工程教育专业认证背景下环境实验教学中心建设

周远松 唐晓龙 易红宏 吕绿洲 高凤雨

摘要：工程教育专业认证背景下，北京科技大学环境实验教学中心以促进学生全面发展和适应社会需要为宗旨，以培养学生创新精神和实践能力为核心，积极对实验教学、师资队伍、管理体制与保障体系、资源利用与安全环境等方面进行探索与实践，将环境实验教学中心建设成矿冶特色鲜明，具有引领和示范作用的创新人才培养实验教学中心。

关键词：工程教育专业认证;环境实验教学中心;人才培养

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）44-0050-03

一、引言

随着我国加入《华盛顿协议》成为正式成员国，国家积极开展工程教育认证工作，全面建立专业认证体系，通过开展认证，推动专业发展，建设一流本科专业，提高工程教育人才培养质量，强化实践能力和创新思維，开创我国高等教育改革发展新局面[1-3]。高校实验教学中心作为开展实验教学基地和进行创新研究的公共实验平台，在培养学生实践能力、提升综合素质、建立创新性思维方面起着重要的作用[4-6]。北京科技大学环境实验教学中心（以下简称中心）在专业认证推进下，相应国家号召，积极进行教育教学改革，2010年获批科技部“国家环境与能源国际科技合作基地”、“北京高等学校实验教学示范中心”及“北京市校外人才培养基地”，2014年获批“城市和生活污染物处理与资源化北京市国际科技合作基地”和“工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室”[7]。本文从实验教学改革、师资队伍建设、管理体制与保障体系、资源利用与安全环境4个方面对中心建设的方法和措施进行了探索与实践。

二、实验教学改革

1.实验教学理念。中心秉承北京科技大学“厚基础、重实践”的优良传统，始终以培养具有坚实环境基本理论和专业知识、独立动手实践能力、具备解决复杂环境工程问题能力的技术人才为目标。通过将理论知识与科学研究紧密结合在一起，学生在实验过程中，不仅能加深理论知识的理解，还能增强社会责任感、激发学生创新精神、培养学生实践能力。中心作为高校中促进教学、科研及高素质专业人才培养的一个重要基地，努力建设成为国内一流、国际知名的人才培养和科学研究摇篮。

2.实验教学体系。中心遵循实验教学和人才成长规律，形成以能力培养为主线的实验教学体系，由环境工程实验、课程设计、实习、科技创新、毕业设计（论文）、课外素质教育6个部分组成。（1）环境工程实验：包括基础实验和课程实验两类。其中基础实验包括环境工程基础实验、研究方法训练和环境工程微生物学实验。课程实验包括分析化学实验、工程流体力学实验、环境监测实验、物理污染控制实验、环境化学实验等。（2）课程设计：包括工程制图（实践）、工程训练。其中工程训练包括冶炼厂的一级除尘装置设计、某城市污水处理厂二级处理工艺设计、某垃圾填埋场工艺初步设计等。（3）实习：包括工程测量实习、金工实习、认识实习、生产实习及毕业实习，有相对稳定的实习基地。（4）科技创新：具有鼓励学生开展科研创新的机制，能充分利用各种教学资源取得科技创新成果。（5）毕业设计（论文）：毕业设计（论文）学时为15周，每位学生均有一题，全程有指导教师负责指导，学校根据毕业要求制定与之相适应的标准及保障机制。（6）课外素质教育：包括社会实践、志愿服务与公益劳动、军训等。引导学生走出校门、接触社会、了解国情，同时提高思想觉悟、激发爱国热情，增强国防观念和国家安全意识，增强学生服务社会意识，树立正确的世界观、人生观、价值观。

该教学体系重视基本规范的养成、基础能力的培养，与前沿科学、工程项目和社会应用密切联系，并与课堂教学体系相匹配，充分利用我校已有的环境工程学科平台。实验教学体系如图1所示。

第一学年主要进行公共基础训练，实验内容以公共基础性和专业验证性为主，旨在培养学生的意志品质和道德修养，养成良好的基本规范;第二学年进行专业基础性实验教学，培养学生的观察能力和基础实践能力，使学生对环境专业有所了解，激发学习热情;第三学年实验教学与专业课程紧密结合，内容以环境工程专业实验教学为主，实验类型为综合性和设计性实验，培养学生综合应用能力，同时接触矿冶领域内工业污水处理、大气污染控制、固体废物资源化等方面的复杂环境工程，培养学生在实际工程项目中分析问题、解决问题的能力;第四学年以毕业设计和教师科研课题为主，培养学生的创新性思维[4]。

3.实验教学内容。中心依据强大的科研背景，及时更新调整实验教学内容，把科研项目、研究成果、前沿仪器设备和检测技术引入到实验教学中，利用科研反哺教学;将国家重大工程中的新方法、新技术及热点问题与实验教学相结合，使学生不仅及时掌握科技发展动态，更能够亲自参与创新性活动，加强对学生实验能力、研究能力、创新能力的培养。

