陳雯?周宏倉

摘要：分析了目前環(huán)境類專業(yè)實踐教學(xué)過程中普遍存在的問題，借鑒CDIO工程教育方法中大工程理念、注重綜合素質(zhì)培養(yǎng)和密切聯(lián)系產(chǎn)業(yè)等特點，從實驗教學(xué)內(nèi)容、考核評價方式、教學(xué)手段、校企合作、實驗室管理和實驗教材等方面著手對環(huán)境類專業(yè)實踐教學(xué)進行改革探索。

關(guān)鍵詞：CDIO理念；環(huán)境專業(yè)；實踐教學(xué)

中圖分類號：G642.423 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0196-02

教育部《關(guān)于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》中要求強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)和深化實踐教學(xué)方法改革，切實改變重理論輕實踐、重知識傳授輕能力培養(yǎng)的觀念。環(huán)境類專業(yè)是實踐性很強的交叉學(xué)科，當(dāng)前需要解決的環(huán)境問題很多，需要大量的知識扎實、動手能力強且能解決實際問題的應(yīng)用型環(huán)保人才。

一、環(huán)境類專業(yè)實踐教學(xué)存在的問題

1.實驗內(nèi)容陳舊和方法落后

實驗內(nèi)容多以驗證性實驗為主，綜合性和設(shè)計性實驗偏少。以某校環(huán)境類專業(yè)為例，環(huán)境科學(xué)專業(yè)必修實驗項目共59個，其中驗證性實驗占62.7%，綜合性實驗占30.5%，設(shè)計性實驗僅占6.8%；環(huán)境工程專業(yè)必修實驗項目共34個，其中驗證性實驗占50%，綜合性和設(shè)計性實驗占50%。實驗課程教師詳細說明實驗?zāi)康?、實驗儀器、內(nèi)容和步驟之后，再讓學(xué)生按照實驗教材或指導(dǎo)書中的步驟操作，這種呆板單一的教學(xué)方法和幾成定式的實驗項目會讓學(xué)生產(chǎn)生依賴心理，依葫蘆畫瓢即可完成實驗，從某種程度上限制了學(xué)生積極思考的熱情，減少了創(chuàng)造性思維的過程，削弱了實踐教學(xué)的積極作用，甚至導(dǎo)致學(xué)生的動手能力和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力得不到很好的培養(yǎng)。

2.考核方法不科學(xué)

實驗課教師往往根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)報告和實驗報告完成情況加以評判，這種方法存在一定的缺陷。因為僅從書面報告來評定，無法真正考查學(xué)生的實際操作水平和技能，可能會使學(xué)生對考核方法產(chǎn)生錯誤理解，從而對實驗過程不能給予足夠重視。

3.重結(jié)果輕過程

環(huán)境類專業(yè)實驗過程中會接觸到一些易燃易爆、有毒有害和腐蝕性藥品，必須要求學(xué)生正確使用化學(xué)藥品以及實驗儀器、設(shè)備和器械，掌握實驗室安全知識和事故應(yīng)急處理知識，從而盡可能減少安全事故的發(fā)生。在實驗教學(xué)過程和相關(guān)活動中，對于實驗室安全知識、實驗基本操作技能、實驗習(xí)慣和實驗室規(guī)章制度等宣傳、強調(diào)和執(zhí)行方面，則略顯薄弱。

4.設(shè)計和實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)的工程意義缺失

作為培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，課程設(shè)計如“大氣污染控制工程課程設(shè)計”、“水污染控制工程課程設(shè)計”、“固體廢棄物處理與處置課程設(shè)計”往往可能因為教師缺乏企業(yè)鍛煉經(jīng)歷、缺乏現(xiàn)場經(jīng)驗而過于理論化，與實際脫節(jié)，工程意義嚴(yán)重缺失。

