環(huán)境科學(xué)教學(xué)創(chuàng )新思路論文
1創(chuàng )新能力培養思路
1．1找出存在問(wèn)題
以往的高校培養模式中，受傳統的“重理論、輕實(shí)踐，重知識，輕能力”思想觀(guān)念的影響，普遍存在著(zhù)重視理論教學(xué)、忽視實(shí)踐教學(xué)的現象，具體表現在:實(shí)驗教學(xué)的目標不是以培養創(chuàng )新人才為直接教學(xué)目標，而是以強化學(xué)生對理論知識學(xué)習，熟練掌握某種操作技能為目的;實(shí)驗教學(xué)內容過(guò)度依附于理論教學(xué)，演示性、驗證性的實(shí)驗類(lèi)型較多，綜合性、設計性的實(shí)驗較少;實(shí)驗教材落后，未跟上現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展;實(shí)驗教學(xué)過(guò)程強調模仿和訓練，學(xué)生只需要按照實(shí)驗教材規定的實(shí)驗方案、儀器、設備和實(shí)驗步驟進(jìn)行實(shí)驗操作、觀(guān)察和記錄實(shí)驗結果即可，學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中只是被動(dòng)參與，沒(méi)有主動(dòng)思考。環(huán)境科學(xué)與工程是實(shí)踐性很強的學(xué)科，而且發(fā)展十分迅速，領(lǐng)域在不斷擴大，熱點(diǎn)問(wèn)題不斷涌現，學(xué)科水平提升很快，但在本科教學(xué)中也普遍存在前述問(wèn)題，亟待確立新的培養模式，開(kāi)拓新的培養方法［6-7］。
1．2確立創(chuàng )新能力培養模式
為適應學(xué)科發(fā)展和社會(huì )服務(wù)的要求，南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗教學(xué)中心在實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中，以學(xué)生為本，以培養學(xué)生綜合素質(zhì)、調動(dòng)學(xué)生潛能、提高學(xué)生自主創(chuàng )新能力為目標，不斷改進(jìn)實(shí)驗教學(xué)方法和手段［8］，摸索出了一套創(chuàng )新能力培養模式。該模式可歸納為“頂天”、“立地”式，即:一方面依托國家重點(diǎn)學(xué)科、國家重點(diǎn)實(shí)驗室、國家工程中心等高水平教學(xué)科研平臺和環(huán)境學(xué)院高水平的師資隊伍，將實(shí)驗教學(xué)與科研相結合，鼓勵學(xué)生早期進(jìn)入實(shí)驗室進(jìn)行科研訓練，實(shí)現“頂天”;另一方面將實(shí)驗教學(xué)與工程應用和社會(huì )實(shí)踐相結合，加強暑期學(xué)校的生產(chǎn)實(shí)習和實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，建立穩定的校外實(shí)習基地和中試基地，開(kāi)展多種形式的社會(huì )實(shí)踐活動(dòng)，鼓勵學(xué)生走出象牙塔、關(guān)愛(ài)自然、服務(wù)公眾、回報社會(huì )，鍛煉學(xué)生切實(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，實(shí)現“立地”。
2實(shí)驗教學(xué)與科研相結合的方式
2．1科研成果轉化為實(shí)驗內容
