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作者：范錚 潘志彥 李雁 潘海涵 單位：浙江工業(yè)大學(xué)
教育部制訂的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，是為貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010年～2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010年～2020年）》的重大改革措施，它是促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)國的重要舉措，目的是培養(yǎng)造就創(chuàng)新能力強(qiáng)，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才[1-3]。現(xiàn)階段，我國經(jīng)濟(jì)、科技處于快速發(fā)展階段，也面臨著環(huán)境污染加重，資源短缺等問題，發(fā)展科技和培育人才是社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和諧發(fā)展的有效途徑。環(huán)境工程學(xué)科涉及領(lǐng)域眾多，內(nèi)涵豐富，社會需求廣泛，因此大力培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面廣、具有開拓創(chuàng)新和實踐能力的人才是環(huán)境教學(xué)工作者肩負(fù)的重要使命。我校環(huán)境實驗室在實驗教學(xué)中結(jié)合學(xué)科特點不斷改革和探索，實驗教學(xué)從驗證性實驗為主，逐步發(fā)展成理論和工程實踐相結(jié)合的綜合性、創(chuàng)新性、前沿性系列實驗。通過串聯(lián)、整合相關(guān)知識點，使學(xué)生加深對所學(xué)理論知識的認(rèn)識理解，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和分析問題、解決問題的能力，掌握較為系統(tǒng)的實驗技術(shù)理論和技能。在落實教育部“卓越工程師”計劃，為社會培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新性工程應(yīng)用人才上，取得了一定的成果。
1教學(xué)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)實際相結(jié)合
針對浙江中小企業(yè)眾多、小而全，普遍面臨著從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向知識密集型產(chǎn)業(yè)，從生產(chǎn)低附加值產(chǎn)品向生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品轉(zhuǎn)變的特點，作為省部共建的工科院校必須結(jié)合地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)特點進(jìn)行教學(xué)。實驗課程根據(jù)浙江區(qū)域經(jīng)濟(jì)特點，選取生產(chǎn)、科研的一些實際問題，編制具有區(qū)域環(huán)境典型特性的污染治理工藝模型，運用計算機(jī)技術(shù)對多種工藝組合進(jìn)行模擬處理。課程培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象能力，提高了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，加深鞏固了對所學(xué)知識的理解，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。例如開設(shè)了“污水池硝解菌活動模擬實驗”、“污水處理模型實驗”等，這些是對浙江省中小型企業(yè)非常有用的處理技術(shù)，是從國際合作項目《農(nóng)村分散型污水處理技術(shù)、設(shè)備及智能控制系統(tǒng)研究》變化加工而來的。實驗過程以基礎(chǔ)工程能力訓(xùn)練為重，學(xué)生分組選用我省生產(chǎn)企業(yè)常用的設(shè)備，設(shè)計合理的環(huán)境污染治理技術(shù)和工藝，查找相關(guān)廢水、廢氣監(jiān)測分析方法，實驗結(jié)束做數(shù)據(jù)處理分析，寫出實驗報告?，F(xiàn)實多樣性的選擇促使學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，也能盡早發(fā)現(xiàn)學(xué)生自身的特點、專長。通過這些學(xué)習(xí)鞏固了所學(xué)的工藝知識，分析儀器操作規(guī)范，為將來的工程師生涯做準(zhǔn)備。
2教學(xué)與科研互動
