陳俊華 劉翠霞

經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來(lái)的大氣污染、水污染、土壤污染等環(huán)境問(wèn)題受到國(guó)家高度關(guān)注，也引起國(guó)內(nèi)環(huán)境保護(hù)相關(guān)政策導(dǎo)向的改變。國(guó)家環(huán)境保護(hù)相關(guān)政策導(dǎo)向由之前的治理解決已存在的污染問(wèn)題轉(zhuǎn)為從源頭控制污染源，減少污染排放，這就要求投身環(huán)境治理的技術(shù)人員利用新技術(shù)、新方法、新工藝從源頭上對(duì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查，并通過(guò)多方案比選統(tǒng)籌考慮，從而解決問(wèn)題。

環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)主要研究環(huán)境污染防治工程設(shè)計(jì)與技術(shù)開(kāi)發(fā)方面，比如對(duì)廢氣、廢水、固體廢物、噪聲以及對(duì)造成污染的放射性物質(zhì)的防治，還研究環(huán)境系統(tǒng)工程、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境工程經(jīng)濟(jì)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面。由此可見(jiàn)，環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)是一個(gè)涵蓋面廣、知識(shí)體系復(fù)雜的新興學(xué)科，同時(shí)也是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)[1]。學(xué)生工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)是衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量的剛性指標(biāo)，而工程教育認(rèn)證的主要目標(biāo)是保證和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，對(duì)于環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)挑戰(zhàn)，也是一個(gè)契機(jī)。

中原工學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)教師團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持“以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的教育理念，結(jié)合環(huán)保市場(chǎng)對(duì)專(zhuān)業(yè)人才的需求，不斷更新教學(xué)方法，逐步形成了較為完善的環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

一、環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

（一）教學(xué)內(nèi)容陳舊，教學(xué)形式單一

中原工學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)主要課程有大氣污染控制、水污染控制、固體廢物污染控制、環(huán)境工程微生物學(xué)、化工原理等。專(zhuān)業(yè)教學(xué)大綱要求環(huán)境工程主要專(zhuān)業(yè)課應(yīng)設(shè)置實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)。目前中原工學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置如表1 所示。

表1 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)課程一覽表

由表1 可以看出，目前中原工學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少，且大部分實(shí)驗(yàn)仍采取由實(shí)驗(yàn)教師準(zhǔn)備所需實(shí)驗(yàn)物品、任課教師現(xiàn)場(chǎng)演示實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程、學(xué)生只是“照葫蘆畫(huà)瓢”地完成實(shí)驗(yàn)操作的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生只是機(jī)械地進(jìn)行模仿和操作，并無(wú)任何思考和創(chuàng)新，不利于學(xué)生解決當(dāng)下復(fù)雜環(huán)境問(wèn)題能力的培養(yǎng)和提升[2]。

另外，中原工學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的很多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目從2009年沿用至今，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有待更新，學(xué)生的相關(guān)操作技能有待提升。此外，部分實(shí)驗(yàn)教師與主講教師缺少企業(yè)實(shí)踐經(jīng)歷，參與工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致很多實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與環(huán)保行業(yè)中環(huán)境污染控制的新技術(shù)、新方法、新工藝脫節(jié)。

（二）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目缺乏綜合性、創(chuàng)新性

中原工學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)時(shí)、場(chǎng)地、設(shè)備等方面存在一定問(wèn)題，比如：部分實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)被縮短，實(shí)驗(yàn)室人均使用面積不足，部分實(shí)驗(yàn)需要多人一組使用同一臺(tái)設(shè)備。另外，環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)在學(xué)生掌握環(huán)境污染防治技術(shù)過(guò)程中是非常重要的環(huán)節(jié)，但考慮到安全因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及的污染物種類(lèi)有所限制。綜合上述多種原因，目前中原工學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在學(xué)生親手設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立學(xué)習(xí)設(shè)備使用、完整進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)等方面實(shí)現(xiàn)程度偏低。

（三）教學(xué)考評(píng)方式有待完善

在中原工學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)中，除環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)是單獨(dú)實(shí)驗(yàn)課程，其他實(shí)驗(yàn)課程均依托理論課程，屬于理論課程的一部分。理論課程考評(píng)由過(guò)程性考核和期末考核組成，而理論課程中的實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)是過(guò)程性考核成績(jī)的一部分。但是，理論課程中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)僅僅是為了讓學(xué)生理解、鞏固理論知識(shí)，教師對(duì)學(xué)生實(shí)操能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)重視程度不高。

二、環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐

工程教育認(rèn)證背景下，實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)學(xué)生制定復(fù)雜環(huán)境工程問(wèn)題解決方案、選擇研究路線(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究、采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析和解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得到合理有效的結(jié)論等方面能力的有力支撐環(huán)節(jié)。因此，針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題和不足，中原工學(xué)院環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)教師團(tuán)隊(duì)從培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的關(guān)系，同時(shí)向通過(guò)工程教育認(rèn)證的同類(lèi)專(zhuān)業(yè)借鑒學(xué)習(xí)，大膽對(duì)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)考評(píng)方式的完善等。

