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1實(shí)驗(yàn)教學(xué)的常見問題

傳統(tǒng)的環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往成為專業(yè)理論教學(xué)的附屬課程，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課常常是驗(yàn)證性、操作性實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容、形式簡(jiǎn)單，容易操作掌握，不管是教師或是學(xué)生，未對(duì)實(shí)驗(yàn)課付出足夠的重視及精力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程實(shí)踐關(guān)系相差甚遠(yuǎn)，知識(shí)聯(lián)系不緊密，難以使學(xué)生形成系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)及概念。大致體現(xiàn)在如下3個(gè)方面:①實(shí)驗(yàn)類型過于單一，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)上實(shí)驗(yàn)課缺乏主動(dòng)性與積極性，處于機(jī)械操作與被動(dòng)接受狀態(tài)，不能很好地鍛煉學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，不利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的系統(tǒng)掌握，更談不上學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)造能力的培養(yǎng);②實(shí)驗(yàn)安排缺乏整體性及系統(tǒng)性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和手段相對(duì)陳舊，且落后于理論教學(xué);③實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往忽略了加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的能力與素質(zhì)，多數(shù)實(shí)驗(yàn)僅僅是為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的進(jìn)一步理解與深化。

2專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的創(chuàng)新與合理化建議

2．1“開放式”教學(xué)實(shí)習(xí)的組織與實(shí)施

以環(huán)境監(jiān)測(cè)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(xué)實(shí)習(xí)的主要目的是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立開展監(jiān)測(cè)工作的能力。在實(shí)際教學(xué)中可對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)課程教學(xué)實(shí)習(xí)進(jìn)行改革，即實(shí)施“開放式”教學(xué)實(shí)習(xí)，從而使學(xué)生正確掌握“噪聲、水質(zhì)、土壤、大氣”等環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)方法與實(shí)施方案。具體做法如下:任課教師事先將各班學(xué)生分成多個(gè)實(shí)習(xí)小組(每組2～4名成員)，然后根據(jù)已有的藥品、儀器設(shè)備等選定監(jiān)測(cè)對(duì)象及監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，分別為各個(gè)小組制訂計(jì)劃，明確各小組的監(jiān)測(cè)對(duì)象、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、采樣位置、時(shí)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(shí)習(xí)期間儀器室及實(shí)驗(yàn)室全天開放，1星期內(nèi)各小組都要獨(dú)自完成“噪聲、水質(zhì)、大氣、土壤”等實(shí)習(xí)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)任務(wù)。實(shí)習(xí)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(jìn)行交流討論實(shí)習(xí)中存在的問題和收獲，每個(gè)學(xué)生提交1份實(shí)習(xí)報(bào)告。“開放式”教學(xué)實(shí)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)在于可充分利用已有的試劑藥品及儀器設(shè)備，讓學(xué)生外出獨(dú)立取樣，并根據(jù)采樣地點(diǎn)和周圍環(huán)境狀況來(lái)確定監(jiān)測(cè)方法及監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，還可以讓學(xué)有余力的學(xué)生就不同監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行比較研究。這樣不僅能激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，又可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及解決問題的能力;此外，就實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的現(xiàn)象與問題，教師指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料及文獻(xiàn)，并在方法上對(duì)某些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，以便更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生充分享有自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、自由發(fā)揮的時(shí)間和空間。通過“開放式”教學(xué)實(shí)習(xí)，能夠在很大程度上提高學(xué)生的動(dòng)手能力，學(xué)生將會(huì)更清楚地認(rèn)識(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)的全過程，并通過監(jiān)測(cè)校園周邊環(huán)境，更清楚地意識(shí)到環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀。

2．2將實(shí)驗(yàn)室變?yōu)樯a(chǎn)模擬現(xiàn)場(chǎng)

環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和實(shí)踐的能力，它是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，實(shí)踐在工科人才培養(yǎng)中是主要的甚至是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)和階段。因此，在水處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中為了再現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程，可以購(gòu)置一套與水處理相關(guān)的設(shè)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(zhuǎn)盤、普通快濾池等，這樣在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可使學(xué)生清晰直觀地認(rèn)識(shí)這些在生產(chǎn)場(chǎng)地難以了解的水處理設(shè)備的功能及內(nèi)部構(gòu)造。通過這種模擬生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)，模仿實(shí)際生產(chǎn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這種實(shí)驗(yàn)更接近工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，學(xué)生能充分接觸體驗(yàn)到專業(yè)理論和專業(yè)基礎(chǔ)與生產(chǎn)相聯(lián)系的實(shí)例，減小了學(xué)生對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的距離感。學(xué)生通過操作運(yùn)行這些實(shí)際處理工藝，會(huì)對(duì)整個(gè)設(shè)備及工藝有更加完整的掌握和認(rèn)識(shí)，從而有效提高學(xué)生的專業(yè)實(shí)際操作技能。

2．3加強(qiáng)具有工程背景的教師隊(duì)伍建設(shè)與交流

為了更好地培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)人才，師資隊(duì)伍建設(shè)應(yīng)從以下方面著手:培養(yǎng)建立具有工程背景及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師隊(duì)伍，創(chuàng)造條件積極鼓勵(lì)教師和企業(yè)進(jìn)行合作交流，組織教師在崗培訓(xùn);聘請(qǐng)較高學(xué)術(shù)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)工程技術(shù)人員參與學(xué)校的人才培養(yǎng)工作;建立實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，健全完善校內(nèi)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，為培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力奠定良好的基礎(chǔ)和條件;聯(lián)合相關(guān)企業(yè)，建立長(zhǎng)期、穩(wěn)定的產(chǎn)學(xué)研合作基地。另外，由于常州大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)辦學(xué)歷史較短，經(jīng)驗(yàn)缺乏，需要借鑒其他高校環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn)，并與校外同行進(jìn)行廣泛的交流合作。

