◆于 妍 徐東耀

(中國礦業(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)境工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革與探索

◆于 妍 徐東耀

(中國礦業(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)境工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)所占比例較大,按照知識、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)境工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的模式。

創(chuàng)新能力 實踐教學(xué) 環(huán)境工程

創(chuàng)新是一個國家、地區(qū)參與競爭、快速發(fā)展的重要法寶。高校擔(dān)負(fù)著推動國家創(chuàng)新發(fā)展的重任,其創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的高低直接關(guān)系著國家民族的前途和命運。創(chuàng)新是當(dāng)代大學(xué)生內(nèi)在素質(zhì)的核心,是獲取知識的關(guān)鍵,只有具備一定的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,才能學(xué)有所得、學(xué)能所用,學(xué)會創(chuàng)造,使大學(xué)時期的學(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)化為真正吸收、轉(zhuǎn)化和創(chuàng)造的過程。在創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的指引下,更好地達(dá)到完善自我和適應(yīng)社會的目的,從而終身學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ),為建設(shè)社會主義和諧社會和學(xué)習(xí)型社會打下堅實的智力和人才基礎(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)狀與對策問題研究”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)行了問卷調(diào)查。結(jié)果顯示,絕對多數(shù)的學(xué)生都能了解創(chuàng)新能力對自身發(fā)展的影響,理解創(chuàng)新培養(yǎng)的意義,并對創(chuàng)新技術(shù)活動有著濃厚的興趣,但是 51.7%的學(xué)生從來沒有參加過各種科技創(chuàng)新活動,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)校是否開設(shè)了專門的創(chuàng)新課程,43.3%的學(xué)生表示學(xué)校從來沒有對學(xué)生進(jìn)行科研創(chuàng)新方面的基本訓(xùn)練。類似地,王漢清等對江蘇地區(qū) 426名大學(xué)生的統(tǒng)計分析表明,中國大學(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)過大學(xué)四年的教育,創(chuàng)新能力沒有顯著提高。通過以上的調(diào)查和分析可以看出,我國的高等教育對學(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、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,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)生對多元知識的綜合及對多元文化的融合能力、運用現(xiàn)代技術(shù)手段獲取新知識的能力以及把知識轉(zhuǎn)化為實踐的能力。

環(huán)境工程是一門邊緣性交叉型的綜合性學(xué)科,是典型的工科專業(yè),運用到很多基礎(chǔ)學(xué)科理論知識及其他工科的技術(shù),因此如何改革環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式,深化教育教學(xué)改革,在加強學(xué)生全面素質(zhì)培養(yǎng)的同時,按照知識、能力、素質(zhì)三者協(xié)調(diào)發(fā)展的人才培養(yǎng)模式,突出和加強大學(xué)生創(chuàng)新知識的傳授、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng),以造就適應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)時代和我國社會主義建設(shè)事業(yè)需要的創(chuàng)新型應(yīng)用型人才,無疑是一項十分緊迫的任務(wù)。

目前,個高等院校環(huán)境工程專業(yè)的實踐教學(xué)構(gòu)成多樣,包括實驗、上機、各類實習(xí)和實訓(xùn)、課程設(shè)計、專業(yè)綜合設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等實踐環(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,實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性和創(chuàng)造性正逐步加強。

二、環(huán)境工程專業(yè)實踐教學(xué)

1.結(jié)合于課程的實踐教學(xué)

美國耶魯大學(xué)校長理查德·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,從不同視角看問題的能力,這種教育對社會的貢獻(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)過程中充分尊重和調(diào)到學(xué)生的創(chuàng)新精神,積極探索實踐新的教學(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)過程中得到科研創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。

