環(huán)境科學(xué)工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)思路

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1創(chuàng)新能力培養(yǎng)思路

1．1找出存在問題

以往的高校培養(yǎng)模式中，受傳統(tǒng)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(xué)、忽視實踐教學(xué)的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在:實驗教學(xué)的目標不是以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為直接教學(xué)目標，而是以強化學(xué)生對理論知識學(xué)習(xí)，熟練掌握某種操作技能為目的;實驗教學(xué)內(nèi)容過度依附于理論教學(xué)，演示性、驗證性的實驗類型較多，綜合性、設(shè)計性的實驗較少;實驗教材落后，未跟上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展;實驗教學(xué)過程強調(diào)模仿和訓(xùn)練，學(xué)生只需要按照實驗教材規(guī)定的實驗方案、儀器、設(shè)備和實驗步驟進行實驗操作、觀察和記錄實驗結(jié)果即可，學(xué)生在整個實驗過程中只是被動參與，沒有主動思考。環(huán)境科學(xué)與工程是實踐性很強的學(xué)科，而且發(fā)展十分迅速，領(lǐng)域在不斷擴大，熱點問題不斷涌現(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題，亟待確立新的培養(yǎng)模式，開拓新的培養(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)展和社會服務(wù)的要求，南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實驗教學(xué)中心在實驗教學(xué)過程中，以學(xué)生為本，以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、調(diào)動學(xué)生潛能、提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力為目標，不斷改進實驗教學(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:一方面依托國家重點學(xué)科、國家重點實驗室、國家工程中心等高水平教學(xué)科研平臺和環(huán)境學(xué)院高水平的師資隊伍，將實驗教學(xué)與科研相結(jié)合，鼓勵學(xué)生早期進入實驗室進行科研訓(xùn)練，實現(xiàn)“頂天”;另一方面將實驗教學(xué)與工程應(yīng)用和社會實踐相結(jié)合，加強暑期學(xué)校的生產(chǎn)實習(xí)和實踐教學(xué)活動，建立穩(wěn)定的校外實習(xí)基地和中試基地，開展多種形式的社會實踐活動，鼓勵學(xué)生走出象牙塔、關(guān)愛自然、服務(wù)公眾、回報社會，鍛煉學(xué)生切實解決實際問題的能力，實現(xiàn)“立地”。

2實驗教學(xué)與科研相結(jié)合的方式

2．1科研成果轉(zhuǎn)化為實驗內(nèi)容

南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實驗教學(xué)中心堅持實驗教學(xué)內(nèi)容與我國環(huán)保形勢和國際學(xué)術(shù)前沿接軌，鼓勵實驗教師積極開展科學(xué)研究和實驗改革研究，將自己的科研成果轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)的內(nèi)容。如:早在上世紀90年代，當(dāng)時的實驗室主任孔令仁教授就將自己的“光化學(xué)氧化降解有機污染物”的研究成果轉(zhuǎn)化到專業(yè)實驗課“環(huán)境化學(xué)實驗”中，開發(fā)了“萘水溶液中的光化學(xué)氧化實驗”、“產(chǎn)生柱法測定萘水的溶解度”等新實驗，近年還把新開發(fā)的“多功能光降解儀器”應(yīng)用到教學(xué)實驗中;楊柳燕教授把國家自然科學(xué)基金項目研究成果轉(zhuǎn)化成“環(huán)境微生物學(xué)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(zhuǎn)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(shù)“雙波長與導(dǎo)數(shù)光譜法”應(yīng)用到專業(yè)基礎(chǔ)實驗課“環(huán)境監(jiān)測實驗”中，開發(fā)了新實驗“雙波長與導(dǎo)數(shù)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(xué)基金項目“環(huán)糊精對難降解有機污染物的降解機理研究”的部分內(nèi)容編寫成研究性實驗———“增溶實驗”，應(yīng)用于低年級學(xué)生的開放性實驗中，等等。

2．2本科生創(chuàng)新性實驗計劃

南京大學(xué)自2007年4月起全面啟動了大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃，由本科學(xué)生個人或創(chuàng)新團隊在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，自主選題、自主設(shè)計并完成實驗。環(huán)境科學(xué)與工程實驗教學(xué)中心在學(xué)校投入專項經(jīng)費、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)費和人員指導(dǎo)，構(gòu)建了完整的國家、省、校、院系四級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練體系，積極組織學(xué)生申報，學(xué)生也展現(xiàn)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(jīng)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(jié)題16項，獲得國家級優(yōu)秀3項。

2．3開放性實驗

南京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實驗教學(xué)中心根據(jù)低年級學(xué)生主要接受化學(xué)、生物、物理等基礎(chǔ)實驗訓(xùn)練的特點，依據(jù)學(xué)?！皟?yōu)化課內(nèi)”，“強化課外”的教學(xué)原則，為浦口校區(qū)一二年級學(xué)生開放實驗室，設(shè)置開放性實驗，提高低年級學(xué)生對專業(yè)的認識。開放實驗的內(nèi)容及手段均綜合了多門學(xué)科，是集基礎(chǔ)知識、學(xué)科前沿動態(tài)與實際應(yīng)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(yè)廢水實驗室模擬多級處理實驗、浦園室內(nèi)外環(huán)境空氣污染檢測與控制研究、浦園水體富營養(yǎng)化檢測與控制研究等12項實驗項目。參加學(xué)生120人次/年，并提交相應(yīng)實驗報告及論文［9-10］。

