环境工程专业是一门理论性、技术性、实践性都很强的专业。随着社会经济的快速发展和城市化进程的加快, 环境问题也引起了人们的广泛关注, 同时也给我校环境工程专业的实验教学提出了新的挑战:即如何使环境工程专业毕业生走上工作岗位后能够更好更快地运用所学专业知识解决工程实际问题, 这就要求在实践教学环节上加强对学生工程观念的培养和锻炼, 以提高学生的专业综合素质。
近年来, 我院在环境工程专业综合实验的教学项目中进行了一系列的改革与创新实践, 重视理论课教学的同时, 加强学生动手能力和创造力的培养, 为新世纪环境工程专业高质量创新人才的培养提供了参考, 获得了较好的效果。
1 设计工业水处理模型装置, 培养学生的工程观念
我院环境工程专业综合实验是在环境工程微生物实验、环境监测实验、水污染控制工程实验等专业实验课程之后开设的一个重要的实践性教学环节, 也是在毕业设计之前的最后一个实践教学环节。因此, 专业综合实验对培养学生的工程观念、运用所学专业知识解决工程实际问题能力, 提高学生的专业素质, 具有重要意义。过去专业综合实验在实验内容的设计上存在一些不足, 主要是水处理流程中的每个环节之间缺乏有效联系, 学生在实验结束后, 不能综合掌握一套完整的废水处理流程;在实验所用仪器设备上比较单一, 对培养学生动手能力以及综合考虑问题的能力方面的效果不理想。因此通过改革, 对现有专业综合实验内容和结构进行适当调整, 设计了一套处理化工废水的工艺流程, 并制作了一套模型装置把企业废水的污水处理实况搬进实验室, 使学生在实验课堂上就能了解废水处理厂的实际运行状况, 对好氧活性污泥法处理废水、活性炭吸附等等水处理过程有了更加直观地认识, 通过实验, 了解化工废水处理运行过程中的异常现象及相应的解决措施。处理后出水的水质指标的监测方面增加总有机碳含量的测定, 可使学生掌握大型仪器总有机碳分析仪 (TOC) 的操作技术。通过这一改革, 使实验教学与工程实际联系紧密, 提高学生在实验课堂上的积极性和主动性以及应用所学理论知识解决工程实际问题的能力, 使学生掌握本专业常用的大型仪器的操作技术、具备初步的工程背景, 以便走上工作岗位时, 能快速地胜任工作。
2 开展综合性、设计性试验, 培养学生的独立创新能力
我院原有的专业综合实验主要包括两项内容:“好氧活性污泥法处理有机废水”和“好氧出水的吸附处理”, 这两个实验均为验证性实验, 主要是由教师指导学生按实验指导书一步一步按部就班地做, 学生的依赖性很大, 严重束缚了他们的创造性思维的延伸和发展;随着实验教学对学生实践能力和创新精神培养要求的提高, 减少验证性试验, 增加综合性和设计性试验是当前实验教学的客观要求。综合性、设计性实验可以将平时零散的知识点串联起来, 将几门专业课的基本理论、基本操作技能系统的综合在一起, 对学生的知识、能力、素质进行综合的培养, 极大的激发了学生的兴趣和自觉性, 培养学生的独立工作能力。于是我们向学生提出更高的要求:即能否根据水污染控制工程理论课所学的知识, 自己设计出新的一整套处理化工废水的实验方案?接着进行具体引导通过学生自己设计的实验方案, 如何选择实验器材?最后要求学生以科研论文的形式写出实验报告, 这样不但促进和深化了专业课的学习, 同时也为接下来的毕业论文设计打下了坚实的基础, 学生自己设计的实验方案获得成功后, 对实验的兴趣也更为浓厚, 积极性和信心增强, 创新意识也受到了培养。如“化学需氧量的测定”是专业综合实验中最基本的一个实验单元, 环境监测实验课中已经学过, “染料废水的混凝实验”也是环境工程实验课中操作过的一个基本实验, 学生通过专业综合实验中的综合性试验, 将上述几个基本的实验单元有机的串联到了一起, 不但巩固复习了前面几门实验课的内容, 也对废水处理过程有了宏观的认识, 进一步提高了综合运用所学知识的能力。
3 进行开放式实验教学, 培养学生的发散思维
经过几个教学学期的改革, 我院环境工程专业综合实验的教师在实验教学的过程中, 首先突破原有实验教学的封闭状态, 把学生置于一种动态、开放、主动、多元的学习环境中, 充分发挥出学生的主体作用耐心引导学生明确实验意义和目的, 由学生自己有步骤、有目的地学习相关知识, 然后让学生自己查阅文献资料, 分小组集体研究讨论, 选出一个恰当的实验方法, 提出实验假设和预测试验结果, 最后待老师评价其可行性后, 由学生自行研究、设计制订实验方案, 包括实验日程的安排、实验中选用的实验设备和实验器材准备、试剂的配制, 最终在开放的实验室中按计划实施一个综合的实验项目。学生是在具备一定的知识和能力的基础上, 经过思考、探索和研究来寻找新的处理方法。他们用类似科学研究的方式, 通过对科学研究的思维方式、研究方法的学习运用和探索性问题的创造性解决, 从而亲身体验科学家研究和解决问题过程中的思维活动和心理活动, 达到有效培养创新意识和创新能力的目的。
4 推行学生自述和教师点评相结合制度, 综合考核学生运用知识的能力
在考核的环节中, 实验教师在学生实验项目完成后, 首先组织了学生针对专业综合实验进行课堂讨论, 让学生畅所欲言, 实验中的失败和成功都给他们留下了深刻的印象;然后由实验教师对学生进行点评, 给予学生客观的评价。实践证明, 推行学生自述和教师点评相结合的制度, 一方面有助于充分挖掘学生的潜力, 锻炼学生综合解决问题的能力;另一方面点评的指导教师通过自己的语言、语气鼓励学生, 有利于学生对自己个人能力自信心的建立, 充分发挥学生的主观能动性。
5 结语
创新是社会进步的源泉, 全面提高大学生的综合素质, 培养适应科技快速发展和适应市场经济体制下的高素质的创新人才, 是当前我院环境工程专业教学的重要任务。而专业综合实验的教学改革更有利于培养学生的创新能力和独立分析问题、解决问题的能力, 也为学生将来走向工作岗位或继续深造打下了基础, 同时也拓展并提高了学院的学科水平。我院环境工程专业综合实验的进一步深化、探索和完善, 也将带动其他实验课程的改革, 以适应高等教育发展对实验教学的要求。
摘要：本文主要探讨了近年来环境工程专业综合实验教学改革的内容和方法, 实践证明, 专业综合实验的教学改革对培养学生的创新能力和独立分析问题、解决问题的能力具有较好的效果。
关键词：环境工程,专业综合实验,教学改革
参考文献
[1] 刘敬勇, 罗建中, 黄邵松, 等.环境类本科专业环境微生物实验教学改革初探[J].广东工业大学学报, 200 (6) :152～155.
[2] 曾光明, 刘云国, 袁兴中, 等.论环境科学与工程创新型人才的培养途径[J].实验技术与管理, 2007 (3) :8～10.
[3] 何德文, 柴立元, 彭兵, 等.特色环境工程专业创新人才培养模式的探索与实践[J].高等教育研究学报, 2007 (3) :47～49.
[4] 柴立元, 王云燕.环境工程专业实验教学的创新与改革[J].实验室研究与探索, 2005 (5) :60～62.
[5] 刘志勇.应用型本科院校土木工程专业创新人才的培养[J].中国西部科技, 2007 (5) :106～108.