应用型环境工程专业实践教学体系的研究

随着国家对环境保护的不断重视，社会急需大量能很快担当起环境污染治理重任，并能随着污染情况的变化和环保要求的提高不断研发新技术、新工艺的创新型、应用型专业人才。在环境工程专业人才培养过程中，工程和创新能力是人才培养的核心，而实践教学是培养学生技术应用能力、创新能力和综合素质的重要环节。
目前，环境工程专业以培养高素质应用型人才为目标，因此为了在环境工程专业实验教学中进一步培养学生的工程实践能力，应用能力和创新能力，环境工程教研室全体教师通过调研、研讨、实践，构建了集常规实验教学、设计实训、创新活动三位一体的新型实验教学模式。经过四届环境工程专业学生的实践证明，新实验体系充分调动了学生的积极主动性，培养了学生的实践能力和创新能力，取得了良好的教学效果。
1、原实践教学体系存在的问题
环境工程专业于2006年开始招生，在多年的教学中，虽然在专业实验教学模式、实验课程等方面已有了一定的研究，但创新型人才的实验、实践教学研究仍不够深入，各专业课程的教学环节如何实施创造教学及强化实践能力的问题仍然没有解决。具体问题为:
(1)实验教学体系主要是课程实验，即开设各门课程的单独实验，缺乏对专业实践教学模式的整体研究与系统设计，很多教师集中在专业课程实验教学方法和教学内容的理论研究上，针对某一门课进行了实验教学设计，但缺乏对一个专业的整体性实验课程体系的构建;因而会出现实验项目间存在重复性，缺乏系统性。
(2)教学内容设置不利于培养学生的动手能力。许多课程的教学实践环节的设计基本属于知识的验证和重复，缺乏试验技术、设计和方法等训练，缺乏独立从事科研工作能力的培养。因而，很难形成创新研究试验能力。
(3)课堂教学模式不利于培养学生的创新思维。在实验课程的教学环节中，教学模式为“课前预习－课堂实验－课后教师评阅”的3段串行模式，学生被动接受，使得课堂教学过程既毫无兴趣，索然无味，又磨灭了学生个性发展的潜能，学生的创新思维能力长期得不到有效挖掘和培养。
2、构建集常规实验教学、设计实训、创新活动三位一体的新型实践教学模式
三位一体的新型实践教学模式，包括以下三个层面:开设理论课所需独立实验;开设专业综合实验(设计);开设开放性实验。这种新模式打破了实验室纯粹为理论课教学服务的单一模式，扩展了实验室功能，担负起主动培养学生的创新和工程设计实践能力的重任，强化了实验室在学生培养中的地位和作用。
2.1构建培养学生基本技能的常规性实验教学平台
常规实验教学的培养目标主要是使学生掌握基本实验技能，教学重点在于仪器的使用、基本操作的规范化方面和对基本实验现象的理解，是对理论知识的深入理解。
目前环境工程专业开设的常规实验课程包括:《化工原理实验》、《环境工程微生物实验》、《环境监测实验》、《水污染控制工程实验》、《大气污染控制工程实验》、《环境土壤学实验》、《室内空气污染监测与治理实验》、《固体废物处理与处置实验》、《仪器分析实验》共9门专业课程实验。其中《环境监测实验》、《室内空气污染监测与治理实验》、《固体废物处理与处置实验》、《大气污染控制工程实验》等部分课程的实验项目进行了重新选择和设计，使实验项目更接近工程实际、使实验教学内容体现工程项目的系统性和全面性。例如:《固体废物处理与处置实验》原本只有6个实验项目，即厨余垃圾堆肥实验、建筑垃圾破碎与筛分、生活垃圾特性分析、垃圾渗滤液中硫酸盐含量测定、堆肥腐熟度测定、生活垃圾卫生填埋场铺设。为了达到创新型、应用型人才的培养目标，培养学生的创新创业意识，通过不断改革和优化，在原有实验基础上新增加了武生院生活垃圾收运路线设计、建筑垃圾制作基质吸附氨氮废水实验、落叶制作活性炭吸附染料废水实验、建筑垃圾制作生态透水砖4个实验项目，使实验项目进一步与实践相结合。
2.2构建培养学生应用能力的专业综合实验(设计)平台
专业综合实验(设计)的培养目标是使学生能够灵活运用所学的基本理论和专业知识，结合基本实验技能来进行实验项目的设计，强调对独立设计能力的训练，目标是培养学生独立运用专业知识进行设计和解决实际问题的能力，使其具备一定的创新意识、创新精神与创新能力。
目前环境工程专业开设的专业综合实验(设计)平台又分为《环境监测综合实验》、《水污染控制工程综合实验》、《固体废弃物处理与处置综合实验》、《排水工程设计》、《工业水处理设计》五个课程模块。每个课程模块均采用项目式教学，由教师发布任务，学生自己通过查找相关资料完成项目的设计及实验。例如《水污染控制综合实验》课程的教学任务分为两部分，第一部分为虚拟仿真实验，要求学生能够通过虚拟仿真实验平台完成污水处理厂的运行管理，了解构筑物的构造、设备的操作规程及其特殊情况的处理，第二部分为专题实验，要求学生自由分组，并从SBＲ工艺、A2/O工艺、氧化沟工艺、小区污水中水回用四个项目中选择一项，在两周时间内，要求学生自行完成实验方案设计，从污泥培养、水样处理、数据分析等方面了解城市污水处理的主要处理方法，并能通过团队合作解决实际问题。再例如《环境监测综合实验》就采用项目式教学，针对武生院的天然水体、环境空气和周边的土壤监测项目布置任务，在两周时间内，要求学生自行完成实验方案设计、试剂配制、监测布点、现场采样、污染指标监测和综合评价。项目完成后，每组学生对自己的实验方案进行PPT汇报，一方面加强了对学生对该学科前沿内容的了解，拓宽知识面;另一方面，增强了学生的表达能力，培养独立思考和解决问题的能力。
2.3构建培养学生创新能力的开放性实验平台
开放性性实验的特征主要体现为实验内容的探索性、学生参与的自主性和实验方法的多样性，可以让学生参与教师的科研，使实验与生产实践有机结合，也可以让学生根据自己的想法进行实验设计，制备科研产品。
3、结语
通过对环境工程专业实验课程进行创新型实验课程体系的构建，对实验课程体系和实验教学内容进行改革探讨，可以打破实验室纯粹为理论课教学服务的单一模式，扩展了实验室功能，担负起主动培养培养学生的创新和工程设计实践能力的重任，强化了实验室在学生培养中的地位和作用，对提高大学生的工程实践能力、创新能力、综合素质及提高实验教学效果有一定的推动作用。