環(huán)境科學(xué)教學(xué)創(chuàng)新思路

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1創(chuàng)新能力培養(yǎng)思路

1．1找出存在問(wèn)題

以往的高校培養(yǎng)模式中，受傳統(tǒng)的“重理論、輕實(shí)踐，重知識(shí)，輕能力”思想觀念的影響，普遍存在著重視理論教學(xué)、忽視實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在:實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)不是以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為直接教學(xué)目標(biāo)，而是以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)，熟練掌握某種操作技能為目的;實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容過(guò)度依附于理論教學(xué)，演示性、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)類型較多，綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)較少;實(shí)驗(yàn)教材落后，未跟上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展;實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程強(qiáng)調(diào)模仿和訓(xùn)練，學(xué)生只需要按照實(shí)驗(yàn)教材規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方案、儀器、設(shè)備和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀察和記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果即可，學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)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(qiáng)的學(xué)科，而且發(fā)展十分迅速，領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大，熱點(diǎn)問(wèn)題不斷涌現(xiàn)，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(yǎng)模式，開(kāi)拓新的培養(yǎng)方法［6-7］。

1．2確立創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

為適應(yīng)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(yàn)教學(xué)中心在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，以學(xué)生為本，以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、調(diào)動(dòng)學(xué)生潛能、提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力為目標(biāo)，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段［8］，摸索出了一套創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。該模式可歸納為“頂天”、“立地”式，即:一方面依托國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程中心等高水平教學(xué)科研平臺(tái)和環(huán)境學(xué)院高水平的師資隊(duì)伍，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生早期進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)“頂天”;另一方面將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程應(yīng)用和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合，加強(qiáng)暑期學(xué)校的生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，建立穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)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(lì)學(xué)生走出象牙塔、關(guān)愛(ài)自然、服務(wù)公眾、回報(bào)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(xiàn)“立地”。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合的方式

2．1科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與我國(guó)環(huán)保形勢(shì)和國(guó)際學(xué)術(shù)前沿接軌，鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)教師積極開(kāi)展科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)改革研究，將自己的科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容。如:早在上世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)室主任孔令仁教授就將自己的“光化學(xué)氧化降解有機(jī)污染物”的研究成果轉(zhuǎn)化到專業(yè)實(shí)驗(yàn)課“環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)”中，開(kāi)發(fā)了“萘水溶液中的光化學(xué)氧化實(shí)驗(yàn)”、“產(chǎn)生柱法測(cè)定萘水的溶解度”等新實(shí)驗(yàn)，近年還把新開(kāi)發(fā)的“多功能光降解儀器”應(yīng)用到教學(xué)實(shí)驗(yàn)中;楊柳燕教授把國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目研究成果轉(zhuǎn)化成“環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”中“有機(jī)污染物的微生物降解—高效脫酚菌的分離和篩選實(shí)驗(yàn)”，并將Ames試驗(yàn)轉(zhuǎn)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(yàn)”;孫成教授把新技術(shù)“雙波長(zhǎng)與導(dǎo)數(shù)光譜法”應(yīng)用到專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課“環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)”中，開(kāi)發(fā)了新實(shí)驗(yàn)“雙波長(zhǎng)與導(dǎo)數(shù)光譜法測(cè)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(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“環(huán)糊精對(duì)難降解有機(jī)污染物的降解機(jī)理研究”的部分內(nèi)容編寫(xiě)成研究性實(shí)驗(yàn)———“增溶實(shí)驗(yàn)”，應(yīng)用于低年級(jí)學(xué)生的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)中，等等。

