搭建创新人才培养的桥梁

摘要:本文介绍了华中科技大学环境实验教学中心申报省级示范实验中心建设的过程,阐述了实验教学示范中心在实验教学理念、实验教学内容与教学方法以及实验室管理等方面进行的全面改革,突出了学科优势,整合了教学资源,建立了在实验中心下以实验平台为实验教学的基本单位,淡化专业界限,突出资源共享,让学生个性化发展,为学生搭建开放创新的实验基地。

关键词:示范中心;开放化管理;实验教学

中图分类号:G647 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)04-0223-03

知识源于实践,能力在实践中得到锻炼和培养,素质在实践中得到提高,大学实验室就是实践的场所。华中科技大学环境实验教学中心以环境科学与工程学院为依托,主要承担给排水科学与工程、建筑环境与设备工程、环境工程3个本科专业和环境工程、市政工程、通风及暖通空调、环境科学、环境生态5个硕士专业的全部实验教学任务,2000年建成建设部给水排水重点实验室。

一、实验教学示范中心建设的指导思想

中心始终贯彻以培养工程实用化创新人才为目的的教学理念,根据国家“十二五”规划,节能减排及可再生能源的发展战略,密切结合环境友好型和资源节约型两型社会城市圈建设的人才需求,充分突出环境学科的综合性和实践性,加强工程基础知识、基本技能的培养,提高学生发现问题与解决问题的创新能力,增强学生的创新意识。依托于学院学科群体与科研力量的优势,科研与教学相结合,以科研促进教学工作的发展,贯彻“基础训练,能力拓展,素质提高”的实验教学宗旨,以转变教育思想为先导,加强学科之间的交互渗透和融合,构筑环境宽口径的实验教学平台,切实加强学生实践动手能力培养,顺应教育的开放化、信息化和国际化的发展趋势,以实现培养适应国民经济和社会发展的高素质人才的目标。

二、实验教学中心建设

1.实验教学体系的改革。环境学院现有的环境工程、给水排水工程、建筑环境与设备工程3个本科专业,由于学科的共通性有许多实验资源应该是可以共享的,各个专业的专业课实验之间也应该是可以互补的。然而,现有的教学实验体系往往随课程设置,零散而不系统,单调而生硬,既浪费了有限的教学资源,又无法激发学生的学习兴趣。实验中心利用学校教学实验建设项目进行教学实验资源的整合。实验中心以实验教学体系改革为先导,以实验教学队伍建设与管理运行体制改革为保障,以加强综合性、设计性、研究创新性实验为重点,将理论教学与实验教学统筹协调,建设环境学科综合实验平台并进行三项重大改革:①实验教学内容的改革。将全院3个专业分散的依附于理论课的专业课实验整合为6门独立实验课(见表1)。

②实验室体制改革。建立实验中心下以实验平台为实验教学单位的新型模式。淡化专业界限,突出共享功能。实验中心下设“水污染控制工程”、“大气污染控制与建筑环境”、“固废污染控制与资源化”三大实验平台。每个平台由教授负责,实验室人员、研究生助管共同管理。实验人员可参与多个实验平台的工作,形成实验教学与理论教学队伍互通,教学科研兼容、结构合理的团队。③理论教学改革。与实验教学改革协调,调整理论教学时数与实验教学时数,加强实验环节。随着社会对学生动手能力的要求越来越高,高等学校的实验教学内容与要求也应不断增加。但是学校的教学总时数又有限,使得实验教学内容与实验教学时数的矛盾越来越突出,解决这个矛盾的有效办法,除适当压缩理论时数以增加实验时数外,就是对实验教学内容、实验教学方法与实验教学体系进行改革。水污染控制实验平台开发出一系列以小型化、集成化、可视化为特点的自制实验教学仪器和设备,部分自制设备实现了数字化。像开设的“废水高级氧化处理实验”对废水水质有较宽范围的适应能力,可对各种工业废水的氧化过程进行模拟研究,并可进行废水氧化机理的深入探讨。同时在处理某一种废水时,力求通过有效地调节寻找最佳的工艺和运行参数,为装置的实际应用提供依据。并且,学生利用这套实验装置还可完成多种氧化的组合与耦合反应等实验项目,如单独的O3氧化实验、紫外(UV)氧化实验、Fenton氧化实验等,以及以上各氧化技术的组合实验,更重要的是激发学生的动手能力,点燃学生的创新欲望。

