環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系設(shè)計(jì)與構(gòu)建

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摘要:本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)與構(gòu)建，是培養(yǎng)符合社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用型高素質(zhì)人才的重要手段，也是實(shí)現(xiàn)工程認(rèn)證要求的重要保障。本文以工程認(rèn)證理念為背景，結(jié)合東北電力大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)的實(shí)際情況探討了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的分層設(shè)計(jì)和構(gòu)建，給出了實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系具體的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為我國(guó)工程認(rèn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的持續(xù)改進(jìn)提供了有益借鑒。

關(guān)鍵詞:環(huán)境工程;實(shí)驗(yàn)教學(xué);評(píng)價(jià)體系

環(huán)境工程專業(yè)是集自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)于一體的綜合性學(xué)科專業(yè)，具有理論性、技術(shù)性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)［1］。環(huán)境工程專業(yè)近年來(lái)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，教學(xué)體系日趨完善，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及條件得到極大改善。然而，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置方面存在環(huán)境工程專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合不緊密，觀察性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多的問(wèn)題;實(shí)驗(yàn)考核方面存在考核方式單一，評(píng)價(jià)體系不健全的問(wèn)題。特別是實(shí)驗(yàn)考核方面，是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教師授課水平和學(xué)生是否養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、是否掌握實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)和基本方法的重要環(huán)節(jié)［2］。在我國(guó)大學(xué)工程教育認(rèn)證推進(jìn)的過(guò)程中，要求學(xué)生具備解決復(fù)雜問(wèn)題能力和應(yīng)用現(xiàn)代分析儀器的能力，現(xiàn)存的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系無(wú)論內(nèi)容設(shè)置和考評(píng)方式均無(wú)法適應(yīng)工程認(rèn)證的要求。隨著我國(guó)生態(tài)環(huán)境的日益惡化，環(huán)境保護(hù)問(wèn)題提到了前所未有的高度，對(duì)環(huán)境類人才的需求也提升到了一個(gè)新的高度。如何培養(yǎng)出理論基礎(chǔ)扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)、具備綜合素質(zhì)的新型人才，滿足國(guó)家環(huán)保政策實(shí)施需要，是環(huán)境工程專業(yè)老師必須積極探索的課題。本文探討了新形勢(shì)工程認(rèn)證理念下環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建，以期對(duì)完善環(huán)境工程實(shí)踐教學(xué)體系，加強(qiáng)綜合型人才培養(yǎng)提供有益的借鑒。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系發(fā)展現(xiàn)狀

實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系包含授課計(jì)劃、教學(xué)大綱(實(shí)驗(yàn)內(nèi)容)、教學(xué)方法、結(jié)果評(píng)價(jià)等內(nèi)容。其中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和評(píng)價(jià)體系是實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的重點(diǎn)組成，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和評(píng)價(jià)體系的合理性決定著學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的高低?，F(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系存在著以下主要的問(wèn)題:(1)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系缺乏系統(tǒng)性、綜合性，學(xué)生雖然全面學(xué)習(xí)了本專業(yè)知識(shí)，但缺乏理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、各個(gè)實(shí)驗(yàn)單體組合運(yùn)用的能力;(2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和考核設(shè)計(jì)缺乏針對(duì)性分層;(3)部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高，實(shí)驗(yàn)效果差;(4)考核方法單一，針對(duì)性不強(qiáng)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)課實(shí)驗(yàn)都采用相同的考評(píng)方法，區(qū)分度不夠，培養(yǎng)的能力目標(biāo)沒(méi)有針對(duì)性。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計(jì)

環(huán)境工程專業(yè)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)寬專業(yè)口徑、有管理能力以及滿足國(guó)家環(huán)保政策實(shí)施需要的高技術(shù)應(yīng)用型人才。因此，學(xué)生除了要掌握扎實(shí)的專業(yè)基本技能，還要有結(jié)合多學(xué)科背景解決復(fù)雜工程問(wèn)題的綜合能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)以產(chǎn)出為導(dǎo)向，根據(jù)學(xué)生不同年級(jí)的知識(shí)水平結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，分成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。具體實(shí)施辦法如下:

(一)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要面向大一、大二學(xué)生，依托于四大化學(xué)、污染控制微生物學(xué)等課程。這部分實(shí)驗(yàn)關(guān)注基本理論的應(yīng)用、基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。注重實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)選擇是否合理、實(shí)驗(yàn)原理是否清晰、對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的使用是否正確熟練。還要注意實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和理論課的融合銜接是否合理，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作基本能力和技能的要求。

