李 雁，沈 元，林春綿

（浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院，浙江 杭州 310014）

工程教育是培養(yǎng)當(dāng)代卓越工程師的必由之路[1]。目前，隨著工程技術(shù)職業(yè)的全球化要求，工程教育專業(yè)認(rèn)證在國內(nèi)外得到了高度重視?！度A盛頓協(xié)議》是國際工程互認(rèn)中最具國際影響力的工程教育國際認(rèn)證協(xié)議[2]，其注重最終產(chǎn)出的結(jié)果，由此形成了工程教育專業(yè)認(rèn)證的重要理念——產(chǎn)出導(dǎo)向教育（Outcome-Based Education，OBE）。產(chǎn)出導(dǎo)向教育是“以人人都能學(xué)會為前提，以學(xué)生為中心、成果為導(dǎo)向而設(shè)計的”教育模式[3]，教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后取得今后工程技術(shù)職業(yè)的所需。

實驗教學(xué)在本科人才培養(yǎng)過程中占有重要地位，是高等學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的重要環(huán)節(jié)。實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、實踐能力、分析及解決問題的能力上起著舉足輕重的作用[4]。因此，實驗教學(xué)已越來越受到高校的重視。環(huán)境工程是一門技術(shù)性與實踐性很強的工科專業(yè)[5]。在環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)過程中，相較其他專業(yè)，實驗教學(xué)占更重要的地位[6-7]。

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2016年，全國共有400多所本科院校設(shè)有環(huán)境工程專業(yè)，其中只有60多所院校隸屬于“211工程”重點建設(shè)院校，近85%的院校屬于地方本科院校[8]。為培養(yǎng)出適應(yīng)地方經(jīng)濟發(fā)展的新型環(huán)境工程人才，應(yīng)進一步根據(jù)地方經(jīng)濟發(fā)展需求，基于產(chǎn)出導(dǎo)向教育（OBE）的理念加強環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)改革，以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力為基礎(chǔ)，逐步提高學(xué)生的獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的新型環(huán)保人才[9-12]。

浙江工業(yè)大學(xué)是一所省部共建地方高校，學(xué)校始終堅持立足浙江、服務(wù)浙江、面向全國的辦學(xué)宗旨，努力建設(shè)成為浙江省高級人才的培養(yǎng)基地和科學(xué)研究開發(fā)基地。浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)自1992年成立以來，環(huán)境工程專業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，已設(shè)置了環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境毒理學(xué)及儀器分析等專業(yè)基礎(chǔ)實驗，同時設(shè)置了廢氣、廢水、固廢和物理性污染控制工程四門課程集合的專業(yè)實驗，專業(yè)實驗教學(xué)總學(xué)時數(shù)累計近200學(xué)時。2014年10月，經(jīng)過專家現(xiàn)場考察，浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)通過中國工程教育專業(yè)認(rèn)證。

環(huán)境工程專業(yè)根據(jù)區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，培養(yǎng)適合區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展特征（如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)）和環(huán)境保護的需求的應(yīng)用型專業(yè)人才。近年來為了適應(yīng)新時期人才培養(yǎng)的需要，我校環(huán)境工程專業(yè)以專業(yè)認(rèn)證為契機，以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，在實驗教學(xué)中采取了一系列改革措施，獲得了較好的教學(xué)效果，學(xué)生的綜合素質(zhì)也得到了不斷提升。

本文在工程教育認(rèn)證的背景下，結(jié)合浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新中的經(jīng)驗與體會而作，為各地方高校環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的完善和發(fā)展提供參考。

1 地方高校環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)存在的問題分析

1.1 實驗教學(xué)內(nèi)容有待更新

地方高校一般從環(huán)境工程專業(yè)開辦以后逐漸完善實驗教學(xué)的廣度，但實驗教學(xué)內(nèi)容多年沒有變化，有些實驗甚至延續(xù)十多年也不變，根本不能體現(xiàn)環(huán)境工程領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用的革新。

