環境科學工程創新能力培養思路

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1創新能力培養思路

1．1找出存在問題

以往的高校培養模式中，受傳統的“重理論、輕實踐，重知識，輕能力”思想觀念的影響，普遍存在著重視理論教學、忽視實踐教學的現象，具體表現在:實驗教學的目標不是以培養創新人才為直接教學目標，而是以強化學生對理論知識學習，熟練掌握某種操作技能為目的;實驗教學內容過度依附于理論教學，演示性、驗證性的實驗類型較多，綜合性、設計性的實驗較少;實驗教材落后，未跟上現代科學技術的發展;實驗教學過程強調模仿和訓練，學生只需要按照實驗教材規定的實驗方案、儀器、設備和實驗步驟進行實驗操作、觀察和記錄實驗結果即可，學生在整個實驗過程中只是被動參與，沒有主動思考。環境科學與工程是實踐性很強的學科，而且發展十分迅速，領域在不斷擴大，熱點問題不斷涌現，學科水平提升很快，但在本科教學中也普遍存在前述問題，亟待確立新的培養模式，開拓新的培養方法［6-7］。

1．2確立創新能力培養模式

為適應學科發展和社會服務的要求，南京大學環境科學與工程實驗教學中心在實驗教學過程中，以學生為本，以培養學生綜合素質、調動學生潛能、提高學生自主創新能力為目標，不斷改進實驗教學方法和手段［8］，摸索出了一套創新能力培養模式。該模式可歸納為“頂天”、“立地”式，即:一方面依托國家重點學科、國家重點實驗室、國家工程中心等高水平教學科研平臺和環境學院高水平的師資隊伍，將實驗教學與科研相結合，鼓勵學生早期進入實驗室進行科研訓練，實現“頂天”;另一方面將實驗教學與工程應用和社會實踐相結合，加強暑期學校的生產實習和實踐教學活動，建立穩定的校外實習基地和中試基地，開展多種形式的社會實踐活動，鼓勵學生走出象牙塔、關愛自然、服務公眾、回報社會，鍛煉學生切實解決實際問題的能力，實現“立地”。

2實驗教學與科研相結合的方式

2．1科研成果轉化為實驗內容

南京大學環境科學與工程實驗教學中心堅持實驗教學內容與我國環保形勢和國際學術前沿接軌，鼓勵實驗教師積極開展科學研究和實驗改革研究，將自己的科研成果轉化為實驗教學的內容。如:早在上世紀90年代，當時的實驗室主任孔令仁教授就將自己的“光化學氧化降解有機污染物”的研究成果轉化到專業實驗課“環境化學實驗”中，開發了“萘水溶液中的光化學氧化實驗”、“產生柱法測定萘水的溶解度”等新實驗，近年還把新開發的“多功能光降解儀器”應用到教學實驗中;楊柳燕教授把國家自然科學基金項目研究成果轉化成“環境微生物學實驗”中“有機污染物的微生物降解—高效脫酚菌的分離和篩選實驗”，并將Ames試驗轉化為“鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動物肝微粒體致突變性實驗”;孫成教授把新技術“雙波長與導數光譜法”應用到專業基礎實驗課“環境監測實驗”中，開發了新實驗“雙波長與導數光譜法測定廢水中苯酚與2，4－二硝基苯酚”;高士祥教授將其主持的國家自然科學基金項目“環糊精對難降解有機污染物的降解機理研究”的部分內容編寫成研究性實驗———“增溶實驗”，應用于低年級學生的開放性實驗中，等等。

2．2本科生創新性實驗計劃

南京大學自2007年4月起全面啟動了大學生創新訓練計劃，由本科學生個人或創新團隊在指導教師的指導下，自主選題、自主設計并完成實驗。環境科學與工程實驗教學中心在學校投入專項經費、設立創新訓練指導中心的基礎上，追加投入經費和人員指導，構建了完整的國家、省、校、院系四級大學生創新訓練體系，積極組織學生申報，學生也展現出較高的科研熱情和良好的實踐能力。3年來累計申報通過65項，支持總經費26．7萬元。其中2007年獲得國家級、省級重點支持的7項，校級項目8項;2008年獲得國家級、省級重點支持的7項，校級項目15項;2009年目前已獲得省級1項，校級14項。迄今已結題16項，獲得國家級優秀3項。

2．3開放性實驗

南京大學環境科學與工程實驗教學中心根據低年級學生主要接受化學、生物、物理等基礎實驗訓練的特點，依據學校“優化課內”，“強化課外”的教學原則，為浦口校區一二年級學生開放實驗室，設置開放性實驗，提高低年級學生對專業的認識。開放實驗的內容及手段均綜合了多門學科，是集基礎知識、學科前沿動態與實際應用為一體的綜合性實驗。其中包括:小麥受重金屬脅迫實驗研究、工業廢水實驗室模擬多級處理實驗、浦園室內外環境空氣污染檢測與控制研究、浦園水體富營養化檢測與控制研究等12項實驗項目。參加學生120人次/年，并提交相應實驗報告及論文［9-10］。

