實驗教學環(huán)境工程論文

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一、實驗教學體系現(xiàn)狀分析

(一)實驗師資隊伍建設缺乏重視及有效管理

首先，對實驗師資隊伍的梯隊建設重視程度不足。長期以來，實驗人員在教學中一直被視作教輔人員，嚴重缺編，很少或根本無法直接參與到教學和科研工作中，自身的發(fā)展受到很大的制約，晉升、成長慢，享受的待遇差，隊伍難以穩(wěn)定。以我院實驗示范中心為例，共有八名專職實驗人員，僅占學院教職工總數(shù)(78人)的10．3%，八人中高級工程師一人，具有中級職稱的有三人，其余四人均為初級職稱。沒有形成一支具有充分凝聚力、層次銜接緊密的梯隊，實驗人員應有的價值便無法得到充分體現(xiàn)。其次，對實驗人員專業(yè)水平的培養(yǎng)力度低。在高校人才培養(yǎng)方面，要求實驗人員應為學生提供最貼近現(xiàn)代科技的平臺，科學合理地開展教學，不斷地學習和進步，充分發(fā)揮其在實踐教學中的主體作用，成為“三師型”(技師型、講師型和工程師型)實驗師。但僅靠實驗室人員自身的不斷學習是不夠的，還需學校、學院提高對實驗室人員的培訓力度，著力于提高每一位實驗人員的業(yè)務水平、實踐能力和教學素養(yǎng)。

(二)實驗室信息化水平低

在高校管理改革日益推進的新形勢下，現(xiàn)行的實驗室管理模式主要存在以下弊端:1．管理體制落后，多頭管理，分工不明確，信息反饋、信息共享不及時，工作效率低下;2．實驗經(jīng)費投入失衡，資源配置不合理，低水平重復建設現(xiàn)象嚴重，實驗設備老化與閑置;3．藥品、儀器的管理方法落后，未能實現(xiàn)數(shù)字化和自動化，這使得管理工作繁瑣、效率低;4．教學系統(tǒng)未實現(xiàn)網(wǎng)絡化、數(shù)字化，不利于學生更直觀、快速地理解課程內(nèi)容，導致教學效果受到影響。

(三)實驗安排開放性、整體性和系統(tǒng)性欠缺

與實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)脫節(jié)傳統(tǒng)的環(huán)境工程實驗教學內(nèi)容和實驗方法陳舊，創(chuàng)新不足，實驗安排缺乏組織性、系統(tǒng)性，過分強調(diào)理論教學;實驗項目單一，以驗證性實驗為主，受到教學模式和條件限制，創(chuàng)新性、設計性、開放性和綜合性強的實驗較少;貼近實際生產(chǎn)的“中試”實驗沒有開設，學生很難真正了解實驗所涉及的工藝或技術(shù)在實際中的應用。以上問題使得學生消極地對待實驗課程，導致其對實驗現(xiàn)象的觀察能力、對實驗項目的操作能力以及在實驗設計方面的發(fā)散思維能力都無法得到充分的培養(yǎng)和鍛煉。

(四)各門專業(yè)實驗課獨立開設

缺少綜合性實驗實驗教學安排在每門課程的教學過程中，僅僅為本課程的某一個知識點服務，有時存在與其他專業(yè)課實驗重復的現(xiàn)象。例如:分析化學中銅離子的測定與環(huán)境監(jiān)測中銅離子的測定實驗僅僅存在樣品預處理的差異，大部分為重復實驗。但是，傳統(tǒng)的教學模式?jīng)]有將這些實驗課程相互聯(lián)系，未能形成一個有很強綜合性的整體。此外，多門專業(yè)課之間的知識點可以相互聯(lián)系，形成1+1＞2的結(jié)果，例如:利用環(huán)境微生物實驗中講到的菌藻培養(yǎng)，結(jié)合水污染控制工程實驗中水質(zhì)檢測的內(nèi)容開設微生物對某種廢水的處理效果研究的綜合性實驗。