南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗教學(xué)中心堅持實(shí)驗教學(xué)內容與我國環(huán)保形勢和國際學(xué)術(shù)前沿接軌，鼓勵實(shí)驗教師積極開(kāi)展科學(xué)研究和實(shí)驗改革研究，將自己的科研成果轉化為實(shí)驗教學(xué)的內容。如:早在上世紀90年代，當時(shí)的實(shí)驗室主任孔令仁教授就將自己的“光化學(xué)氧化降解有機污染物”的研究成果轉化到專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課“環(huán)境化學(xué)實(shí)驗”中，開(kāi)發(fā)了“萘水溶液中的光化學(xué)氧化實(shí)驗”、“產(chǎn)生柱法測定萘水的溶解度”等新實(shí)驗，近年還把新開(kāi)發(fā)的“多功能光降解儀器”應用到教學(xué)實(shí)驗中;楊柳燕教授把國家自然科學(xué)基金項目研究成果轉化成“環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗”中“有機污染物的微生物降解—高效脫酚菌的分離和篩選實(shí)驗”，并將Ames試驗轉化為“鼠傷寒沙門(mén)氏菌/哺乳動(dòng)物肝微粒體致突變性實(shí)驗”;孫成教授把新技術(shù)“雙波長(cháng)與導數光譜法”應用到專(zhuān)業(yè)基礎實(shí)驗課“環(huán)境監測實(shí)驗”中，開(kāi)發(fā)了新實(shí)驗“雙波長(cháng)與導數光譜法測定廢水中苯酚與2，4－二硝基苯酚”;高士祥教授將其主持的國家自然科學(xué)基金項目“環(huán)糊精對難降解有機污染物的降解機理研究”的部分內容編寫(xiě)成研究性實(shí)驗———“增溶實(shí)驗”，應用于低年級學(xué)生的開(kāi)放性實(shí)驗中，等等。
2．2本科生創(chuàng )新性實(shí)驗計劃
南京大學(xué)自2007年4月起全面啟動(dòng)了大學(xué)生創(chuàng )新訓練計劃，由本科學(xué)生個(gè)人或創(chuàng )新團隊在指導教師的指導下，自主選題、自主設計并完成實(shí)驗。環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗教學(xué)中心在學(xué)校投入專(zhuān)項經(jīng)費、設立創(chuàng )新訓練指導中心的基礎上，追加投入經(jīng)費和人員指導，構建了完整的國家、省、校、院系四級大學(xué)生創(chuàng )新訓練體系，積極組織學(xué)生申報，學(xué)生也展現出較高的科研熱情和良好的實(shí)踐能力。3年來(lái)累計申報通過(guò)65項，支持總經(jīng)費26．7萬(wàn)元。其中2007年獲得國家級、省級重點(diǎn)支持的7項，校級項目8項;2008年獲得國家級、省級重點(diǎn)支持的7項，校級項目15項;2009年目前已獲得省級1項，校級14項。迄今已結題16項，獲得國家級優(yōu)秀3項。
2．3開(kāi)放性實(shí)驗
南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗教學(xué)中心根據低年級學(xué)生主要接受化學(xué)、生物、物理等基礎實(shí)驗訓練的特點(diǎn)，依據學(xué)�！皟�(yōu)化課內”，“強化課外”的教學(xué)原則，為浦口校區一二年級學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗室，設置開(kāi)放性實(shí)驗，提高低年級學(xué)生對專(zhuān)業(yè)的認識。開(kāi)放實(shí)驗的內容及手段均綜合了多門(mén)學(xué)科，是集基礎知識、學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)與實(shí)際應用為一體的綜合性實(shí)驗。其中包括:小麥受重金屬脅迫實(shí)驗研究、工業(yè)廢水實(shí)驗室模擬多級處理實(shí)驗、浦園室內外環(huán)境空氣污染檢測與控制研究、浦園水體富營(yíng)養化檢測與控制研究等12項實(shí)驗項目。參加學(xué)生120人次/年，并提交相應實(shí)驗報告及論文［9-10］。
2．4本科生導師制度