環(huán)境學(xué)科教師們從承擔(dān)的國家863計劃，國家、省市自然科學(xué)基金項目，浙江省科技廳及企事業(yè)單位的研究項目中提煉實驗內(nèi)容。在實驗教學(xué)中大量采用科研項目的要素。教師新穎、前沿的成果經(jīng)適當(dāng)改造，充實到本科實驗教學(xué)。帶動、提升實驗教學(xué)水平，使科研和實驗相互促進(jìn)、共同發(fā)展。實驗室依托環(huán)境學(xué)科擁有的環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科博士點，浙江省環(huán)境工程重中之重學(xué)科和教育部工程研究中心等科技平臺。開設(shè)的綜合實驗如“流化床降解有機(jī)廢水實驗”，即是國家自然科學(xué)基金項目《超臨界流體中聚合物單體的熱穩(wěn)定性研究》，國家支撐計劃子課題《煤焦油高效回收及固液廢物綜合利用技術(shù)——焦末綜合利用技術(shù)》。“生物接觸氧化工藝處理模擬廢水實驗”是利用《現(xiàn)代農(nóng)村建設(shè)中生態(tài)環(huán)境與綠色能源應(yīng)用綜合研究與科技示范》，國家國際科技合作項目《典型行業(yè)VOCs生物凈化技術(shù)研究》變化加工而來。又如“有機(jī)廢氣處理實驗”，取自于863計劃重點課題《硫化氫和惡臭性典型廢氣凈化技術(shù)與設(shè)備》，這些實驗起點較高，貼近工程實際，使學(xué)生受益匪淺。
3復(fù)合型工程人才的培養(yǎng)
卓越工程師的培養(yǎng)，不僅僅在于教學(xué)中使用了大型綜合的設(shè)備和先進(jìn)的分析儀器，更重要在于知識的傳承，在于細(xì)節(jié)的把握。如環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測實驗中會用到酸度計測定pH值，用到分光光度計分析測量吸光度等。要測量準(zhǔn)確就要把儀器的調(diào)零復(fù)位、檢測條件、測量范圍確定等動作都認(rèn)真做到位。教師在實驗中糾正一些錯誤、不規(guī)范的動作，使學(xué)生逐步養(yǎng)成良好正確的操作習(xí)慣。準(zhǔn)確結(jié)果的獲得會加深學(xué)生對專業(yè)的熱愛，其過程能使學(xué)生切實地感受解決污染問題的挑戰(zhàn)性和重要性，也能體會查閱資料文獻(xiàn)的細(xì)致和成就感。通過實驗，自己動手將污水、廢氣處理達(dá)標(biāo)，極大地增加了社會責(zé)任感。在學(xué)習(xí)設(shè)備結(jié)構(gòu)性能時：實驗提供學(xué)生一套小型環(huán)保處理設(shè)備，如：加壓生物氧化處理實驗裝置、高壓靜電除塵實驗裝置等，能按照小型模擬處理車間進(jìn)行工作。這個過程使學(xué)生熟悉了解環(huán)保設(shè)備，如反應(yīng)槽罐、溫度表、壓力表、流量計、計量泵、離心泵等，對其中常用零部件，攪拌器、閥門、管件等進(jìn)行拆裝，感性了解各設(shè)備的性能、工作原理等。在分析儀器操作時：對于小型分析儀器，如pH計、溶氧儀、電導(dǎo)率等，讓學(xué)生自己查閱儀器說明書，鼓勵自我學(xué)習(xí)，掌握使用方法。對大型精密儀器：如PRC、液相色譜、離子色譜等，先在儀器分析課講解練習(xí)，然后用于實驗教學(xué)。如開展的離子色譜分析“自來水中氯離子的含量”，用PRC做“除草劑阿特拉津?qū)υ孱惾~綠素產(chǎn)生的影響”實驗。這些使學(xué)生更深地了解現(xiàn)代分析測試手段，提高了學(xué)生的科學(xué)探索能力。學(xué)習(xí)運用計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)串聯(lián)大量在線監(jiān)測分析儀器如：TOC在線監(jiān)測、微生物顯微鏡觀察、電腦成像儀，將溶氧、pH、電導(dǎo)數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)，模擬各種典型特性的污染治理工藝進(jìn)行演算和訓(xùn)練。通過實驗訓(xùn)練提高學(xué)生的綜合技能。
卓越工程師離不開良好的工程素養(yǎng)培育，而卓越工程師應(yīng)具備哪些特殊的能力、素養(yǎng)也是大家不斷思考的問題。通過實際教學(xué)中的觀察體會，我們把工程師素養(yǎng)按以下幾方面進(jìn)行分解，有意識地強(qiáng)化培養(yǎng)。
4.1創(chuàng)新能力
同志說：“歷史和實踐證明，創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是一個國家和地區(qū)興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。只有勇于創(chuàng)新、善于創(chuàng)新，才能有效解決前進(jìn)道路上遇到的各種新問題，才能推動改革開放和各項建設(shè)事業(yè)不斷向前發(fā)展”。人們經(jīng)過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練會使創(chuàng)造力獲得有效提高，創(chuàng)造潛能得到有效開發(fā)。我們認(rèn)為創(chuàng)新是有規(guī)律可循的，在學(xué)習(xí)了一定基礎(chǔ)知識后，學(xué)生首先通過模仿、模擬學(xué)習(xí)和實踐，再將知識技能遷移，組合搭配，產(chǎn)生新的東西，然后進(jìn)入更高一級的發(fā)明創(chuàng)造狀態(tài)。日本創(chuàng)造學(xué)家菊池誠博士說過：“我認(rèn)為搞發(fā)明有兩條路，第一條是全新的發(fā)現(xiàn)，第二條是把已知其原理的事實進(jìn)行組合”。許多創(chuàng)造學(xué)研究者甚至認(rèn)為，所謂創(chuàng)新就是將人們認(rèn)為不能組合在一起的東西組合到一起[4]。因此系列的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對畢業(yè)生在今后工作中取得開創(chuàng)性的成果極為有益。#p#分頁標(biāo)題#e#