2．2本科生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)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(xùn)練計(jì)劃，由本科學(xué)生個(gè)人或創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，自主選題、自主設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)。環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在學(xué)校投入專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)、設(shè)立創(chuàng)新訓(xùn)練指導(dǎo)中心的基礎(chǔ)上，追加投入經(jīng)費(fèi)和人員指導(dǎo)，構(gòu)建了完整的國(guó)家、省、校、院系四級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練體系，積極組織學(xué)生申報(bào)，學(xué)生也展現(xiàn)出較高的科研熱情和良好的實(shí)踐能力。3年來(lái)累計(jì)申報(bào)通過(guò)65項(xiàng)，支持總經(jīng)費(fèi)26．7萬(wàn)元。其中2007年獲得國(guó)家級(jí)、省級(jí)重點(diǎn)支持的7項(xiàng)，校級(jí)項(xiàng)目8項(xiàng);2008年獲得國(guó)家級(jí)、省級(jí)重點(diǎn)支持的7項(xiàng)，校級(jí)項(xiàng)目15項(xiàng);2009年目前已獲得省級(jí)1項(xiàng)，校級(jí)14項(xiàng)。迄今已結(jié)題16項(xiàng)，獲得國(guó)家級(jí)優(yōu)秀3項(xiàng)。

2．3開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)

南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心根據(jù)低年級(jí)學(xué)生主要接受化學(xué)、生物、物理等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的特點(diǎn)，依據(jù)學(xué)校“優(yōu)化課內(nèi)”，“強(qiáng)化課外”的教學(xué)原則，為浦口校區(qū)一二年級(jí)學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，設(shè)置開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，提高低年級(jí)學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及手段均綜合了多門(mén)學(xué)科，是集基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)與實(shí)際應(yīng)用為一體的綜合性實(shí)驗(yàn)。其中包括:小麥?zhǔn)苤亟饘倜{迫實(shí)驗(yàn)研究、工業(yè)廢水實(shí)驗(yàn)室模擬多級(jí)處理實(shí)驗(yàn)、浦園室內(nèi)外環(huán)境空氣污染檢測(cè)與控制研究、浦園水體富營(yíng)養(yǎng)化檢測(cè)與控制研究等12項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。參加學(xué)生120人次/年，并提交相應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告及論文［9-10］。

2．4本科生導(dǎo)師制度

為強(qiáng)化科研與教學(xué)的相互滲透，鼓勵(lì)學(xué)生早期進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研訓(xùn)練，環(huán)境學(xué)院設(shè)立了本科生導(dǎo)師制度，吸納本科生在二三年級(jí)即可自主選擇導(dǎo)師、參與導(dǎo)師承擔(dān)的重大課題的研究，并對(duì)本科生開(kāi)放重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、資料室，提倡本科生和研究生合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究活動(dòng)，鼓勵(lì)本科生學(xué)研結(jié)合，積極撰寫(xiě)和發(fā)表學(xué)術(shù)論文。在本科學(xué)習(xí)階段，很多學(xué)生受益于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和本科生導(dǎo)師制度，發(fā)表了學(xué)術(shù)論文，參與了專利申請(qǐng)。近年來(lái)，本科生37篇，其中SCI論文10篇。

2．5本科畢業(yè)論文和設(shè)計(jì)與導(dǎo)師科研課題掛鉤

多數(shù)本科生畢業(yè)論文和設(shè)計(jì)均從導(dǎo)師承擔(dān)的課題中選題，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸學(xué)術(shù)前沿。根據(jù)近3年的統(tǒng)計(jì)，41%的本科生畢業(yè)論文選題來(lái)自指導(dǎo)老師承擔(dān)的國(guó)家級(jí)課題，29%來(lái)自省部級(jí)項(xiàng)目。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程應(yīng)用和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合的方式

環(huán)境科學(xué)與工程是應(yīng)用性極強(qiáng)、與社會(huì)密切相關(guān)的學(xué)科，承擔(dān)著解決經(jīng)濟(jì)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(yàn)教學(xué)中心突出理論教學(xué)與實(shí)際工程和社會(huì)應(yīng)用的結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生走出象牙塔［11-12］，通過(guò)多種方式達(dá)到關(guān)愛(ài)自然、服務(wù)公眾、回報(bào)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，著力培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)。中心承擔(dān)了環(huán)境學(xué)院“暑期學(xué)校”的教學(xué)任務(wù)，通過(guò)聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)設(shè)專題課及講座、安排研究型實(shí)驗(yàn)、組織數(shù)學(xué)建模等競(jìng)賽培訓(xùn)、建立穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)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(dǎo)學(xué)生完成實(shí)習(xí)報(bào)告、小學(xué)期總結(jié)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(xí)

