環(huán)境工程創(chuàng)新實踐課程的教學(xué)探討

茶麗娟

（昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 云南昆明 650500）

環(huán)境工程專業(yè)要求本專業(yè)的學(xué)生具備環(huán)境工程領(lǐng)域的實踐操作、科學(xué)研究、工程設(shè)計、規(guī)劃與管理等方面的基本能力，可從事水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置、物理性污染防治、污染物監(jiān)測、環(huán)境質(zhì)量評價、環(huán)境規(guī)劃與管理等方面科研、設(shè)計和系統(tǒng)運行管理工作。隨著我國對環(huán)境污染問題的重視，以及環(huán)保產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展壯大，對環(huán)保專業(yè)人才的需求也快速增加[1-2]。對環(huán)境工程就業(yè)單位進(jìn)行了解，更愿意招聘具有管理能力、工程設(shè)計能力和實踐操作能力的畢業(yè)生。由此，環(huán)境工程專業(yè)在人才培養(yǎng)的過程中需要加強培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實踐能力，注重學(xué)生的創(chuàng)新和實踐操作方面的鍛煉。

依據(jù)《高等教育法》，貫徹黨和國家的教育方針，牢固樹立科學(xué)發(fā)展觀，主動適應(yīng)我國社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的需要，及經(jīng)濟全球化對人才培養(yǎng)的要求，堅持知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，全面推進(jìn)創(chuàng)新教育，使學(xué)生在德、智、體等方面全面發(fā)展。

同時，為深入貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》以及《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》，依據(jù)《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》，調(diào)整和優(yōu)化培養(yǎng)目標(biāo)，培育專業(yè)特色，以培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力，符合社會發(fā)展需要的合格人才。遵循高等教育基本規(guī)律，繼承傳統(tǒng)、突出特色、體現(xiàn)創(chuàng)新，以改革創(chuàng)新的精神，進(jìn)一步深化教學(xué)改革，突出創(chuàng)新精神與實踐能力培養(yǎng)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

所以，為實現(xiàn)人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會服務(wù)在本科教學(xué)中的協(xié)同創(chuàng)新，培養(yǎng)符合社會需求的環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生，開設(shè)環(huán)境工程創(chuàng)新實踐課勢在必行。

1 環(huán)境工程創(chuàng)新實踐課的課題來源

在環(huán)境工程專業(yè)本科教學(xué)中，實踐教學(xué)是重要組成部分。旨在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、工程意識、創(chuàng)新能力、協(xié)作精神以及綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。環(huán)境工程實踐教學(xué)體系包含以下幾個方面：實驗、各類課程設(shè)計、各類實習(xí)和科研創(chuàng)新。環(huán)境工程創(chuàng)新實踐課選題可從實踐教學(xué)體系中提取。

1.1 環(huán)境工程實驗

包括環(huán)境工程基礎(chǔ)實驗和污染控制實驗兩類。其中環(huán)境工程基礎(chǔ)實驗主要包括環(huán)境工程原理實驗、環(huán)境監(jiān)測實驗和環(huán)境工程微生物學(xué)實驗等；污染控制實驗主要包括大氣污染控制實驗、水污染控制實驗和固體廢物處理與處置實驗等。實驗的類型包括認(rèn)知性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗等。

1.2 課程設(shè)計

包括環(huán)境工程原理、大氣污染控制工程、水污染控制工程、固體廢物處理與處置等課程設(shè)計。指導(dǎo)教師將制定好的設(shè)計任務(wù)書下發(fā)至學(xué)生，根據(jù)任務(wù)書，學(xué)生在老師指導(dǎo)下自主完成設(shè)計方案。學(xué)生通過完成課程設(shè)計，能初步了解并掌握工程設(shè)計的方法。

1.3 實習(xí)

包括認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)，要求教學(xué)單位建立相對穩(wěn)定的實習(xí)基地。認(rèn)識實習(xí)是學(xué)生將了解的理論知識和技能應(yīng)用于生產(chǎn)的一個過程，同時在實踐中理論知識又得到鞏固和深化。生產(chǎn)實習(xí)是在學(xué)生完成基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課后，理論聯(lián)系實際，促使認(rèn)識深化的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)實習(xí)是學(xué)生在修完全部課程之后，將所學(xué)理論和技能與生產(chǎn)實際相結(jié)合，并在實踐中加以擴展和深化的重要環(huán)節(jié)。

