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“三梯度”教學(xué)模式如圖1所示。該教學(xué)模式包含三個(gè)層次，即以課堂理論教學(xué)一實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程一認(rèn)識(shí)一生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)強(qiáng)化學(xué)生的基本理論，以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)和大學(xué)生的科訓(xùn)項(xiàng)目為核心，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，以開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)踐、創(chuàng)新訓(xùn)練為主體，發(fā)展學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。三個(gè)層次集基礎(chǔ)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和創(chuàng)新環(huán)節(jié)于一體，且環(huán)環(huán)緊扣，逐級(jí)升華，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生能力由基本理論掌握到理論與實(shí)踐相結(jié)合再到實(shí)踐中自主創(chuàng)新的循序漸進(jìn)式發(fā)展。該教學(xué)模式具有科學(xué)性、通用性、交互性和前瞻性，為打造“學(xué)生為主、教師帶路怕勺創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式架構(gòu)了良好平臺(tái)。
2.“三梯度”教學(xué)模式的解析與實(shí)踐
2.1強(qiáng)化課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的初步實(shí)踐能力。
2.1.1注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂教學(xué)必不可少的輔助部分，但本科招生規(guī)模的擴(kuò)大使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源相對(duì)緊缺，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏思考和基本技能掌握不牢的困局川。為提高學(xué)生的動(dòng)手能力并培養(yǎng)其基本的科研素養(yǎng)，教學(xué)組采取擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)規(guī)模、拓展實(shí)驗(yàn)深度的措施即除保證基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)數(shù)量外，重點(diǎn)開(kāi)設(shè)一系列對(duì)學(xué)生科研素質(zhì)提高有益的綜合實(shí)驗(yàn)，同時(shí)延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，確保每位學(xué)生都熟悉實(shí)驗(yàn)原理，并親手完成實(shí)驗(yàn)的每個(gè)步驟，能夠正確分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從中得出科學(xué)結(jié)論。增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，如混凝優(yōu)化設(shè)計(jì)、沉淀效果影響因子優(yōu)化、過(guò)濾實(shí)驗(yàn)中的水力學(xué)、溫度條件優(yōu)化、汽車排氣成分對(duì)PM1.5的影響、酚降解菌的馴化、分離與篩選過(guò)程控制、利用環(huán)境質(zhì)量基本模型解析進(jìn)行河流污染物濃度的估算等。該類實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生自身的研究和探索，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改教師的演示實(shí)驗(yàn)為輔助指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決問(wèn)題和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的能力。另外，將實(shí)驗(yàn)納入考核體系，即在課程考試中增加實(shí)驗(yàn)部分的考核，改變考試死記硬背的模式，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度.加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解.增強(qiáng)分析數(shù)據(jù)的能力。
2.1.2提升課程實(shí)習(xí)教學(xué)地位.
強(qiáng)化學(xué)生基本技能的掌握教學(xué)組在強(qiáng)化認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)的同時(shí)，結(jié)合課程性質(zhì)，開(kāi)設(shè)課程實(shí)習(xí)，即利用課余時(shí)間采取參觀、操作、介入等方式配合課堂教學(xué)進(jìn)程。當(dāng)前.開(kāi)設(shè)課程實(shí)習(xí)的專業(yè)課主要有水污染控制工程、大氣污染控制工程、建筑給水排水工程、泵和泵站、城市給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)等。課程實(shí)習(xí)地點(diǎn)主要遵循“由近及遠(yuǎn)”的原則，可根據(jù)對(duì)學(xué)生基本能力的培養(yǎng)目標(biāo)分為以下三類:
2.1.2.1參觀類。
主要組織學(xué)生校內(nèi)參觀污水處理系統(tǒng)、臭氣控制系統(tǒng)、建筑內(nèi)部給水排水管道系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、污水提升泵站、供水泵站等，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)各種設(shè)備及系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)。
