán)境工程專業(yè)知識，而且要求具備材料學及環(huán)境微生物學等方面的知識。在具體的實驗中，學生不僅要根據科研基本要求，積極查找相關文獻，并設計實驗實施方案及步驟，還要親自測定實驗數(shù)據，從而完成實驗研究任務，最后對實驗數(shù)據進行分析整理和總結，向指導老師提交實驗研究數(shù)據和論文。學生完成的研究論文及在實驗中發(fā)現(xiàn)的所有問題，一方面有利于豐富教師的科研成果，并可作為教師科研數(shù)據的參考，另一方面教師可以根據學生的創(chuàng)新研究思路，開辟新的研究內容和方向。這樣不僅能保證順利完成科研任務，而且有利于培養(yǎng)和提高學生的實驗創(chuàng)新能力。這種以實際的科研課題為基礎的畢業(yè)(設計)論文研究，可激發(fā)學生的科研學習興趣。

2．6實驗過程注意實施綠色化

作為環(huán)境保護工作的參與者及執(zhí)行者，在實驗全過程中注意保護環(huán)境。如，在設計實驗的過程中，盡量選用不造成二次環(huán)境污染的藥品，減少向環(huán)境中投放的化學物質量，做到微量化和無害化地使用藥品試劑;此外，不隨意排放在實驗過程中產生的有害、有毒物質，通過利用專用的容器分類收集，然后集中統(tǒng)一送至相關部門進行無害化處理。

3結語

以上是筆者對環(huán)境工程實驗教學進行的一些積極探索與思考，以期提高環(huán)境工程實驗教學質量，激發(fā)學生對實驗的興趣，增強學生的實驗技能，培養(yǎng)學生在科學研究中嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和嚴肅的工作作風，全面而扎實地掌握專業(yè)基本知識和技能。改革實驗教學的最終目標是為了提升學生的人文精神和科研素質，這是大工程教育觀對新時期人才提出的新的要求。相信隨著學校對實驗設備投資力度的加大，再加上實驗教學管理制度的日益完善，教師教學水平的大幅提高，實驗教學質量一定會得到進一步的提高，必然能為學生的發(fā)展和就業(yè)奠定堅實的基礎。

作者：周際海單位：常州大學環(huán)境與安全工程學院