二、指導(dǎo)思想和基本思路

CDIO工程教育方法是近年來國際工程教育改革的最新優(yōu)秀成果。它倡導(dǎo)Conceive（構(gòu)思）、Design（設(shè)計）、Implement（實踐）、Operate（運行）的工程教育理念和以能力培養(yǎng)為目標(biāo)。環(huán)境類專業(yè)是綜合性、多學(xué)科交叉和應(yīng)用性專業(yè)，其實踐教學(xué)更應(yīng)踐行“加強基礎(chǔ)、注重應(yīng)用、培養(yǎng)能力、探索創(chuàng)新”理念。通過借鑒CDIO工程教育方法中大工程理念、注重綜合素質(zhì)培養(yǎng)、密切聯(lián)系產(chǎn)業(yè)等特點，逐步轉(zhuǎn)變到以工程能力為目標(biāo)和能力培養(yǎng)上，增加主動學(xué)習(xí)和動手實踐，強調(diào)分析問題和解決問題的能力，基于CDIO培養(yǎng)模式，對環(huán)境類專業(yè)實踐教學(xué)活動進行改革探索。

三、基于CDIO培養(yǎng)模式的環(huán)境類專業(yè)實踐教學(xué)改革探索

1.改革實驗教學(xué)內(nèi)容，使之多樣化

（1）淘汰內(nèi)容陳舊、方法落后以及與基礎(chǔ)實驗內(nèi)容重復(fù)的實驗項目。從專業(yè)角度出發(fā)，對所有實驗項目進行審核和整合，打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)中各實驗課程獨立設(shè)置的格局，從學(xué)科和專業(yè)的整體高度來把握實驗項目與實驗內(nèi)容選擇，使眾多實驗內(nèi)容有機地結(jié)合起來，避免實驗項目和內(nèi)容的重復(fù)，避免學(xué)校教學(xué)資源以及學(xué)生時間的浪費。南京信息工程大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院根據(jù)專業(yè)特點并切合學(xué)生實際能力和知識水平，開展了校園水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與綜合評價、校園周邊地區(qū)大氣污染物成分與來源分析、生活污水生化處理工藝運行與優(yōu)化等實驗項目。[1]在大氣環(huán)境監(jiān)測實驗課程中，考慮到大氣環(huán)境監(jiān)測的多樣性，涵蓋了多種監(jiān)測項目，響應(yīng)國家對顆粒物特別是細顆粒物污染的重視，在實驗課程中顆粒物質(zhì)量嘗試進行監(jiān)測的項目，并采取分級采樣的方法，對從細到粗不同粒徑的顆粒物進行采樣、稱重和濃度計算。[2]

（2）減少驗證型實驗，增加設(shè)計型、綜合型實驗和專業(yè)創(chuàng)新性實驗。根據(jù)CDIO工程教育理念，將實驗課程劃分為四個類型：驗證型實驗、設(shè)計型實驗、綜合型實驗和專業(yè)創(chuàng)新性實驗。驗證型實驗旨在使學(xué)生對經(jīng)典理論知識有感性認識，掌握實驗研究專門技能，并能靈活運用。設(shè)計型實驗與學(xué)生的個性化教育相結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和設(shè)計創(chuàng)新能力為目的，通過設(shè)計型實驗使學(xué)生獲得完整的實驗技能訓(xùn)練。綜合型實驗是把知識點緊密相關(guān)的實驗內(nèi)容連貫起來，體現(xiàn)出內(nèi)容的系統(tǒng)性，通過綜合型實驗培養(yǎng)學(xué)生連貫的、動態(tài)的和有機組合的系列化操作技能，提高學(xué)生的實際操作能力和運用能力。[3]專業(yè)創(chuàng)新性實驗是學(xué)生個人或團隊自主選題設(shè)計、在教師的指導(dǎo)下組織實施并進行數(shù)據(jù)分析處理、撰寫學(xué)術(shù)論文或總結(jié)報告等。這四類實驗的實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容和實驗實施過程各有不同，并且層次逐漸提高。單純驗證型實驗已經(jīng)無法滿足對環(huán)境類專業(yè)學(xué)生研究能力和工程實踐能力培養(yǎng)的要求，應(yīng)考慮增加后三類實驗項目，從而有效地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，促使學(xué)生積極思考和創(chuàng)新，逐漸掌握思考問題、分析問題和解決問題的方法，提高實踐能力和創(chuàng)新能力。

