Question

深化实验教学改革,培养学生创新能力 创新能力的重要性

Answer 1

　　摘 要 针对给水排水工程专业实验教学现状，旨在从实验教学内容体系、实验教学模式和网络教育等方面，通过专业课程的实验教学改革，进一步培养学生创新意识，提高实验教学质量。
　　关键词 实验教学 改革 创新能力
　　中图分类号：G642文献标识码：A
　　
　　社会在进步，竞争也在日益加强，作为给企业培养和输送人才的高等院校怎样与时俱进，不断改革，不断更新，保证向社会输送有创新思想和创新能力的高科技人才，这才是高校教学改革中具有导向性的问题。而高等学校的实验室能否为学生提供建立创新意识的平台，能否创建一个学生的创新想法得以实现的实验环境是关键之所在。①武汉科技大学给水排水工程实验中心正是秉承这一理念，分析给水排水实验教学的问题，做了大量的实验教学改革工作，取得了较好的效果。
　　1 给水排水工程实验教学中存在的问题
　　1.1 专业课的学习重理论轻实验
　　给水排水工程是一门实践性很强的专业，实验教学在整个专业学习中占有举足轻重的地位。一直以来，高校对实验教学的重视绝大部分都表现在口头上，教学主管部门、教师和学生在思想上重理论、轻实验的的现象普遍存在。具体体现在许多高校的实验教学还依附在理论教学之中，既没有被独立设置一门课程也没有形成相应的教学体系和学分。②实验教学的目的不是全面提升学生的综合能力，而仅仅是为了巩固已经学过的理论知识，更没有上升到以培养学生的动手能力为基础，逐步提高学生的独立发现问题，分析问题和解决问题的能力，最后培养具有创新能力的人才的高度来。
　　1.2 专业课的实验设置较少且相对独立
　　由于专业课的课时有限，实验课时较少，故实验课开设的实验项目的数量也相对较少。对于给水排水工程专业来说，我们以前开设的专业实验教学主要是：水力学实验10学时，水分析化学实验8学时，水处理微生物实验6学时及水处理实验16学时（其中给水8学时，排水8学时），实验学时数远远不能满足提高学生动手和创新能力的要求，且实验课程相互独立，未经融合，因此学生对专业课的认识只停留在理论加以验证的基础上，根本没有与专业课之间融会贯通，达到一个质的飞跃。
　　1.3 实验项目的安排不合理
　　给水排水工程四个方面的实验中，水质分析化学实验、水力学实验和水处理微生物实验均为专业基础实验，主要培养的是基本实验技能；水处理实验主要包括给水处理实验和排水处理实验，由于学时有限及实验条件和设备所限制，结合现有的教学方式和教学学时数只能开设认知性和验证性实验，老师只是一味灌输，学生也只是简单模仿，没有进行独立思考，处于被动学习的状态。③综合性和创造性实验很难实施，由此导致学生的动手能力和创新能力得不到充分发挥，得到的实验数据仅仅是课堂理论的再现，没有自己的思索和创新，很大程度上限制了学生的积极性和探索性。
　　1.4 实验设备缺乏、陈旧
　　社会在发展，科技也日新月异，而高校实验室普遍由于经费问题，实验设备一般都过于陈旧且新型设备严重不足，大多数还是采用的传统的分析方法与现实有很大的差距。实验室里价格昂贵的设备一般数量较少甚至只有一台，有时根本满足不了本科生的教学需要，只能分批分组的进行实验或者进行演示性实验，既费时又费力，不能很好的锻炼学生的动手能力。
　　2 改革教学体系，培养创新能力
　　2.1 优化实验教学内容，更新实验教学理念
　　高校实验教学内容必须反映本学科发展的新方向、新水平，并保持其新颖性和先进性，为了改变目前实验课中过多的老师讲解现象，我们本着给水排水工程专业的特点，培养创新意识的目的，不断更新实验教学内容，加紧理论联系实际，随时更新我们的实验教案；在专业基础实验中，我们注重学生基本原理及基本技能的培训，同时也配合先进的、户外便携式的仪器使用，让学生更好的与实际接轨。在新的实验教学中，我们不断增开综合设计性、创新性的实验，譬如在水处理实验中专门增开了两周的综合实验设计课，即老师给定一个题目，从最初的实验原理、方案设计、实验实施、实验结果论证及实验报告的输出均是学生自己独立完成，老师不再是一味地手把手教学生实验，而是在旁加以指点，强调竞争意识和团队意识，让学生在不断推敲，不断论证的基础上提高他们独立思考，创新思维，综合设计和知识运用能力。同时，针对本专业的情况，我们在大四上学期专门开设了一门实验课即《水处理实验新技术》，课堂讲解与实验相结合，先是利用少课时讲解本专业近几年的实验改革及设备更新情况，再就是给学生从实验设计，实验操作到最后的数据处理进行一次系统的培训，让学生明白做科研论文所需具备的知识，然后安排了大量的实验学时进行实验，基本都是综合设计性实验，一个实验内容基本上都包括了水质分析，微生物的驯化及污水处理几门专业课的知识，使各专业课之间有了一个很好的衔接，达到融会贯通的目的。通过几年的实践证明，这次改革收到了比较好的效果，受到了相关老师和学生的好评。