2．4本科生導(dǎo)師制度

為強化科研與教學(xué)的相互滲透，鼓勵學(xué)生早期進入實驗室進行科研訓(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(xué)研結(jié)合，積極撰寫和發(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)新性實驗計劃和本科生導(dǎo)師制度，發(fā)表了學(xué)術(shù)論文，參與了專利申請。近年來，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)計均從導(dǎo)師承擔(dān)的課題中選題，使學(xué)生有機會接觸學(xué)術(shù)前沿。根據(jù)近3年的統(tǒng)計，41%的本科生畢業(yè)論文選題來自指導(dǎo)老師承擔(dān)的國家級課題，29%來自省部級項目。

3實驗教學(xué)與工程應(yīng)用和社會實踐相結(jié)合的方式

環(huán)境科學(xué)與工程是應(yīng)用性極強、與社會密切相關(guān)的學(xué)科，承擔(dān)著解決經(jīng)濟發(fā)展中必然伴隨而來的環(huán)境問題的重任。因此，實驗教學(xué)中心突出理論教學(xué)與實際工程和社會應(yīng)用的結(jié)合，鼓勵學(xué)生走出象牙塔［11-12］，通過多種方式達到關(guān)愛自然、服務(wù)公眾、回報社會的目的。

3．1暑期學(xué)校

南京大學(xué)自2003年起實行3學(xué)期制，在暑期舉辦5周時間的暑期學(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)?！钡慕虒W(xué)任務(wù)，通過聘請國內(nèi)外學(xué)者開設(shè)專題課及講座、安排研究型實驗、組織數(shù)學(xué)建模等競賽培訓(xùn)、建立穩(wěn)定的校外實習(xí)基地、以及開展多種形式的社會實踐活動，鍛煉學(xué)生的實踐能力，并通過指導(dǎo)學(xué)生完成實習(xí)報告、小學(xué)期總結(jié)或撰寫學(xué)術(shù)小論文等，提高綜合能力。

3．2教學(xué)實習(xí)

中心與多家科研院所、企業(yè)、環(huán)保管理部門建立了長期的合作關(guān)系，擁有穩(wěn)定的教學(xué)實習(xí)基地，為學(xué)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(tài)系統(tǒng)實驗站、中石化揚子石化水廠、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區(qū)、江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院、江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心站、南京市環(huán)境監(jiān)測中心站、常州市環(huán)境保護局、江蘇戈德環(huán)保科技有限公司、江蘇三強環(huán)境工程有限公司等。這些實習(xí)基地均有良好的設(shè)施、穩(wěn)定的指導(dǎo)教師隊伍，教學(xué)實習(xí)工作規(guī)范化、制度化，能滿足不同專業(yè)教學(xué)實習(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，成為實驗教學(xué)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(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(xué)生實踐方面給予了很高的支持力度，連續(xù)3年被評為“南京大學(xué)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(wù)，取得了優(yōu)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(dāng)?shù)毓姾兔襟w的關(guān)注和稱贊。

3．4環(huán)保協(xié)會活動

中心通過支持南京大學(xué)環(huán)境保護協(xié)會的活動，在學(xué)生中開展各類環(huán)境主題活動，同時加強學(xué)生對外交流，服務(wù)于社會。如開展各類環(huán)保知識講座;組織“綠色”系列活動———與南京大學(xué)青年志愿者協(xié)會合作在校內(nèi)以及紫金山開展垃圾清理志愿服務(wù);在南京市梅花山以及揚州市開展環(huán)境風(fēng)險與人身健康調(diào)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(xué)開到海外

為拓展人才培養(yǎng)視野，中心致力于本科生國際交流合作，將實驗教學(xué)的課堂開到海外。(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、澳大利亞、日本、芬蘭和香港等地學(xué)習(xí)和生活，直接接受國外著名大學(xué)的熏陶，培養(yǎng)實驗?zāi)芰蛧H化的眼光。(2)赴美科學(xué)實踐之旅。聯(lián)合美國自然科學(xué)研究院和美國圣約瑟夫大學(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)交流團隊，赴美國費城等地參加了為期20天的活動，以引導(dǎo)學(xué)生走出校園、邁出國門、接觸世界、開拓視野，在理論聯(lián)系實際的基礎(chǔ)上深入探究環(huán)境問題的根源和本質(zhì)，努力探求解決當(dāng)前環(huán)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(xué)組團聯(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、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(yè)發(fā)展、現(xiàn)狀、所面臨的難題以及處理工藝等展開討論，同時結(jié)合環(huán)境工程暑期實習(xí)前往常州市污水處理廠的生產(chǎn)實踐，比較了兩市污水處理發(fā)展情況，嘗試找出差距，并探究了中國在發(fā)展污水處理時的著力點，如何預(yù)防缺乏遠見的發(fā)展模式。

4結(jié)語當(dāng)今社會的環(huán)境問題日益突出，人民群眾的環(huán)境意識日益提高，隨之而來的對環(huán)境科學(xué)與工程高技術(shù)人才的需求量越來越大，同時對環(huán)境科學(xué)與工程高技術(shù)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(fā)揮實驗教學(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。