深化實驗教學改革 培養學生創新能力

摘 要 針對給水排水工程專業實驗教學現狀，旨在從實驗教學內容體系、實驗教學模式和網絡教育等方面，通過專業課程的實驗教學改革，進一步培養學生創新意識，提高實驗教學質量。

關鍵詞 實驗教學 改革 創新能力

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

社會在進步，競爭也在日益加強，作為給企業培養和輸送人才的高等院校怎樣與時俱進，不斷改革，不斷更新，保證向社會輸送有創新思想和創新能力的高科技人才，這才是高校教學改革中具有導向性的問題。而高等學校的實驗室能否為學生提供建立創新意識的平臺，能否創建一個學生的創新想法得以實現的實驗環境是關鍵之所在。①武漢科技大學給水排水工程實驗中心正是秉承這一理念，分析給水排水實驗教學的問題，做了大量的實驗教學改革工作，取得了較好的效果。

1 給水排水工程實驗教學中存在的問題

1.1 專業課的學習重理論輕實驗

給水排水工程是一門實踐性很強的專業，實驗教學在整個專業學習中占有舉足輕重的地位。一直以來，高校對實驗教學的重視絕大部分都表現在口頭上，教學主管部門、教師和學生在思想上重理論、輕實驗的的現象普遍存在。具體體現在許多高校的實驗教學還依附在理論教學之中，既沒有被獨立設置一門課程也沒有形成相應的教學體系和學分。②實驗教學的目的不是全面提升學生的綜合能力，而僅僅是為了鞏固已經學過的理論知識，更沒有上升到以培養學生的動手能力為基礎，逐步提高學生的獨立發現問題，分析問題和解決問題的能力，最后培養具有創新能力的人才的高度來。

1.2 專業課的實驗設置較少且相對獨立

由于專業課的課時有限，實驗課時較少，故實驗課開設的實驗項目的數量也相對較少。對于給水排水工程專業來說，我們以前開設的專業實驗教學主要是：水力學實驗10學時，水分析化學實驗8學時，水處理微生物實驗6學時及水處理實驗16學時（其中給水8學時，排水8學時），實驗學時數遠遠不能滿足提高學生動手和創新能力的要求，且實驗課程相互獨立，未經融合，因此學生對專業課的認識只停留在理論加以驗證的基礎上，根本沒有與專業課之間融會貫通，達到一個質的飛躍。

1.3 實驗項目的安排不合理

給水排水工程四個方面的實驗中，水質分析化學實驗、水力學實驗和水處理微生物實驗均為專業基礎實驗，主要培養的是基本實驗技能；水處理實驗主要包括給水處理實驗和排水處理實驗，由于學時有限及實驗條件和設備所限制，結合現有的教學方式和教學學時數只能開設認知性和驗證性實驗，老師只是一味灌輸，學生也只是簡單模仿，沒有進行獨立思考，處于被動學習的狀態。③綜合性和創造性實驗很難實施，由此導致學生的動手能力和創新能力得不到充分發揮，得到的實驗數據僅僅是課堂理論的再現，沒有自己的思索和創新，很大程度上限制了學生的積極性和探索性。

1.4 實驗設備缺乏、陳舊

社會在發展，科技也日新月異，而高校實驗室普遍由于經費問題，實驗設備一般都過于陳舊且新型設備嚴重不足，大多數還是采用的傳統的分析方法與現實有很大的差距。實驗室里價格昂貴的設備一般數量較少甚至只有一臺，有時根本滿足不了本科生的教學需要，只能分批分組的進行實驗或者進行演示性實驗，既費時又費力，不能很好的鍛煉學生的動手能力。

2 改革教學體系，培養創新能力

2.1 優化實驗教學內容，更新實驗教學理念

高校實驗教學內容必須反映本學科發展的新方向、新水平，并保持其新穎性和先進性，為了改變目前實驗課中過多的老師講解現象，我們本著給水排水工程專業的特點，培養創新意識的目的，不斷更新實驗教學內容，加緊理論聯系實際，隨時更新我們的實驗教案；在專業基礎實驗中，我們注重學生基本原理及基本技能的培訓，同時也配合先進的、戶外便攜式的儀器使用，讓學生更好的與實際接軌。在新的實驗教學中，我們不斷增開綜合設計性、創新性的實驗，譬如在水處理實驗中專門增開了兩周的綜合實驗設計課，即老師給定一個題目，從最初的實驗原理、方案設計、實驗實施、實驗結果論證及實驗報告的輸出均是學生自己獨立完成，老師不再是一味地手把手教學生實驗，而是在旁加以指點，強調競爭意識和團隊意識，讓學生在不斷推敲，不斷論證的基礎上提高他們獨立思考，創新思維，綜合設計和知識運用能力。同時，針對本專業的情況，我們在大四上學期專門開設了一門實驗課即《水處理實驗新技術》，課堂講解與實驗相結合，先是利用少課時講解本專業近幾年的實驗改革及設備更新情況，再就是給學生從實驗設計，實驗操作到最后的數據處理進行一次系統的培訓，讓學生明白做科研論文所需具備的知識，然后安排了大量的實驗學時進行實驗，基本都是綜合設計性實驗，一個實驗內容基本上都包括了水質分析，微生物的馴化及污水處理幾門專業課的知識，使各專業課之間有了一個很好的銜接，達到融會貫通的目的。通過幾年的實踐證明，這次改革收到了比較好的效果，受到了相關老師和學生的好評。

