应用型本科环境工程综合实验教学改革探索

曹燕 潘梅 陈天明

摘要：环境工程综合实验是对环境工程专业基础理论课程以及实验技能的综合应用，主要是以提高学生独立思考及自主学习能力为目的，为培养应用型环境工程本科人才奠定了良好基础。本文分析了环境工程综合实验教学中存在的问题，提出了提高综合实验教学效果的几条具体措施。

关键词：环境工程；综合实验；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）40-0269-02

一、引言

环境工程专业是一门边缘性、应用性技术学科，中国教育部门的在线统计数据显示，中国有将近三百所工科本科院校都设有环境工程专业，但是隶属于“985”或“211”重点建设院校的只有60多所，大部门工科院校为地方本科院校。地方本科院校在我国高等教育中正由“精英教育”走向“大众化教育”，主要培养面向地方、面向一线的应用型高级技术人才[1]。盐城工学院是一所地方性工科院校，2000年开始招收环境工程专业学生，于2010年开展“卓越工程师教育培养计划”，并将环境工程专业列入首批重点申报专业之一。我校卓越计划是适应国家沿海大开发战略，为社会、企业培养一线环境工程师，使学生具备在相关行业从事产品的生产、营销、服务以及工程项目的实施、运行、管理能力和综合素质[2，3]。

“环境工程综合实验”是面向环境工程专业高年级学生开设的一门专业必修课，是培养应用型人才的一个重要环节[4]。按照盐城工学院环境工程专业培养计划，该课程安排在第7学期学习，此时学生已经修完了环境工程专业课程，并且经历了环境微生物学、环境化学、环境监测、水污染控制工程、仪器分析等基础实验课程的学习，同时通过生产实习，在现场了解了各种废水处理工艺，掌握了专业知识及一些实验基本操作技能。但是课程实验中往往实验与实验之间缺乏密切的联系，使得学生的综合能力、创新能力不足，学生利用学到的理论知识来解决实际工程中遇到的问题的能力不足。环境工程综合实验是培养学生综合运用所掌握的理论知识，以及实验操作技能去解决工作中实际遇到的问题的能力，是培养学生创新能力的重要途径之一。经过一系列的相互关联的环境工程综合实践锻炼，逐步提高学生的整体技能，培养学生的实际工作能力[5]。

二、目前环境工程综合实验存在的问题

1.实验教学体系内容脱节。目前实验教学内容大多是根据实验室条件而设立的独立的实验项目，大部分实验内容在理论和操作技术上又是重复性地验证理论教学。学生仅仅按照各个实验讲义一步一步地完成各个实验项目，并没有真正了解一个项目与一个项目的关联度。如通过环境监测实验，掌握了一些单个指标的监测方法，却不会在工程实验中加以运用；通过水污染控制工程实验掌握了水处理的方法，但是处理与监测又不能很好的联系在一起。长此以往，不利于培养学生解决问题和综合设计的能力，不符合工程型、应用性人才培养的教学理念。

2.实验中部分内容与其他实验课重复。由于环境工程综合实验与环境监测等实验的内容设置各自为政，使得一些内容重复，耗时比较长，学生实际学到的内容较少，达不到预期的教学效果。同时，环境工程综合实验内容中包含的环境监测的内容过多，还有一些水污染处理的方法，但是关于大气污染物处理及固体废物处理的方法内容较少，安排不合理。

3.没有统一实验课程教材。目前每个开设环境工程综合实验课程的高校，都是根据各自的实验条件开设，各个学校的条件不一样，统一的实验教材的需求量小，没有办法找到合适的正规出版的统一教材。我们只能根据目前已有的环境工程专业实验方面的书籍和相关文献，根据本校实验室条件，自行编写实验指导书，以满足本校实验教学的需要。

4.实验教学方式程式化。传统的实验教学方式总是以老师讲授为主，从实验目的、实验原理再到实验的每个步骤、实验中应该注意事项，都进行详尽的讲解；学生在规定时间内，按照实验指导书中的实验步骤和方法，一步一步地操作，得到实验数据，最后按照固定格式，写出实验报告，验证所学的理论知识。这种单向程式化的教学方式抑制了学生的想象力，使学生缺少了积极主动学习的意识，学生没有真正理解每个实验步骤的作用。

5.实验考核方法不完善。实验的考核方法仍然以实验报告为基准进行考查，而未考虑到学生在实验操作过程中的动手能力和解决问题的能力。单一的实验结果往往会造成实验报告千遍一律，教师很难公平、公正的评分。长此下去，学生失去了对实验的兴趣和创新热情，实验只动手不动脑，还会经常发生抄袭实验报告的现象。

以上五个问题制约了学生创新意识、实际动手、分析问题、解决问题等能力的培养。因此，对环境工程综合实验的教学进行一系列的改革是非常有必要的。

三、综合实验教学改革措施

1.结合本校环境工程专业特色，将专业实验内容与工程密切联系。目前大多数学生实验课的任务主要是得到实验数据，完成实验报告。学生对实验课失去了兴趣，只是完成任务。实际工程中所涉及的实验一般都具有很强的探索和研究性质，将这些实验作为实验课的内容，就能从根本上改变传统的专业实验单纯用于验证理论的状况。由于以工程为背景，使实验更有针对性，实验内容更加鲜活，学生能较早地接触工程实际，了解和熟悉未来可能从事的工作，从而走上工作岗位以后能够上手快、适应期短。学生不仅能了解局部，而且能了解全局，更能促使学生积极地思维，给学生提供发挥创新的空间，激发学生兴趣，变被动为主动。

