作者：張莉 畢亞凡 陳金毅 楊冬梅 單位：武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)

環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立設(shè)置，是近幾年國內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個熱點(diǎn)，它的宗旨是通過一個完整的實(shí)驗(yàn)課程體系(基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型三層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系)，使學(xué)生能夠獲得系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)方法和專業(yè)技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、工程能力和創(chuàng)新意識。我校“環(huán)境類”專業(yè)有環(huán)境工程專業(yè)和環(huán)境監(jiān)察專業(yè)，秉承“鞏固基礎(chǔ)認(rèn)知，加強(qiáng)綜合技能，引導(dǎo)自主創(chuàng)新”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想。近五年來，在環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)中大膽改革創(chuàng)新，提出:以能力培養(yǎng)為核心，以基礎(chǔ)訓(xùn)練為平臺，把基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)有機(jī)地整合在一起，打破原有各個課程分離的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，針對不同專業(yè)學(xué)生、不同階段訓(xùn)練的需要，按照模塊化的方式，根據(jù)大綱的要求開設(shè)不同層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生訓(xùn)練，逐步摸索出一套符合教學(xué)規(guī)律的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

1環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系

根據(jù)教學(xué)大綱要求，環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)主要包括環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)、環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、水污染控制工程實(shí)驗(yàn)、大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)、固體廢物處置實(shí)驗(yàn)、物理污染控制實(shí)驗(yàn)等［1］。以前每個實(shí)驗(yàn)都是獨(dú)立開設(shè)，出現(xiàn)學(xué)時(shí)上大量重復(fù)，例如水污染控制工程實(shí)驗(yàn)中需要分析的水質(zhì)指標(biāo)CODCr、BOD、SS、氨氮等在環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)做過，但學(xué)生仍要用大量時(shí)間重復(fù)實(shí)驗(yàn)，不僅浪費(fèi)學(xué)時(shí)，而且浪費(fèi)藥品。根據(jù)教育部《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中指出的“高等學(xué)校要重視本科教學(xué)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)”，“開設(shè)一批新的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”的要求，課程組起初在部分學(xué)生中開始摸索探討新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并逐步修改環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，形成了涵蓋基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個層次的環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系，見圖1。

2環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

2．1傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的問題

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是實(shí)驗(yàn)課程隨理論課程進(jìn)行，在教師的指導(dǎo)下，按照實(shí)驗(yàn)教材上完善的實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方案等，全部由實(shí)驗(yàn)室人員提前安排好，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也就在意料之中。這樣儀器設(shè)備的利用率較低，大型精密儀器設(shè)備、領(lǐng)先的科研實(shí)驗(yàn)、新穎的實(shí)驗(yàn)方法、新型的檢測手段，學(xué)生都無緣接觸，造成了在實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生完全處于被動狀態(tài)，僅機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)，束縛了學(xué)生的獨(dú)立思考，窒息了學(xué)生的創(chuàng)造力，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性［2］。因而，作為教學(xué)形式之一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須進(jìn)行改革。為使我校“環(huán)境類”專業(yè)辦成在國內(nèi)知名、省內(nèi)一流的品牌專業(yè)，學(xué)校投入大量人力、物力建立了一系列培養(yǎng)創(chuàng)新能力的工程中心和實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，如國家“環(huán)境與化工清潔生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”、“大冶鐵礦實(shí)踐教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)示范基地”、“湖北省資源與環(huán)境實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”和“湖北省化工清潔生產(chǎn)中心”。并將這些工程研究中心和實(shí)驗(yàn)室，作為學(xué)生的校內(nèi)創(chuàng)新教育基地，為環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)OEE創(chuàng)新教學(xué)模式的提出奠定了基礎(chǔ)。