為強化科研與教學(xué)的相互滲透，鼓勵學(xué)生早期進(jìn)入實(shí)驗室進(jìn)行科研訓練，環(huán)境學(xué)院設立了本科生導師制度，吸納本科生在二三年級即可自主選擇導師、參與導師承擔的重大課題的研究，并對本科生開(kāi)放重點(diǎn)實(shí)驗室、資料室，提倡本科生和研究生合作進(jìn)行實(shí)驗和研究活動(dòng)，鼓勵本科生學(xué)研結合，積極撰寫(xiě)和發(fā)表學(xué)術(shù)論文。在本科學(xué)習階段，很多學(xué)生受益于創(chuàng )新性實(shí)驗計劃和本科生導師制度，發(fā)表了學(xué)術(shù)論文，參與了專(zhuān)利申請。近年來(lái)，本科生發(fā)表論文37篇，其中SCI論文10篇。
2．5本科畢業(yè)論文和設計與導師科研課題掛鉤
多數本科生畢業(yè)論文和設計均從導師承擔的課題中選題，使學(xué)生有機會(huì )接觸學(xué)術(shù)前沿。根據近3年的統計，41%的本科生畢業(yè)論文選題來(lái)自指導老師承擔的國家級課題，29%來(lái)自省部級項目。
3實(shí)驗教學(xué)與工程應用和社會(huì )實(shí)踐相結合的方式
環(huán)境科學(xué)與工程是應用性極強、與社會(huì )密切相關(guān)的學(xué)科，承擔著(zhù)解決經(jīng)濟發(fā)展中必然伴隨而來(lái)的環(huán)境問(wèn)題的重任。因此，實(shí)驗教學(xué)中心突出理論教學(xué)與實(shí)際工程和社會(huì )應用的結合，鼓勵學(xué)生走出象牙塔［11-12］，通過(guò)多種方式達到關(guān)愛(ài)自然、服務(wù)公眾、回報社會(huì )的目的`。
3．1暑期學(xué)校
南京大學(xué)自2003年起實(shí)行3學(xué)期制，在暑期舉辦5周時(shí)間的暑期學(xué)校，著(zhù)力培養學(xué)生綜合素質(zhì)。中心承擔了環(huán)境學(xué)院“暑期學(xué)�！钡慕虒W(xué)任務(wù)，通過(guò)聘請國內外學(xué)者開(kāi)設專(zhuān)題課及講座、安排研究型實(shí)驗、組織數學(xué)建模等競賽培訓、建立穩定的校外實(shí)習基地、以及開(kāi)展多種形式的社會(huì )實(shí)踐活動(dòng)，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，并通過(guò)指導學(xué)生完成實(shí)習報告、小學(xué)期總結或撰寫(xiě)學(xué)術(shù)小論文等，提高綜合能力。
3．2教學(xué)實(shí)習
中心與多家科研院所、企業(yè)、環(huán)保管理部門(mén)建立了長(cháng)期的合作關(guān)系，擁有穩定的教學(xué)實(shí)習基地，為學(xué)生提供接觸工程和社會(huì )的機會(huì )。這些基地包括:南京地理與湖泊研究所太湖生態(tài)系統實(shí)驗站、中石化揚子石化水廠(chǎng)、南京大學(xué)宜興環(huán)�？萍佳邪l(fā)中心、江蘇泗洪洪澤湖濕地自然保護區、江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院、江蘇省環(huán)境監測中心站、南京市環(huán)境監測中心站、常州市環(huán)境保護局、江蘇戈德環(huán)�？萍加邢薰�、江蘇三強環(huán)境工程有限公司等。這些實(shí)習基地均有良好的設施、穩定的指導教師隊伍，教學(xué)實(shí)習工作規范化、制度化，能滿(mǎn)足不同專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)習的要求。其中南京大學(xué)宜興環(huán)�？萍佳邪l(fā)中心為環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生提供中試基地，成為實(shí)驗教學(xué)中重要的組成部分。
3．3暑期社會(huì )實(shí)踐
