◆于 妍 徐東耀

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)〈北京〉化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境系)

基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革與探索

◆于 妍 徐東耀

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)〈北京〉化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境系)

創(chuàng)新是當(dāng)代大學(xué)生內(nèi)在素質(zhì)的核心,培養(yǎng)創(chuàng)新性、復(fù)合應(yīng)用型人才是現(xiàn)代高校學(xué)生培養(yǎng)的目標(biāo)。環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)所占比例較大,按照知識(shí)、能力、素質(zhì)三者協(xié)調(diào)發(fā)展的人才培養(yǎng)模式,探討了環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的模式。

創(chuàng)新能力 實(shí)踐教學(xué) 環(huán)境工程

創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家、地區(qū)參與競(jìng)爭(zhēng)、快速發(fā)展的重要法寶。高校擔(dān)負(fù)著推動(dòng)國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展的重任,其創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的高低直接關(guān)系著國(guó)家民族的前途和命運(yùn)。創(chuàng)新是當(dāng)代大學(xué)生內(nèi)在素質(zhì)的核心,是獲取知識(shí)的關(guān)鍵,只有具備一定的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,才能學(xué)有所得、學(xué)能所用,學(xué)會(huì)創(chuàng)造,使大學(xué)時(shí)期的學(xué)習(xí)過(guò)程轉(zhuǎn)化為真正吸收、轉(zhuǎn)化和創(chuàng)造的過(guò)程。在創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的指引下,更好地達(dá)到完善自我和適應(yīng)社會(huì)的目的,從而終身學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),為建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)和學(xué)習(xí)型社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的智力和人才基礎(chǔ)。

一、當(dāng)前大學(xué)生創(chuàng)新能力現(xiàn)狀

趙欣等以“大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀與對(duì)策問(wèn)題研究”為題,從當(dāng)前大學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的教學(xué)管理、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容等方面著手,面向天津八所高校的1020名在讀大學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查。結(jié)果顯示,絕對(duì)多數(shù)的學(xué)生都能了解創(chuàng)新能力對(duì)自身發(fā)展的影響,理解創(chuàng)新培養(yǎng)的意義,并對(duì)創(chuàng)新技術(shù)活動(dòng)有著濃厚的興趣,但是 51.7%的學(xué)生從來(lái)沒(méi)有參加過(guò)各種科技創(chuàng)新活動(dòng),46.8%的學(xué)生不清楚當(dāng)前教師的教學(xué)方式是否有利于培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力,47.6%的學(xué)生不清楚學(xué)校是否開(kāi)設(shè)了專(zhuān)門(mén)的創(chuàng)新課程,43.3%的學(xué)生表示學(xué)校從來(lái)沒(méi)有對(duì)學(xué)生進(jìn)行科研創(chuàng)新方面的基本訓(xùn)練。類(lèi)似地,王漢清等對(duì)江蘇地區(qū) 426名大學(xué)生的統(tǒng)計(jì)分析表明,中國(guó)大學(xué)生的智力水平達(dá)到極優(yōu)秀,但創(chuàng)造力傾向則屬于中等偏上水平,經(jīng)過(guò)大學(xué)四年的教育,創(chuàng)新能力沒(méi)有顯著提高。通過(guò)以上的調(diào)查和分析可以看出,我國(guó)的高等教育對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)較為欠缺,大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新觀念以及創(chuàng)新型思維方式都比較薄弱。大學(xué)生是具有創(chuàng)新潛能的,只要采取適當(dāng)?shù)姆绞胶头椒?他們的創(chuàng)新能力是可以大幅度提高的,因此高校應(yīng)著眼于培養(yǎng)高層次的有創(chuàng)新能力的大學(xué)生,轉(zhuǎn)變教育思想和教學(xué)方式方法,培養(yǎng)創(chuàng)新性、復(fù)合應(yīng)用型人才。近年來(lái),各高校都非常重視大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),重視培養(yǎng)學(xué)生對(duì)多元知識(shí)的綜合及對(duì)多元文化的融合能力、運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段獲取新知識(shí)的能力以及把知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的能力。

