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摘要:本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案實驗教學體系的設計與構建,是培養(yǎng)符合社會發(fā)展的應用型高素質人才的重要手段,也是實現(xiàn)工程認證要求的重要保障。本文以工程認證理念為背景,結合東北電力大學環(huán)境工程專業(yè)的實際情況探討了實驗教學內容的分層設計和構建,給出了實驗評價體系具體的評價標準,為我國工程認證實驗教學體系的持續(xù)改進提供了有益借鑒。
關鍵詞:環(huán)境工程;實驗教學;評價體系
環(huán)境工程專業(yè)是集自然科學、技術科學、社會科學于一體的綜合性學科專業(yè),具有理論性、技術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,教學體系日趨完善,實驗教學內容及條件得到極大改善。然而,實驗內容設置方面存在環(huán)境工程專業(yè)理論知識和實驗內容結合不緊密,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生是否養(yǎng)成良好的實驗習慣、是否掌握實驗基本技術和基本方法的重要環(huán)節(jié)[2]。在我國大學工程教育認證推進的過程中,要求學生具備解決復雜問題能力和應用現(xiàn)代分析儀器的能力,現(xiàn)存的實驗教學體系無論內容設置和考評方式均無法適應工程認證的要求。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)出理論基礎扎實、動手能力強、具備綜合素質的新型人才,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證理念下環(huán)境工程實驗教學體系構建,以期對完善環(huán)境工程實踐教學體系,加強綜合型人才培養(yǎng)提供有益的借鑒。
一、實驗教學體系發(fā)展現(xiàn)狀
實驗教學體系包含授課計劃、教學大綱(實驗內容)、教學方法、結果評價等內容。其中實驗內容和評價體系是實驗教學體系的重點組成,實驗內容和評價體系的合理性決定著學生培養(yǎng)質量的高低?,F(xiàn)階段實驗教學體系存在著以下主要的問題:(1)現(xiàn)有的實驗教學體系缺乏系統(tǒng)性、綜合性,學生雖然全面學習了本專業(yè)知識,但缺乏理論和實驗相結合、各個實驗單體組合運用的能力;(2)實驗內容和考核設計缺乏針對性分層;(3)部分實驗內容簡單,學生學習熱情不高,實驗效果差;(4)考核方法單一,針對性不強,基礎實驗和專業(yè)課實驗都采用相同的考評方法,區(qū)分度不夠,培養(yǎng)的能力目標沒有針對性。
二、實驗教學內容體系設計
環(huán)境工程專業(yè)的主要目標是培養(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應用型人才。因此,學生除了要掌握扎實的專業(yè)基本技能,還要有結合多學科背景解決復雜工程問題的綜合能力。實驗教學內容的設計應以產出為導向,根據(jù)學生不同年級的知識水平結構進行分層設計,分成基礎性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗。具體實施辦法如下:
(一)基礎性實驗基礎性實驗主要面向大一、大二學生,依托于四大化學、污染控制微生物學等課程。這部分實驗關注基本理論的應用、基本實驗技能的培養(yǎng)。注重實驗操作是否規(guī)范標準、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。還要注意實驗內容和理論課的融合銜接是否合理,達到培養(yǎng)學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、大四學生,依托于環(huán)境工程專業(yè)課。綜合性實驗內容通常需要學生綜合運用多個知識點,具備多學科背景。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,設計一個煙氣脫硫系統(tǒng)的改進方案。給學生提供基本的設計參數(shù)和現(xiàn)有運行工藝,讓學生根據(jù)所學知識進行改進。讓學生應用已學習過的專業(yè)知識,通過查閱文獻進行綜合實驗設計。使能夠深入了解和掌握所學理論知識,為后續(xù)學習、實踐、科研打下良好基礎,全面提升綜合素質。
(三)創(chuàng)新性實驗創(chuàng)新性實驗面向大三、大四學生,依托于環(huán)境工程專業(yè)課。通過設置本科導師進行針對性開展。實驗內容由導師來設計,通常為導師研究的創(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。實驗內容強調學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng),不要求實驗設計開展的完整情況,強調實驗設計的創(chuàng)新性,開拓性。學生通過查閱文獻,方案對比,構建實驗方案。重點考察設計方案的邏輯性、可行性和創(chuàng)新性。使學生開拓思維,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、實驗教學評價體系構建
環(huán)境工程專業(yè)實驗主要由基礎化學知識、工程基礎知識、專業(yè)實驗知識組成。實驗教學體系既要滿足不同層次學生需求,同時還要保證優(yōu)質學生能力提高。合理地評價體系是實現(xiàn)這一目標的有力保障,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)基礎性實驗評價體系環(huán)境工程專業(yè)的基礎性實驗主要為四大化學等基礎課程。實驗內容主要包括必要的演示性、驗證性及模擬實驗。基礎性實驗的目的是使學生能夠熟練掌握設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,為今后的學習、研究打好基礎。因此這一類實驗的評價體系突出強調考核學生實驗操作過程的規(guī)范性和實驗結果的正確性,基本原理的掌握程度。具體評分標準如表1所示。
(二)綜合性實驗評價體系綜合性實驗主要在專業(yè)基礎課和專業(yè)課完成,設計思路是將課程內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聯(lián)特征,需要學生掌握更多的理論知識,學習更多的實驗方法和技巧,有利于學生深入理解理論知識,把握其內在聯(lián)系。在教學改革中強調增加綜合性實驗,有助于培養(yǎng)學生綜合運用知識、解決負責工程問題的能力。因此這一類實驗的評價體系突出強調知識點的綜合應用程度,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。具體評分標準如表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)科研項目來設定實驗內容。通過設置開放實驗場地和導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備和工具,導師高水平的技術指導,使學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)揮學生的才干,拓展學生的能力。這類實驗的開展以培養(yǎng)學生興趣、挖掘學生潛能、提高學生創(chuàng)新能力以及獨立思考為目標??己朔绞揭钥疾閷W生創(chuàng)新能力、解決復雜問題能力、多學科綜合能力為主,具體評分標準如表3所示。
四、結語
我國工程教育認證工作的推進,是實現(xiàn)高等教育學生綜合素質培養(yǎng)的有效保障。實驗教學體系的改革與實踐,是實現(xiàn)工程教育理念的重要手段。通過對實驗教學內容的分層設計,實驗教學評價體系的精細化設計,可保證工程教育認證理念的有效實施。本文對環(huán)境工程專業(yè)的實驗教學內容體系進行了合理化設計,提出了不同類型實驗的具體考評要求,可有效實現(xiàn)學生綜合能力的培養(yǎng),也為工程教育認證實驗教學體系的改革與創(chuàng)新提供了有益借鑒。
參考文獻:
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[3]林偉君.多元化實驗考核的實施研究[J].實驗室科學,2011,14(2):201-204.
作者:李正 張健 王冰 張?zhí)m河 單位:東北電力大學化學工程學院