依托科研项目 建设环境工程创新性综合实验

实验教学是获取新知识的源泉，是知识与能力、理论与实践相结合的关键步骤，是训练技能、培养创新意识的重要手段，在高等教学体系中占有十分重要的地位。培养能够满足社会需要和具有创新精神与实践能力的人才，是大学的根本任务，提高大学生的创新思维、创新能力和解决实际问题的能力是时代发展的需。综合与创新实验是环境工程专业实验的重要组成部分，对培养学生的综合素质和创新能力有重要的推动作用，是实施“环境工程卓越工程师”培养计划、提高学生综合素质和实现创新人才培养目标的重要环节。
为了培养学生的创新意识和创新能力，促进学生的全面发展，将教师的科研课题引入实验教学中，以科研课题为背景，循序渐进的开展与科研课题相关的实验内容，从各个实验环节一步步引导学生完成教学内容。把科研成果、方法和创新精神在教学过程中体现出来，培养学生的创新意识和创新能力，可以使教学与科研相互融合、共同促进，努力做到让科研反哺教学，让科研支撑教学，不断提升本科教学水平，从而实现科研与育人的统一。
为了更好地实现环境工程高素质创新人才的培养，充分发挥科研与教学融合的优势，围绕高校高素质创新人才培养的要求，合肥学院环境工程专业分利用学科优势和丰富的科研资源，将环境工程类的科学研究项目与综合创新实验相结合，实验教学中提高学生的综合创新能力和解决环境问题的实践能力，是对环境工程专业实验教学体系补充和完善。
1 依托科研项目的综合创新实验
为了培养学生的创新意识和实践能力，促进学生创新意识和创新能力，我校环境工程专业教学计划中新增《环境工程创新性综合实验》。该实验课程开设在大四上学期，学生基本完成了一系列的基础课、专业课以及专业实验课程，其已经掌握了一定的专业实验技能，能够在老师的指导下设计并完成实验项目。
科研课题从构思、设计再到实验、论证需要的不同的仪器设备，一般教学实验不具备这样的实验条件，因此结合实验室条件开设六个实验项目：氧化镁处理氮磷废水实验方、生物质活性炭制备实验、高级氧化技术在废水处理中应用实验、活性炭吸附染料废水实验、生物垃圾堆肥实验、磁性可回收粉煤灰复合材料制备及对水中氨氮吸附实验。所有试验项目均结合教师科研项目，将科研项目的创新技术内容融入教学中，充分发挥科研优势对教学的促进作用。
2 教学环节
2.1教案与实验准备
专业课实验多为内容单一、方法机械的验证性实验，实验过程只是机械的按照实验教材一步一步简单重复实验操作，不能很好的激发学生的创新思维，不能培养学生分析问题和解决问题的能力。《环境工程创新性综合实验》根据教学大纲和教学任务中的要求，结合教师科研课题，让学生完成实验设计、实验准备、实验过程及结果分析，教师仅把把实验设计的要求、主要仪器使用和注意事项制作成教案，每年开学前根据相关要求进行必要的修改，上传至网络教学平台，供学生在线和下载学习。
实验准备是实验教学的重要环节，《环境工程创新性综合实验》与其他实验不同的是实验准备有学生自主完成。学生根据实验设计要求与关键内容，按组自行设计实验方案，提出试剂与仪器需求，经教师审核修改后领用相关试剂与仪器。普通仪器提供使用说明，学生自行学习使用方法以强化学生设计动手能力的训练。
2.2课堂教学与演示
由于学生的实验基础不同，学生的动手能力有较大差异，因此需要介绍实验课题的来源、意义及实验内容与要求，强调实验方案的要求与实验过程的注意事项，注重实验安全教育。
对于实验过程中的关键步骤、部分实验仪器以及实验中容易出错或不规范的操作进行演示教学。如活性炭制备试验中热解炉的结构、控制原理与主要操作步骤等都需详细介绍，并开机演示如何放样、如何升温活化及强调注意高温烫伤等注意事项。
2.3实验考评体系
实验教学强调学生对专业知识和实验技能的培养，考核除了要体现对实验基本原理的掌握外，更重要的是要反映出学生在实验设计、实验操作等方面的实际能力，以及对实验过程注意事项和对现象结果分析等环节上的综合能力，因此必须全面地对学生的实验成绩进行评价。
