工程認證理念下環境工程專業實驗教學體系的設計與構建

李正 張健 王冰 張蘭河

摘 要：本科專業人才培養方案實驗教學體系的設計與構建，是培養符合社會發展的應用型高素質人才的重要手段，也是實現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境工程專業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改進提供了有益借鑒。

關鍵詞：環境工程;實驗教學;評價體系

環境工程專業是集自然科學、技術科學、社會科學于一體的綜合性學科專業，具有理論性、技術性和實踐性強的特點[1]。環境工程專業近年來取得了長足發展，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境工程專業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節[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代分析儀器的能力，現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。

隨著我國生態環境的日益惡化，環境保護問題提到了前所未有的高度，對環境類人才的需求也提升到了一個新的高度。如何培養出理論基礎扎實、動手能力強、具備綜合素質的新型人才，滿足國家環保政策實施需要，是環境工程專業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境工程實驗教學體系構建，以期對完善環境工程實踐教學體系，加強綜合型人才培養提供有益的借鑒。

一、實驗教學體系發展現狀

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質量的高低。現階段實驗教學體系存在著以下主要的問題：（1）現有的實驗教學體系缺乏系統性、綜合性，學生雖然全面學習了本專業知識，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，基礎實驗和專業課實驗都采用相同的考評方法，區分度不夠，培養的能力目標沒有針對性。

二、實驗教學內容體系設計

環境工程專業的主要目標是培養寬專業口徑、有管理能力以及滿足國家環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。注重實驗操作是否規范標準、參數選擇是否合理、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，依托于環境工程專業課。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：根據吉林市某電廠的煙氣排放狀況，設計一個煙氣脫硫系統的改進方案。給學生提供基本的設計參數和現有運行工藝，讓學生根據所學知識進行改進。讓學生應用已學習過的專業知識，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，為后續學習、實踐、科研打下良好基礎，全面提升綜合素質。

（三）創新性實驗

創新性實驗面向大三、大四學生，依托于環境工程專業課。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新意識的培養，不要求實驗設計開展的完整情況，強調實驗設計的創新性，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、可行性和創新性。使學生開拓思維，掌握科研創新的基本思路和方法，接觸本專業的前言課題，拓寬眼界和思路。

三、實驗教學評價體系構建

環境工程專業實驗主要由基礎化學知識、工程基礎知識、專業實驗知識組成。實驗教學體系既要滿足不同層次學生需求，同時還要保證優質學生能力提高。合理地評價體系是實現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

環境工程專業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基礎課和專業課完成，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，把握其內在聯系。在教學改革中強調增加綜合性實驗，有助于培養學生綜合運用知識、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）創新性實驗評價體系

創新性實驗通常由老師根據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知識和實驗技能參與研制和開發，發揮學生的才干，拓展學生的能力。這類實驗的開展以培養學生興趣、挖掘學生潛能、提高學生創新能力以及獨立思考為目標。考核方式以考查學生創新能力、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，是實現高等教育學生綜合素質培養的有效保障。實驗教學體系的改革與實踐，是實現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。本文對環境工程專業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，可有效實現學生綜合能力的培養，也為工程教育認證實驗教學體系的改革與創新提供了有益借鑒。

參考文獻：

[1]閻波，趙興貴，李海明，等.環境科學專業綜合性實驗教學的探索與實踐[J].中國輕工教育，2016（5）：63-66.

[2]趙庚升，陶田，馮岑明，等.高校實驗課成績考核與評定探討[J].實驗室研究與探索，2015，34（7）：246-249.

[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.