環(huán)境工程是一門(mén)邊緣性交叉型的綜合性學(xué)科,是典型的工科專(zhuān)業(yè),運(yùn)用到很多基礎(chǔ)學(xué)科理論知識(shí)及其他工科的技術(shù),因此如何改革環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式,深化教育教學(xué)改革,在加強(qiáng)學(xué)生全面素質(zhì)培養(yǎng)的同時(shí),按照知識(shí)、能力、素質(zhì)三者協(xié)調(diào)發(fā)展的人才培養(yǎng)模式,突出和加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新知識(shí)的傳授、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng),以造就適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代和我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)需要的創(chuàng)新型應(yīng)用型人才,無(wú)疑是一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。

目前,個(gè)高等院校環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)構(gòu)成多樣,包括實(shí)驗(yàn)、上機(jī)、各類(lèi)實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)綜合設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。一線教學(xué)教師正積極改革教學(xué)內(nèi)容,探索新的教學(xué)形式、教學(xué)方法,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性和創(chuàng)造性正逐步加強(qiáng)。

二、環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)

1.結(jié)合于課程的實(shí)踐教學(xué)

美國(guó)耶魯大學(xué)校長(zhǎng)理查德·萊文認(rèn)為,“制約學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展的主要因素應(yīng)該是教學(xué)方法的問(wèn)題,不同的教學(xué)方法取得的效果大不一樣,教學(xué)中不給學(xué)生特定內(nèi)容,而是培養(yǎng)他們獨(dú)立思考、批判思維的能力,嚴(yán)密分析的能力,從不同視角看問(wèn)題的能力,這種教育對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)是最大的”。課程教學(xué)是大學(xué)生培養(yǎng)的最主要途徑,課堂教學(xué)的主導(dǎo)是教師,結(jié)合課程的實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)依賴于創(chuàng)新性教師,要求一線教師在教學(xué)過(guò)程中充分尊重和調(diào)到學(xué)生的創(chuàng)新精神,積極探索實(shí)踐新的教學(xué)方法和教學(xué)形式,將科研訓(xùn)練和創(chuàng)新思維融入課程教學(xué)過(guò)程中,做到寓教于創(chuàng)新,真正將教師的科研工作與教學(xué)工作充分融合,能夠使大學(xué)生在課堂和課程學(xué)習(xí)過(guò)程中得到科研創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。

我校在環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃的中充分考慮專(zhuān)業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)性、完整性和實(shí)用性,因此在學(xué)科大類(lèi)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課以及專(zhuān)業(yè)課的設(shè)置中,除了化學(xué)類(lèi)的課程、環(huán)境工程微生物學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、給排水工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置、環(huán)境土壤學(xué)等多門(mén)課程都設(shè)置了專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐環(huán)節(jié),同時(shí)還開(kāi)設(shè)了針對(duì)水污染控制和大氣污染控制工程的課程設(shè)計(jì)以及專(zhuān)業(yè)綜合設(shè)計(jì)。在這些課程的講授過(guò)程中,大多數(shù)都將主講教師或者是其他老師的科研工作和科研成果融入到課堂教學(xué)過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際科研工作的思維。許多課程在教學(xué)改革的過(guò)程中,結(jié)合培養(yǎng)應(yīng)用型本科生的目標(biāo),對(duì)教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和形式都做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手和科研思維的能力。

2.畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)