2．4增加和整合環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課

培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力與動(dòng)手能力、善于理論與實(shí)際相結(jié)合的環(huán)境工程專業(yè)人才是環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的主要目的，因此，應(yīng)加大力度調(diào)整傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程體系與模式，加強(qiáng)環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。要打破常規(guī)的按照教學(xué)建制和課程標(biāo)準(zhǔn)單獨(dú)設(shè)立實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)的條塊分割布局，全面考慮課程設(shè)置的獨(dú)立性、課程之間的相關(guān)性及專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)性，對(duì)實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化重組，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加探究性、綜合性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，從而整合成綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，突出學(xué)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(shí)驗(yàn)課可以考慮綜合開設(shè)，即進(jìn)行專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)。專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的開展有以下優(yōu)點(diǎn):①能夠大量減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的數(shù)目，減少實(shí)驗(yàn)的重復(fù)和試劑藥品的浪費(fèi);②可使學(xué)生從全局出發(fā)考慮問題，加深學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，并有利于提高學(xué)生認(rèn)識(shí)、設(shè)計(jì)和解決問題的綜合能力，從而融會(huì)貫通環(huán)境工程的各門專業(yè)課知識(shí)。學(xué)生在完成專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)后，增加專題實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，專題實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間可以安排為3～4周。專題實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程應(yīng)以學(xué)生為主體，而指導(dǎo)教師主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的編寫，僅對(duì)學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅?jù)此提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)材料和儀器設(shè)備，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢查及指導(dǎo)。專業(yè)實(shí)驗(yàn)開始前，首先要求學(xué)生查閱相關(guān)的資料、文獻(xiàn)，并整理出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃方案，交給指導(dǎo)教師審查。在具體的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題及解決問題的能力，要求學(xué)生掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的操作技能，從而加強(qiáng)對(duì)學(xué)生動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)。因而，通過專業(yè)專題實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)安排實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手等能力的提高，訓(xùn)練學(xué)生分析、解決問題的能力、整理分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，讓學(xué)生及時(shí)掌握了解國(guó)際前沿科學(xué)研究動(dòng)態(tài)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)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(xué)生的自主創(chuàng)新能力。

2．5學(xué)生畢業(yè)(設(shè)計(jì))論文與教師實(shí)驗(yàn)課題結(jié)合

取消學(xué)生當(dāng)前大量開展的綜述性研究的畢業(yè)(設(shè)計(jì))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(shí)驗(yàn)或綜合性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)。學(xué)生的畢業(yè)(設(shè)計(jì))論文要以教師自己主持或參與的工程項(xiàng)目和科研項(xiàng)目或親身所做的研究性實(shí)驗(yàn)課題為基礎(chǔ)，聘請(qǐng)?jiān)谏a(chǎn)一線的工程技術(shù)人員做畢業(yè)(設(shè)計(jì))論文指導(dǎo)教師，通過把畢業(yè)(設(shè)計(jì))論文與實(shí)際項(xiàng)目及實(shí)驗(yàn)掛鉤，使學(xué)生更投入、更有針對(duì)性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，從而提高畢業(yè)(設(shè)計(jì))論文的質(zhì)量。如，以教師現(xiàn)有的中國(guó)科學(xué)院土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金課題“生物黑炭增匯及減排溫室氣體效應(yīng)的微生物機(jī)制研究”作為畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)研究素材，該項(xiàng)目牽涉知識(shí)面廣，不僅要求具備相關(guān)的環(huán)境工程專業(yè)知識(shí)，而且要求具備材料學(xué)及環(huán)境微生物學(xué)等方面的知識(shí)。在具體的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生不僅要根據(jù)科研基本要求，積極查找相關(guān)文獻(xiàn)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案及步驟，還要親自測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而完成實(shí)驗(yàn)研究任務(wù)，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理和總結(jié)，向指導(dǎo)老師提交實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)和論文。學(xué)生完成的研究論文及在實(shí)驗(yàn)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(jù)的參考，另一方面教師可以根據(jù)學(xué)生的創(chuàng)新研究思路，開辟新的研究?jī)?nèi)容和方向。這樣不僅能保證順利完成科研任務(wù)，而且有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。這種以實(shí)際的科研課題為基礎(chǔ)的畢業(yè)(設(shè)計(jì))論文研究，可激發(fā)學(xué)生的科研學(xué)習(xí)興趣。

2．6實(shí)驗(yàn)過程注意實(shí)施綠色化

作為環(huán)境保護(hù)工作的參與者及執(zhí)行者，在實(shí)驗(yàn)全過程中注意保護(hù)環(huán)境。如，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(xué)物質(zhì)量，做到微量化和無(wú)害化地使用藥品試劑;此外，不隨意排放在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的有害、有毒物質(zhì)，通過利用專用的容器分類收集，然后集中統(tǒng)一送至相關(guān)部門進(jìn)行無(wú)害化處理。

3結(jié)語(yǔ)

以上是筆者對(duì)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行的一些積極探索與思考，以期提高環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生在科學(xué)研究中嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和嚴(yán)肅的工作作風(fēng)，全面而扎實(shí)地掌握專業(yè)基本知識(shí)和技能。改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目標(biāo)是為了提升學(xué)生的人文精神和科研素質(zhì)，這是大工程教育觀對(duì)新時(shí)期人才提出的新的要求。相信隨著學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備投資力度的加大，再加上實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理制度的日益完善，教師教學(xué)水平的大幅提高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量一定會(huì)得到進(jìn)一步的提高，必然能為學(xué)生的發(fā)展和就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

作者：周際海單位：常州大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院