4.2動手執(zhí)行能力
在工程實踐中完成目標(biāo)的實踐能力、執(zhí)行能力。對于新技術(shù)、新技能，在學(xué)習(xí)中多看多練，在思想上對工程動手能力有很好的認(rèn)同，實踐證明學(xué)生通過一定的訓(xùn)練可以做得很好，一個工程高手的出現(xiàn)，也必定是天賦加勤奮的結(jié)合。我國的高校教育普遍存在重文輕工的現(xiàn)象，長期以來，高校教育往往重視知識的傳承，而忽略了學(xué)生動手能力和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏實踐鍛煉，意志力薄弱，動手能力差。試想學(xué)生一直制作少、動手工作少、親力親為的事少，那么他的自信也少，產(chǎn)生的靈感也少。正如北大校長許智宏教授說：“在教育方面，我們培養(yǎng)的學(xué)生，不能是空談的政治家、科學(xué)家、社會學(xué)家，而應(yīng)該是充滿實干精神的人。”實踐能力和動手能力是大學(xué)生綜合素質(zhì)的重要構(gòu)成。
4.3工程審美能力
世界離不開美，“工程美”的意識在培養(yǎng)學(xué)生對美的感受力和提高學(xué)生的審美能力中起著重要的引導(dǎo)作用。除了一些共性的“美”的含義，在卓越工程師培養(yǎng)中，要培育灌輸獨特的工程視角，羅丹說：“美是到處都有的。對于我們的眼睛，不是缺少美，而是缺少發(fā)現(xiàn)。”實驗教學(xué)可從簡單的訓(xùn)練開始滲透“工程美”的意識，在實驗中可以從材料、性能、造型、設(shè)備布局，哪怕是開關(guān)的位置、布線的走向等，體現(xiàn)良好的審美感受和審美趣味，使學(xué)生實驗教學(xué)中受到美的教育和美的享受。我們認(rèn)為工程中的美是“精致、簡潔、高效”。培育“工程美”的鑒別、評價、欣賞的能力，能吸引學(xué)生的注意力，達(dá)到卓越工程師教育的最佳效果。4.4工藝計算能力成本控制是現(xiàn)代制造業(yè)的一個重要環(huán)節(jié)，結(jié)合專業(yè)實踐設(shè)備的運行，計算不同時段、不同流量橫截面的生物量，不同工藝的原料，污染物的進(jìn)入量和降解量，進(jìn)行工藝計算、物料衡算，強(qiáng)調(diào)通過物料衡算培養(yǎng)學(xué)生對實際工程費用的管控能力，初步養(yǎng)成工程中各種量的概念，也加深學(xué)生對節(jié)能減排意義的認(rèn)識。
4.5溝通協(xié)調(diào)能力
實驗過程中學(xué)生按小組工作，各組員相互協(xié)助，配合完成實驗內(nèi)容。學(xué)生選用相應(yīng)的設(shè)備，設(shè)計合理的治理技術(shù)和工藝，查找相關(guān)廢水、廢氣監(jiān)測分析方法，實驗結(jié)束做數(shù)據(jù)處理分析，寫出實驗報告，其中各個環(huán)節(jié)必須很好地溝通協(xié)調(diào)，學(xué)會優(yōu)化個人的時間安排、實驗安排，學(xué)習(xí)溝通協(xié)調(diào)能力和解決沖突的能力。
4.6組織管理能力
實驗中每個小組就是一個團(tuán)隊，學(xué)生要在團(tuán)隊中扮演不同的角色，就要根據(jù)實際情況合理安排工作，一方面讓大家發(fā)揮自己的想法和個性，同時又要和個人性格特點互補(bǔ)。這些組織管理能力培養(yǎng)很重要，當(dāng)今社會只有合作能力強(qiáng)且有共贏意識的個人，才能又快又好地完成工作。4.7良好心態(tài)在實驗中培養(yǎng)良好心態(tài)，養(yǎng)成積極進(jìn)取又平衡協(xié)調(diào)的內(nèi)心世界，養(yǎng)成“勝不驕、敗不餒”的品格，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)和社會責(zé)任感的提升。陶行知先生曾說：“真知識是思想與行為結(jié)合而產(chǎn)生的知識；真知識是安根在經(jīng)驗里的。從經(jīng)驗里發(fā)芽長葉開花結(jié)實的是真知灼見”。實驗教學(xué)可以多層次全方位提升學(xué)生的工程素養(yǎng)。
5教學(xué)相長提高工程教育水平