依托南京信息工程大學(xué)“大氣科學(xué)與環(huán)境氣象國家級實驗教學(xué)示范中心”、“環(huán)境科學(xué)與工程省級實驗教學(xué)示范中心”和“大學(xué)化學(xué)省級實驗教學(xué)示范中心”等項目的建設(shè)，建立了實驗技能訓(xùn)練平臺。通過此平臺，按照基本操作技能訓(xùn)練→驗證性實驗→設(shè)計性實驗→創(chuàng)新性實驗的順序?qū)W(xué)生進行實驗技能培訓(xùn)，不斷提高大學(xué)生的實驗技能水平。

（3）激勵科研與實踐教學(xué)結(jié)合。近年來學(xué)院教師積極申報縱向和橫向科研項目，國家級和省市級科研課題項目數(shù)達66項。教師們將實踐教學(xué)與科研項目相結(jié)合，實踐教學(xué)與科研實現(xiàn)資源共享，將教師科研成果反哺實踐教學(xué)，教學(xué)促進科研，及時將先進科技、工程實踐與教學(xué)密切聯(lián)系，融入實踐教學(xué)改革成果和科技創(chuàng)新，不僅可以豐富和更新實驗教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造創(chuàng)新源動力，也使學(xué)生的探索能力和創(chuàng)新能力得到了培養(yǎng)，開拓了視野，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外，還需要制定切實可行的激勵政策，支持和鼓勵學(xué)生參與教師主持的各類科研項目。

依托“江蘇省優(yōu)勢學(xué)科平臺”和“江蘇省大氣環(huán)境監(jiān)測和污染控制高技術(shù)重點實驗室”等項目的建設(shè)，打造大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺。通過此平臺，積極引導(dǎo)學(xué)生參加教師科研課題和大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練計劃，親歷科學(xué)研究工作的全過程，使實踐教學(xué)延伸到科研基地，提高了學(xué)生科技創(chuàng)新的能力。

2.考核評價方式多樣化

考核評價方式應(yīng)做到可以區(qū)分出做實驗與不做實驗、認真做與不認真做、思考與不思考的差別。采用不同方式和內(nèi)容對學(xué)生進行考核，如采取筆試（閉卷、開卷、小論文、調(diào)查報告、實驗設(shè)計報告）、口試、實際操作等多種方式相結(jié)合的形式。實際操作分為基礎(chǔ)性實驗、綜合性及設(shè)計性實驗類型，它們分別占一定比例，后兩者的比例可以稍高，主要考察實驗參與情況、操作技能和實驗完成情況。采取多樣化的考核評價方式，不同實驗類別的評價標(biāo)準(zhǔn)和側(cè)重點有所不同，可以使學(xué)生更加重視實驗和工程應(yīng)用，培養(yǎng)其工程思維能力。

3.教學(xué)手段多樣化

在水處理、大氣污染治理和固體廢棄物處理處置實驗等課程中采用計算機仿真系統(tǒng)，通過在計算機上模擬實際處理過程，使學(xué)生熟悉各處理單元的原理，并且可以通過仿真操作來反復(fù)練習(xí)操作過程，同時也可以對一些人為設(shè)置的非正常情況和生產(chǎn)故障進行應(yīng)急處理、工藝參數(shù)調(diào)整以及故障處理等。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和專業(yè)特長選擇實驗項目，向?qū)嶒炛行奶峤粚嶒灧桨?，并與專業(yè)教師聯(lián)系確立指導(dǎo)關(guān)系；開辟開放實驗室網(wǎng)絡(luò)預(yù)約系統(tǒng)，鼓勵學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”、大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目申報、創(chuàng)新基金申請、各類學(xué)科競賽、專利申請等，給予優(yōu)先使用實驗室資源的支持，同時對于表現(xiàn)突出（如發(fā)表學(xué)術(shù)論文、專利、競賽獲獎等）的學(xué)生，給予評獎評優(yōu)政策傾斜。