在環(huán)境工程專業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求中，要求學(xué)生了解本專業(yè)的發(fā)展前沿，具備對環(huán)境工程領(lǐng)域新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進行研發(fā)、設(shè)計和管理等能力。

但現(xiàn)有的專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容沒有隨著環(huán)境工程實踐發(fā)展而更新，有些實驗的內(nèi)容已經(jīng)不能體現(xiàn)本專業(yè)最新研究領(lǐng)域的應(yīng)用情況。例如：氮氧化物的吸附實驗，現(xiàn)有氮氧化物主流處理中不再使用吸附的方法。那么當(dāng)學(xué)生進入工程實踐工作時，自然不能很好地適應(yīng)社會所需，所以只有將專業(yè)實驗內(nèi)容跟隨工程實踐的發(fā)展而更新，才能更好地培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展的應(yīng)用型環(huán)保人才，也更好地實現(xiàn)工程教育認(rèn)證的產(chǎn)出導(dǎo)向教育（OBE）理念。

1.2 實驗教學(xué)方式仍需改進

目前，地方高校普遍采用的都是傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，教學(xué)方式基本是“注入式”或“填鴨式”，即依靠實驗教師提前調(diào)試好實驗設(shè)備，準(zhǔn)備好實驗儀器，配好實驗藥品；任課教師在實驗課現(xiàn)場講解實驗原理，實驗內(nèi)容及注意事項；學(xué)生則按照實驗教材上的實驗步驟“照方抓藥式”按部就班逐項做實驗，記錄數(shù)據(jù)。這種教學(xué)方式只是對學(xué)生基本實驗技能的訓(xùn)練，學(xué)生缺乏主動思考和創(chuàng)造性的發(fā)揮。

在環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)要求中，要求學(xué)生具有良好的科學(xué)思維方式、科學(xué)研究方法與基本實驗技能，具備求實創(chuàng)新的意識和精神。

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式學(xué)生只是機械地抄寫預(yù)習(xí)報告，操作實驗步驟，記錄實驗數(shù)據(jù)，完成實驗報告，根本不理解也不思考實驗過程在實際工程應(yīng)用上的真正意義，也不能與理論課程的相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來。故只有在改進和創(chuàng)新專業(yè)實驗教學(xué)方式，才能讓每個學(xué)生主動積極地參與到實驗過程中，對實驗過程進行深入思考，將理論知識聯(lián)系到實驗的結(jié)果中，以達(dá)成工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求。

1.3 實驗成績考核機制不完善

由于地方高校環(huán)境工程專業(yè)實驗儀器和場地的限制，實驗往往是多名學(xué)生分組操作，在實驗過程中常常會出現(xiàn)個別學(xué)生根本不動手的現(xiàn)象，而教師在給實驗成績時依據(jù)實驗記錄對一組學(xué)生進行評定，缺乏實驗過程的評定，實驗成績就不能完全體現(xiàn)每位學(xué)生的實驗動手能力和操作技能，從而也使部分認(rèn)真做實驗的學(xué)生動手積極性不高。

在對專業(yè)實驗畢業(yè)要求達(dá)成度評價時，需要基于實驗預(yù)習(xí)情況、操作技能、課堂討論、數(shù)據(jù)處理、研究結(jié)果、報告撰寫、合作能力、考勤情況各方面統(tǒng)一評價。

以往實驗成績基本根據(jù)學(xué)生實驗報告而定，部分學(xué)生在實驗過程中只注重實驗結(jié)果的記錄，對實驗預(yù)習(xí)、實驗操作技能等過程基本不重視，實驗原理一概不知，對結(jié)果與討論及課后思考題更只是流于形式，故評價機制存在明顯的缺陷。因此，通過完善實驗成績考核制度，來提升學(xué)生實驗教學(xué)的整體積極性和主動性是實驗教學(xué)改革的必要途徑。

