周來　馮啟言　李向東　孟慶俊　朱雪強

[摘 要]隨著現(xiàn)代科技和社會經(jīng)濟的不斷進步，環(huán)境科學及其技術研究工作不斷豐富并向更高層次的方向發(fā)展，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和科研開發(fā)能力的高素質(zhì)環(huán)境人才的需求不斷加大。結合中國礦業(yè)大學環(huán)境科學專業(yè)本科生多年科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)實際，闡述該專業(yè)大學生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的方法體系，探討該專業(yè)適應新常態(tài)經(jīng)濟發(fā)展下本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的長效機制。

[關鍵詞]環(huán)境科學；科研創(chuàng)新；培養(yǎng)方法；長效機制

[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）09-0133-02

隨著人類對環(huán)境問題的不斷重視，研究熱點不斷更新。從20世紀五六十年代側(cè)重于污染治理技術研究，到目前提出的全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，環(huán)境科學及技術研究工作不斷豐富，并向更高層次的方向發(fā)展。[1]為適應這一發(fā)展，我國開設環(huán)境科學專業(yè)的250余所高校都進行了不同層次的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的探索。[2]為了更好地體現(xiàn)辦學特色，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和畢業(yè)生的競爭力，開展高效優(yōu)質(zhì)的科研創(chuàng)新培訓已經(jīng)成為各大高校環(huán)境科學專業(yè)提升人才培養(yǎng)水平的重要法寶。中國礦業(yè)大學環(huán)境科學專業(yè)創(chuàng)辦于1993年，該專業(yè)立足于學校的煤礦研究特色，在礦山生態(tài)環(huán)境修復、礦井水害與地質(zhì)災害防治、煤礦清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟等方向具有鮮明的特色。筆者結合中國礦業(yè)大學環(huán)境科學專業(yè)本科生科研創(chuàng)新培養(yǎng)實踐，在本專業(yè)大學生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法體系和長效機制上進行了探索。

一、環(huán)境科學專業(yè)大學生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

國內(nèi)知名高校的環(huán)境科學專業(yè)均以培養(yǎng)科學理論基礎扎實、環(huán)境科學研究與管理技能熟練，能解決環(huán)境科學問題的高級專門人才為培養(yǎng)目標；在中高年級學生中均開設諸如科學創(chuàng)新方法、環(huán)境科技自助實驗等科研創(chuàng)新類課程或?qū)嵺`環(huán)節(jié)，注重環(huán)境科學專業(yè)大學生科研創(chuàng)新能力和研究型人才的培養(yǎng)。美國、德國、日本、澳大利亞等國家的高校環(huán)境科學專業(yè)也十分注重學生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。以澳大利亞昆士蘭大學環(huán)境科學專業(yè)為例，該專業(yè)在課程體系中分別設置了Theory & Practice in Science、Analysis of Scientific Data課程和Science & the Environment項目實踐環(huán)節(jié)，形成了比較系統(tǒng)的科研創(chuàng)新培養(yǎng)模式，這種模式能有效激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維、探究欲望和能力。

總體而言，我國高校環(huán)境科學專業(yè)大學生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)仍處于探索階段，培養(yǎng)機制和實踐教學體系尚未成熟[3]，還普遍存在以下問題。1.教師的教學指導積極性和學生創(chuàng)造性學習的積極性調(diào)動不夠、科研興趣未能有效激發(fā)；2.科研創(chuàng)新培養(yǎng)的教學方法還略顯僵硬，當前許多高校以單一講解的理論知識傳授方法不能適應該專業(yè)科研的特點；3.開設科研創(chuàng)新實踐培訓的系統(tǒng)性與針對性不強；4.對學生創(chuàng)造性實驗和數(shù)值模擬能力的培訓偏弱。

二、科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法體系與教改實踐

按照2008版和2012版教學大綱要求，中國礦業(yè)大學環(huán)境科學專業(yè)在高年級開設了16學時的專業(yè)必修課科研創(chuàng)新，這屬于重要的科研實踐環(huán)節(jié)。筆者結合本校環(huán)境科學專業(yè)科研創(chuàng)新課程教學與學生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)實踐，在優(yōu)化課程教學模式、豐富課程教學資源以及強化科研能力培訓方法等方面進行了教改研究和實踐。