我校在環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)計劃的中充分考慮專業(yè)知識的系統(tǒng)性、完整性和實用性,因此在學(xué)科大類基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課的設(shè)置中,除了化學(xué)類的課程、環(huán)境工程微生物學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、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)等多門課程都設(shè)置了專門的實驗及實踐環(huán)節(jié),同時還開設(shè)了針對水污染控制和大氣污染控制工程的課程設(shè)計以及專業(yè)綜合設(shè)計。在這些課程的講授過程中,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)過程中,引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的理論知識運用到實際科研工作的思維。許多課程在教學(xué)改革的過程中,結(jié)合培養(yǎng)應(yīng)用型本科生的目標(biāo),對教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(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)生實驗動手和科研思維的能力。

2.畢業(yè)設(shè)計 (論文)

本科生的畢業(yè)設(shè)計(論文)是實現(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)的重要過程。環(huán)境工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和工程實踐能力的重要方法,是實現(xiàn)教學(xué)、科研與工程實踐相結(jié)合的重要結(jié)合點。環(huán)境工程的工程實踐周期一般較長,要求畢業(yè)設(shè)計時間也比較長,一般為 13～15周的時間。畢業(yè)設(shè)計(論文)的題目可以直接來源于指導(dǎo)教師的科研項目、工程實際,或者是由明確工程背景好實際意義的模擬課題。目前,大多數(shù)環(huán)境工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(論文)主要有三種類型:工程設(shè)計類、科研實驗類及軟件開發(fā)類,以前兩種類型為主。工業(yè)設(shè)計類畢業(yè)設(shè)計主要培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計程序、方法和技術(shù)規(guī)范,提高工程設(shè)計計算、理論分析、技術(shù)文件編寫等接近工程實際問題的分析和解決的能力,其一般程序依次是,確定題目,深入實際進(jìn)行調(diào)查研究和收集資料,查閱中英文文獻(xiàn),撰寫文獻(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、編寫計算說明書、計算書,完成施工圖繪制。科研實驗類畢業(yè)論文主要是培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的實驗方案撰寫、檢索和跟蹤學(xué)科前沿,以及掌握實驗、測試、數(shù)據(jù)分析等研究技能,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

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)行科研項目訓(xùn)練、大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃、各類學(xué)科競賽、畢業(yè)設(shè)計 (論文)等環(huán)節(jié)奠定良好基礎(chǔ)?？蒲杏?xùn)練是知識向能力轉(zhuǎn)化的催化劑,科研能力的提升同時伴隨著專業(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),通過教學(xué)實習(xí)、學(xué)術(shù)講座、科研競賽等形式激發(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)境工程專業(yè)實習(xí)

環(huán)境工程專業(yè)工程性、實踐性很強,各類實習(xí)和實訓(xùn)占了很大的比重,目的在于使學(xué)生熟悉生產(chǎn)實際情況,理論聯(lián)系實際,積累實際工作經(jīng)驗,掌握現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù),為今后步入工作崗位和進(jìn)行科研活動奠定扎實的工程基礎(chǔ)。環(huán)境工程的專業(yè)實習(xí)包括專業(yè)認(rèn)識實習(xí)、專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)和專業(yè)畢業(yè)實習(xí)三部分。認(rèn)識實習(xí)是在開設(shè)專業(yè)課之前為培養(yǎng)學(xué)生對本專業(yè)的研究內(nèi)容、發(fā)展方向和實際應(yīng)用有一個初步的感性的認(rèn)識,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,為全面開展專業(yè)課的教學(xué)奠定基礎(chǔ)。認(rèn)識實習(xí)一般時間較短,以學(xué)生參觀為主。生產(chǎn)實習(xí)是在專業(yè)課開設(shè)的過程中或之后,學(xué)生到污水處理廠等相關(guān)單位深入學(xué)習(xí)生產(chǎn)實際,直接參與生產(chǎn)過程,從日常的生產(chǎn)管理到出現(xiàn)問題的處理等實際工作內(nèi)容,從而鞏固和加深理論知識,學(xué)習(xí)生產(chǎn)技術(shù),將理論和實際切實地結(jié)合起來。生產(chǎn)實習(xí)的時間比認(rèn)識時間長,一般為 3周左右。畢業(yè)實習(xí)在畢業(yè)設(shè)計(論文)之前進(jìn)行,學(xué)生要綜合地運用全部專業(yè)知識以及有關(guān)的基礎(chǔ)知識,解決生產(chǎn)技術(shù)問題,并進(jìn)一步掌握生產(chǎn)工藝、污染治理方法、處理設(shè)備的運行參數(shù)、污染治理工藝的特點與存在問題,總結(jié)運行管理經(jīng)驗,增加工程實踐概念,增強工程設(shè)計能力,培養(yǎng)學(xué)生組織生產(chǎn)、獨立工作以及初步的科學(xué)研究能力,以成為合格的專業(yè)技術(shù)人員。畢業(yè)實習(xí)的時間一般也在 3周左右。畢業(yè)實習(xí)可以與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計 (論文)相結(jié)合,為畢業(yè)設(shè)計 (論文)收集資料、儲備知識。