2.综合实验课程的实施程序。综合实验要求学生每人一题，选题按照自愿的原则。首先，老师在实验前耐心引导学生明确实验的意义和目的，指导学生自己查阅相关方面的资料，提出实验的方案，待老师评价可行性后，由学生自行研究设计方案，进行实验。其次，学生在做实验的过程中，按照设计路线操作程序，遇到问题，自行分析、解决，同时注意掌握实验中使用的设备操作方法。第三，综合实验结束后，教师指导学生完成实验报告的同时，要求学生对实验的整个过程进行总结，评价综合实验最终对于废水或废气等污染物的治理效率，讨论方案实际应用的可行性，以及可能存在的问题和改进意见等。

3.实验室对学生开放。预习期间，实验室对学生开放，确保学生在实验前制订好实验方案、选好实验器材及试剂、采集实验样品等。学生可以针对实验中的薄弱环节，自己调配时间进行强化，有兴趣的同学可以做些综合性、设计性甚至研究性实验。开放实验室，有助于学生实验预习、实验操作规范、实验技能以及综合分析应用能力的提高，更好的培养学生创造意识和创造精神，培养学生思考问题和解决问题的能力，以及科学研究和创新的初步能力。

4.提高教学方法和手段。教学手段的提高，一是要充分利用好现代化多媒体教学，将实验具体流程制成网络课件，并配以适当的动画、实样照片、模拟运行方式等，要求学生在进实验室之前进行预习。指导老师亦可利用好盐城工学院的“天空教室”、“网络教学平台”，对学生的预习情况进行检查，在每次实验前，以讨论、提问的形式就实验内容与形式展开交流，交流的结果作为学生平时成绩的一部分。二是将实验内容的讨论安排在实验教学课堂内进行，教师对实验内容提出一些讨论题目，由学生当场回答，并作为实验成绩的一部分予以记录。

5.将科研课题转化为实验项目。为了培养学生的创造能力，实现科研资源的教学共享，可以将环境工程综合实验课程的教学内容与学院老师承担的科研项目相结合。如学院开设的膨润土对过氧化氢酶吸附的影响因素研究、东台镇环境优美乡镇规划、不同方法改性的膨润土对苯酚吸附性能的比较、金属有机骨架材料吸附二氧化碳性能研究等实验项目都是由学院教师的科研课题转化而来的，通常这类实验涉及不止一个学科，对学生来说有一定的挑战性。这种把科研项目与综合实验内容相结合的教学方法，不仅丰富、更新了实验的教学内容，锻炼了学生的创新思维，提高学生的实际科研能力，同时在一定程度上缓解了科研人手不足的问题。学生参与教师科研项目和我校的大学生创新项目又有一定的联系。学生在大学二年级的时候，就可以参与到教师科研项目中。要求学生在此过程中积极思考，充分交流，主动发现问题、解决问题、总结问题。学生在实验过程中遇到的实际问题及所得到的实验结果有利于丰富教师的科研数据，补充科研成果。

四、结语

环境工程是一门综合性、工程性学科，该专业的学生不仅要具备一定的理论知识，还要具有较强的动手能力和创新能力。环境工程综合实验课程是环境工程专业理论教学的重要辅助环节，是应用型本科院校培养学生过程中的一个重要部分。通过环境工程综合实验课程的教学，不仅使学生加深了环境工程基础理论知识的理解，还可以培养学生的动手能力、创新能力、分析解决问题的能力，同时实验课程的教学完善了环境工程专业学科建设，使学生在实际工作中的能力得到提高。

通过本实验课程的改革与建设，学生在专业实验课中将得到全面的训练，学生应用专业知识解决实际应用问题的能力得到了加强，学习的积极性得到了提高，培养了学生的创新能力。在科学技术飞速发展的时代，实验的内容、方法和手段都在不断地更新，因此，在环境工程综合实验教学中，也要不断地探索新的实验方法，增加新的实验内容，使学生能够及时了解学科发展动态和趋势，掌握新技术和新方法，从而提高实际工作技能。

参考文献：

[1]夏建国，刘晓保.应用型本科教育：背景与实质[J].高等工程教育研究，2007，（3）：92-95.

[2]潘梅，严金龙，杨百忍，等.环境化学课程体系改革与实践[J].广东化工，2013，40（19）：178.

[3]林健.卓越工程师教育培养计划通用标准研制[J].高等工程教育研究，2010，（4）：21-29.

[4]赵丽杰，赵丽萍，李良，等.环境工程专业综合实验教学改革与实践[J].实验室科学，2009，（3）：30-32.

[5]李祥，黄勇，沈耀良.环境工程综合性实验系统建立对优化专业实验教学的思考[J].安徽农业科学，2012，（35）.