　　2.2 运用多媒体教学技术，构建网络教育平台
　　当今社会是个网络信息化社会，实验室也充分利用了多媒体技术，把实验原理、实验仪器的使用、实验过程等通过PPT或者是录像、动漫等方式做成课件，建立网络化实验教学平台，供学生查阅和使用，创建网上预约、网上课堂、网上答疑等方面的实时互动，适时掌握学生动态，进一步提升网络使用效率和教学效果。
　　2.3 更新实验教学设备，创造良好实验环境
　　针对实验室实验设备过于陈旧的情况，让学生与本专业的先进的科学技术接轨，学校近几年大力支持了本专业实验教学基础设施建设，经费投入也很大，本专业的实验设备不断更新，并于2004年12月与建筑环境与设备工程专业一起申请得到“中央与地方共建高等学校基础实验室”基金200万元，于2006年5月被确定为“武汉科技大学校级实验教学示范中心”。同时在五年之内学校相应配套该中心建设资金100余万元。中心现拥有建筑面积2180平方米，实验设备资产达450余万元。该中心的成立后，中心承担武汉科技大学的给水排水工程、建筑环境与设备工程、土木工程、环境工程（硕士）、市政工程（硕士）等专业的相关实验教学、创新能力培养及其他实践性教学任务。另外每年也接待本校理学院、资源与环境工程学院、中南分校相关专业学生来中心做实验，年接待学生近1500余人次，年实验教学工作量达4万余人时数。打破原有给水排水工程专业实验室与建筑环境与设备工程专业实验室之间的界限，优化实验设备的配置，极大限度地减少实验室重复建设的投入。
　　2.4 实施创新实验教学模式，着手培养学生创新能力
　　本专业的所有实验室均为开放型实验室，实验室全天免费为学生开放。开放实验室主要倡导的是学生的主导地位，强化个性化教育，有利于创新人才的培养。首先，实验教师根据每门课程的实验教学大纲除设置一定的必修实验外，还有个性化选修实验，其难度一般都超出了教学大纲规定的难度，进一步提高学生的实验水平。其次，学生有充分的自主权，实验时间，实验方案，实验操作均由学生自主决定；还有，学生在实验时提倡学生相互交流，教师随时解决学生的问题，对于善于钻研的学生，还可以让学生跟着本校研究生及有科研课题的老师一起进行科研，尽可能的激发学生自主学习的积极性，挖掘其创新思维能力，培养其创造才能。
　　通过近几年的改革试验，我们已经有多项大学生科技创新作品获奖和多篇科研论文发表。2007年获第十届“挑战杯”飞利浦全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖和湖北省第六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖、三等奖各一项；2007-2008年连续两年获西蒙-国际铜业协会杯全国高等院校大学生综合布线竞赛三等奖两项；2006年分别获湖北省高校大学生机械设计创新大赛三等奖、第二届全国ITAT教育工程就业技能大赛FLASH动画设计中荣获三等奖、首届航天杯职业规划设计大赛校三等奖各一项；学生在各类杂志上发表论文20篇以上。
　　3 结束语
　　实验教学是给水排水工程专业的重要组成部分，好的实验教学能大幅度提高学生的实践和创新能力，提高学生的综合素质。通过近几年的实验教学改革，本专业学生的实践能力和创新能力明显提高，得到了不少用人单位的好评，适应了社会发展的需要。但实验教学改革是一项长期而艰巨的改革，面对行业的发展对人才的需求，我们改革步伐还应更加坚定，坚持改革与创新同步，实验教学与时俱进，不断完善，为本专业的实践教学质量和整体教学水平的提高奠定坚实的基础，为社会输送更高层次的人才。
　　
　　注释
　　① 孟雪征,曹相生等.实验教学改革是培养创新人才的关键[J].建筑教育改革理论与实践,2007.9(6):295-297.
　　② 曾令初,孙连鹏等.环境工程专业实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2008.27(3):89-92.
　　③ 赵丽红,孙洪军等.水处理微生物实验教学改革初探[J].辽宁工业大学(社会科学版),2010.12(2):137-138.