环境科学工程创新能力培养思路 环境科学工程创新能力培养思路 环境科学工程创新能力培养思路
1创新能力培养思路
1.1找出存在问题
以往的高校培养模式中,受传统的“重理论、轻实践,重知识,轻能力”思想观念的影响,普遍存在着重视理论教学、忽视实践教学的现象,具体表现在:实验教学的目标不是以培养创新人才为直接教学目标,而是以强化学生对理论知识学习,熟练掌握某种操作技能为目的;实验教学内容过度依附于理论教学,演示性、验证性的实验类型较多,综合性、设计性的实验较少;实验教材落后,未跟上现代科学技术的发展;实验教学过程强调模仿和训练,学生只需要按照实验教材规定的实验方案、仪器、设备和实验步骤进行实验操作、观察和记录实验结果即可,学生在整个实验过程中只是被动参与,没有主动思考。环境科学与工程是实践性很强的学科,而且发展十分迅速,领域在不断扩大,热点问题不断涌现,学科水平提升很快,但在本科教学中也普遍存在前述问题,亟待确立新的培养模式,开拓新的培养方法[6-7]。 为适应学科发展和社会服务的要求,南京大学环境科学与工程实验教学中心在实验教学过程中,以学生为本,以培养学生综合素质、调动学生潜能、提高学生自主创新能力为目标,不断改进实验教学方法和手段[8],摸索出了一套创新能力培养模式。该模式可归纳为“顶天”、“立地”式,即:一方面依托国家重点学科、国家重点实验室、国家工程中心等高水平教学科研平台和环境学院高水平的师资队伍,将实验教学与科研相结合,鼓励学生早期进入实验室进行科研训练,实现“顶天”;另一方面将实验教学与工程应用和社会实践相结合,加强暑期学校的生产实习和实践教学活动,建立稳定的校外实习基地和中试基地,开展多种形式的社会实践活动,鼓励学生走出象牙塔、关爱自然、服务公众、回报社会,锻炼学生切实解决实际问题的能力,实现“立地”。
2实验教学与科研相结合的方式
2.1科研成果转化为实验内容
南京大学环境科学与工程实验教学中心坚持实验教学内容与我国环保形势和国际学术前沿接轨,鼓励实验教师积极开展科学研究和实验改革研究,将自己的科研成果转化为实验教学的内容。如:早在上世纪90年代,当时的实验室主任孔令仁教授就将自己的“光化学氧化降解有机污染物”的研究成果转化到专业实验课“环境化学实验”中,开发了“萘水溶液中的光化学氧化实验”、“产生柱法测定萘水的溶解度”等新实验,近年还把新开发的“多功能光降解仪器”应用到教学实验中;杨柳燕教授把国家自然科学基金项目研究成果转化成“环境微生物学实验”中“有机污染物的微生物降解—高效脱酚菌的分离和筛选实验”,并将Ames试验转化为“鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物肝微粒体致突变性实验”;孙成教授把新技术“双波长与导数光谱法”应用到专业基础实验课“环境监测实验”中,开发了新实验“双波长与导数光谱法测定废水中苯酚与2,4-二硝基苯酚”;高士祥教授将其主持的国家自然科学基金项目“环糊精对难降解有机污染物的降解机理研究”的部分内容编写成研究性实验———“增溶实验”,应用于低年级学生的开放性实验中,等等。
2.2本科生创新性实验计划 2.3开放性实验 2.4本科生导师制度
为强化科研与教学的相互渗透,鼓励学生早期进入实验室进行科研训练,环境学院设立了本科生导师制度,吸纳本科生在二三年级即可自主选择导师、参与导师承担的重大课题的研究,并对本科生开放重点实验室、资料室,提倡本科生和研究生合作进行实验和研究活动,鼓励本科生学研结合,积极撰写和发表学术论文。在本科学习阶段,很多学生受益于创新性实验计划和本科生导师制度,发表了学术论文,参与了专利申请。近年来,本科生发表论文37篇,其中SCI论文10篇。
2.5本科毕业论文和设计与导师科研课题挂钩 3实验教学与工程应用和社会实践相结合的方式 3.1暑期学校
南京大学自2003年起实行3学期制,在暑期举办5周时间的暑期学校,着力培养学生综合素质。中心承担了环境学院“暑期学校”的教学任务,通过聘请国内外学者开设专题课及讲座、安排研究型实验、组织数学建模等竞赛培训、建立稳定的校外实习基地、以及开展多种形式的社会实践活动,锻炼学生的实践能力,并通过指导学生完成实习报告、小学期总结或撰写学术小论文等,提高综合能力。
3.2教学实习
中心与多家科研院所、企业、环保管理部门建立了长期的合作关系,拥有稳定的教学实习基地,为学生提供接触工程和社会的机会。这些基地包括:南京地理与湖泊研究所太湖生态系统实验站、中石化扬子石化水厂、南京大学宜兴环保科技研发中心、江苏泗洪洪泽湖湿地自然保护区、江苏省环境科学研究院、江苏省环境监测中心站、南京市环境监测中心站、常州市环境保护局、江苏戈德环保科技有限公司、江苏三强环境工程有限公司等。这些实习基地均有良好的设施、稳定的指导教师队伍,教学实习工作规范化、制度化,能满足不同专业教学实习的要求。其中南京大学宜兴环保科技研发中心为环境工程专业的学生提供中试基地,成为实验教学中重要的组成部分。
3.3暑期社会实践
暑期社会实践是锻炼学生能力、培养学生人文素养的重要手段,学生经过社会实践的洗礼后能达到“长见识,增才干”的锻炼效果。中心在学生实践方面给予了很高的支持力度,连续3年被评为“南京大学暑期社会实践先进集体”,多支团队和个人受到省级和校级表彰。以2008年为例,成功申请暑期社会实践团队9个,都非常成功地完成了实践任务,取得了优异的成绩,其中“湿地使者行动”、“绿色蒲公英”等实践团均引起了当地公众和媒体的关注和称赞。
3.4环保协会活动
中心通过支持南京大学环境保护协会的活动,在学生中开展各类环境主题活动,同时加强学生对外交流,服务于社会。如开展各类环保知识讲座;组织“绿色”系列活动———与南京大学青年志愿者协会合作在校内以及紫金山开展垃圾清理志愿服务;在南京市梅花山以及扬州市开展环境风险与人身健康调研系列活动;组织绿色长征活动、湿地使者行动等品牌活动。
3.5实验教学开到海外
为拓展人才培养视野,中心致力于本科生国际交流合作,将实验教学的课堂开到海外。
(1)本科生赴海外着名大学插班学习。每年均有人数不等的学生派到美国、澳大利亚、日本、芬兰和香港等地学习和生活,直接接受国外着名大学的熏陶,培养实验能力和国际化的眼光。
(2)赴美科学实践之旅。联合美国自然科学研究院和美国圣约瑟夫大学于2008年8月共同组织了一支包括2名教授、2名博士生、2名硕士生和8名本科生的学习交流团队,赴美国费城等地参加了为期20天的活动,以引导学生走出校园、迈出国门、接触世界、开拓视野,在理论联系实际的基础上深入探究环境问题的根源和本质,努力探求解决当前环境问题的有效途径。
(3)赴名古屋市、常州市污水处理厂参观比较实践。2008年8月,05级同学组团联系并参观了日本名古屋市的名古屋市宝神污水、