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的優(yōu)化

一是調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。結(jié)合目前本科教育現(xiàn)狀，對(duì)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和形式進(jìn)行了調(diào)整和完善，對(duì)以往固定學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了改革創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同于理論教學(xué)，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)存在一定難度，學(xué)生靠自己很難在2 個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)順利完成。因此，經(jīng)過(guò)研究和討論，設(shè)置環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)一、環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)二、環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)、環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)四門(mén)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課程（見(jiàn)表2），從而進(jìn)行系統(tǒng)有序的環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。將固定實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的教學(xué)模式調(diào)整為實(shí)驗(yàn)周教學(xué)與固定實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)教學(xué)相結(jié)合的新型教學(xué)模式，給予學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行探索和創(chuàng)新。

表2 優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)課程一覽表

二是整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。因?yàn)閷?zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的調(diào)整，所以整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，將化工原理課程整合為環(huán)境工程原理課程，將新課程下的實(shí)驗(yàn)整合為環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)，具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如表2 所示。在環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)二課程中增設(shè)物理性污染控制課程下的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：生活中電磁輻射和電離輻射的測(cè)定、風(fēng)機(jī)噪聲控制效果實(shí)驗(yàn)。在環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中增設(shè)市政污水處理廠污水處理指示性微生物觀測(cè)、水中細(xì)菌總數(shù)及大腸菌群的測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將科研元素、工程元素融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案的調(diào)整，以培養(yǎng)學(xué)生的科研思維、創(chuàng)新能力、解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力[3]。

三是采用多樣化實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)安全的要求，以“虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”為原則，借助計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代信息技術(shù)，開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)構(gòu)建高度逼真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，將一些難實(shí)現(xiàn)、危險(xiǎn)性高、周期長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)虛擬化。這樣不僅有助于學(xué)生掌握相關(guān)原理，還能使學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

四是將實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐相結(jié)合。一些環(huán)保企業(yè)為了節(jié)約成本，在技術(shù)允許的條件下會(huì)采用一些新產(chǎn)品、新工藝、新方法。因此，教師可以積極鼓勵(lì)學(xué)生參與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容融入實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓實(shí)踐環(huán)節(jié)不再是走馬觀花地看一看構(gòu)筑物、聽(tīng)一聽(tīng)介紹，而是讓學(xué)生真正參與具體的工程實(shí)踐，比如某些典型的污水處理工藝中水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定、設(shè)備的調(diào)度、藥量的控制等具體操作。這樣不僅能夠拓寬學(xué)生視野，還便于學(xué)生進(jìn)一步理解和掌握相關(guān)理論知識(shí)，提升自身專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)[4]。

（二）實(shí)驗(yàn)考評(píng)方式的完善

環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)考評(píng)內(nèi)容主要包括三部分。一是平時(shí)成績(jī)。平時(shí)成績(jī)主要考查學(xué)生的出勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂上的具體實(shí)驗(yàn)操作情況，占總成績(jī)的20%。二是過(guò)程性小測(cè)試，占總成績(jī)的60%。將過(guò)程性小測(cè)試與綜合性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，例如在進(jìn)行SBR 反應(yīng)器污水處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一周，分批對(duì)學(xué)生的基本操作技能進(jìn)行測(cè)試，讓學(xué)生對(duì)水的濁度、色度、溶解氧、COD（化學(xué)需氧量）、電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定，考查學(xué)生對(duì)基本操作、常規(guī)儀器使用的掌握情況。在一周的綜合性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室全天開(kāi)放，便于學(xué)生合理安排時(shí)間進(jìn)行基本操作技能的測(cè)試。三是期末考試成績(jī)，占總成績(jī)的20%。實(shí)驗(yàn)操作相關(guān)知識(shí)的考核可以與理論課程考核相結(jié)合，也可以單獨(dú)出題，以閉卷的方式考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)、實(shí)驗(yàn)常用設(shè)備操作相關(guān)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)器皿使用相關(guān)知識(shí)的掌握情況。

中原工學(xué)院以學(xué)生為主體，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，結(jié)合工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證對(duì)工科專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的能力要求，對(duì)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革和探索。在整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，增設(shè)創(chuàng)新性、綜合性實(shí)驗(yàn)，加入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并將以往固定實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)的傳統(tǒng)教學(xué)模式調(diào)整為實(shí)驗(yàn)周教學(xué)與固定實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)教學(xué)相結(jié)合的新型教學(xué)模式，給學(xué)生提供充足的機(jī)會(huì)進(jìn)行科學(xué)研究和探索，從而培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和工程能力。新型教學(xué)模式和完善的考評(píng)方式極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作的積極性，實(shí)現(xiàn)了“讓學(xué)生動(dòng)起手來(lái)”，能夠極大地提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，也能夠提高環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的就業(yè)率。為了讓學(xué)生順利進(jìn)入社會(huì)，順利走進(jìn)企業(yè)，還需進(jìn)一步強(qiáng)化校企合作，給學(xué)生提供更多接觸工程項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，更加深入地研究和探索產(chǎn)學(xué)研一體化教學(xué)模式。