5.大學(xué)生創(chuàng)新計劃

國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃是高等學(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,該計劃的啟動和實施,旨在探索并建立以問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)新性實驗改革,調(diào)動學(xué)生的主動性、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,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)新實驗?zāi)芰?。大學(xué)生創(chuàng)新計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)置的全過程的研究過程。本科生參與教師科研活動全過程,包括查閱資料、制定研究計劃,進(jìn)行研究,分析數(shù)據(jù)和提出書面總結(jié)以及形成科技論文等內(nèi)容。大學(xué)生創(chuàng)新計劃項目至少持續(xù)一個學(xué)年或更長,從事研究的領(lǐng)域可以環(huán)境類專業(yè)或其它專業(yè),一個創(chuàng)新計劃題目可以允許 3～5名學(xué)生參與,他們需要彼此協(xié)作,通過查閱相關(guān)文獻(xiàn),撰寫實驗方案,在實驗的過程中不斷修正和完善實驗方案,最后寫出結(jié)題論文。創(chuàng)新計劃系統(tǒng)地鍛煉了學(xué)生的查閱文獻(xiàn)、論文寫作、自主分析問題解決問題、創(chuàng)新性思維以及團(tuán)隊合作的能力,在此過程中獲得實際技能和知識,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)生的實踐能力提供了較好的平臺。

三、其他形式的實踐

現(xiàn)代大學(xué)的通識教育、學(xué)科大類基礎(chǔ)教育體系里都囊括了非常系統(tǒng)的社會實踐,工科的學(xué)生還設(shè)置了金工實習(xí)等實踐活動,同時鼓勵和引導(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,鼓勵學(xué)生參加各種學(xué)術(shù)研究的社團(tuán)。通過學(xué)校有意識地引導(dǎo)學(xué)生涉獵不同領(lǐng)域的知識內(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,從而培養(yǎng)學(xué)生能正確全面地看待問題,創(chuàng)造性解決問題。環(huán)境工程專業(yè)自身知識體系十分龐大,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)、社會和管理科學(xué)等諸多領(lǐng)域和學(xué)科,是一門跨學(xué)科和多學(xué)科交叉的科學(xué)。因此,要求環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生更應(yīng)該涉獵廣泛,擁有堅實寬廣的基礎(chǔ)知識,從而綜合地系統(tǒng)地創(chuàng)造性地解決環(huán)境問題。

四、總結(jié)

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與實踐是當(dāng)代大學(xué)生教育的一個永恒主題,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是艱苦、漫長的過程,只有著眼于教學(xué)活動全過程中每個環(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)境工程專業(yè)應(yīng)積極探索改革專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容和形式,以主干課程為核心,提倡專業(yè)交叉融合,注重基礎(chǔ)教育,強化能力培養(yǎng),構(gòu)建富有特色的實踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系。

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