工程認(rèn)證理念下環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的設(shè)計與構(gòu)建

李正 張健 王冰 張?zhí)m河

摘 要：本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案實驗教學(xué)體系的設(shè)計與構(gòu)建，是培養(yǎng)符合社會發(fā)展的應(yīng)用型高素質(zhì)人才的重要手段，也是實現(xiàn)工程認(rèn)證要求的重要保障。本文以工程認(rèn)證理念為背景，結(jié)合東北電力大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)的實際情況探討了實驗教學(xué)內(nèi)容的分層設(shè)計和構(gòu)建，給出了實驗評價體系具體的評價標(biāo)準(zhǔn)，為我國工程認(rèn)證實驗教學(xué)體系的持續(xù)改進提供了有益借鑒。

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程;實驗教學(xué);評價體系

環(huán)境工程專業(yè)是集自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、社會科學(xué)于一體的綜合性學(xué)科專業(yè)，具有理論性、技術(shù)性和實踐性強的特點[1]。環(huán)境工程專業(yè)近年來取得了長足發(fā)展，教學(xué)體系日趨完善，實驗教學(xué)內(nèi)容及條件得到極大改善。然而，實驗內(nèi)容設(shè)置方面存在環(huán)境工程專業(yè)理論知識和實驗內(nèi)容結(jié)合不緊密，觀察性、驗證性實驗居多的問題;實驗考核方面存在考核方式單一，評價體系不健全的問題。特別是實驗考核方面，是檢驗實驗教師授課水平和學(xué)生是否養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣、是否掌握實驗基本技術(shù)和基本方法的重要環(huán)節(jié)[2]。在我國大學(xué)工程教育認(rèn)證推進的過程中，要求學(xué)生具備解決復(fù)雜問題能力和應(yīng)用現(xiàn)代分析儀器的能力，現(xiàn)存的實驗教學(xué)體系無論內(nèi)容設(shè)置和考評方式均無法適應(yīng)工程認(rèn)證的要求。

隨著我國生態(tài)環(huán)境的日益惡化，環(huán)境保護問題提到了前所未有的高度，對環(huán)境類人才的需求也提升到了一個新的高度。如何培養(yǎng)出理論基礎(chǔ)扎實、動手能力強、具備綜合素質(zhì)的新型人才，滿足國家環(huán)保政策實施需要，是環(huán)境工程專業(yè)老師必須積極探索的課題。本文探討了新形勢工程認(rèn)證理念下環(huán)境工程實驗教學(xué)體系構(gòu)建，以期對完善環(huán)境工程實踐教學(xué)體系，加強綜合型人才培養(yǎng)提供有益的借鑒。

一、實驗教學(xué)體系發(fā)展現(xiàn)狀

實驗教學(xué)體系包含授課計劃、教學(xué)大綱（實驗內(nèi)容）、教學(xué)方法、結(jié)果評價等內(nèi)容。其中實驗內(nèi)容和評價體系是實驗教學(xué)體系的重點組成，實驗內(nèi)容和評價體系的合理性決定著學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的高低。現(xiàn)階段實驗教學(xué)體系存在著以下主要的問題：（1）現(xiàn)有的實驗教學(xué)體系缺乏系統(tǒng)性、綜合性，學(xué)生雖然全面學(xué)習(xí)了本專業(yè)知識，但缺乏理論和實驗相結(jié)合、各個實驗單體組合運用的能力;（2）實驗內(nèi)容和考核設(shè)計缺乏針對性分層;（3）部分實驗內(nèi)容簡單，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高，實驗效果差;（4）考核方法單一，針對性不強，基礎(chǔ)實驗和專業(yè)課實驗都采用相同的考評方法，區(qū)分度不夠，培養(yǎng)的能力目標(biāo)沒有針對性。

二、實驗教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計

環(huán)境工程專業(yè)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)寬專業(yè)口徑、有管理能力以及滿足國家環(huán)保政策實施需要的高技術(shù)應(yīng)用型人才。因此，學(xué)生除了要掌握扎實的專業(yè)基本技能，還要有結(jié)合多學(xué)科背景解決復(fù)雜工程問題的綜合能力。實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計應(yīng)以產(chǎn)出為導(dǎo)向，根據(jù)學(xué)生不同年級的知識水平結(jié)構(gòu)進行分層設(shè)計，分成基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗。具體實施辦法如下：

（一）基礎(chǔ)性實驗

基礎(chǔ)性實驗主要面向大一、大二學(xué)生，依托于四大化學(xué)、污染控制微生物學(xué)等課程。這部分實驗關(guān)注基本理論的應(yīng)用、基本實驗技能的培養(yǎng)。注重實驗操作是否規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)選擇是否合理、實驗原理是否清晰、對實驗儀器的使用是否正確熟練。還要注意實驗內(nèi)容和理論課的融合銜接是否合理，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實驗操作基本能力和技能的要求。

（二）綜合性實驗

綜合性實驗主要面向大三、大四學(xué)生，依托于環(huán)境工程專業(yè)課。綜合性實驗內(nèi)容通常需要學(xué)生綜合運用多個知識點，具備多學(xué)科背景。此類實驗采用開放性實驗題目，如：根據(jù)吉林市某電廠的煙氣排放狀況，設(shè)計一個煙氣脫硫系統(tǒng)的改進方案。給學(xué)生提供基本的設(shè)計參數(shù)和現(xiàn)有運行工藝，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識進行改進。讓學(xué)生應(yīng)用已學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識，通過查閱文獻進行綜合實驗設(shè)計。使能夠深入了解和掌握所學(xué)理論知識，為后續(xù)學(xué)習(xí)、實踐、科研打下良好基礎(chǔ)，全面提升綜合素質(zhì)。