中心與多家科研院所、企業(yè)、環(huán)保管理部門(mén)建立了長(zhǎng)期的合作關(guān)系，擁有穩(wěn)定的教學(xué)實(shí)習(xí)基地，為學(xué)生提供接觸工程和社會(huì)的機(jī)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(tǒng)實(shí)驗(yàn)站、中石化揚(yáng)子石化水廠、南京大學(xué)宜興環(huán)保科技研發(fā)中心、江蘇泗洪洪澤湖濕地自然保護(hù)區(qū)、江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院、江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站、南京市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站、常州市環(huán)境保護(hù)局、江蘇戈德環(huán)?？萍加邢薰?、江蘇三強(qiáng)環(huán)境工程有限公司等。這些實(shí)習(xí)基地均有良好的設(shè)施、穩(wěn)定的指導(dǎo)教師隊(duì)伍，教學(xué)實(shí)習(xí)工作規(guī)范化、制度化，能滿足不同專業(yè)教學(xué)實(shí)習(xí)的要求。其中南京大學(xué)宜興環(huán)?？萍佳邪l(fā)中心為環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生提供中試基地，成為實(shí)驗(yàn)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(yǎng)學(xué)生人文素養(yǎng)的重要手段，學(xué)生經(jīng)過(guò)社會(huì)實(shí)踐的洗禮后能達(dá)到“長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，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(xù)3年被評(píng)為“南京大學(xué)暑期社會(huì)實(shí)踐先進(jìn)集體”，多支團(tuán)隊(duì)和個(gè)人受到省級(jí)和校級(jí)表彰。以2008年為例，成功申請(qǐng)暑期社會(huì)實(shí)踐團(tuán)隊(duì)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(jī)，其中“濕地使者行動(dòng)”、“綠色蒲公英”等實(shí)踐團(tuán)均引起了當(dāng)?shù)毓姾兔襟w的關(guān)注和稱贊。

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(hù)協(xié)會(huì)的活動(dòng)，在學(xué)生中開(kāi)展各類環(huán)境主題活動(dòng)，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)外交流，服務(wù)于社會(huì)。如開(kāi)展各類環(huán)保知識(shí)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(nèi)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(yáng)州市開(kāi)展環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與人身健康調(diào)研系列活動(dòng);組織綠色長(zhǎng)征活動(dòng)、濕地使者行動(dòng)等品牌活動(dòng)。

3．5實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)到海外

為拓展人才培養(yǎng)視野，中心致力于本科生國(guó)際交流合作，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂開(kāi)到海外。

(1)本科生赴海外著名大學(xué)插班學(xué)習(xí)。每年均有人數(shù)不等的學(xué)生派到美國(guó)、澳大利亞、日本、芬蘭和香港等地學(xué)習(xí)和生活，直接接受?chē)?guó)外著名大學(xué)的熏陶，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛧?guó)際化的眼光。

(2)赴美科學(xué)實(shí)踐之旅。聯(lián)合美國(guó)自然科學(xué)研究院和美國(guó)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(xí)交流團(tuán)隊(duì)，赴美國(guó)費(fèi)城等地參加了為期20天的活動(dòng)，以引導(dǎo)學(xué)生走出校園、邁出國(guó)門(mén)、接觸世界、開(kāi)拓視野，在理論聯(lián)系實(shí)際的基礎(chǔ)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(dāng)前環(huán)境問(wèn)題的有效途徑。

(3)赴名古屋市、常州市污水處理廠參觀比較實(shí)踐。2008年8月，05級(jí)同學(xué)組團(tuán)聯(lián)系并參觀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，通過(guò)與名古屋污水處理廠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(xiàn)狀、所面臨的難題以及處理工藝等展開(kāi)討論，同時(shí)結(jié)合環(huán)境工程暑期實(shí)習(xí)前往常州市污水處理廠的生產(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(guó)在發(fā)展污水處理時(shí)的著力點(diǎn)，如何預(yù)防缺乏遠(yuǎn)見(jiàn)的發(fā)展模式。

4結(jié)語(yǔ)

當(dāng)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(shí)日益提高，隨之而來(lái)的對(duì)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(duì)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(duì)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(yàn)教學(xué)培養(yǎng)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。