本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是實(shí)現(xiàn)本科培養(yǎng)目標(biāo)要求的重要階段,是學(xué)生在畢業(yè)前的綜合訓(xùn)練階段,是學(xué)習(xí)、深化、拓寬、綜合教學(xué)的重要過(guò)程。環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐能力的重要方法,是實(shí)現(xiàn)教學(xué)、科研與工程實(shí)踐相結(jié)合的重要結(jié)合點(diǎn)。環(huán)境工程的工程實(shí)踐周期一般較長(zhǎng),要求畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間也比較長(zhǎng),一般為 13～15周的時(shí)間。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的題目可以直接來(lái)源于指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目、工程實(shí)際,或者是由明確工程背景好實(shí)際意義的模擬課題。目前,大多數(shù)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)主要有三種類(lèi)型:工程設(shè)計(jì)類(lèi)、科研實(shí)驗(yàn)類(lèi)及軟件開(kāi)發(fā)類(lèi),以前兩種類(lèi)型為主。工業(yè)設(shè)計(jì)類(lèi)畢業(yè)設(shè)計(jì)主要培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計(jì)程序、方法和技術(shù)規(guī)范,提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、理論分析、技術(shù)文件編寫(xiě)等接近工程實(shí)際問(wèn)題的分析和解決的能力,其一般程序依次是,確定題目,深入實(shí)際進(jìn)行調(diào)查研究和收集資料,查閱中英文文獻(xiàn),撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述,確定工藝流程、方案比較和選擇以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、工程設(shè)計(jì)、編寫(xiě)計(jì)算說(shuō)明書(shū)、計(jì)算書(shū),完成施工圖繪制?？蒲袑?shí)驗(yàn)類(lèi)畢業(yè)論文主要是培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案撰寫(xiě)、檢索和跟蹤學(xué)科前沿,以及掌握實(shí)驗(yàn)、測(cè)試、數(shù)據(jù)分析等研究技能,提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

3.科研訓(xùn)練

科研訓(xùn)練一般設(shè)置在大一下半學(xué)期或大二上半學(xué)期,主要為學(xué)生后繼進(jìn)行科研項(xiàng)目訓(xùn)練、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽、畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)等環(huán)節(jié)奠定良好基礎(chǔ)?？蒲杏?xùn)練是知識(shí)向能力轉(zhuǎn)化的催化劑,科研能力的提升同時(shí)伴隨著專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的提高?？蒲杏?xùn)練更關(guān)注學(xué)生早期的科研能力和科研素質(zhì)以及科研思維能力的培養(yǎng),通過(guò)教學(xué)實(shí)習(xí)、學(xué)術(shù)講座、科研競(jìng)賽等形式激發(fā)學(xué)生的研究興趣和創(chuàng)新欲望,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性、培養(yǎng)研究素質(zhì)、提高研究能力。

4.環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)

環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)工程性、實(shí)踐性很強(qiáng),各類(lèi)實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)占了很大的比重,目的在于使學(xué)生熟悉生產(chǎn)實(shí)際情況,理論聯(lián)系實(shí)際,積累實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),掌握現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù),為今后步入工作崗位和進(jìn)行科研活動(dòng)奠定扎實(shí)的工程基礎(chǔ)。環(huán)境工程的專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)包括專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)和專(zhuān)業(yè)畢業(yè)實(shí)習(xí)三部分。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是在開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)課之前為培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)的研究?jī)?nèi)容、發(fā)展方向和實(shí)際應(yīng)用有一個(gè)初步的感性的認(rèn)識(shí),初步掌握污水處理、廢氣處理以及垃圾處理與處置的工藝流程,為全面開(kāi)展專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)奠定基礎(chǔ)。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)一般時(shí)間較短,以學(xué)生參觀為主。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是在專(zhuān)業(yè)課開(kāi)設(shè)的過(guò)程中或之后,學(xué)生到污水處理廠等相關(guān)單位深入學(xué)習(xí)生產(chǎn)實(shí)際,直接參與生產(chǎn)過(guò)程,從日常的生產(chǎn)管理到出現(xiàn)問(wèn)題的處理等實(shí)際工作內(nèi)容,從而鞏固和加深理論知識(shí),學(xué)習(xí)生產(chǎn)技術(shù),將理論和實(shí)際切實(shí)地結(jié)合起來(lái)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)的時(shí)間比認(rèn)識(shí)時(shí)間長(zhǎng),一般為 3周左右。畢業(yè)實(shí)習(xí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)之前進(jìn)行,學(xué)生要綜合地運(yùn)用全部專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),解決生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題,并進(jìn)一步掌握生產(chǎn)工藝、污染治理方法、處理設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、污染治理工藝的特點(diǎn)與存在問(wèn)題,總結(jié)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),增加工程實(shí)踐概念,增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)能力,培養(yǎng)學(xué)生組織生產(chǎn)、獨(dú)立工作以及初步的科學(xué)研究能力,以成為合格的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。畢業(yè)實(shí)習(xí)的時(shí)間一般也在 3周左右。畢業(yè)實(shí)習(xí)可以與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)相結(jié)合,為畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)收集資料、儲(chǔ)備知識(shí)。