（三）創(chuàng)新性實驗

創(chuàng)新性實驗面向大三、大四學(xué)生，依托于環(huán)境工程專業(yè)課。通過設(shè)置本科導(dǎo)師進行針對性開展。實驗內(nèi)容由導(dǎo)師來設(shè)計，通常為導(dǎo)師研究的創(chuàng)新性前沿課題中的一個小問題，由本科生和研究生共同開展。實驗內(nèi)容強調(diào)學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，不要求實驗設(shè)計開展的完整情況，強調(diào)實驗設(shè)計的創(chuàng)新性，開拓性。學(xué)生通過查閱文獻，方案對比，構(gòu)建實驗方案。重點考察設(shè)計方案的邏輯性、可行性和創(chuàng)新性。使學(xué)生開拓思維，掌握科研創(chuàng)新的基本思路和方法，接觸本專業(yè)的前言課題，拓寬眼界和思路。

三、實驗教學(xué)評價體系構(gòu)建

環(huán)境工程專業(yè)實驗主要由基礎(chǔ)化學(xué)知識、工程基礎(chǔ)知識、專業(yè)實驗知識組成。實驗教學(xué)體系既要滿足不同層次學(xué)生需求，同時還要保證優(yōu)質(zhì)學(xué)生能力提高。合理地評價體系是實現(xiàn)這一目標(biāo)的有力保障，通過實施多元化的考核要與實驗項目類型緊密結(jié)合起來，可體現(xiàn)出不同實驗類型間實驗考核的差異性。

（一）基礎(chǔ)性實驗評價體系

環(huán)境工程專業(yè)的基礎(chǔ)性實驗主要為四大化學(xué)等基礎(chǔ)課程。實驗內(nèi)容主要包括必要的演示性、驗證性及模擬實驗?；A(chǔ)性實驗的目的是使學(xué)生能夠熟練掌握設(shè)備儀器的具體使用方法能夠熟練掌握教材中所涉及的基本方法與原理，為今后的學(xué)習(xí)、研究打好基礎(chǔ)。因此這一類實驗的評價體系突出強調(diào)考核學(xué)生實驗操作過程的規(guī)范性和實驗結(jié)果的正確性，基本原理的掌握程度。具體評分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

（二）綜合性實驗評價體系

綜合性實驗主要在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課完成，設(shè)計思路是將課程內(nèi)的多個知識點或多門課程的不同知識點進行有機組合。綜合性實驗突出了知識之間相輔相成的關(guān)聯(lián)特征，需要學(xué)生掌握更多的理論知識，學(xué)習(xí)更多的實驗方法和技巧，有利于學(xué)生深入理解理論知識，把握其內(nèi)在聯(lián)系。在教學(xué)改革中強調(diào)增加綜合性實驗，有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識、解決負(fù)責(zé)工程問題的能力。因此這一類實驗的評價體系突出強調(diào)知識點的綜合應(yīng)用程度，對實驗過程中存在問題的分析能力，對問題的分析解決能力。具體評分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

（三）創(chuàng)新性實驗評價體系

創(chuàng)新性實驗通常由老師根據(jù)科研項目來設(shè)定實驗內(nèi)容。通過設(shè)置開放實驗場地和導(dǎo)師工作間來提供硬件條件，實驗時間不固定。配備較先進的儀器設(shè)備和工具，導(dǎo)師高水平的技術(shù)指導(dǎo)，使學(xué)生利用已掌握的專業(yè)知識和實驗技能參與研制和開發(fā)，發(fā)揮學(xué)生的才干，拓展學(xué)生的能力。這類實驗的開展以培養(yǎng)學(xué)生興趣、挖掘?qū)W生潛能、提高學(xué)生創(chuàng)新能力以及獨立思考為目標(biāo)。考核方式以考查學(xué)生創(chuàng)新能力、解決復(fù)雜問題能力、多學(xué)科綜合能力為主，具體評分標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

四、結(jié)語

我國工程教育認(rèn)證工作的推進，是實現(xiàn)高等教育學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的有效保障。實驗教學(xué)體系的改革與實踐，是實現(xiàn)工程教育理念的重要手段。通過對實驗教學(xué)內(nèi)容的分層設(shè)計，實驗教學(xué)評價體系的精細(xì)化設(shè)計，可保證工程教育認(rèn)證理念的有效實施。本文對環(huán)境工程專業(yè)的實驗教學(xué)內(nèi)容體系進行了合理化設(shè)計，提出了不同類型實驗的具體考評要求，可有效實現(xiàn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，也為工程教育認(rèn)證實驗教學(xué)體系的改革與創(chuàng)新提供了有益借鑒。

參考文獻：

[1]閻波，趙興貴，李海明，等.環(huán)境科學(xué)專業(yè)綜合性實驗教學(xué)的探索與實踐[J].中國輕工教育，2016（5）：63-66.

[2]趙庚升，陶田，馮岑明，等.高校實驗課成績考核與評定探討[J].實驗室研究與探索，2015，34（7）：246-249.

[3]林偉君.多元化實驗考核的實施研究[J].實驗室科學(xué)，2011，14（2）：201-204.