(二)綜合性實(shí)驗(yàn)綜合性實(shí)驗(yàn)主要面向大三、大四學(xué)生，依托于環(huán)境工程專業(yè)課。綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通常需要學(xué)生綜合運(yùn)用多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，具備多學(xué)科背景。此類實(shí)驗(yàn)采用開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)題目，如:根據(jù)吉林市某電廠的煙氣排放狀況，設(shè)計(jì)一個(gè)煙氣脫硫系統(tǒng)的改進(jìn)方案。給學(xué)生提供基本的設(shè)計(jì)參數(shù)和現(xiàn)有運(yùn)行工藝，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行改進(jìn)。讓學(xué)生應(yīng)用已學(xué)習(xí)過(guò)的專業(yè)知識(shí)，通過(guò)查閱文獻(xiàn)進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。使能夠深入了解和掌握所學(xué)理論知識(shí)，為后續(xù)學(xué)習(xí)、實(shí)踐、科研打下良好基礎(chǔ)，全面提升綜合素質(zhì)。

(三)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)面向大三、大四學(xué)生，依托于環(huán)境工程專業(yè)課。通過(guò)設(shè)置本科導(dǎo)師進(jìn)行針對(duì)性開(kāi)展。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由導(dǎo)師來(lái)設(shè)計(jì)，通常為導(dǎo)師研究的創(chuàng)新性前沿課題中的一個(gè)小問(wèn)題，由本科生和研究生共同開(kāi)展。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，不要求實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)開(kāi)展的完整情況，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性，開(kāi)拓性。學(xué)生通過(guò)查閱文獻(xiàn)，方案對(duì)比，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)方案。重點(diǎn)考察設(shè)計(jì)方案的邏輯性、可行性和創(chuàng)新性。使學(xué)生開(kāi)拓思維，掌握科研創(chuàng)新的基本思路和方法，接觸本專業(yè)的前言課題，拓寬眼界和思路。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)主要由基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)、工程基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)知識(shí)組成。實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系既要滿足不同層次學(xué)生需求，同時(shí)還要保證優(yōu)質(zhì)學(xué)生能力提高。合理地評(píng)價(jià)體系是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有力保障，通過(guò)實(shí)施多元化的考核要與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型緊密結(jié)合起來(lái)，可體現(xiàn)出不同實(shí)驗(yàn)類型間實(shí)驗(yàn)考核的差異性。

(一)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系環(huán)境工程專業(yè)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要為四大化學(xué)等基礎(chǔ)課程。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括必要的演示性、驗(yàn)證性及模擬實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生能夠熟練掌握設(shè)備儀器的具體使用方法能夠熟練掌握教材中所涉及的基本方法與原理，為今后的學(xué)習(xí)、研究打好基礎(chǔ)。因此這一類實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)體系突出強(qiáng)調(diào)考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的規(guī)范性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性，基本原理的掌握程度。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

(二)綜合性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系綜合性實(shí)驗(yàn)主要在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課完成，設(shè)計(jì)思路是將課程內(nèi)的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)或多門課程的不同知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)組合。綜合性實(shí)驗(yàn)突出了知識(shí)之間相輔相成的關(guān)聯(lián)特征，需要學(xué)生掌握更多的理論知識(shí)，學(xué)習(xí)更多的實(shí)驗(yàn)方法和技巧，有利于學(xué)生深入理解理論知識(shí)，把握其內(nèi)在聯(lián)系。在教學(xué)改革中強(qiáng)調(diào)增加綜合性實(shí)驗(yàn)，有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、解決負(fù)責(zé)工程問(wèn)題的能力。因此這一類實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)體系突出強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用程度，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在問(wèn)題的分析能力，對(duì)問(wèn)題的分析解決能力。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

(三)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)通常由老師根據(jù)科研項(xiàng)目來(lái)設(shè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。通過(guò)設(shè)置開(kāi)放實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和導(dǎo)師工作間來(lái)提供硬件條件，實(shí)驗(yàn)時(shí)間不固定。配備較先進(jìn)的儀器設(shè)備和工具，導(dǎo)師高水平的技術(shù)指導(dǎo)，使學(xué)生利用已掌握的專業(yè)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能參與研制和開(kāi)發(fā)，發(fā)揮學(xué)生的才干，拓展學(xué)生的能力。這類實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展以培養(yǎng)學(xué)生興趣、挖掘?qū)W生潛能、提高學(xué)生創(chuàng)新能力以及獨(dú)立思考為目標(biāo)?？己朔绞揭钥疾閷W(xué)生創(chuàng)新能力、解決復(fù)雜問(wèn)題能力、多學(xué)科綜合能力為主，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

四、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)工程教育認(rèn)證工作的推進(jìn)，是實(shí)現(xiàn)高等教育學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的有效保障。實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革與實(shí)踐，是實(shí)現(xiàn)工程教育理念的重要手段。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的分層設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系的精細(xì)化設(shè)計(jì)，可保證工程教育認(rèn)證理念的有效實(shí)施。本文對(duì)環(huán)境工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行了合理化設(shè)計(jì)，提出了不同類型實(shí)驗(yàn)的具體考評(píng)要求，可有效實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，也為工程教育認(rèn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革與創(chuàng)新提供了有益借鑒。

參考文獻(xiàn):

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作者：李正 張健 王冰 張?zhí)m河 單位：東北電力大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院