依托实验教学与实践教育中心培养学生工程技术能力

黄中华 孙秀云 李健生 江芳 汤欣源

[摘 要]实践教学环节对提高学生工程能力和培养学生创新能力发挥着至关重要的作用。以培养学生的工程技术能力为目标，针对目前高校实验和实践教学中存在的问题，通过依托高等学校实验教学与实践教育中心，构建并完善实验教育和实践教学体系，强化学生对科研的创新精神和实践能力，培养工程实践能力强的专业性人才。

[关键词]创新；实践能力；实践体系

[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）08-0142-03

目前在高等学校的本科生教育中，普遍存在“重理论，轻实践”的思想，实践教学基本都是从属于理论教学，实践教学未成体系，且实践教学太过流于形式，教学内容和教学方式单一[1]。以上实践教学方式会导致相当一部分工科类毕业生缺乏实践应用的基础知识，面对实际问题无从下手，这样的人才难以满足社会的实际需求。近年来，教育部对实践教学逐渐重视，已将实践教学作为评估高校本科教学工作水平的关键指标之一，各高等院校通过各种举措来加大实验室基础建设的投入，这对高校实验教学的硬件设施起到了极大的改善作用；同时革新实践教学模式，这对提高学生的实践创新能力产生了极大影响。然而，高校实践教学模式改革与实验室基础建设取得进展的同时，其他问题仍然存在，这与人才强国的目标仍有较大的差距[2][3]，工程教育人才培养质量有待进一步提高。针对我国实践教育建设中存在的问题，我们开展了“依托实验教学与实践教育中心，培养学生工程技术能力”的教学改革项目。本文以环境工程专业课程的实践教学建设为例，通过实践教学理念和教学体系的建立完善，强化师生对实践教学的重视程度，建立实验教学与实践教育中心，强化学生对科研的创新精神和实践能力。

一、更新思想，树立适合环境工程专业的实践教学理念

环境科学与工程是一个综合性、交叉性和实践性都很强的学科，其要求學生具有扎实的理论知识，同时还必须具备相当的实践动手能力和创新能力。因此，必须转变教师和学生对实践课程的观念，提高教师和学生对实践教学的重视程度。应将实践教学纳入本科教学体系，不断加强实践教学工作在整个本科教学中的作用，逐步培养教师和学生对实践教学的热情，建立适合环境科学与工程专业的实践教学理念。

（一）转变思想，形成重视实践教学的氛围

在实践教学过程中，我们清楚地意识到实践教学环节薄弱是影响学生工程能力和创新能力培养的主要因素之一。过去，实验室的设备多是理想化的仪器，更偏重于理论的学习，与投入生产的仪器存在一定差距，这造成实验教学与工程应用脱节，学生缺乏将工程基础知识应用于实际工程项目的基本能力。环境工程专业人才培养的重要目标就是提高学生工程实践能力和创新能力，而实践教学是培养学生工程实践能力和创新能力的重要平台，在整个专业培养过程中占有举足轻重的地位，对学生的知识、能力和素质的协调发展起着至关重要的作用。目前，我国的环保事业正蓬勃兴起并已成为一个巨大的新型产业。作为人才培养基地的高校，必须承担起为社会培养合格环保人才的责任，通过教学改革和创新，转变教学思想，将重点转移到提高学生的工程和创新能力上面来。高校应形成重视实践教学的气氛，从根本上改变从理论教学到实践教学的传统观念，建立适应学生能力培养的新型多元实验考核方法和实践教学模式。

（二）探索适合环境工程专业的实践教学理念

本科生的教育目标是培养高素质的创新型人才，而传统的灌输式教育模式，重理论灌输、轻动手能力培养，学生难以积极主动地融入教学活动，这不能很好地培养学生的自主学习能力和创新能力，不能达到工程教育的能力培养要求。加上环境工程综合性、交叉性和实践性强等特点，单纯的拘泥于书本知识、疏于实践的教育已不能满足现代教育的要求。为转变重理论、轻实践的传统观念，实现培养研究型、应用型的人才目标，应通过开展实践教学的相关会议，在理论知识教学的前提下，着重培养学生的动手能力，强化工程实践训练，强调活学活用基础知识对提高学生实践能力和创新能力的重大影响，进一步更新教育思想观念。