4.实验教学模式。在国家工程教育认证和高校“双一流”建设要求下，中心针对实验教学模式进行探索研究，建立了以学生为主体，教师为主导，基于目标导向的新型教学模式。根据实验内容、类型、达成目标的不同，采用案例式、开放式、研讨式、网络化、虚实结合等多种教学方式。教学过程中，注重专业基础与科技前沿相结合、经典实验与现代化相结合、虚拟仿真与真实体验相结合，充分发挥学生的积极性和主观能动性，训练学生基础能力与创新能力，促进学生多样化发展[8]。（1）案例式教学。案例式教学贯穿于整个实验教学过程，将实验项目与工程案例相结合，学生通过实验教学内容了解工程项目中采用的技术原理，拓展学生的学术视野，提高工程实践能力。（2）开放式教学。开放式教学包括时间和空间的双重开放，在一段时间内，实验室面向学生全面开放。学生可通过网站预约实验室时空的使用权，在此期间，完成研究方法训练等综合性实验教学内容;对于科技创新等设计性实验教学，由于实验周期长，学生可根据实验方案与中心教师进行沟通，确定实验室使用时间，节假日、双休日等课余时间均进行实验[3]。开放式教学极大地弥补了基础实验教学时间不足的问题，同时激发学生自主实验热情，培养科研探索精神。（3）网络化教学。网络化实验教学将基础实验规范操作、专业实验单元操作、仪器设备原理及使用方法、实验室实验安全等诸多内容制作成动态讲解视频，利用互联网技术共享到校内网络平台，学生利用课余时间进行观看学习。除此之外，师生可借助微信、微博、学术论坛等当代网络流行技术平台进行讨论与讲解，教师亦可在平台上发布前沿科技文章和影像资料，拓宽学生视野。网络化教学生动直观，容易理解，也拉近了师生之间的关系，同时还避免占用大量的实验课堂教学时间[3]。（4）虚实结合教学。虚实结合实验教学将虚拟仿真实验项目与真实实验课程有机融合，学生可以利用虚拟仿真系统预习实验内容、重复实验操作。对于真实条件下，高危或极端环境、不可及或不可逆的操作，以及需要高成本、高消耗的大型或综合性实验项目也可借助虚拟仿真完成教学[9]。

三、师资队伍建设

高水平的实验培训、人才创新能力培养离不开高水平的实验教学队伍建设，这也是中心建设的主要内容[10，11]。

中心十分注重师资队伍建设，有计划地从国内外重点高校引进高层次人才和留学归国人员充实到实验队伍中，将先进的教学思想、教学体系、教学方法注入中心，提高教师队伍层次和整体教学水平;鼓励青年教师攻读博士学位，积极参与科研和工程项目，提升自身学术水平和工程实践能力，使中心队伍始终处于较高水平;为实验教师提供国内外教育教学交流机会，安排教师参加教学研讨会、参观同类高校和科研院所中心建设情况，学习先进的教学方式方法和教学设备使用方法;定期开展实验教学试讲和青年教师基本功大赛，邀请资深专家和教学名师进行点评，提高队伍的基本业务能力，规范实验教学。

四、管理体制

中心隶属于北京科技大学能源与环境工程学院实验中心，主要管理人员包括主管院长、中心主任、实验教学负责人。主管院长由学校聘任，学院副院长兼职，负责中心整体的战略规划、发展方向和人力资源;中心主任由实验中心推荐，经学院审批再汇报到学校;实验教学负责人由各专业主要带头人担任。中心管理体制如图2所示。

五、建设成效与示范作用

中心经过不断的建设与实践，已成为具有鲜明矿冶特色的多专业、全方位、综合性人才培养基地。中心坚持实验教学与科研相结合，全面注重学生的创新能力和综合素质培养，目前已取得了显著效果。近3年，本科生公开发表论文42篇，专利5项，省部级以上奖项26项，其中“全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛”中，环境专业学生荣获国家级特等奖1项、国家级一等奖1项，“国家级本科生科技创新项目”中，获一等奖4项、二等奖1项。

六、结语

专业教育认证对于高校建设既是挑战也是机遇，它要求高校以人才培养为核心，建设一流学科、创办一流大学。中心作为提升人才实践能力、培养创新精神的摇篮，在人才培养和专业教育认证过程中起着重要的作用。中心始终以促进学生的全面发展和适应社会需要为宗旨，不断地进行实验教学改革与探索，通过建设布局合理的北京市实验教学示范中心体系，推动中心建设与发展。

参考文献：

[1]徐菊美，许琨，雷明，乐清华，吴炎.ABET认证对实验教学改革的启示[J].实验技术与管理，2015，32（07）：193-196，201.

[2]戴红玲，胡锋平，彭小明，王敏.工程教育认证视阈下专业实践教学体系的构建与实践[J].实验技术与管理，2017，34（11）：225-228.

[3]栾吉梅，刘馨，方龙，孙德帅.工程教育认证下精细化工实验教学改革探讨[J].实验技术与管理，2018，35（02）：204-206，225.

[4]刘音，谭云亮，赵同彬，陈静，李浩.国家级矿业工程实验教学示范中心建设与实践[J].实验技术与管理，2018，35（02）：226-229，272.

[5]唐琳，王文彬，羅玉双.利用省级重点学科实验平台 培养本科创新人才[J].实验室研究与探索，2016，35（04）：235-236，251.

[6]韩峰，王世杰，魏冠军，姚德新.测绘与地理信息实验教学示范中心建设与实践[J].实验室研究与探索，2017，36（05）：162-164.

[7]吕绿洲，林海，周远松，冯瑞.环境工程实验教学示范中心建设规划与实践[J].中国教育技术装备，2017，（20）：37-39.

[8]刘心妍，李玉，吕和鑫，王建玲，王春霞.以主动学习为导向的微生物实验教学改革探索[J/OL].微生物学通报2018，（10）：1-8.[2018-04-01].

[9]邹家柱，程品晶.高校虚拟仿真实验室建设总结[J].中国电力教育，2014，（18）：80-81.

[10]朱为国，孙全平，吴建华.高校重点实验室师资队伍建设和绩效管理创新与实践[J].高校实验室工作研究，2016，（01）：52-54.

[11]宋红艳，张常群，苏建茹.关于实验室师资队伍建设的思考与探讨[J].北京化工大学学报（社会科学版），2002，（03）：53-55.