教改论文
打造专业实验精品夯实创新教育根基
摘要：专业实验是对专业和专业基础知识的综合运用过程，通过精品实验项目建设，对专业实验进行改革，使之成为创新教育的有力保障。在实验内容上提高了实验项目的知识面跨度和综合度；在学生参与方式上增加了学生自主创新部分，变被动实验为主动实验；在实验报告撰写上变格式化的实验报告为多元化的科技论文写作；考核重点在于实验设计的科学性和创新性、实验结果的理论和实践意义、讨论的深广度和合理性。学生在查阅专业文献过程中，开阔了专业视野，锻炼了文献综述能力、科技论文写作和提炼问题的能力；在实验设计中经历了从理论到实践的综合运用过程，创新性也在此过程中体现；在实验操作过程中锻炼了观察问题、解决问题的能力；在论文化实验报告撰写中锻炼了学生处理数据能力、综合分析专业知识的能力。
关键词：创新教育；环境工程；专业实验
“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界民族之林。”培养创新型人才已经成为高等学校责无旁贷的重任，因此如何培养和造就素质高、具有创造性和开拓性的人才是创新教育必须面对的问题。这就要求我们在教育教学中不仅要教学生怎么做，还要引导他们知道为什么这样做；不是简单的书本知识传授，而是激励其求知欲，变被动学习为主动学习，变封闭式学习为开放式和启发式学习[1]；培养学生独立分析问题、解决问题和进行创造性思维的能力。面对如此要求和责任，本文就通过环境工程专业实验教学改革与建设强化创新教育方面的探索与实践进行分析和总结。
一问题的提出
1 学校建设精品实验项目的要求
为实施大连民族学院大学生创新创业能力培养工程，不断完善实验教学体系，凝炼优质实验教学资源，促进优质实验项目的研究与开设，建立以实验项目建设带动实验课程建设，以实验课程建设促进实验室建设的机制，学校决定开展精品实验项目建设工作。精品实验项目分为基本型精品实验项目和综合设计型精品实验项目。前者包括演示性实验、验证性实验与理解性实验，要求按照既定的方法，既定的仪器条件，完成全部实验过程，以演示、验证基本理论，培养学生基本实验能力。后者包括综合型、设计型实验和研究创新型实验。综合型实验是指实验内容涉及某一门课程的系统知识、多门课程或跨专业的综合知识，通过实验教学使学生达到对本专业或跨专业综合知识的融会贯通，培养学生综合分析问题和系统解决问题的能力。设计型实验是结合课程教学而进行的一种探索性实验，要求学生综合多科知识和多种实验原理来设计实验方案，并运用已有知识去发现问题、分析问题、解决问题。研究创新型实验是指通过实验获得新的发现与发明，获得新的技术和方法，探索未知领域且具有一定原创性的实验。综合设计型精品实验项目，要在培养综合分析能力、动手能力、数据处理以及查阅文献、独立解决实际问题的能力、创新能力、组织管理能力以及沟通协调能力方面有显著加强的作用。
2 环境工程专业实验教学现状
大连民族学院环境工程专业成立于1999年。十年来，教学管理者和广大专业教师不断探索有效的实验教学方式和方法，在构建“一体两翼三基”教学体系的基础上[2]，单独设置了环境监测实验、环境基础实验（含环境化学和环境微生物学）、环境工程实验（含水、气）和环境污染控制工程综合实验（专业大综合）三门独立课程，分别包含了专业基础课程和专业课程的实验教学内容。在实验内容上也作了一些改革，例如在环境监测实验教学中，将教师科研项目中的监测部分作为学生实验的具体内容，结果又可以作为环境质量评价课程设计的基础数据，有效地利用了资源，也给学生增加了接触实践的机会。
实验教学的考核内容包括实验基本操作是否规范，对实验的观察和认识是否认真，对实验中出现的异常现象进行分析和解决问题的能力，实验所获得的数据和结果是否准确[2]。实验报告有一套规范的格式，内容包括预习报告和实验报告两部分，前者包括实验目的、实验原理、实验步骤和实验记录四部分；后者包括实验目的、实验原理、实验设备及试剂、实验步骤、实验数据和数据整理。实验按照规定的套路进行。可以说，这套教学模式的确培养了学生熟练的实验技能和较高的实验报告撰写素质。这对于基础课程的实验来说，无疑起到了奠定扎实的实验基础的良好作用。但我们在教学中认识到，学生从基础实验到专业实验，从大一到大四都经历这一模式训练，造成的结果是实验过程和实验报告撰写套路化、思维定势化，与创新型人才的培养目标上存在差距，需要进一步完善专业实验教学的内容并进行改革和创新。
二专业实验的改革与实践
1专业实验改革的总体思路
专业实验是在基础课、专业基础课和专业课程修完后的实践教学环节，具有综合性和专业性强的特点，如何科学合理地设计专业实验，使之与创新人才培养紧密结合，培养学生的创新思维、创新实践能力等创新素质，准确地理解专业的本质具有重要意义。
专业实验改革的基本思路是以学生为主体，发挥学生主观能动性，调动主动学习的积极性和创造性。