同时，应紧紧围绕高校人才培养计划，改变传统的“教学等于理论教学”的落后观念，将实践教学归入教学的范畴。实践教学有助于学生养成理论联系实际的思维方式，从而对学生实践能力、创新能力的强化有很大帮助。为培养出更多应用型人才，构建理论教学指导实践教学的完善科学体系，必须结合实践教学发展的规律。应注重实践与理论教学的相互贯通，使体系内的各个环节相互协调发展，培养理论知识扎实，实践能力突出的创新实践型人才。应探索出适合环境工程专业的实践教学理念，构建以能力培养为主线，分层次、多模块科学系统的实验教学体系；让实践教学内容与科研、工程密切联系，实现基础与前沿的有机结合；应加强创新性实验，使得教师有热情，学生有兴趣，从根本上提升实践教学质量，从而提高学生的实践能力和创新能力[4]。

二、构建先进的实践教学体系

实践教学体系是实践教学赖以实施的基础，实践教学体系的建立是一个长期且复杂的过程，包括完善其内容、实施方式，建立实践教学实验室、创新实践基地等。前者需要以优秀的师资力量为依托，丰富的教学经验为基础，长期教学改革和积极的实践教学尝试为前提；而后者则需要上级给予足够的重视，同时需要一定的资金支持。实践能力是人在物质活动中培养和发展起来的能动地解决实际问题的能力，创新是主体改造客观的物质性创造性活动。

（一）健全实践教学中的内容和形式

在过去的教学实践中，实践教学体系的合理性通常不被重视。专业培养方案的重要体现就是课程体系，实施人才培养的重要平台就是课程，学生的认知水平主要是体现在课程教学中。南理工在本科生实践教学中的长期实践探索中，结合先进的实验教学与实践教育方案，以优秀的师资队伍为基点，将科研的基础训练引入教学过程，通过实验条件的固定开放等有效措施开展了环境工程实验、仪器分析实验、环境微生物实验、环境工程各主干学科课程设计、科研训练、毕业实习和毕业设计等实验、实践课程，为南理工环境工程专业的本科生教学实践提供了一套相对清晰的、有逻辑的实践教学内容和实践教学方式。核心课程的建立高效地将有限的教学资源与师资资源充分利用。在自主开放教学实践的指导之下，我校教师积极引导参与实践的学生思考实验问题，细心地教授学生如何去发现问题、分析并解决问题。通过开展高等院校与商业企业的合作，学生体会到了合作企业是如何进行技术的研发和完善的，为了培养学生的自主实践创新能力，大多数高校采用多媒体辅助技术、数码仿真技术等现代科学技术来助推实施实践教学，这样能使实践教学更加通俗易懂，让学生的综合素质得以深化；大学生的自主创造能力、信息捕获能力、洞察能力、动手操作能力、表达自身观点的能力和交际能力等实践能力也得到了培养。

另外，我们要变“灌输式”教学为“启发式”教学，培养学生既要有认知能力，又要有动手自主操作的能力以及自主创新的能力。加强教学流程的一流化管理，创立完备的授课体制，这是教学工作向合理化发展的重要保障，是促进教学进一步升级的有力保障，也是提高应用型本科人才质量的重要依托。将实验传授引入学生学业，使科研与授课有机结合，有利于改革教学方法，提高教学效果，形成实验授课与科研训练的有机结合、交叉运行、相辅相成的局面。我们以本科生培养计划修订为端点，完善了环境工程专业实验、环境仪器分析实验和环境微生物等实验内容，增设设计性、技术性的实验项目；通过科研训练，使学生投入到教师的科研之中，变被动学习为主动学习；通过毕业设计和毕业论文的撰写，综合培养学生缜密的逻辑思维，学生的实践和创新能力也随之提高。在教学过程中，教师应紧跟学术研究和国际科学发展的最新资讯，及时改进自己的教学理念，大胆借鉴国外适合我校运行的教学方法，结合国内各大高校现有的各种教学模式来共同进步，激发学生深入学习的热情，努力做一个真正意义上的传道授业解惑者，体现学生的主体地位和教师的主导地位[5]。