（一）啟發(fā)式科研創(chuàng)新培訓模式與訓練方法

啟發(fā)式科研創(chuàng)新的培訓貫穿于科研實踐的全過程。首先是啟發(fā)式選題。在課程中利用2學時開展科研小組頭腦風暴式研討，通過布置3分鐘圖片立意論文及其宣講活動，鍛煉學生創(chuàng)新選題的能力。其次，啟發(fā)式學習，提出“邊學習、邊思考、再學習、求創(chuàng)新”的思想，啟發(fā)學生針對選題，帶著問題開展創(chuàng)造性學習，在此過程中鍛煉學生閱讀不同類別科研文獻和開展文摘的能力，對學習心得的研討。再次是啟發(fā)式方案選擇研討，根據(jù)典型案例，開展研究方法與具體方案選擇研討，指導教師進行具體方法措施的講解與培訓。最后是啟發(fā)式成果表達訓練。模擬在線成果發(fā)表和學術會議，對小組科研創(chuàng)新成果進行展示，課程指導教師充當專業(yè)評審員角色，點評成果并對學生的改進內(nèi)容進行啟發(fā)。

（二）模塊式案例題庫建設

開展面向特定科研能力培養(yǎng)的模塊式教學案例題庫。案例庫兼顧本校專業(yè)特色，重點制定了礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)災害、地下水污染與修復、礦山生態(tài)修復、環(huán)境污染控制與工藝優(yōu)化等方向的案例題庫。例如《大屯礦區(qū)地下水超采與地面沉降評價》鍛煉學生對現(xiàn)場環(huán)境地質(zhì)災害調(diào)查、收據(jù)整理和分析評價的能力，《賈汪廢棄礦區(qū)地下水污染模擬》和《二氧化碳注入煤層模擬研究》鍛煉學生地下水污染模擬和多重物理場耦合數(shù)值模擬的能力，《某垃圾填埋場滲濾液污染模擬實驗研究》鍛煉學生對采樣、土柱模擬實驗設計、數(shù)據(jù)分析和成果的表達能力等，每個案例制定相關的科研訓練重點說明、學習指導及作業(yè)考核與評價方法，教師也在課程作業(yè)中幫助學生組建科研小組，并跟蹤指導，進行創(chuàng)新培訓。

（三）立體式實驗與數(shù)值模擬技能強化訓練

結合我校環(huán)境科學科研的特色，基于實驗科學的方法理論以及學生的知識背景，科研創(chuàng)新開設了8學時立體式實驗與數(shù)值模擬技能的強化訓練。其中包括：地下水污染的土柱模擬實驗、地下水污染與運移模擬軟件FEFLOW方法原理和應用、水文地球化學模擬軟件PHREEQC方法原理和應用、多物理場耦合模擬軟件COMSOL Multiphysics在地下水科研中運用等方法的講解，并通過作業(yè)研討和答疑環(huán)節(jié)，加強學生創(chuàng)造性實驗能力和數(shù)值模擬綜合能力的培訓。

三、科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)長效機制探索

目前我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)時期，環(huán)保工作也迎來新的機遇和挑戰(zhàn)，環(huán)保產(chǎn)業(yè)新模式、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，對高層次科研創(chuàng)新型環(huán)保專門人才的需求力度也逐步增加。因此，本專業(yè)大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不應僅局限于一門課程的內(nèi)容。結合中國礦業(yè)大學環(huán)境科學專業(yè)發(fā)展實際，筆者建議從以下幾方面構建科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的長效機制。

（一）全面構建科研教學管理體系

首先，由學院教學、科研主管領導協(xié)同學校教務部門分管專員組成領導小組，負責具體指導、審查、監(jiān)督和宣傳大學生的科研創(chuàng)新教學培訓活動。其次，構建一套“寬厚基礎、突出特色、貼近實際，追蹤前沿”的環(huán)境科學專業(yè)課程群體系，重點完善專業(yè)基礎、專業(yè)特色以及專業(yè)前沿課程群的建設。再者，組建環(huán)境科學專業(yè)大學生科技創(chuàng)新團隊，實現(xiàn)創(chuàng)新團隊動態(tài)管理，將一部分學生吸收到導師的實驗室參與科學研究活動，鼓勵學生出高水平研究成果；對考核優(yōu)秀的學生優(yōu)先推薦進入“本+碩+博”一體化培養(yǎng)模式。最后，從學院層面加大資金投入，增設有利于本科生科研活動的科研開放基金項目。

