依托科研項(xiàng)目 建設(shè)環(huán)境工程創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是獲取新知識(shí)的源泉，是知識(shí)與能力、理論與實(shí)踐相結(jié)合的關(guān)鍵步驟，是訓(xùn)練技能、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的重要手段，在高等教學(xué)體系中占有十分重要的地位。培養(yǎng)能夠滿足社會(huì)需要和具有創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的人才，是大學(xué)的根本任務(wù)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力是時(shí)代發(fā)展的需。綜合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力有重要的推動(dòng)作用，是實(shí)施“環(huán)境工程卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃、提高學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，將教師的科研課題引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以科研課題為背景，循序漸進(jìn)的開展與科研課題相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)一步步引導(dǎo)學(xué)生完成教學(xué)內(nèi)容。把科研成果、方法和創(chuàng)新精神在教學(xué)過程中體現(xiàn)出來，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，可以使教學(xué)與科研相互融合、共同促進(jìn)，努力做到讓科研反哺教學(xué)，讓科研支撐教學(xué)，不斷提升本科教學(xué)水平，從而實(shí)現(xiàn)科研與育人的統(tǒng)一。
為了更好地實(shí)現(xiàn)環(huán)境工程高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，充分發(fā)揮科研與教學(xué)融合的優(yōu)勢(shì)，圍繞高校高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，合肥學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)分利用學(xué)科優(yōu)勢(shì)和豐富的科研資源，將環(huán)境工程類的科學(xué)研究項(xiàng)目與綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提高學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力和解決環(huán)境問題的實(shí)踐能力，是對(duì)環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系補(bǔ)充和完善。
1 依托科研項(xiàng)目的綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，我校環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中新增《環(huán)境工程創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)》。該實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)在大四上學(xué)期，學(xué)生基本完成了一系列的基礎(chǔ)課、專業(yè)課以及專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，其已經(jīng)掌握了一定的專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能，能夠在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
科研課題從構(gòu)思、設(shè)計(jì)再到實(shí)驗(yàn)、論證需要的不同的儀器設(shè)備，一般教學(xué)實(shí)驗(yàn)不具備這樣的實(shí)驗(yàn)條件，因此結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件開設(shè)六個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：氧化鎂處理氮磷廢水實(shí)驗(yàn)方、生物質(zhì)活性炭制備實(shí)驗(yàn)、高級(jí)氧化技術(shù)在廢水處理中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、活性炭吸附染料廢水實(shí)驗(yàn)、生物垃圾堆肥實(shí)驗(yàn)、磁性可回收粉煤灰復(fù)合材料制備及對(duì)水中氨氮吸附實(shí)驗(yàn)。所有試驗(yàn)項(xiàng)目均結(jié)合教師科研項(xiàng)目，將科研項(xiàng)目的創(chuàng)新技術(shù)內(nèi)容融入教學(xué)中，充分發(fā)揮科研優(yōu)勢(shì)對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用。
2 教學(xué)環(huán)節(jié)
2.1教案與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
專業(yè)課實(shí)驗(yàn)多為內(nèi)容單一、方法機(jī)械的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程只是機(jī)械的按照實(shí)驗(yàn)教材一步一步簡(jiǎn)單重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作，不能很好的激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，不能培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。《環(huán)境工程創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)》根據(jù)教學(xué)大綱和教學(xué)任務(wù)中的要求，結(jié)合教師科研課題，讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析，教師僅把把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求、主要儀器使用和注意事項(xiàng)制作成教案，每年開學(xué)前根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行必要的修改，上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，供學(xué)生在線和下載學(xué)習(xí)。
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，《環(huán)境工程創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)》與其他實(shí)驗(yàn)不同的是實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備有學(xué)生自主完成。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求與關(guān)鍵內(nèi)容，按組自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提出試劑與儀器需求，經(jīng)教師審核修改后領(lǐng)用相關(guān)試劑與儀器。普通儀器提供使用說明，學(xué)生自行學(xué)習(xí)使用方法以強(qiáng)化學(xué)生設(shè)計(jì)動(dòng)手能力的訓(xùn)練。
2.2課堂教學(xué)與演示
由于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)不同，學(xué)生的動(dòng)手能力有較大差異，因此需要介紹實(shí)驗(yàn)課題的來源、意義及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)方案的要求與實(shí)驗(yàn)過程的注意事項(xiàng)，注重實(shí)驗(yàn)安全教育。
對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中的關(guān)鍵步驟、部分實(shí)驗(yàn)儀器以及實(shí)驗(yàn)中容易出錯(cuò)或不規(guī)范的操作進(jìn)行演示教學(xué)。如活性炭制備試驗(yàn)中熱解爐的結(jié)構(gòu)、控制原理與主要操作步驟等都需詳細(xì)介紹，并開機(jī)演示如何放樣、如何升溫活化及強(qiáng)調(diào)注意高溫燙傷等注意事項(xiàng)。
2.3實(shí)驗(yàn)考評(píng)體系
實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，考核除了要體現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)基本原理的掌握外，更重要的是要反映出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作等方面的實(shí)際能力，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)過程注意事項(xiàng)和對(duì)現(xiàn)象結(jié)果分析等環(huán)節(jié)上的綜合能力，因此必須全面地對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