2.1.2.2操作類。
教學(xué)組根據(jù)具體情況選取中國(guó)礦業(yè)大學(xué)南湖校區(qū)污水處理站和徐州市劉灣地面水廠及徐州市銅山區(qū)熱電廠等作為實(shí)習(xí)地點(diǎn)，由課程專任教師設(shè)定操作內(nèi)容，聘請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)人員指導(dǎo)教學(xué)，在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)教師的示范下，由學(xué)生按照規(guī)程操作，強(qiáng)化初步實(shí)踐能力，并加深對(duì)系統(tǒng)、工藝的認(rèn)識(shí)。
2.1.1.3介入類。
這種課程實(shí)習(xí)在前兩種類型的基礎(chǔ)上進(jìn)行，安排學(xué)生進(jìn)入市政設(shè)計(jì)院開(kāi)展短時(shí)間讀圖、識(shí)圖工作，主要目的在于強(qiáng)化其初步理論知識(shí)掌握能力。為調(diào)動(dòng)學(xué)生參與積極性并保證教學(xué)效果，課程實(shí)習(xí)成績(jī)將作為平時(shí)成績(jī)與考試成績(jī)一并考核，占總成績(jī)的30%，該方式在2007級(jí)環(huán)境工程學(xué)生中已經(jīng)開(kāi)始采用，取得了良好的效果。
2.1.3注重課程設(shè)計(jì)命題與工程實(shí)際相結(jié)合，提高學(xué)生初步的理論應(yīng)用能力。
高等教育目標(biāo)是培養(yǎng)理論實(shí)踐相結(jié)合的高素質(zhì)人才，而課程設(shè)計(jì)是強(qiáng)化學(xué)生掌握基礎(chǔ)技能的重要手段，這就要求教師在課程設(shè)計(jì)命題時(shí)按照工程實(shí)際，而不能憑空想象川。教學(xué)組在大氣污染控制工程、城市給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)工程課程設(shè)計(jì)命題過(guò)程中，按照“理論聯(lián)系實(shí)踐”的原則，進(jìn)行充分優(yōu)化.絕大部分課程設(shè)計(jì)題目均來(lái)自相關(guān)設(shè)計(jì)院所承接的工程，能夠突出實(shí)際工程目標(biāo)，不會(huì)造成理論教學(xué)與實(shí)踐需要的脫節(jié)。
2.2加大理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合力度，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。
2.2.1加強(qiáng)校外工程實(shí)踐教育基地建設(shè)。
根據(jù)學(xué)科和專業(yè)性質(zhì)特點(diǎn)，有目的、有計(jì)劃、有步驟地選擇能夠滿足教學(xué)實(shí)習(xí)條件的實(shí)習(xí)單位，共同建立校外工程實(shí)踐教育基地。這是滿足學(xué)生專業(yè)實(shí)習(xí)需要，完成教學(xué)實(shí)踐性環(huán)節(jié)的重要途徑。教學(xué)組加強(qiáng)了校外工程實(shí)踐教育基地的建設(shè)，本專業(yè)與安全學(xué)院安全專業(yè)共同建設(shè)了國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心—徐州礦務(wù)集團(tuán)國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心，設(shè)計(jì)了完整的實(shí)施方案。除此之外，還與其他單位建有巧個(gè)實(shí)習(xí)基地，分別應(yīng)用于認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)與畢業(yè)實(shí)習(xí)及課外實(shí)踐等。
2.2.2將設(shè)計(jì)型創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)相貫通。
將設(shè)計(jì)型創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)與畢業(yè)實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)相貫通，學(xué)生可以在創(chuàng)新研究中獲得教師的指導(dǎo)，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)。尤其是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)需要在教師指導(dǎo)下進(jìn)行工藝、流程、實(shí)施方案的設(shè)計(jì)，每一個(gè)步驟都由學(xué)生親力親為，并由指導(dǎo)教師審閱，使學(xué)生獲得自我認(rèn)同感，從而大幅度提高學(xué)生的動(dòng)手、獨(dú)立思考和分析問(wèn)題的能力及科研興趣，易于部分學(xué)生找出科研切入點(diǎn)。這些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)転閷W(xué)生的畢業(yè)實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)提供方向;可根據(jù)學(xué)生的興趣點(diǎn)安排不同的畢業(yè)實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)內(nèi)容，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。近兩年來(lái)，教學(xué)組采取這種一貫式創(chuàng)新能力培養(yǎng)思路，獲得省級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)2項(xiàng)，校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)10余項(xiàng)等，這充分證明了本思路的科學(xué)性。
2.2.3加強(qiáng)大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃與學(xué)生綜合科學(xué)素養(yǎng)的融合。
