环境工程专业实验教学体系设计与构建

摘要:本科专业人才培养方案实验教学体系的设计与构建，是培养符合社会发展的应用型高素质人才的重要手段，也是实现工程认证要求的重要保障。本文以工程认证理念为背景，结合东北电力大学环境工程专业的实际情况探讨了实验教学内容的分层设计和构建，给出了实验评价体系具体的评价标准，为我国工程认证实验教学体系的持续改进提供了有益借鉴。

关键词:环境工程;实验教学;评价体系

环境工程专业是集自然科学、技术科学、社会科学于一体的综合性学科专业，具有理论性、技术性和实践性强的特点［1］。环境工程专业近年来取得了长足发展，教学体系日趋完善，实验教学内容及条件得到极大改善。然而，实验内容设置方面存在环境工程专业理论知识和实验内容结合不紧密，观察性、验证性实验居多的问题;实验考核方面存在考核方式单一，评价体系不健全的问题。特别是实验考核方面，是检验实验教师授课水平和学生是否养成良好的实验习惯、是否掌握实验基本技术和基本方法的重要环节［2］。在我国大学工程教育认证推进的过程中，要求学生具备解决复杂问题能力和应用现代分析仪器的能力，现存的实验教学体系无论内容设置和考评方式均无法适应工程认证的要求。随着我国生态环境的日益恶化，环境保护问题提到了前所未有的高度，对环境类人才的需求也提升到了一个新的高度。如何培养出理论基础扎实、动手能力强、具备综合素质的新型人才，满足国家环保政策实施需要，是环境工程专业老师必须积极探索的课题。本文探讨了新形势工程认证理念下环境工程实验教学体系构建，以期对完善环境工程实践教学体系，加强综合型人才培养提供有益的借鉴。

一、实验教学体系发展现状

实验教学体系包含授课计划、教学大纲(实验内容)、教学方法、结果评价等内容。其中实验内容和评价体系是实验教学体系的重点组成，实验内容和评价体系的合理性决定着学生培养质量的高低。现阶段实验教学体系存在着以下主要的问题:(1)现有的实验教学体系缺乏系统性、综合性，学生虽然全面学习了本专业知识，但缺乏理论和实验相结合、各个实验单体组合运用的能力;(2)实验内容和考核设计缺乏针对性分层;(3)部分实验内容简单，学生学习热情不高，实验效果差;(4)考核方法单一，针对性不强，基础实验和专业课实验都采用相同的考评方法，区分度不够，培养的能力目标没有针对性。

二、实验教学内容体系设计

环境工程专业的主要目标是培养宽专业口径、有管理能力以及满足国家环保政策实施需要的高技术应用型人才。因此，学生除了要掌握扎实的专业基本技能，还要有结合多学科背景解决复杂工程问题的综合能力。实验教学内容的设计应以产出为导向，根据学生不同年级的知识水平结构进行分层设计，分成基础性实验、综合性实验和创新性实验。具体实施办法如下:

(一)基础性实验基础性实验主要面向大一、大二学生，依托于四大化学、污染控制微生物学等课程。这部分实验关注基本理论的应用、基本实验技能的培养。注重实验操作是否规范标准、参数选择是否合理、实验原理是否清晰、对实验仪器的使用是否正确熟练。还要注意实验内容和理论课的融合衔接是否合理，达到培养学生实验操作基本能力和技能的要求。

(二)综合性实验综合性实验主要面向大三、大四学生，依托于环境工程专业课。综合性实验内容通常需要学生综合运用多个知识点，具备多学科背景。此类实验采用开放性实验题目，如:根据吉林市某电厂的烟气排放状况，设计一个烟气脱硫系统的改进方案。给学生提供基本的设计参数和现有运行工艺，让学生根据所学知识进行改进。让学生应用已学习过的专业知识，通过查阅文献进行综合实验设计。使能够深入了解和掌握所学理论知识，为后续学习、实践、科研打下良好基础，全面提升综合素质。

(三)创新性实验创新性实验面向大三、大四学生，依托于环境工程专业课。通过设置本科导师进行针对性开展。实验内容由导师来设计，通常为导师研究的创新性前沿课题中的一个小问题，由本科生和研究生共同开展。实验内容强调学生创新意识的培养，不要求实验设计开展的完整情况，强调实验设计的创新性，开拓性。学生通过查阅文献，方案对比，构建实验方案。重点考察设计方案的逻辑性、可行性和创新性。使学生开拓思维，掌握科研创新的基本思路和方法，接触本专业的前言课题，拓宽眼界和思路。

三、实验教学评价体系构建

环境工程专业实验主要由基础化学知识、工程基础知识、专业实验知识组成。实验教学体系既要满足不同层次学生需求，同时还要保证优质学生能力提高。合理地评价体系是实现这一目标的有力保障，通过实施多元化的考核要与实验项目类型紧密结合起来，可体现出不同实验类型间实验考核的差异性。

(一)基础性实验评价体系环境工程专业的基础性实验主要为四大化学等基础课程。实验内容主要包括必要的演示性、验证性及模拟实验。基础性实验的目的是使学生能够熟练掌握设备仪器的具体使用方法能够熟练掌握教材中所涉及的基本方法与原理，为今后的学习、研究打好基础。因此这一类实验的评价体系突出强调考核学生实验操作过程的规范性和实验结果的正确性，基本原理的掌握程度。具体评分标准如表1所示。

(二)综合性实验评价体系综合性实验主要在专业基础课和专业课完成，设计思路是将课程内的多个知识点或多门课程的不同知识点进行有机组合。综合性实验突出了知识之间相辅相成的关联特征，需要学生掌握更多的理论知识，学习更多的实验方法和技巧，有利于学生深入理解理论知识，把握其内在联系。在教学改革中强调增加综合性实验，有助于培养学生综合运用知识、解决负责工程问题的能力。因此这一类实验的评价体系突出强调知识点的综合应用程度，对实验过程中存在问题的分析能力，对问题的分析解决能力。具体评分标准如表2所示。

(三)创新性实验评价体系创新性实验通常由老师根据科研项目来设定实验内容。通过设置开放实验场地和导师工作间来提供硬件条件，实验时间不固定。配备较先进的仪器设备和工具，导师高水平的技术指导，使学生利用已掌握的专业知识和实验技能参与研制和开发，发挥学生的才干，拓展学生的能力。这类实验的开展以培养学生兴趣、挖掘学生潜能、提高学生创新能力以及独立思考为目标。考核方式以考查学生创新能力、解决复杂问题能力、多学科综合能力为主，具体评分标准如表3所示。

四、结语

我国工程教育认证工作的推进，是实现高等教育学生综合素质培养的有效保障。实验教学体系的改革与实践，是实现工程教育理念的重要手段。通过对实验教学内容的分层设计，实验教学评价体系的精细化设计，可保证工程教育认证理念的有效实施。本文对环境工程专业的实验教学内容体系进行了合理化设计，提出了不同类型实验的具体考评要求，可有效实现学生综合能力的培养，也为工程教育认证实验教学体系的改革与创新提供了有益借鉴。

参考文献:

［1］阎波，赵兴贵，李海明，等．环境科学专业综合性实验教学的探索与实践［J］．中国轻工教育，2016(5):63-66．

［2］赵庚升，陶田，冯岑明，等．高校实验课成绩考核与评定探讨［J］．实验室研究与探索，2015，34(7):246-249．

［3］林伟君．多元化实验考核的实施研究［J］．实验室科学，2011，14(2):201-204．

作者：李正 张健 王冰 张兰河 单位：东北电力大学化学工程学院