教學(xué)水平的提高離不開高水平的教師，許多教授、博士參與實驗教學(xué)，他們研發(fā)新的實驗，增加儀器設(shè)備，建成了擁有先進(jìn)前沿儀器設(shè)備的實驗室。通過及時更新和豐富完善相關(guān)研究性實驗內(nèi)容，提供滿足學(xué)生開展基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性、前沿性、應(yīng)用性實驗需要的校級環(huán)境基礎(chǔ)實驗室，秉承不斷激勵學(xué)生探索精神的人才培養(yǎng)理念，把提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力作為實驗教學(xué)的任務(wù)和目標(biāo)，才能取得優(yōu)良的教學(xué)質(zhì)量，創(chuàng)造良好的教學(xué)成果[5]。實驗教學(xué)分為預(yù)習(xí)、準(zhǔn)備、實驗、總結(jié)等過程，其中實驗過程是整個實驗教學(xué)的中心，學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)及在實驗操作、設(shè)備運行中對課程內(nèi)容的理解、落實都要依托實驗過程實現(xiàn)。及時分析、解決出現(xiàn)的問題，直接關(guān)系到實驗效果的好壞。實驗教學(xué)強(qiáng)調(diào)教師全過程地參與，與學(xué)生面對面，便于記錄學(xué)生在實驗中的長短優(yōu)劣，分析學(xué)生的實驗結(jié)果、有機(jī)物降解率、實驗的時間、投料量、處理數(shù)據(jù)等。指導(dǎo)學(xué)生獲得精度高、線性好、重復(fù)性佳的實驗數(shù)據(jù)。
6激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)愿望，促進(jìn)卓越工程師培養(yǎng)
教學(xué)的目的是要激起學(xué)生內(nèi)心對知識的熱愛，對學(xué)科專業(yè)知識的學(xué)習(xí)熱情。教師不但教書，更要育人，使學(xué)生明確學(xué)什么，怎樣學(xué)。當(dāng)今，價值觀多樣化、人生目標(biāo)多樣化，學(xué)生的思想也多元化，因此教師要利用在平時實驗中的點點滴滴，使學(xué)生養(yǎng)成良好的工程習(xí)慣，通過一個個工程實踐的學(xué)習(xí)積累。不斷進(jìn)步，激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和探索知識的愿望，教學(xué)才能成功。
6.1實驗課題選用學(xué)科前沿、社會經(jīng)濟(jì)中出現(xiàn)的現(xiàn)實問題，貼近區(qū)域經(jīng)濟(jì)實際，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注將要面對的問題。為學(xué)生提供掌握解決現(xiàn)實問題方法的機(jī)會，更系統(tǒng)地、更全面地學(xué)好實驗課。
6.2設(shè)計實驗課程內(nèi)容時，聯(lián)系學(xué)生將來在科研、企事業(yè)單位常常會碰到的問題，把實驗教育與未來可能碰到的實際情況恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合起來，以貼近今后升學(xué)、就業(yè)。學(xué)生面對這些切身問題，有一種緊迫感和較強(qiáng)的求知欲望，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生從內(nèi)心感到學(xué)習(xí)的重要性。
6.3課內(nèi)實驗與學(xué)生課外科研項目掛鉤，和“運河杯”、“挑戰(zhàn)杯”等高水平競賽活動結(jié)合起來，整理實驗中取得的好的成果，以學(xué)生為第一作者在雜志上發(fā)表，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍，有效提升工程教育水平。
7結(jié)語
卓越工程師教育培養(yǎng)計劃對高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才，調(diào)整人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，推動教育教學(xué)改革，增強(qiáng)畢業(yè)生就業(yè)能力具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。經(jīng)過學(xué)院學(xué)科領(lǐng)導(dǎo)和教師的共同努力，極大地推動了我校環(huán)境類專業(yè)教育工作的發(fā)展，畢業(yè)生連續(xù)三年一次性就業(yè)率超過95.0%，培養(yǎng)的學(xué)生社會就業(yè)反響良好，受到用人單位的好評。近年，學(xué)生在各級競賽中多次獲獎，如在2010年第七屆全國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽“挑戰(zhàn)杯”競賽中獲得金獎；在2009年第十一屆全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品“挑戰(zhàn)杯”競賽中學(xué)生獲三等獎；在近年浙江省“挑戰(zhàn)杯”競賽中獲得8項獎勵。學(xué)生在SCI、核心刊物發(fā)表多篇高水平科技論文。實驗教學(xué)以卓越工程師培養(yǎng)計劃為契機(jī)，人才培養(yǎng)與地方經(jīng)濟(jì)需求緊密結(jié)合，教學(xué)與科研互動，加強(qiáng)學(xué)生工程能力、素養(yǎng)的培養(yǎng)，使學(xué)生成為復(fù)合型工程人才，使他們成為未來推動社會經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)前進(jìn)的生力軍。#p#分頁標(biāo)題#e#
