本文作者：强虹 池勇志 单位：西北农林科技大学资源环境学院 天津城市建设学院建筑设计研究院
现状分析
专业实验下面以西北农林科技大学资源环境学院环境工程专业培养计划为例介绍。环境工程专业开设了环境化学、环境监测、水污染控制工程、大气污染控制工程和固体废物处理与处置5类专业实验，上述专业实验存在以下问题:首先，由于农林类院校环境工程专业教师多半从事与土壤有关的研究，导致了实验内容中还存在为数不少的土壤农化方面的实验安排，例如环境污染物的分析过程中所采环境样品往往以土样为主，对于水质或大气方面的实验较少。其次，传统的验证性实验偏多，以环境监测实验为例，只进行简单的水质验证性实验，如浊度，混凝沉降的性能等的测定，限制了学生操作实验能力的锻炼。再次，实验过程将学生分为15人左右小组进行，容易造成小组实验中，仅仅动手力强的同学主动操作实验，其他同学只是在旁边观看，不能亲自动手参与的局面，并且，由于实验待检测的样品都是实验室配制的，使得学生在采样、预处理等环节得不到锻炼，造成与实际监测工作脱节。最后，在专业实验教学中要求学生按照教师的讲解，在规定的时间内按指导书的方法与步骤一步一步地完成实验，既不利于培养学生独立思考问题、解决问题的能力，同时也抑制了学生的创新思维和创造性人才的培养。设计环节环境工程专业的专业设计包括水污染控制工程课程设计、大气污染控制工程课程设计、环境管理课程设计、环境规划课程设计和毕业设计。课程设计与毕业设计是培养学生工程实践能力的关键环节。目前主要存在以下三个方面的问题。
首先，指导教师的水平有待进一步提高，我校环境工程专业教师几乎都没有企业实际锻炼，缺乏现场经验，所以，教师在工程实际上的经验亟待提高，工科教学资源不足是一个非常普遍的现象。我国自1999年高校扩招以来，尽管广开增加师资队伍的渠道(包括外聘和兼职等)，但是其与教学资源发展不同步，造成毕业设计课程师资、基础教学设备资源短缺，师生比严重超标现象发生(实际中一个老师指导几十名学生的情况常有发生)［3］。其次，课程设计过于理论化，毕业设计选题普遍比较落后，大量存在综述性课题，难以体现创新性内涵。最后，课程设计涉及多门课程，但是这些课程之间没有有效的整合、协调各个设计层次、内容，使得这些课程设计变为了简单的课程重复。实习环节环境工程专业的实习环节包括认识实习、金工实习、生态环境综合实习，环境监测与评价综合实习，环境工程综合实习，环境与市政工程实践训练。实习环节存在的问题如下:首先，环境工程专业相应的实习基地匮乏，实习基地建设落后于实践教学需要。环境保护岗位一般具有专业性强的特点，学生的大部分实习仅限于参观实习。再者，实习经费短缺和实习基地容量限制。由于扩招，2008级环境工程专业目前有155人。对于认识实习问题不大，对于需要到现场实际操作的实习而言问题就比较突出，所有实习单位都不能提供一次性容纳近100人的生产实习场地，由于时间、场地和经费等的限制，这些实习只能是走马观花，基本流于形式。对于农林院校，一方面应结合自己的生物特色，根据需要培养环境工程应用型专业人才，另一方面由于上述原因在实践教学环节还存在着不少薄弱环节，因此对农林院校环境工程专业实践教学环节的改革势在必行。
对策