在工程教學(xué)專業(yè)認(rèn)證的背景下，基于OBE理念力爭地方高校環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生的知識和能力更適應(yīng)當(dāng)代社會和地方發(fā)展的需要，具有更強的競爭力，積極開展環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)的改革是十分必要的。

2 地方高校環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)改革創(chuàng)新之舉

2.1 修訂實驗教學(xué)大綱，更新實驗教學(xué)內(nèi)容

隨著當(dāng)代環(huán)保技術(shù)的不斷發(fā)展，實際工程領(lǐng)域的環(huán)保技術(shù)應(yīng)用也在不斷更新進步，環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)隨之更新。地方高校應(yīng)著眼于能促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、應(yīng)用于當(dāng)?shù)貙嶋H工程項目的環(huán)保技術(shù)，以便學(xué)生畢業(yè)后能直接上手處理當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保問題，成為骨干技術(shù)力量。故積極修訂實驗教學(xué)大綱，更新實驗教學(xué)內(nèi)容，淘汰早已不適合的實驗，開展新型區(qū)域特色的環(huán)境技術(shù)新實驗，注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實際解決問題的能力，實現(xiàn)學(xué)生產(chǎn)出導(dǎo)向的目標(biāo)。

例如，浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)自認(rèn)證后，去除了早已不再使用的活性炭吸附氮氧化物氣體的實驗，增加了活性炭吸附有機廢氣的實驗。不僅更有利于學(xué)生掌握當(dāng)前的環(huán)保新技術(shù)，更有利于學(xué)生今后工作的實際應(yīng)用。

2.2 創(chuàng)新實驗教學(xué)方式，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性

按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的最新畢業(yè)要求，明確環(huán)境工程的學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)該具備12種要求，其中包括實踐動手、創(chuàng)新等能力。“填鴨式”的實驗教學(xué)方式已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)代教育的發(fā)展了，應(yīng)積極創(chuàng)新實驗教學(xué)方式，采用開放式的教學(xué)方式。即：在規(guī)定的時間內(nèi)，給學(xué)生提供一個開放的實驗環(huán)境，學(xué)生自行安排實驗進度，選擇實驗內(nèi)容，設(shè)計實驗方案；師生及學(xué)生之間可以對實驗進行充分的交流，真正做到以學(xué)生為主，自主實驗，老師起輔導(dǎo)和監(jiān)督管理的作用，讓學(xué)生在實驗中掌握實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的各種能力。

地方高校由于實驗經(jīng)費和場地的原因很難做到所有的實驗都采用自主式的實驗方式，可以將原先的實驗進行改造，將個別實驗推行自主實驗的方式，增加學(xué)生的主觀能動性。例如：浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在污水處理生化大實驗：有機廢水的好氧生化處理——接觸氧化、氧化溝、SBR工藝實驗中，實現(xiàn)了自行分組選擇實驗的工藝；在另一實驗已學(xué)會COD和BOD測試的前提下，從設(shè)備的調(diào)試，實驗方案的設(shè)計，微生物的培養(yǎng)馴化，實驗試劑的配置都由學(xué)生自己動手，不再采用老式的只按實驗步驟做實驗的方式，讓學(xué)生鍛煉了組織能力、動手能力和獨立思考的能力，真正體現(xiàn)了學(xué)生為主的產(chǎn)出導(dǎo)向教育（OBE）理念。

2.3 改進實驗考核方式，提升學(xué)生實驗積極性

傳統(tǒng)的實驗課成績往往只看重實驗報告的質(zhì)量，對實驗過程中的操作技能沒有體現(xiàn)，甚至?xí)霈F(xiàn)沒來做過實驗，交了實驗報告也有得分的現(xiàn)象存在，導(dǎo)致很多學(xué)生對實驗的積極性很低，實驗課上也是能混就混，只要把實驗報告做好就行，也失去了一次很好鍛煉自己各方面能力的機會。采用細(xì)分各項標(biāo)準(zhǔn)，使實驗考核內(nèi)容細(xì)化，強化過程考核，不失為是一種很好的方式。

浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程在專業(yè)認(rèn)證后改進了實驗考核方式，將預(yù)習(xí)、到勤、實驗過程的操作、實驗報告的撰寫與數(shù)據(jù)處理及課堂中老師布置的思考題按權(quán)重比例進行了分配，將預(yù)習(xí)報告和實驗過程的操作當(dāng)場批改打分，迫使學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)，積極動手，帶著問題做實驗，在實驗過程中尋找答案，增強學(xué)生進行實驗的興趣。在思考題的回答中，讓學(xué)生主動查閱文獻，拓展知識面。

2.4 增加現(xiàn)代化仿真實驗教學(xué)手段，拓展科研新課題納入實驗教學(xué)

當(dāng)前環(huán)境污染形勢比較嚴(yán)峻，我國高校環(huán)境專業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機遇[13]。由于地方高校實驗場地和條件的限值，一些需要反復(fù)訓(xùn)練型的實驗或是一些工藝復(fù)雜、占地大、耗時長、高風(fēng)險或污染型實驗，很難在課堂上實現(xiàn)。因此增加虛擬仿真實驗不僅能很好地解決實際實驗場地和條件的問題，避免實驗過程中出現(xiàn)的風(fēng)險，更可以讓學(xué)生反復(fù)實驗，熟悉實驗過程，理解實驗原理，實現(xiàn)持續(xù)的學(xué)習(xí)。

科研課題是最新環(huán)保技術(shù)的載體，將科研新課題納入實驗教學(xué)不僅有利于實驗的重復(fù)試驗，也更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更好地了解環(huán)境專業(yè)的發(fā)展前沿，拓展學(xué)生的技術(shù)眼界，完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，為今后走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。

浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)自2013年起，借助浙江省支持地方高校專項資金項目，購買了部分虛擬仿真實驗教學(xué)軟件，包括典型污水處理廠AAO工藝認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)仿真軟件，水處理仿真實訓(xùn)軟件（AB工藝、氣浮工藝、氧化溝工藝、生物接觸氧化工藝、反滲透工藝、SBR工藝、UASB工藝、生物接觸氧化法工藝、傳統(tǒng)活性污泥工藝），化工廠尾氣催化燃燒工藝仿真軟件，化工廠廢棄物熱力氧化焚燒工藝仿真軟件，垃圾焚燒處理廠廢氣處理操作實習(xí)仿真軟件，生活垃圾堆肥工藝操作實習(xí)仿真軟件。通過這些軟件的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生更好地掌握一些無法在實驗室實現(xiàn)的實驗，更貼近實習(xí)的工程。后期構(gòu)想能實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，實現(xiàn)個別如COD測定等環(huán)境工程領(lǐng)域經(jīng)典實驗的虛擬仿真實驗。

專業(yè)實驗增加了生物質(zhì)產(chǎn)沼氣的實驗，學(xué)生可以自己設(shè)計生物質(zhì)產(chǎn)沼氣的條件 （包括溫度，添加的生物質(zhì)種類等），得出不同條件下產(chǎn)氣情況，并分析其產(chǎn)生氣體的成分；根據(jù)實驗條件的不同、產(chǎn)生物質(zhì)及量的不同，得出最佳的實驗條件。這種小型的綜合性實驗更有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和創(chuàng)新性的能力。

3 結(jié)語

通過對環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)創(chuàng)新：修訂實驗教學(xué)大綱，更新實驗教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新實驗教學(xué)方式；發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，改進實驗考核方式；提升學(xué)生實驗積極性；增加現(xiàn)代化仿真實驗教學(xué)手段，拓展科研新課題納入實驗教學(xué)等一系列的探索與實踐，一切基于學(xué)生的產(chǎn)出導(dǎo)向教育（OBE），使學(xué)生能夠全面達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，實現(xiàn)地方高校培養(yǎng)合格環(huán)保工程師的目標(biāo)。