（二）綜合利用多層次科研實踐平臺

以環(huán)境科學與工程“江蘇省實驗教學示范中心”建設與發(fā)展為契機，利用課程實驗、開放性實驗、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)充分鍛煉學生的動手實踐能力；鼓勵本科生參加學?！艾F(xiàn)代分析與計算中心”的培訓課程和進入導師科研實驗室，認識并學會本專業(yè)相關的高尖端測試儀器測試與分析方法；利用基于本專業(yè)成立的中國礦業(yè)大學-“徐州礦務集團有限公司”國家級實踐中心等實習實踐單位，提供本科生認識現(xiàn)場問題、轉(zhuǎn)化與運用所學理論知識的實踐場所，并結合科研項目讓學生更好地深入現(xiàn)場的科研工作中。

（三）充分發(fā)揮科研創(chuàng)新活動導師制的作用

自2010年以來，學院已經(jīng)為環(huán)境科學專業(yè)大三、大四的本科生配備了專業(yè)導師。導師除了對學生進行專業(yè)思想引導、專業(yè)理論學習指導、生活教導、心理疏導和就業(yè)指導等以外，更多會結合自身的科研項目和經(jīng)歷，提升學生的工程實踐和科研創(chuàng)新能力。目前，本專業(yè)已經(jīng)深入推行本科生導師制，導師制分入學新生導師制和高年級專業(yè)導師制。要充分發(fā)揮導師作用，加強學生與導教師之間的溝通，積極吸納學生參加科研活動，以研促學，進一步激發(fā)和培養(yǎng)本科生的科學探究熱情與實際工作能力。

（四）科學建立激勵和評價機制

為了解決指導教師積極性不高、精力不集中的問題，要完善教師激勵措施，改革工作量和成果評價制度，鼓勵更多的優(yōu)秀教師和科研人員主動參與本科生科研活動；在學院層面設立特定的優(yōu)秀指導教師獎勵，以促進配套的師資隊伍和管理制度的建設。針對近幾年本科生科研創(chuàng)新活動開展熱情不足、技術含量不高、思路新穎欠缺、持久性不長、廣度和深度不夠等問題，我們在科研活動成績評價、個人綜合素質(zhì)評價、學生互評等環(huán)節(jié)進行激勵，制定獎勵措施，鼓勵學生開展更多、更新、更深的科研活動。

四、總結

科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已經(jīng)成為高質(zhì)量環(huán)境科學專業(yè)研究型人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容，是專業(yè)軟實力發(fā)展的關鍵。通過近幾年的教學改革和探索，中國礦業(yè)大學環(huán)境科學專業(yè)在本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面已經(jīng)形成了一套較成熟且可行的方法體系，其中主要包括：啟發(fā)式科研創(chuàng)新培訓模式與訓練方法、模塊式案例題庫建設以及立體式實驗與數(shù)值模擬技能強化訓練方法等。為適應新常態(tài)經(jīng)濟發(fā)展時期對高層次創(chuàng)新型環(huán)保人才的需求，本文提出了科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)與教學實踐長效機制，以期為中國高校環(huán)境科學專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的發(fā)展提供參考和借鑒。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 楊再福，趙曉祥.環(huán)境科學實踐與實用型人才培養(yǎng)探索[J].大學教育，2015（3）.

[2] 關東明，陳陸霞，徐東耀，等.論環(huán)境科學類專業(yè)人才培養(yǎng)[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2015（4）.

[3] 黃懿梅，周莉娜，劉婷，等.環(huán)境科學專業(yè)創(chuàng)新性實踐教學體系的構建[J].教育教學論壇，2014（9）.

[責任編輯：陳 明]