以创新、综合、设计性实验开发为切入点推动专业实验教学改革整合实验项目，杜绝土壤农化实验等农业环境保护类课程充斥环境工程实验课程的现象。进一步增加创新性、设计性、综合性实验项目。从必要性方面而言，实施满足学生创新能力培养的综合性、设计性实验教学模式是当前高等学校工科实验教学改革的方向。根据教高厅［2004］21号文件———《教育部办公厅关于印发＜普通高等学校本科教学工作水平评估方案(试行)＞的通知》的要求，对于工科院校各专业的实验有如下要求:A级:有综合性、设计性实验的课程占有实验课程总数的比例≥80%，效果好;C级:有综合性、设计性实验的课程占有实验的课程总数的比例达50%～60%，效果较好［4］。其中综合性实验是指实验内容涉及相关的综合知识或运用多方面知识、多种实验方法和手段，按照要求进行试验，主要培养学生综合运用所学知识、实验方法和实验技能，以及综合分析、解决问题的能力，达到对学生能力和素质的综合培养。设计性实验是培养学生实践能力的有效途径。在整个实验过程中，依据教师给定的实验目的和要求，从实验方案设计到实验器材选择、拟定实验过程以及后期的实验数据的获取和整理等均要求学生独立完成。这类实验的开设主要是培养学生对专业理论知识综合应用以及解决实际工程应用问题的能力。设计性实验的开设，改变传统的教师“填鸭式”教学模式，学生由被动学习转变为主动学习，学习的积极性得到有效调动。设计性实验方法具有多样性，可以开发学生的创新能力和实践能力，促使其全面发展。在实验过程中，学生的独立思维、才智、个性得到充分尊重，改变了千人一面的传统教学模式，有利于创新人才的培养，体现了以人为本的教育思想。培养满足社会需要和具有创新能力与实践技能的人才是大学的根本任务。
从人才全面培养的角度考虑，在专业实验中开设创新性、综合性、设计性实验，营造出具有独立发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及具有创造性思维能力，全面发展的当代年轻型人才是非常必要的。随着社会对人才实践动手能力要求日益提高，加强实验教学是大势所趋。尤其对于一些特色院校，只有培养适合特色经济建设需要、具有实际工作能力的科研和应用人才才是人才培养的方向。而目前农林院校环境工程专业现有的实验难以达到这些要求。以西北农林科技大学资源环境学院的《水污染控制》，《大气污染控制》，《土壤污染控制》，《固体废物处理与处置》实验为例，针对其存在的不足，根据实验教学内容形成分析、检测、评价等多个实验模块，分为基础验证、综合设计以及研究创新三个层次的实验，设计了《区域生态环境质量监测与评价》这个综合实验题目，该实验主要包括以下两个方面内容:一是由学生选定某一特定区域后，对其大气、水、土壤和固废，生物等环境要素的基本情况进行实际监测。二是在对各环境要素进行环境监测的基础上，结合各环境要素的环境质量标准对所选区域进行现状评价。新增综合性设计性实验见表1。在综合性、设计性实验的教学实施过程中，注意了以下原则:①通过将教师的科研课题引入实验教学，引导学生对现行的实验内容重新设计，给予学生选题的充分主动权，为他们进实验室提供宽松的条件，对他们完成每个实验题目的时间仅给予宏观控制;②通过自己设计监测方案、开展指标监测、完成分析报告、编制环境质量现状评价报告等环节，培养学生文献检索、研究能力、综合总结、组织协调能力等;③增加复合污染控制实验方面的内容，例如土壤生物中重金属污染控制实验课，结合铅、锡、锌的复合污染现状，由学生依据所学基本知识再结合查阅资料，拟定步骤，老师给予适当指导，由学生来进行实践操作。通过实践收到了良好效果。使学生建立了对农业生态环境综合监测的全面认识;提高了学生实践动手能力和合作精神;使学生初步掌握了数据处理分析和环境评价的方法。依据培养目标，紧密结合农村生态环境建设实际提高设计环节教学质量配合专业培养突出“厚基础、宽专业，具有创新意识和较强实践能力的高级应用型人才”的需要，为了解决农林院校环境工程专业设计环节指导教师水平有待进一步提高的问题，我校环境工程专业先后引进了多名具有较强的工科背景的硕、博士来校工作。#p#分页标题#e#