2．2OEE三層次、六模塊創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

OEE三層次、六模塊創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，是多年來環(huán)境工程及相關(guān)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐的結(jié)晶，重點(diǎn)突出了對專業(yè)知識點(diǎn)間的融合與滲透，涵蓋專業(yè)基礎(chǔ)、綜合設(shè)計(jì)和研究創(chuàng)新等實(shí)驗(yàn)類型。OEE(Opening－Exercise－Exploration)即開放—實(shí)訓(xùn)—探索的實(shí)驗(yàn)教育理念，強(qiáng)調(diào)綜合的創(chuàng)新能力、獨(dú)立工作能力和工程實(shí)踐能力，將成為培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才的有效途徑。1)Opening是指開放式實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室開放首先是時(shí)間上的開放，實(shí)驗(yàn)室在工作時(shí)間完全對學(xué)生開放，在業(yè)余時(shí)間采取預(yù)約的方式開放;其次是儀器設(shè)備的開放，使儀器設(shè)備的利用率達(dá)到最大化;再者是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放，學(xué)生不僅可以選擇教師列出的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也可以自己提出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。2)Exercise是指基本技能操作實(shí)訓(xùn)?；A(chǔ)型實(shí)驗(yàn)的實(shí)訓(xùn)主要針對“三基”即基本實(shí)驗(yàn)原理、基本實(shí)驗(yàn)技能、基本的數(shù)據(jù)處理方法的利用操作訓(xùn)練。綜合設(shè)計(jì)型的實(shí)訓(xùn)主要針對較為復(fù)雜的特定問題，按照選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選用實(shí)驗(yàn)方法和儀器設(shè)備、操作實(shí)驗(yàn)裝置、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果的步驟完成實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。3)Exploration是指探索、研究。采用先進(jìn)的技術(shù)手段、創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)思路開展實(shí)驗(yàn)研究工作，就有可能引發(fā)新的發(fā)現(xiàn)、新的發(fā)明和創(chuàng)造。實(shí)現(xiàn)以項(xiàng)目為載體、探究為方式、實(shí)踐為形態(tài)、評價(jià)為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?)三層次是指基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個層次，三層次實(shí)驗(yàn)課課時(shí)比例為3∶2∶1。其中分別設(shè)置六個模塊。即基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)設(shè)置“三基”訓(xùn)練、“單元操作”訓(xùn)練兩個模塊，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)操作的規(guī)范性和實(shí)用性，使學(xué)生能夠熟練、正確地使用各種常規(guī)儀器設(shè)備，充分體現(xiàn)教師教育特色;綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)設(shè)置“一級”訓(xùn)練、“二級”訓(xùn)練、“三級”訓(xùn)練三個模塊，其中“一級”訓(xùn)練是指僅包含單門課程而設(shè)的課程式實(shí)驗(yàn)，“二級”訓(xùn)練是指包含一組相關(guān)核心課程和部分研究項(xiàng)目而設(shè)的課程和項(xiàng)目結(jié)合式實(shí)驗(yàn)，“三級”訓(xùn)練僅包含研究項(xiàng)目而設(shè)的項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)。在綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)中，以“一級”訓(xùn)練為基礎(chǔ)，“二級”訓(xùn)練為支撐、“三級”訓(xùn)練為主線，三級訓(xùn)練螺旋遞進(jìn)，由易到難，將核心課程教育與專業(yè)技能有機(jī)統(tǒng)一起來，通過綜合技能訓(xùn)練，為自主創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ);創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)設(shè)置專題研究一個模塊，使學(xué)生能夠及時(shí)了解學(xué)科發(fā)展動態(tài)和趨勢，掌握新技術(shù)和新方法。這類實(shí)驗(yàn)不僅加深了學(xué)生對理論知識的理解，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且提高了學(xué)生實(shí)際工作能力和處理實(shí)際工程問題的能力，學(xué)會并掌握了一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)技能，增強(qiáng)了他們職業(yè)工作的適應(yīng)能力。OEE三層次、六模塊創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式見圖2。從上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可以看到，OEE的實(shí)驗(yàn)教育理念貫穿于三層次、六模塊的每個部分。課內(nèi)與課外并重、校內(nèi)與校外結(jié)合，體現(xiàn)“多元化、全過程、遞進(jìn)式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，提高了工科專業(yè)學(xué)生的基本操作技能，將知識傳授、知識創(chuàng)新和知識應(yīng)用有機(jī)結(jié)合。形成了學(xué)校開展科學(xué)研究和企業(yè)突破技術(shù)瓶頸的協(xié)同機(jī)制，促進(jìn)高新技術(shù)向產(chǎn)業(yè)主流技術(shù)的快速轉(zhuǎn)化。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐與人才培養(yǎng)成效