依托“國家級工程教育實踐中心”和“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”等項目的建設(shè)，打造多元化實習(xí)和實訓(xùn)平臺。通過此平臺，按認識實習(xí)→動態(tài)仿真→中試操作→生產(chǎn)實習(xí)→工程設(shè)計的程序開展工程訓(xùn)練，使學(xué)生全面認識生產(chǎn)工藝流程及實際工作過程，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。

4.加強校企合作

利用與企業(yè)的合作、協(xié)作關(guān)系，與企業(yè)共建實驗室或研發(fā)中心，利用學(xué)校資源完成企業(yè)的一部分研發(fā)工作，或者選派學(xué)生前往企業(yè)進行鍛煉，完成實驗項目或課程設(shè)計。注重實踐教學(xué)與科研和社會實踐緊密結(jié)合，推進校企合作，建設(shè)實踐教學(xué)基地，遵循教學(xué)、科研和生產(chǎn)三結(jié)合的原則，取得了豐碩的成果。通過校企合作，建立了6個企業(yè)研究院，這些研究院既作為學(xué)生的實訓(xùn)基地，又作為學(xué)生的科研創(chuàng)新平臺。通過這些實驗條件建設(shè)，提高了開放選修實驗、學(xué)生小科研和學(xué)生創(chuàng)新實驗比例，從而激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和創(chuàng)新意識，學(xué)生的實踐技能與創(chuàng)新能力得到了極大提高。自2011年以來，本科生參加國家級大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目7項，省級大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目20多項，獲得江蘇省本科生優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）二、三等獎和江蘇省本科生優(yōu)秀畢業(yè)論文團隊等，學(xué)生參與研發(fā)申報專利60余項。

5.強化實驗室管理，完善實驗室規(guī)章制度培訓(xùn)和宣傳

打破傳統(tǒng)教學(xué)實驗室管理的舊模式和各自獨立的實驗格局，整合實驗室資源，成立實驗中心和實踐訓(xùn)練中心，對所有實驗課程進行統(tǒng)一規(guī)劃、管理和安排，同時滿足實驗教學(xué)和學(xué)生創(chuàng)新科研活動的資源共享。將實驗室安全教育常態(tài)化，每年為新生和即將進入實驗室的學(xué)生開設(shè)實驗室安全講座，通過一些實際發(fā)生的實驗室安全案例，警示學(xué)生們在實驗操作過程中每一步驟都需要嚴(yán)格遵守實驗室安全管理制度和實驗操作規(guī)范，不能有半點馬虎；并且向?qū)W生講授實驗室基本安全知識、常見危險化學(xué)品及危險操作、實驗儀器和藥品領(lǐng)用及使用等知識，為培養(yǎng)他們的安全責(zé)任意識打下基礎(chǔ)。

6.更新實踐教材內(nèi)容

實踐教材建設(shè)對于提高實踐教學(xué)質(zhì)量、完善實踐教學(xué)體系、全面實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)、提升環(huán)境類專業(yè)辦學(xué)水平均具有積極的促進作用。重視實驗教材建設(shè)，利用專項教材建設(shè)基金，本著“科學(xué)性、適用性、針對性”的原則，教師們結(jié)合實際教學(xué)經(jīng)驗，積極參編和主編特色鮮明的實驗教材、實驗指導(dǎo)書和課程設(shè)計教程多部。

四、結(jié)語

依托實驗教學(xué)示范中心、國家級工程教育實踐中心、卓越工程師教育培養(yǎng)計劃、優(yōu)勢學(xué)科平臺和高技術(shù)重點實驗室等項目的建設(shè)，構(gòu)建了“以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為中心，理論實踐結(jié)合、模擬實踐結(jié)合、教學(xué)科研結(jié)合、一二課堂結(jié)合和學(xué)校企業(yè)結(jié)合”的環(huán)保人才實踐能力培養(yǎng)運行模式，在本科生實踐教學(xué)過程中進行了應(yīng)用和檢驗，取得了顯著成效。

參考文獻：

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[3]潘晶，李光哲，王艷，等.環(huán)境科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)的改革與實踐[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，31（3）：359-362.

（責(zé)任編輯：孫晴）