2．4本科生導師制度

為強化科研與教學的相互滲透，鼓勵學生早期進入實驗室進行科研訓練，環境學院設立了本科生導師制度，吸納本科生在二三年級即可自主選擇導師、參與導師承擔的重大課題的研究，并對本科生開放重點實驗室、資料室，提倡本科生和研究生合作進行實驗和研究活動，鼓勵本科生學研結合，積極撰寫和發表學術論文。在本科學習階段，很多學生受益于創新性實驗計劃和本科生導師制度，發表了學術論文，參與了專利申請。近年來，本科生37篇，其中SCI論文10篇。

2．5本科畢業論文和設計與導師科研課題掛鉤

多數本科生畢業論文和設計均從導師承擔的課題中選題，使學生有機會接觸學術前沿。根據近3年的統計，41%的本科生畢業論文選題來自指導老師承擔的國家級課題，29%來自省部級項目。

3實驗教學與工程應用和社會實踐相結合的方式

環境科學與工程是應用性極強、與社會密切相關的學科，承擔著解決經濟發展中必然伴隨而來的環境問題的重任。因此，實驗教學中心突出理論教學與實際工程和社會應用的結合，鼓勵學生走出象牙塔［11-12］，通過多種方式達到關愛自然、服務公眾、回報社會的目的。

3．1暑期學校

南京大學自2003年起實行3學期制，在暑期舉辦5周時間的暑期學校，著力培養學生綜合素質。中心承擔了環境學院“暑期學校”的教學任務，通過聘請國內外學者開設專題課及講座、安排研究型實驗、組織數學建模等競賽培訓、建立穩定的校外實習基地、以及開展多種形式的社會實踐活動，鍛煉學生的實踐能力，并通過指導學生完成實習報告、小學期總結或撰寫學術小論文等，提高綜合能力。

3．2教學實習

中心與多家科研院所、企業、環保管理部門建立了長期的合作關系，擁有穩定的教學實習基地，為學生提供接觸工程和社會的機會。這些基地包括:南京地理與湖泊研究所太湖生態系統實驗站、中石化揚子石化水廠、南京大學宜興環保科技研發中心、江蘇泗洪洪澤湖濕地自然保護區、江蘇省環境科學研究院、江蘇省環境監測中心站、南京市環境監測中心站、常州市環境保護局、江蘇戈德環保科技有限公司、江蘇三強環境工程有限公司等。這些實習基地均有良好的設施、穩定的指導教師隊伍，教學實習工作規范化、制度化，能滿足不同專業教學實習的要求。其中南京大學宜興環保科技研發中心為環境工程專業的學生提供中試基地，成為實驗教學中重要的組成部分。

3．3暑期社會實踐

暑期社會實踐是鍛煉學生能力、培養學生人文素養的重要手段，學生經過社會實踐的洗禮后能達到“長見識，增才干”的鍛煉效果。中心在學生實踐方面給予了很高的支持力度，連續3年被評為“南京大學暑期社會實踐先進集體”，多支團隊和個人受到省級和校級表彰。以2008年為例，成功申請暑期社會實踐團隊9個，都非常成功地完成了實踐任務，取得了優異的成績，其中“濕地使者行動”、“綠色蒲公英”等實踐團均引起了當地公眾和媒體的關注和稱贊。

3．4環保協會活動

中心通過支持南京大學環境保護協會的活動，在學生中開展各類環境主題活動，同時加強學生對外交流，服務于社會。如開展各類環保知識講座;組織“綠色”系列活動———與南京大學青年志愿者協會合作在校內以及紫金山開展垃圾清理志愿服務;在南京市梅花山以及揚州市開展環境風險與人身健康調研系列活動;組織綠色長征活動、濕地使者行動等品牌活動。

3．5實驗教學開到海外

為拓展人才培養視野，中心致力于本科生國際交流合作，將實驗教學的課堂開到海外。(1)本科生赴海外著名大學插班學習。每年均有人數不等的學生派到美國、澳大利亞、日本、芬蘭和香港等地學習和生活，直接接受國外著名大學的熏陶，培養實驗能力和國際化的眼光。(2)赴美科學實踐之旅。聯合美國自然科學研究院和美國圣約瑟夫大學于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名本科生的學習交流團隊，赴美國費城等地參加了為期20天的活動，以引導學生走出校園、邁出國門、接觸世界、開拓視野，在理論聯系實際的基礎上深入探究環境問題的根源和本質，努力探求解決當前環境問題的有效途徑。(3)赴名古屋市、常州市污水處理廠參觀比較實踐。2008年8月，05級同學組團聯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、寶神廢物回收利用中心以及挖留污水處理廠，通過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發展、現狀、所面臨的難題以及處理工藝等展開討論，同時結合環境工程暑期實習前往常州市污水處理廠的生產實踐，比較了兩市污水處理發展情況，嘗試找出差距，并探究了中國在發展污水處理時的著力點，如何預防缺乏遠見的發展模式。

4結語當今社會的環境問題日益突出，人民群眾的環境意識日益提高，隨之而來的對環境科學與工程高技術人才的需求量越來越大，同時對環境科學與工程高技術人才的要求也越來越高。面對這種需求，在今后的工作實踐中，我們還需不斷努力、不斷探索，以充分發揮實驗教學培養學生創新精神及科研能力、提高學生綜合素質的重要作用。