（二）建设实验教学与实践教育中心，提供教学保障

工程能力和创新能力是环境工程专业人才培养计划的重中之重，且实验教学与实践教育中心是培养学生这两大能力的有效载体[6]。近年来，在教育部实施本科教学水平评估和实验教学示范中心建设的推动下，我校围绕专业型人才培养模式，完善了学生实践能力和创新精神的培养，实验教学与实践教育也得到了国家、社会及个人的高度重视，创建了高水平的实验队伍。该队伍精通各种实验方法及仪器的运用，使得高校的师资力量水平有了质的提升，实验教学环境有了明显改善，同时校外创新实践基地的建设也取得了巨大成效。我校的环境科学与工程实验教学与实践教育中心于2012年获批，该中心的校内外实验基础设施的建设，是为了更好的服务全校广大学子，真正建立起有利于培养学生实践能力和创新能力的实验教学体系。

鼓励和支持学生参与一些科研课题，这可以增强学生的实践意识。教师可以把一些小型研究课题作为学生的备选课题，推荐一些在本科阶段表现优秀的学生参与到课题中来。学生在教师及课题要求的指导下查阅相关符合要求的课题文献、仔细阅读相关课题资料、制定出具有一定可行性的课题实验方案。在实验过程背后，通过相关联课题的学习与讨论，学生可以全面了解具体的相关流程，从中感受科研工作的整个过程，感受实验规律的奥妙，掌握科学有效的研究流程，掌握科学研究的一般要求和逻辑的分析方法，这个过程也提高了学生的自主设计能力。在我校的实验教学与实践教育中心，学生在教师的指导下，完成了实践教学中的环境工程实验、仪器分析实验、环境微生物实验、课程设计、科研训练和毕业设计等实践学习，学生的科研兴趣及科研创新意识得到了培养和提高。实验室建设与实验教学不断革新的目的已经逐步从着重实验室硬件和环境建设向充分发挥实验室硬件和环境优势，以让学生更加注重实践能力的培养，有利于学生能力的个性化与多元化培养方向发展[7]。在校外，通过与相关企业合作建设环境科学与工程创新实践基地，能提高环境工程专业实践教学的基础条件和综合水平，提升高等学校实验室的综合水平，这对提高大学生的应用能力和创新能力也具有重要意义。

（三）建设实践教师队伍，培养优秀师资力量

在整个本科生教学体系中，教师作为学生的引领者起着举足轻重的作用。在实践教学中，教师的引导作用和启发作用更为突出。人才培养的质量会随着教师综合素质的提升而提升，没有一批强大的师资队伍，培养高质量的应用型人才就无从谈起。如何促进教师队伍知识水平和研究水平的提升，使得教师能夠深入掌握学科发展前沿、动态和未来趋势，从而给学生提供正确的指引，实现优秀师资力量的培养，这也是研究的重点之一。

为了适应新的实践教学体系，必须全面提高教师的素质，始终坚持人才是社会发展第一资源的发展理念，强化师资队伍建设，注重师资规模、结构和质量的协调发展。应制定优待人才的政策，鼓励高学历、高职称的教师指导学生进行实践训练并给学生提供硬件设施，通过加强实践性环节的历练来提高学生的工程技术能力，让他们参与实验室建设。对青年教师采用传、帮、带，为每位青年教师配备指导教师，制定切实可行的培养计划，定期进行检查和验收，确保教师队伍具有一流的知识水平和研究水平，使这批教师既重视理论教学也强调实践教学。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 孙伟民. 大力加强实践教学 提高人才培养质量[J].中国大学教学，2006（3）：42-43.

[2] 周爱国. 大学生实践能力培养存在的问题及对策[J].教育探索，2009（1）：74-75.

[3] 庞娅，罗琨，李雪，廖兴盛. 地方应用型大学环境工程专业人才培养探索[J]. 科技展望，2017（5）：345.

[4] 张济生. 对培养大学生实践能力的认识[J].高等工程教育研究，2001（2）：37.

[5] 郑春龙，邵红艳. 以创新实践能力培养为目标的高校实践教学体系的构建和实施[J].中国高教研究，2007（4）：85-86.

[6] 沙昊雷，杨国靖， 罗薇楠，白春节. 环境工程实验“工程化”教学体系的改革与实践[J]. 教育教学论坛， 2015（16）：265-266.

[7] 袁修孝. 以科研促进教学的探索与实践[J].高教论坛，2008（5）：12-13.

[8] 杨乐嘉. 以实践能力培养为基础的化工原理实验教学模式探讨[J]. 智能城市，2017（1）：178.

[责任编辑 陈 明]