以前实验成绩主要根据学生实验过程表现、实验报告工整度及学生实验台面的卫生状况等给出，相对比较主观、片面。现要求学生首先进行资料查询、实验方案设计、安全注意事项学习等自主学习，并通过自主学习平台进行打分；然后再进行实验准备、样品测试等实验过程考核，实验过程是检验学生是否认真进行实验方案设计，纠正学生不规范的操作，杜绝学生滥竽充数；最后完成实验报告评价，实验报告是则客观地记录实验的过程和结果，分析实验结果，总结实验过程，讨论实验中的不足，即使实验结果错误，只要能认真分析找出错误原因，实验仍然有收获。虽然实验是多人合作完成的，但实验报告应各自独立完成，允许学生有拓展的空间，鼓励学生进行深入思考，教师应该予以肯定，激发学生创新精神。
《环境工程创新性综合实验》的成绩按照自主学习实验项目30%，操作考核成绩30%，实验报告成绩40%进行分配，该实验成绩评价体系除了要体现学生实验过程表现、实验报告工整度以外，更重要的是要反映出学生在自主学习、实验方案设计、实验操作等方面的综合应用能力，相对做到比较全面、细致的评价学生在整个实验中的表现。
3 学生能力的培养
3.1培养学生自主学习能力
《环境工程创新性综合实验》是综合性的实验课程，学生需要结合科研课题自主对课题背景及研究现状自行调查，提出问题，让学生查资料或者进行讨论，以培养学生自主学习能力。大多数本科学生没有参加过科研实践，对科技文献检索与分析能力有待提高。在该实验中，教师根据实验要求，指导学生使用文献检索工具，对于课题相关的专业文献资料进行检索分析，使学生在实践中培养文献信息的查阅、筛选与总结的能力。充分发挥现代化教学手段在教学中的作用，要求学生设计实验方案并进行多媒体汇报介绍，使学生能够利用多媒体等现代化的展示方法和手段，提高其对多媒体的应用能力。
3.2提高学生的动手能力，加强创新能力的培养
实验课是培养学生动手能力、创造性思维以及理论联系实际的重要课程。前期的实验教学基本上学生按照实验指导书，结合教师讲的注意事项等按步操作，既不能培养学生的创造性和主动性，又降低了实验课对学生动手能力的培养。该实验课的实验内容大多来源于环境方面的科研课题，让学生自行设计实验方案，鼓励学生设计并开展大型综合实验，调动学生的积极性，以提高学生实验动手能力及团结协作能力。
独立思考能力是创新型人才需要具备的基本素质。在创新实验中，实验进行前期鼓励学生多参加讨论，引导学生多提问题；在实验进行过程中，以学生为主体，充分发挥学生的主观能动性。引导学生独立思考，培养学生发现和解决问题的能力。
3.3提高实验数据分析总结与数据处理软件使用能力
及时记录实验数据、总结分析实验结果，并认真撰写实验研究报告是环境专业人才应具备的优秀素质之一。环境工程专业对数据分析与总结的能力要求较高，在大量的数据面前要学会合理的选择与应用数据分析软件。在综合性或设计性环境实验中，数据量往往比较大，以往的实验中，实验数据主要集中在数据分析这部分，而对数据的处理与数据处理软件在教学的过程中没有能引起足够的重视。在氧化镁处理氮磷废水实验方中，结合实验内容对不同组成的氧化镁材料处理氮磷废水的效果进行分析和评价，运用SPSS分析软件，对主要及影响因子与次要影响因子进行筛选；在其他实验教学中，加强学生对Excel、Origin等数据分析统计软件的学习，提高学生分析数据与绘图的能力。
4 结语
随着社会经济的发展，人们对环境保护和污染治理要求的提高，这对高校环境工程专业培养人才的目标提出了更高的要求。为培养出适应社会发展的新型人才，我们应进一步加强实验教学改革，将科研项目带到教学中，充分发挥科研与教学融合的优势，以培养学生的动手能力，逐步提高学生的独立发现问题、分析问题和解决问题的能力，开发学生的创新能力和实践能力，促使学生全面发展。