同时送出了部分优秀教师赴国外著名环境工程研究室研究和攻读博士学位，把握国际领域相关研究前沿。2008级以后要求毕业设计必须以工程实验为背景进行撰写。要求指导老师必须要有一定的科研经费才能具备指导资格。使学生在满足基本教学目标的前提下，结合农林生产实际以及科研前沿，使学生在生产实际中得到锻炼。杜绝毕业设计中出现综述性课题。在环境工程专业课程设计计划的制定过程中系统、全面考虑，通过农村生态环境水质、大气、生物综合规划设计，既保证设计内容不重复，又注意各门课程之间的衔接，有效整合课程设计的层次和内容。通过建立校内外实习基地结合影像资料和可视化教学满足实践教学的需要本科教学中最重要的一个实践环节就是生产实习，如何保证和提高实习环节的教学质量一直是困扰农林院校的一个难题。建立稳定的校外实习基地是确保生产实习质量的保证。本着资源互享，优势互补的原则，从2008级开始，我校环境工程专业先后与多个企事业建立了联系，例如:在水处理方面与西安市自来水总公司曲江水厂，西安创业水务公司建立了实习合作关系;在大气污染控制方面与兴平化肥厂，铜川市水泥厂，陕西社会水泥有限责任公司，宝鸡市热力有限责任公司和陕西渭北电力公司建立了实习合作关系;在固体废物处理与利用方面与宝鸡啤酒厂(有机废料处理)、西安市城市生活垃圾无害化综合处理厂、西安市江村沟垃圾填埋场、三民垃圾中转站和兴平市星光良种猪繁养殖有限公司确立了实习合作关系，另外，学校在农一站新建的资源环境实验站也以崭新的面貌投入到迎接实习教学任务中。
在与众多企业建立长期、稳定并且不断完善的各类实习基地的同时，邀请具有丰富工程实际经验的专家来校讲课，强化学生在环境废弃物处理与利用方面的专业知识。对农林高校而言，由于受到扩招及实习经费短缺和实习基地容量限制，这个问题表现尤为突出，并且短期内就传统方法而言很难有所突破。通过把计算机仿真作为现场实习的重要补充，在教学中引进多媒体和网络化教学方式，充分利用影像资料和可视化教程讲解工程案例，既激发了学生学习的兴趣又收到良好效果。例如人为设置一些生产中常见的非正常情况和生产故障，使学生在模拟的工业控制键盘上对生产的全过程或者个别岗位进行控制，以此来加强学生对污染物处理系统性的认识。学生不仅可以通过各处理单元熟悉各处理过程的常用原理及效果，也可以在仿真操作中反复练习工艺操作过程，强化系统性训练。特别是可以在人为设置工艺条件下进行系统开停车、工艺条件的调整、工艺和设备故障的处理等操作，而且，系统中还设有评分系统，教师可以通过教师工作站对每位学生的操作情况实施实时监测，每次操作结束后，系统可以自动对每位学生的操作进行评定。
结语
通过改革综合、创新能力培养计划，更新实践课程内容、教学质量得以提高，引入现场教学、提高设计环节教学质量。邀请工程技术骨干来校讲课和大力引入多媒体仿真教学真正培养了学生的实际分析问题、解决问题的能力。就环境工程专业而言，截至2004年，全国高校环境工程专业点达到247个，设置环境工程专业高校的比例也由1977年0．8%增加到2004年37．9%。在高校设置的所有专业中进入了前10位［4］。对于农林院校环境工程专业而言，如何在满足环境工程专业规范的基础上，注意发展特色性，突出个性，更是其安身立命之本。通过对农林院校环境工程专业的办学条件和人才培养目标的分析，可知通过实践教学环节教学质量的提高而形成自己的办学特色和办学优势是一条重要途径，而要提高实践教学环节教学质量就必须对目前的实践教学环节进行改革。尽管在实践教学环节的改革过程中还存在许多尚待解决的问题，比如，综合性、设计性实验题目内容的深度和广度有待加强，教学实施过程中出现的种种矛盾(如学生方案的多样性与仪器设备的限制、宽松开放的实验环境与仪器设备的规范管理、器材的大量损耗与实验室的有限经费、实验室开放与教师的工作量等)有待认真研究。