二、創(chuàng)新方法探討

(一)加強具有工程背景的校內(nèi)外實驗

教師梯隊建設為了更好地培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)人才，建立一支高素質(zhì)、有階梯層次的師資隊伍是尤為重要的。引進高水平人才，建立一支分別由學術(shù)帶頭人、中堅骨干教師、有培養(yǎng)潛質(zhì)的青年教師組成的實驗教師梯隊是必不可少的。實驗室教師除了需要掌握專業(yè)理論基礎(chǔ)知識外，更重要的是，要具有較強的實踐能力及創(chuàng)新意識。因此，實驗師資隊伍建設應重視以下兩個方面:第一，加大對具有深厚工程教育背景和豐富實踐經(jīng)驗的人才的引進，以壯大實驗師資隊伍，并努力增進企業(yè)和教師間的交流與合作，組織實驗人員去企業(yè)參觀、培訓，聘請專家對其進行實驗技能培訓，使其掌握與本專業(yè)實驗發(fā)展相關(guān)的前沿動態(tài)。第二，創(chuàng)新用人機制，拓寬進人渠道。在人才培養(yǎng)工作中，可聘請專業(yè)背景深厚、學術(shù)水平高、實踐經(jīng)驗足的工程技術(shù)人員，定期為專業(yè)的培養(yǎng)方案把關(guān)，完善培養(yǎng)環(huán)節(jié)，并將其供職單位發(fā)展成為長期穩(wěn)定的實習實訓平臺，為學生和實驗師提供提升自身的平臺，實現(xiàn)產(chǎn)學研一體化。

(二)提高實驗室信息化程度

可以通過加強實驗室信息化建設力度的舉措，提升實驗室的教學質(zhì)量、管理水平和服務水平。實驗室信息化建設的重點是要將各種資料、教學軟件、藥品、設備與先進的多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)實驗室工作的現(xiàn)代化、開放化和高效化。提高實驗室信息化程度主要從以下四個方面著手:

1．構(gòu)建實驗室信息化管理平臺。降低實驗人員重復工作的強度，從而提高其工作效率，充分利用實驗資源，增加信息交流途徑，建立起便捷、高效的信息交流平臺，從而規(guī)范實驗室管理工作，實現(xiàn)實驗室的標準化管理。

2．優(yōu)化儀器設備配置。學校有限的教育資源投入到了環(huán)境工程實驗室，必然要求實驗室對儀器設備實現(xiàn)合理配置，提高其使用率和投入產(chǎn)出比。大型儀器設備要分類、分人管理，根據(jù)實驗需要，在不同功能的實驗室中建立固定資產(chǎn)檔案并確定管理人，將基本信息(如產(chǎn)地、價格、設備生產(chǎn)廠商、型號、規(guī)格、存放地點、性能、保管人、維護狀況、開放時間和可預約時間等)進行登記，教師和學生可根據(jù)需要，按時段預約，經(jīng)管理員批準和確認后，按時使用。

3．危化品管理科學化。環(huán)境工程專業(yè)實驗室危化品數(shù)量較大，品種較雜，難以管理，對此應采取實驗中心、實驗室、實驗員三級管理模式，將安全管理工作分解落實到個人。由實驗中心統(tǒng)一購買后，在化學藥品檔案庫系統(tǒng)中入庫，登記化學試劑的信息(如庫存化學試劑名稱、生產(chǎn)廠家、存放位置、注意事項、性能、規(guī)格、數(shù)量、產(chǎn)地等)，各實驗室、實驗員需要使用時，必須按照規(guī)定流程申請、領(lǐng)用，并將領(lǐng)用品種、數(shù)量及使用情況、退還情況錄入系統(tǒng)，做好記錄與跟蹤工作。

4．開展網(wǎng)絡教學系統(tǒng)。學生通過實驗教學管理系統(tǒng)可以瀏覽實驗教學大綱、講義、課件等;此外，還可以將實驗步驟錄制成相應的視頻，放在互聯(lián)網(wǎng)上，供學生隨時觀看。同時，開設網(wǎng)絡課堂，設置網(wǎng)絡作業(yè)，讓學生的學習更方便，提高學生學習的自主性。