科研是一種創(chuàng)造性活動(dòng)。通過(guò)參與科研實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生從課堂被動(dòng)地接受知識(shí)到以探索、研究、發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)的主動(dòng)學(xué)習(xí)，與專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)融會(huì)貫通，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，學(xué)會(huì)獨(dú)立思考問(wèn)題，不斷提高創(chuàng)新能力。近年來(lái)，從國(guó)家到地方，再具體到學(xué)校，均大力資助大學(xué)生創(chuàng)新性研究[4j。而且，項(xiàng)目組歷來(lái)十分重視大學(xué)生科研工作，每年積極組織教師收集資料.為學(xué)生提供大量研究課題.同時(shí)對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生的自擬課題給予積極指導(dǎo)，并提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。近三年中，由教學(xué)組教師指導(dǎo)的大學(xué)生科訓(xùn)、創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目累計(jì)達(dá)11項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)4項(xiàng)、省級(jí)2項(xiàng)。鼓勵(lì)學(xué)生參與到教師的科研項(xiàng)目中，并在項(xiàng)目的基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)。兩年來(lái)本教學(xué)組學(xué)生參與國(guó)家級(jí)、省級(jí)科研項(xiàng)目近10項(xiàng)，指導(dǎo)學(xué)生發(fā)表SCI、EI和其他期刊收錄的科研論文20余篇。
2.3融入創(chuàng)新教育理念，培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)踐能力。
2.2.1開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。
實(shí)踐活動(dòng)若在教師主導(dǎo)下開(kāi)展，可限制學(xué)生自主創(chuàng)新能力的發(fā)展;針對(duì)這種情況，項(xiàng)目組鼓勵(lì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、論文和報(bào)告撰寫(xiě)，每一個(gè)步驟都由學(xué)生自主完成，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。當(dāng)前項(xiàng)目組負(fù)責(zé)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)近20項(xiàng)。
2.2.2課外創(chuàng)新作品競(jìng)賽。
課外競(jìng)賽是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效動(dòng)力，教學(xué)組在組織學(xué)生積極參與暑期實(shí)踐活動(dòng)和“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽的同時(shí)，還針對(duì)產(chǎn)品和課題創(chuàng)新的連續(xù)性，建立了學(xué)生的特色“傳、幫、帶”梯隊(duì)機(jī)制，形成了大四帶大三幫大二的創(chuàng)新梯隊(duì)，從培養(yǎng)他們的基本實(shí)踐技能入手，逐漸加大訓(xùn)練層次。這種機(jī)制連貫性好，高、低年級(jí)的學(xué)生聯(lián)系緊密，取得了很好的效果。近三年來(lái)，20名學(xué)生參加課外創(chuàng)新作品的開(kāi)發(fā)與研制，并在第九一十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中連續(xù)獲獎(jiǎng)和首屆全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽共計(jì)6項(xiàng)。
3.結(jié)語(yǔ)
教學(xué)組提出并架構(gòu)了以“實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程一認(rèn)識(shí)一生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的強(qiáng)化基本技能的第一層次，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)和大學(xué)生科訓(xùn)項(xiàng)目為核心培養(yǎng)綜合實(shí)踐能力的第二層次，以及開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)踐、創(chuàng)新訓(xùn)練為主體激發(fā)自主創(chuàng)新能力的第三層次”為主體的復(fù)合實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)了“課程講授一課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐一課程設(shè)計(jì)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)”的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了“實(shí)習(xí)一課程設(shè)計(jì)一實(shí)習(xí)一畢業(yè)設(shè)計(jì)”的融會(huì)貫通，加強(qiáng)了學(xué)生工程能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，形成了以“開(kāi)放實(shí)驗(yàn)一大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、課外實(shí)踐一論文撰寫(xiě)”逐步升華的創(chuàng)新培養(yǎng)新體系，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生能力由基本理論掌握到理論與實(shí)踐相結(jié)合再到實(shí)踐中自主創(chuàng)新的循序漸進(jìn)式的發(fā)展。
作者：何士龍 王麗萍 王立章 王曉 張潔 單位：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院