传统的实验教学模式化、套路化，以学生为主体的教学理念遭遇现实的挑战，造成的结果是学生的主体意识不能真正觉醒。需要给他们独立思考的时间和机会，鼓励他们主动发现，积极思索，大胆质疑，深入研讨，理性辨析，让他们在获取方法、感悟技巧时养成独立思考、发散思维，养成良好的学习习惯，夯实创新能力培养的根基。
新的教学过程的形成，首先必须让学生的内在潜能发挥出来，让他们在实践中“活”起来，从原来的套路化模式中走出来，主动参与实验教学的设计和开发，体现“教师为主导，学生为主体”观念，在专业实验环节真正实现“以导代教”。
2 专业实验改革的实践探索
以学校精品实验项目为依托，对环境工程专业实验进行了大胆的改革与尝试。以环境污染控制工程综合实验为例，在以下方面进行了改革：
实验内容：在污水处理实验中增加了填料的选择和应用，提高了实验项目的知识面跨度和综合程度，内容涵盖污水处理的两大类生物处理技术--活性污泥法和生物膜法，涉及数学模型、流体力学、微生物学、环境监测、水污染控制工程等多学科知识的运用和综合。
学生参与方式：增加了学生自行设计实验部分，变被动实验为主动实验。教师提出的目标为用SBR法处理啤酒废水，要求学生做到如下工作：1）分组查阅啤酒废水处理研究文献、SBR法处理废水研究文献、废水处理填料的选择相关文献；2）在查阅文献基础上选择适宜的填料并进行实验设计，力求创新。
实验报告改革：变实验报告为论文写作。传统的实验报告采取的是套路化模式，有固定的实验报告本子和模式，将实验数据整理分析一下即可。而论文写作要求学生对现有研究进行综述，分析说明本研究的创新和思路，并就结果进行分析和讨论。实验报告格式按照学术论文格式要求进行撰写。
考核方式：鉴于上述要求，考核方式重点在于实验设计的科学性和创新性、实验结果的理论和实践意义、讨论的深广度和合理性。
三专业实验改革与创新教育
教育具有如下特性：1）教育的指导性。打破注入式和用统一方式塑造学生的局面，强调发挥学生特长，自主学习；教师从传授知识的权威改变为指导学生的顾问。2）教育的综合性。不满足传授和掌握知识，强调综合运用知识解决问题能力的培养。3）教育的创造性。为适应科技高速发展和社会竞争的需要，建立重视能力培养的教育观，致力于培养学生的创新精神，提高其创造力[1]。
根据以上特点，中国高等教育人才培养也正开始由专才性向通才性过渡，努力培养并造就出大批具有创新精神与创新能力的复合型创新人才。
创新活动首先来自于强烈的创新意识。创新人应善于发现矛盾，勇于探索，敢于创新。思维能力即创新者综合运用各方面知识、经验对事物的想象和判断能力，具体体现为学习能力、观察能力、思辨能力、表达能力和动手能力[3]。思维能力的提高与文化知识的积累有所不同，文化知识可以在循序渐进地不断学习、认识、理解和运用过程中获得和提高，而思维能力的提高不但需要学习，更需要进行多方面的训练和不断的实际应用。创造者只有通过不断的学习、合理的训练、大量的实践才有可能获得思维能力的真正提高。创新教育要求教育必须面向未来、面向世界、面向现代化，要求学生不仅要牢固地掌握现代化的科学技术知识，更要具备科学思维和创新素质。
通过专业实验项目的精品化建设，克服传统实验项目知识点单一的弊端，内容上从活性污泥法拓展到生物膜法，从而涵盖了污水生物处理的两大类方法。在方法和手段上除了继承传统方法的测试和理论分析外，增加了学生参与的内容。针对实验目的，学生可以自行选择或设计制作填料。因此可以加强学生对科学问题的求知欲和通过实验寻求结果的兴趣，从而更有效地达到实践和理论相结合的目的，强化学生对科学问题的理解和认识。同时，尝试实验报告论文化，初步训练学生基于实验数据的写作综合能力。
学生在查阅专业文献过程中，开阔了专业视野，在理解什么是学术论文的同时，又锻炼了文献综述能力和提炼问题的能力；在实验设计中经历了从理论到实践的综合运用过程，创新性也在此过程中体现；在实验操作过程中锻炼了观察问题、解决问题的能力；在论文化实验报告撰写中锻炼了学生处理数据能力、综合分析专业知识的能力。
通过上述一环套一环的基本训练，培养了学生创新素质必备的理论基础、综合和提炼能力、动手能力和创新思维，成为创新教育的有力保障措施，对学生创新能力的培养和提升具有重要作用。
参考文献：
[1] 刘蕴青. 关于高职学生创新能力培养的思考. 泰州职业技术学院学报，2009，9（4）：101-103
[2] 李光浩. 环境工程专业一体两翼三基教学体系的建立与实施. 大连民族学院学报，2006，8（2）：
34-35
[3] 刘永胜. 培养创新能力提高学生素质. 中国教育技术装备，2009，28：51
基金项目：辽宁省教育科学“十一五”规划立项课题“班导师制下民族高校环境工程专业本科生课外创新实践能力培养”(JG09DB026)。