2.2 運用多媒體教學技術，構建網絡教育平臺

當今社會是個網絡信息化社會，實驗室也充分利用了多媒體技術，把實驗原理、實驗儀器的使用、實驗過程等通過PPT或者是錄像、動漫等方式做成課件，建立網絡化實驗教學平臺，供學生查閱和使用，創建網上預約、網上課堂、網上答疑等方面的實時互動，適時掌握學生動態，進一步提升網絡使用效率和教學效果。

2.3 更新實驗教學設備，創造良好實驗環境

針對實驗室實驗設備過于陳舊的情況，讓學生與本專業的先進的科學技術接軌，學校近幾年大力支持了本專業實驗教學基礎設施建設，經費投入也很大，本專業的實驗設備不斷更新，并于2004年12月與建筑環境與設備工程專業一起申請得到“中央與地方共建高等學校基礎實驗室”基金200萬元，于2006年5月被確定為“武漢科技大學校級實驗教學示范中心”。同時在五年之內學校相應配套該中心建設資金100余萬元。中心現擁有建筑面積2180平方米，實驗設備資產達450余萬元。該中心的成立后，中心承擔武漢科技大學的給水排水工程、建筑環境與設備工程、土木工程、環境工程（碩士）、市政工程（碩士）等專業的相關實驗教學、創新能力培養及其他實踐性教學任務。另外每年也接待本校理學院、資源與環境工程學院、中南分校相關專業學生來中心做實驗，年接待學生近1500余人次，年實驗教學工作量達4萬余人時數。打破原有給水排水工程專業實驗室與建筑環境與設備工程專業實驗室之間的界限，優化實驗設備的配置，極大限度地減少實驗室重復建設的投入。

2.4 實施創新實驗教學模式，著手培養學生創新能力

本專業的所有實驗室均為開放型實驗室，實驗室全天免費為學生開放。開放實驗室主要倡導的是學生的主導地位，強化個性化教育，有利于創新人才的培養。首先，實驗教師根據每門課程的實驗教學大綱除設置一定的必修實驗外，還有個性化選修實驗，其難度一般都超出了教學大綱規定的難度，進一步提高學生的實驗水平。其次，學生有充分的自主權，實驗時間，實驗方案，實驗操作均由學生自主決定；還有，學生在實驗時提倡學生相互交流，教師隨時解決學生的問題，對于善于鉆研的學生，還可以讓學生跟著本校研究生及有科研課題的老師一起進行科研，盡可能的激發學生自主學習的積極性，挖掘其創新思維能力，培養其創造才能。

通過近幾年的改革試驗，我們已經有多項大學生科技創新作品獲獎和多篇科研論文發表。2007年獲第十屆“挑戰杯”飛利浦全國大學生課外學術科技作品競賽三等獎和湖北省第六屆“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽一等獎、三等獎各一項；2007-2008年連續兩年獲西蒙-國際銅業協會杯全國高等院校大學生綜合布線競賽三等獎兩項；2006年分別獲湖北省高校大學生機械設計創新大賽三等獎、第二屆全國ITAT教育工程就業技能大賽FLASH動畫設計中榮獲三等獎、首屆航天杯職業規劃設計大賽校三等獎各一項；學生在各類雜志上發表論文20篇以上。

3 結束語

實驗教學是給水排水工程專業的重要組成部分，好的實驗教學能大幅度提高學生的實踐和創新能力，提高學生的綜合素質。通過近幾年的實驗教學改革，本專業學生的實踐能力和創新能力明顯提高，得到了不少用人單位的好評，適應了社會發展的需要。但實驗教學改革是一項長期而艱巨的改革，面對行業的發展對人才的需求，我們改革步伐還應更加堅定，堅持改革與創新同步，實驗教學與時俱進，不斷完善，為本專業的實踐教學質量和整體教學水平的提高奠定堅實的基礎，為社會輸送更高層次的人才。

注釋

① 孟雪征，曹相生等.實驗教學改革是培養創新人才的關鍵[J].建筑教育改革理論與實踐，2007.9(6):295-297.

② 曾令初，孫連鵬等.環境工程專業實驗教學改革的探索[J].實驗室研究與探索，2008.27(3):89-92.

③ 趙麗紅，孫洪軍等.水處理微生物實驗教學改革初探[J].遼寧工業大學(社會科學版)，2010.12(2):137-138.