5.大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃

國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分,該計(jì)劃的啟動(dòng)和實(shí)施,旨在探索并建立以問(wèn)題和課題為核心的教學(xué)模式,倡導(dǎo)以本科生為主題的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)改革,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí),在校園內(nèi)形成創(chuàng)新教育氛圍,建設(shè)創(chuàng)新教育文化,全面提升大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃圍繞本科生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的宗旨,尊重學(xué)生的能力差異和興趣取向,結(jié)合教師的科研課題為本科生設(shè)置的全過(guò)程的研究過(guò)程。本科生參與教師科研活動(dòng)全過(guò)程,包括查閱資料、制定研究計(jì)劃,進(jìn)行研究,分析數(shù)據(jù)和提出書(shū)面總結(jié)以及形成科技論文等內(nèi)容。大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目至少持續(xù)一個(gè)學(xué)年或更長(zhǎng),從事研究的領(lǐng)域可以環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)或其它專(zhuān)業(yè),一個(gè)創(chuàng)新計(jì)劃題目可以允許 3～5名學(xué)生參與,他們需要彼此協(xié)作,通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn),撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)方案,在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中不斷修正和完善實(shí)驗(yàn)方案,最后寫(xiě)出結(jié)題論文。創(chuàng)新計(jì)劃系統(tǒng)地鍛煉了學(xué)生的查閱文獻(xiàn)、論文寫(xiě)作、自主分析問(wèn)題解決問(wèn)題、創(chuàng)新性思維以及團(tuán)隊(duì)合作的能力,在此過(guò)程中獲得實(shí)際技能和知識(shí),為發(fā)掘大學(xué)生的創(chuàng)新研究潛力、培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高大學(xué)生的實(shí)踐能力提供了較好的平臺(tái)。

三、其他形式的實(shí)踐

現(xiàn)代大學(xué)的通識(shí)教育、學(xué)科大類(lèi)基礎(chǔ)教育體系里都囊括了非常系統(tǒng)的社會(huì)實(shí)踐,工科的學(xué)生還設(shè)置了金工實(shí)習(xí)等實(shí)踐活動(dòng),同時(shí)鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生積極各種“挑戰(zhàn)杯”大賽、數(shù)學(xué)建模比賽、大學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽及各種發(fā)明創(chuàng)造大賽,定期舉辦學(xué)術(shù)講座和學(xué)術(shù)研討會(huì),鼓勵(lì)學(xué)生參加各種學(xué)術(shù)研究的社團(tuán)。通過(guò)學(xué)校有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生涉獵不同領(lǐng)域的知識(shí)內(nèi)容,促進(jìn)了學(xué)生進(jìn)行不同學(xué)科之間的交流,結(jié)合和借鑒其他學(xué)科知識(shí),從而培養(yǎng)學(xué)生能正確全面地看待問(wèn)題,創(chuàng)造性解決問(wèn)題。環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)自身知識(shí)體系十分龐大,與其他學(xué)科在內(nèi)容上有較多的交叉滲透,涉及自然、技術(shù)、社會(huì)和管理科學(xué)等諸多領(lǐng)域和學(xué)科,是一門(mén)跨學(xué)科和多學(xué)科交叉的科學(xué)。因此,要求環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生更應(yīng)該涉獵廣泛,擁有堅(jiān)實(shí)寬廣的基礎(chǔ)知識(shí),從而綜合地系統(tǒng)地創(chuàng)造性地解決環(huán)境問(wèn)題。

四、總結(jié)

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實(shí)踐是當(dāng)代大學(xué)生教育的一個(gè)永恒主題,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是艱苦、漫長(zhǎng)的過(guò)程,只有著眼于教學(xué)活動(dòng)全過(guò)程中每個(gè)環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié),才能全面發(fā)掘大學(xué)生的創(chuàng)新能力,真正培養(yǎng)具有創(chuàng)新性能力的適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要的綜合性人才。高校環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)積極探索改革專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和形式,以主干課程為核心,提倡專(zhuān)業(yè)交叉融合,注重基礎(chǔ)教育,強(qiáng)化能力培養(yǎng),構(gòu)建富有特色的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系。

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