(三)增加“中試”實驗

整合專業(yè)課實驗傳統(tǒng)實驗課主要以演示型實驗、驗證型實驗為主，忽視了對學生實踐能力、創(chuàng)新能力及理論聯(lián)系實際能力的培養(yǎng)。要改變這一狀況，在實驗教學中增加“中試”實驗將是一項重要的舉措。將實驗課程中涉及到的知識點及時進行擴充、整合和更新，建立知識點之間的有機聯(lián)系，設計具有開放性、綜合性的“中試”實驗，由學生完成。在此過程中，可以培養(yǎng)學生的工程設計思想，使學生在掌握專業(yè)理論、驗證理論正確性的同時，對工程應用中的設計方法有充分的認識和了解。一方面，可將實驗室拓展為生產(chǎn)模擬現(xiàn)場，在課程中增加“中試”實驗。實踐能力的培養(yǎng)是環(huán)境工程專業(yè)學生培養(yǎng)的重中之重，實踐環(huán)節(jié)是每一個工科學生必不可少的學習階段。例如:在水污染控制工程的實驗教學中，為了再現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程，除了絮凝沉降池、生物膜轉(zhuǎn)盤、普通快濾池等傳統(tǒng)的水處理設備模型外，可增加一些“中試”實驗設備，如成套的反滲透過濾系統(tǒng)裝置，讓學生針對不同的廢水水源，自行設計運行參數(shù)，并對水質(zhì)進行監(jiān)測，驗證設備運行結(jié)果。學生在此過程中能夠更清晰、直觀地認識裝置的內(nèi)部構(gòu)造、功能和運行原理，這是參觀生產(chǎn)場地無法做到的。在實驗教學過程中，指導學生進行“中試”實驗，模擬污水處理等實際生產(chǎn)過程，這能夠讓每一位學生深刻理解生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的重要作用，在充分認識專業(yè)理論的基礎(chǔ)上體會實踐的重要性，加深與實際生產(chǎn)的親近感，有效地提高學生的專業(yè)實際操作技能。另一方面，打破傳統(tǒng)的按理論課劃分實驗的方式，將各科目實驗整合，增加專業(yè)綜合實驗教學環(huán)節(jié)，嘗試讓學生獨立完成“小科研”。綜合實驗的題目可在教師的指導下自行選擇，以“大學生創(chuàng)新實驗大賽”、“挑戰(zhàn)杯”等學生競賽為契機，申請部分實驗經(jīng)費。在此過程中，以學生為主體，在實驗開始前，首先要求學生查閱相關(guān)的資料、文獻，確定選題，提出立項依據(jù)，完成項目報告書，教師協(xié)助審查;在操作過程中，重視學生獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、與教師和同學交流合作的能力。課題涉及到的實驗綜合性較強，知識點較多，實驗操作較復雜，有利于培養(yǎng)學生獨立思考、查閱文獻、設計安排實驗、實際動手操作、觀察實驗現(xiàn)象、處理實驗數(shù)據(jù)、總結(jié)實驗結(jié)果等多方面的能力，訓練學生整理、分析、處理實驗數(shù)據(jù)的能力，可以保證學生及時了解國際前沿研究動態(tài)，激發(fā)學生對學科的興趣及創(chuàng)新意識。同時，通過訓練，學生可以了解科研項目書的編寫思路及過程，為日后參與教師實際科研項目及企業(yè)工程項目打下基礎(chǔ)。

(四)學生畢業(yè)論文(設計)與教師實驗課題結(jié)合

本科生畢業(yè)論文多以綜述性研究為主，這類論文的撰寫多以堆積文獻為主，學生總結(jié)知識、大膽創(chuàng)新、小心求證的科研思維無法得到培養(yǎng)。教師應積極倡導學生撰寫以工程研究為背景，通過工程實驗或綜合性實驗得出相關(guān)結(jié)果或結(jié)論的畢業(yè)論文(設計)。此前，經(jīng)過多門綜合性實驗的實習訓練，學生已經(jīng)具備了較強的獨立科研能力，可將畢業(yè)論文(設計)的題目與教師主持或參與的工程項目和科研項目相結(jié)合，完成項目的一部分工作，或基于自己之前完成的某個綜合性實驗再進行進一步探究。在此過程中，如有需要，可聘請校外工程技術(shù)人員進行指導，將學生的實驗研究與工程項目巧妙結(jié)合，從而使學生畢業(yè)論文(設計)的目的性更強，研究意義更大。如我院2014屆畢業(yè)生以教師現(xiàn)有的國家自然科學基金課題“煤/聚乙烯亞胺交聯(lián)復合螯合吸附劑制備及其對重金屬離子的協(xié)同作用機制研究”作為畢業(yè)論文實驗研究素材，撰寫本科論文《不同變質(zhì)程度煤對重金屬的吸附性能研究》，該項目涉及學科廣泛，如材料學、化學等，因此，不但要求環(huán)境工程專業(yè)學生具備充足的與環(huán)境相關(guān)的知識，還要求其了解其他相關(guān)學科的知識，并能夠?qū)⒍哂袡C結(jié)合。在實驗具體操作前，學生首先要明確自己的研究目的，根據(jù)目的查閱和總結(jié)大量國內(nèi)外文獻，提出實驗設計方案，并準備實驗所需的儀器、材料，學習實驗方法，測定、分析、處理實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)實驗結(jié)果，得出研究結(jié)論，最終完成畢業(yè)論文(設計)的撰寫。要求學生在此過程中積極思考、充分交流，主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、總結(jié)問題。學生在實驗過程中遇到的實際問題及所得到的實驗結(jié)果有利于豐富教師的科研數(shù)據(jù)，補充科研成果。

作者：趙璐聶文杰劉曉玲單位：西安科技大學陜西能源職業(yè)技術(shù)學院