以前實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告工整度及學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)面的衛(wèi)生狀況等給出，相對(duì)比較主觀、片面?，F(xiàn)要求學(xué)生首先進(jìn)行資料查詢、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、安全注意事項(xiàng)學(xué)習(xí)等自主學(xué)習(xí)，并通過自主學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行打分；然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、樣品測(cè)試等實(shí)驗(yàn)過程考核，實(shí)驗(yàn)過程是檢驗(yàn)學(xué)生是否認(rèn)真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，糾正學(xué)生不規(guī)范的操作，杜絕學(xué)生濫竽充數(shù)；最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告是則客觀地記錄實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程，討論實(shí)驗(yàn)中的不足，即使實(shí)驗(yàn)結(jié)果錯(cuò)誤，只要能認(rèn)真分析找出錯(cuò)誤原因，實(shí)驗(yàn)仍然有收獲。雖然實(shí)驗(yàn)是多人合作完成的，但實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)各自獨(dú)立完成，允許學(xué)生有拓展的空間，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行深入思考，教師應(yīng)該予以肯定，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神。
《環(huán)境工程創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)》的成績(jī)按照自主學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目30%，操作考核成績(jī)30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)40%進(jìn)行分配，該實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系除了要體現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告工整度以外，更重要的是要反映出學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作等方面的綜合應(yīng)用能力，相對(duì)做到比較全面、細(xì)致的評(píng)價(jià)學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)。
3 學(xué)生能力的培養(yǎng)
3.1培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力
《環(huán)境工程創(chuàng)新性綜合實(shí)驗(yàn)》是綜合性的實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生需要結(jié)合科研課題自主對(duì)課題背景及研究現(xiàn)狀自行調(diào)查，提出問題，讓學(xué)生查資料或者進(jìn)行討論，以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。大多數(shù)本科學(xué)生沒有參加過科研實(shí)踐，對(duì)科技文獻(xiàn)檢索與分析能力有待提高。在該實(shí)驗(yàn)中，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，指導(dǎo)學(xué)生使用文獻(xiàn)檢索工具，對(duì)于課題相關(guān)的專業(yè)文獻(xiàn)資料進(jìn)行檢索分析，使學(xué)生在實(shí)踐中培養(yǎng)文獻(xiàn)信息的查閱、篩選與總結(jié)的能力。充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)手段在教學(xué)中的作用，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行多媒體匯報(bào)介紹，使學(xué)生能夠利用多媒體等現(xiàn)代化的展示方法和手段，提高其對(duì)多媒體的應(yīng)用能力。
3.2提高學(xué)生的動(dòng)手能力，加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)課是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)造性思維以及理論聯(lián)系實(shí)際的重要課程。前期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，結(jié)合教師講的注意事項(xiàng)等按步操作，既不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性和主動(dòng)性，又降低了實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。該實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多來源于環(huán)境方面的科研課題，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)并開展大型綜合實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。
獨(dú)立思考能力是創(chuàng)新型人才需要具備的基本素質(zhì)。在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前期鼓勵(lì)學(xué)生多參加討論，引導(dǎo)學(xué)生多提問題；在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。
3.3提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析總結(jié)與數(shù)據(jù)處理軟件使用能力
及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告是環(huán)境專業(yè)人才應(yīng)具備的優(yōu)秀素質(zhì)之一。環(huán)境工程專業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)分析與總結(jié)的能力要求較高，在大量的數(shù)據(jù)面前要學(xué)會(huì)合理的選擇與應(yīng)用數(shù)據(jù)分析軟件。在綜合性或設(shè)計(jì)性環(huán)境實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)量往往比較大，以往的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)主要集中在數(shù)據(jù)分析這部分，而對(duì)數(shù)據(jù)的處理與數(shù)據(jù)處理軟件在教學(xué)的過程中沒有能引起足夠的重視。在氧化鎂處理氮磷廢水實(shí)驗(yàn)方中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)不同組成的氧化鎂材料處理氮磷廢水的效果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，運(yùn)用SPSS分析軟件，對(duì)主要及影響因子與次要影響因子進(jìn)行篩選；在其他實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)Excel、Origin等數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生分析數(shù)據(jù)與繪圖的能力。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)和污染治理要求的提高，這對(duì)高校環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)人才的目標(biāo)提出了更高的要求。為培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的新型人才，我們應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，將科研項(xiàng)目帶到教學(xué)中，充分發(fā)揮科研與教學(xué)融合的優(yōu)勢(shì)，以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，逐步提高學(xué)生的獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，促使學(xué)生全面發(fā)展。