1.4 科研創(chuàng)新

具有鼓勵學(xué)生開展科研創(chuàng)新的機制，能充分利用各種教學(xué)資源取得科技創(chuàng)新成果。

2 環(huán)境工程創(chuàng)新實踐課程的依托平臺

2.1 大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目

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[3]，其實質(zhì)是以學(xué)生為主體，自主研究為基礎(chǔ)，以課題為核心的研究性學(xué)習(xí)和個性化培養(yǎng)的教學(xué)方式[4]。近年來，創(chuàng)新實驗計劃的推廣普及，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力起到了重要作用，也得到了廣大師生的普遍認(rèn)同[5]。我校大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目從2008年開始啟動建設(shè)，到目前為止，我校環(huán)境工程專業(yè)共有國家、省、校級22個項目獲得資助，涉及學(xué)生人數(shù)達(dá)90多人次。

學(xué)生可通過實踐創(chuàng)新課來申報大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目，然后通過項目申報很好地完成課程的學(xué)習(xí)。

2.2 環(huán)境工程國家級實驗教學(xué)示范中心

2009年向國家教育部申請“環(huán)境工程國家級實驗教學(xué)示范中心”，同年12月獲得了國家教育部的批準(zhǔn)。中心在國家級教學(xué)示范中心的建設(shè)期內(nèi)，已形成了集實驗教學(xué)、科學(xué)研究為一體的實驗教學(xué)中心，成為我國環(huán)境類人才培養(yǎng)和科學(xué)研究的重要基地。中心繼續(xù)實施“夯實基礎(chǔ)、突出創(chuàng)新、提升能力”為實驗教學(xué)理念，以培養(yǎng)學(xué)生“實驗技能、科學(xué)素質(zhì)、創(chuàng)新意識”的綜合能力為目標(biāo)，建立4個層次的實驗教學(xué)平臺、8個實驗教學(xué)模塊、14門必選實驗教學(xué)課程的實驗教學(xué)體系，新增了1個實驗?zāi)K和6個綜合實驗項目。

2.3 環(huán)境工程仿真實驗室

環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院仿真實驗室是以環(huán)境工程仿真軟件為核心、計算機為工具的實驗室，其軟件是用實時運行的動態(tài)數(shù)學(xué)模型模擬真實實驗的一門新技術(shù)，它適用于環(huán)境工程中大氣污染控制、水污染控制、分析化學(xué)等相關(guān)專業(yè)的模擬實驗。

環(huán)境工程仿真實驗室配合“環(huán)境工程專業(yè)實驗”的教學(xué)與實驗，仿真實驗室配備了“大氣污染控制工程仿真實驗”、“水處理工程仿真實驗”，共8個仿真操作實驗。仿真實驗內(nèi)容覆蓋了從知識點的預(yù)習(xí)、實驗操作、報告處理、相關(guān)課件演示及習(xí)題考核等與實驗相關(guān)的內(nèi)容。實驗通過動態(tài)數(shù)學(xué)模型實時模擬真實實驗現(xiàn)象和過程，通過對互動3D模型模擬現(xiàn)場真實實驗裝置的操作，讓學(xué)生在計算機上通過模擬真實現(xiàn)場操作，達(dá)到每個學(xué)生都能夠親自動手做實驗，觀察實驗現(xiàn)象，驗證“水處理工程”和“大氣污染控制工程”中相關(guān)公式、原理、定理的目的。

2.45個特色優(yōu)勢團隊

我院共有5個特色優(yōu)勢團隊工業(yè)廢氣凈化及資源化創(chuàng)新團隊、環(huán)境生態(tài)科學(xué)與工程創(chuàng)新團隊、高原水環(huán)境污染防治創(chuàng)新團隊、固體廢棄物資源化及無害化創(chuàng)新團隊和先進(jìn)環(huán)境功能材料創(chuàng)新團隊。