2.实验教学环境的改善。过去有一种比较夸张的比喻——华工有多大,环境学院实验室就有多大。实验室分布从主校区西七楼四楼、能源学院三楼、高压等离子实验室到东校区力学馆。实验场地分散,人员分散,不好管理,学生做实验也很不方便。经过与学校有关部门的协调,如今将环境学院实验中心集中建在东校区环境楼1~4楼。将本科教学全部集中在环境楼1楼和3楼,4楼专门设立大型仪器室承接对外开放服务。现在,环境楼固废大厅为200m2,组建固废污染控制与资源化实验平台,水污染控制综合实验平台现有8间实验室和1个实验大厅,面积为500m2。环境楼西侧建成大气污染控制综合实验平台,建筑面积700m2。硬件、软件双管齐下搞好建设,确保实验中心建设上一个新台阶。

3.实验教学设备的改善。进一步巩固、完善大型仪器设备管理,实验中心已建立一支由专职技术人员和研究生助教人员组成的大型仪器管理队伍,负责大型仪器的使用、维护。开展研究生、本科生大型仪器设备使用培训,大大提高仪器设备的利用率,对全院教学用房、仪器用房全面规划与分配,改变以前教学、科研、仪器用房混乱和无序的现状。现在经过调整、协调,扩大了大型仪器用房面积,更利于仪器设备的集中管理与使用,方便对学生开放使用。通过对全院的清查、摸底,有针对性的维修一批使用频繁、使用面广的仪器设备,力求做到仪器设备在功能完好的情况下对外开放,提高教学仪器设备的利用率,建立仪器设备共享平台,在学院网上开辟实验中心对外开放仪器设备信息。学生、教师从网上就可以查到仪器设备的型号、规格、购入时间、放置地点、管理者、适用范围等相关信息。

三、特色与成果

通过规划建设,实验中心确立了“开放化管理”的思想,即实验内容的开放,学生可通过网上选课系统,选择实验项目、选择做实验时间、选择参考资料等,自主选择综合性和创新性实验。通过构建自主学习研究性实验使学生了解学科的前沿动态,将教学内容与科研密切联系,逐步将教师的高水平科研成果转化为实验教学内容。同时,建立本科生导师制。实验教学实现了技术与前沿、经典与现代的有机结合。例如针对食品安全问题中普遍关注的农药残留问题,采用我院教师研发的“便携式农药残留检测仪”及其分析和数据处理方法,开设了“酶抑制法快速测定果蔬中的残留农药”实验,极大的提高了学生对前沿科学问题的认识,深受广大学生的欢迎,并取得了显著的成果。本科生已在Chemosphere等SCI期刊上发表了多篇论文。经过几年的努力建设,实验中心成绩斐然。《给水工程》、《排水工程》、《大气污染控制工程》、《固体废物处理与资源化》等多门课程被评为省部级、校级精品及优质课程,先后公开出版各类教材27本,中心承担教改、实验技术研究等项目近40项,其中教学、教改项目《给水排水专业课程体系改革建设的研究与实践》获国家级教学成果二等奖,科研获国家、省部级奖18项,在核心以上刊物上发表科研论文400余篇,在三大索引发表学术论文百余篇,获得发明专利24项,实用新型专利18项。依托于实验教学中心,学生科技创新成绩显著。环境工程专业本科生薛珺获2004年全国“挑战杯”创业计划大赛金奖;给排水专业陈志峰获2007年全球微软IT大赛第一名。国家级、省级优秀本科生毕业设计论文50余篇,校级优良生产实习队6个。

四、规划

环境实验教学是培养环境科学与工程相关专业本科生实践和创新能力的重要一环。近年来,在实验中心师生员工的共同努力下,环境实验教学中心从早期的基础型和综合型实验,发展到现在的设计型创新实验。对于环境实验教学示范中心的建设,我们深感任重而道远。我们的目标是把华中科技大学环境实验教学中心建设成为高水平国家级的实验教学示范中心,充分发挥我校理、工、医、文、管多学科交叉的优势,在高等学校环境实验教学中发挥示范和辐射作用

参考文献:

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