暑期社會(huì )實(shí)踐是鍛煉學(xué)生能力、培養學(xué)生人文素養的重要手段，學(xué)生經(jīng)過(guò)社會(huì )實(shí)踐的洗禮后能達到“長(cháng)見(jiàn)識，增才干”的鍛煉效果。中心在學(xué)生實(shí)踐方面給予了很高的支持力度，連續3年被評為“南京大學(xué)暑期社會(huì )實(shí)踐先進(jìn)集體”，多支團隊和個(gè)人受到省級和校級表彰。以2008年為例，成功申請暑期社會(huì )實(shí)踐團隊9個(gè)，都非常成功地完成了實(shí)踐任務(wù)，取得了優(yōu)異的成績(jì)，其中“濕地使者行動(dòng)”、“綠色蒲公英”等實(shí)踐團均引起了當地公眾和媒體的關(guān)注和稱(chēng)贊。
3．4環(huán)保協(xié)會(huì )活動(dòng)
中心通過(guò)支持南京大學(xué)環(huán)境保護協(xié)會(huì )的活動(dòng)，在學(xué)生中開(kāi)展各類(lèi)環(huán)境主題活動(dòng)，同時(shí)加強學(xué)生對外交流，服務(wù)于社會(huì )。如開(kāi)展各類(lèi)環(huán)保知識講座;組織“綠色”系列活動(dòng)———與南京大學(xué)青年志愿者協(xié)會(huì )合作在校內以及紫金山開(kāi)展垃圾清理志愿服務(wù);在南京市梅花山以及揚州市開(kāi)展環(huán)境風(fēng)險與人身健康調研系列活動(dòng);組織綠色長(cháng)征活動(dòng)、濕地使者行動(dòng)等品牌活動(dòng)。
3．5實(shí)驗教學(xué)開(kāi)到海外
為拓展人才培養視野，中心致力于本科生國際交流合作，將實(shí)驗教學(xué)的課堂開(kāi)到海外。
(1)本科生赴海外著(zhù)名大學(xué)插班學(xué)習。每年均有人數不等的學(xué)生派到美國、澳大利亞、日本、芬蘭和香港等地學(xué)習和生活，直接接受?chē)庵?zhù)名大學(xué)的熏陶，培養實(shí)驗能力和國際化的眼光。
(2)赴美科學(xué)實(shí)踐之旅。聯(lián)合美國自然科學(xué)研究院和美國圣約瑟夫大學(xué)于2008年8月共同組織了一支包括2名教授、2名博士生、2名碩士生和8名本科生的學(xué)習交流團隊，赴美國費城等地參加了為期20天的活動(dòng)，以引導學(xué)生走出校園、邁出國門(mén)、接觸世界、開(kāi)拓視野，在理論聯(lián)系實(shí)際的基礎上深入探究環(huán)境問(wèn)題的根源和本質(zhì)，努力探求解決當前環(huán)境問(wèn)題的有效途徑。
(3)赴名古屋市、常州市污水處理廠(chǎng)參觀(guān)比較實(shí)踐。2008年8月，05級同學(xué)組團聯(lián)系并參觀(guān)了日本名古屋市的名古屋市寶神污水、污泥處理場(chǎng)、寶神廢物回收利用中心以及挖留污水處理廠(chǎng)，通過(guò)與名古屋污水處理廠(chǎng)與工作人員深入交流，就名古屋市污水處理事業(yè)發(fā)展、現狀、所面臨的難題以及處理工藝等展開(kāi)討論，同時(shí)結合環(huán)境工程暑期實(shí)習前往常州市污水處理廠(chǎng)的生產(chǎn)實(shí)踐，比較了兩市污水處理發(fā)展情況，嘗試找出差距，并探究了中國在發(fā)展污水處理時(shí)的著(zhù)力點(diǎn)，如何預防缺乏遠見(jiàn)的發(fā)展模式。
4結語(yǔ)
當今社會(huì )的環(huán)境問(wèn)題日益突出，人民群眾的環(huán)境意識日益提高，隨之而來(lái)的對環(huán)境科學(xué)與工程高技術(shù)人才的需求量越來(lái)越大，同時(shí)對環(huán)境科學(xué)與工程高技術(shù)人才的要求也越來(lái)越高。面對這種需求，在今后的工作實(shí)踐中，我們還需不斷努力、不斷探索，以充分發(fā)揮實(shí)驗教學(xué)培養學(xué)生創(chuàng )新精神及科研能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要作用。
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