3 環(huán)境工程創(chuàng)新實踐課程的實施

根據(jù)我校教務(wù)處規(guī)定，要求各教學(xué)單位在專業(yè)選修課中開設(shè)《創(chuàng)新實踐課》，2學(xué)分，32學(xué)時。根據(jù)學(xué)院自身情況，環(huán)境工程專業(yè)于2014年向大二學(xué)生開設(shè)了創(chuàng)新實踐課程，前12個學(xué)時統(tǒng)一授課，主要介紹了水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置工程、物理性污染控制工程等環(huán)境工程方面知識和環(huán)境工程實驗、課程設(shè)計、實習(xí)、科研創(chuàng)新等實踐教學(xué)體系，以及課程依托的實踐平臺。后20學(xué)時是實踐創(chuàng)新,要求學(xué)生利用課堂時間在教師引導(dǎo)下完成課題研究，并獲得課題預(yù)期的研究結(jié)果。創(chuàng)新實踐課不同于傳統(tǒng)課程，具有形式靈活、小組型班和一定的準(zhǔn)入要求等特點[6]。創(chuàng)新實踐課程的實施步驟主要包括：課題申報、課題可行性研究和定題、師生雙向選擇、實施方案設(shè)計、課題實施、課題驗收等。

3.1 課題申報

任課教師根據(jù)自身的學(xué)科背景，在科研課題的研究需求，或者是社會熱點，申報欲將指導(dǎo)的課題名稱。

3.2 課題可行性研究和定題

學(xué)院成立課題評審專家組對申報的課題進(jìn)行教學(xué)、經(jīng)濟和社會可行性等方面進(jìn)行研究和討論，確定最終開設(shè)的課題。

3.3 師生雙向選擇

根據(jù)興趣愛好和今后發(fā)展意向，學(xué)生選擇指導(dǎo)老師和課題。當(dāng)報名人數(shù)超過課題研究所限人數(shù)時，指導(dǎo)教師應(yīng)制定一定的方法擇優(yōu)選生。

3.4 實施方案的設(shè)計

設(shè)計實施方案時，要做到周密和詳細(xì)，考慮方案的可行性和合理性，做到最低預(yù)算。根據(jù)不同的選題設(shè)計出不同的方案，一般實施方案包括：研究內(nèi)容、研究目的，方法及步驟，計劃進(jìn)度安排，如何分工以及研究要具備的條件等。

3.5 方案的實施

方案一經(jīng)指導(dǎo)老師同意后，不得擅自改動，要嚴(yán)格按所確定的方案進(jìn)行實施。若在實施過程中存在問題和困難，要跟小組成員討論，并與指導(dǎo)老師進(jìn)行溝通。

3.6 結(jié)果的表達(dá)和報告的撰寫

學(xué)生應(yīng)認(rèn)真對待研究結(jié)果的處理，要對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，撰寫研究報告。指導(dǎo)老師可以根據(jù)畢業(yè)設(shè)計（論文）的管理方法和專利寫作的格式來要求學(xué)生。通過本次課程，可以作為論文和專利寫作的實戰(zhàn)練習(xí)。

3.7 課程驗收

學(xué)期末，學(xué)院要進(jìn)行檢查驗收工作，組織學(xué)生答辯，對學(xué)生的研究成果(如論文、設(shè)計、作品等)進(jìn)行考核評定。

[1]朱軍,毛曉鏵,殷念生．應(yīng)用型人才實習(xí)基地建設(shè)的探索和實踐[J].實驗技術(shù)與管理,201l,28(8)：176-178．

[2]陳躍進(jìn),柏連陽,金晨鐘,等.地方本科院校生物技術(shù)專業(yè)校內(nèi)課外實踐教學(xué)研究[J].湖南人文科技學(xué)院學(xué)報,2011(2)：119-121．

[3]陳曦,馮希平.對國家大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃實踐的思考[J].西北醫(yī)學(xué)教育,2009,17(1)：12-13．

[4]張偉,鐘杰,仇念文.實施國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃的實踐與思考[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2011(9)：65-68．

[5]傅迷,張文昭,唐潔云.關(guān)于大學(xué)生創(chuàng)新性試驗計劃的理想探討[J].中國地質(zhì)教育,2010(3)：96-99．

[6]馬小進(jìn),閔照翠,趙欣.創(chuàng)新實踐課程實施初探[J].河北建筑科技學(xué)院學(xué)報（社科版）,2006,23(4)：114-115．

[7]陳吉明．創(chuàng)新實踐課程教學(xué)中科學(xué)思維能力的培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索，2011，30(2)：85-87．