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【摘要】多年水污染控制工程实验教学的实践，表明：改革传统的课程实验教学模式，就要实现从课程实验到实验教学的转变；实现实验教学与理论教学平等对待。文章基于对实验教学中存在的一些问题，提出了解决学生创新能力培养空间不足的有益的对策。
【关键词】水污染控制 课程实验 实验教学
环境工程属实践性很强的应用型专业，高校在培养此类专业人才时，不仅仅要求学生掌握扎实的专业基础理论知识，而且要掌握水污染控制、大气污染控制、噪声控制及固体废弃物处理等环境工程设计和实验研究方面的实践技能。其培养方式，不仅要采用课堂讲授的方法和学生自主学习的形式获得理论知识，更重要的是通过不同形式的实验教学，让学生亲自投入到实践中去验证书本上的知识，同时探索更多的新知识。因此，重视和加强实验教学，改革实验教学模式，建立和构建具有工程要素的实验教学体系，是工科院校培养学生动手能力和创新能力的必然选择。
一、实验教学普遍存在的问题
1．我国高校的实验室建设大多沿袭前苏联的模式，实验室按课程设置依附于各个系科及教研室，这种管理模式对配合理论教学、验证课堂理论起过一定的积极作用。但随着教育事业的发展和实验教学改革的深入，原实验室的管理体制已不能适应新时期人才培养的要求。主要表现在：①功能单一，实验室基本上按课程设置安排实验，实验内容单一，演示型、验证性实验多，设计型、综合性实验少。②地位从属，实验室从属于系部、教研室，实验课过多依附于理论教学，没有实现从课程实验到实验教学的根本转变，实验室独立教学能力很弱，缺乏应有的活力。③管理封闭，实验室各自为政，学校内部各实验室间缺乏协作和沟通，各实验室片面追求小而全，导致实验资源的短缺与浪费同时并存。
2．长期以来，我国高校人为地将教师分成教学和实验两个系列，致使教师“耻”于动手参加实验室的工作，或教师想参与实验教学，但会挤占实验教师的工作量。而且我国目前实验教师知识结构参差不齐，大多数实验教师专业理论水平低于实践经验。这样的后果是，课堂教学与实验教学脱节，基础理论在学生实验过程中得不到加强和拓展；专业知识与实践脱节，实验结果无法升华到理论高度，理论知识和实践知识无法有机地融合于学生的知识体系中，实验教学只是理论教学的外延。
3．据统计，国内环境工程本科专业在实验设备及经费投入、专业实验室面积和万元以上仪器设备台套数之间差别很大：重点大学明显高于一般大学，多数新上学科点的学校投入不足。有的学校没有新专业开办费，每年仅能拿出不足10万元用于设备的维护和正常实验消耗；有的与其他专业合用实验室，实验开出率低。设备台套数少，学生人数众多，实验室面积不足等，也是导致演示型实验、验证性实验多，设计型实验、综合型实验少的重要原因。
4．实验教学方式落后。实验前，实验教师为学生准备好实验仪器，调整到正常工作状态，学生按照教师事先拟定的实验步骤或按实验指导书要求，一步一步地采集数据，一步一步地按规定好的程序观察实验现象；学生不能随便提出设想或要求改变实验条件，只能按实验指导书上或教师的意愿利用刚学过的理论公式、书本上的现象结论、计算出或抄写出实验开始前就知道的结果，最后提交一份实验报告。这是我们十分熟悉的以培养动手能力为目的的课程实验过程，这种实验学生根本不需要解决和分析什么问题。只要按规定就能完成实验要求，这必然使学生养成了智能上被动和主观上依赖的实验习惯，学生的创造性得不到发挥，个性得不到发展，创新意识和创新能力就此被湮灭。
二、水污染控制工程的课程特点
水污染控制工程是环境工程专业和给水排水工程专业学生必修课之一，更是环境工程专业的主干课程，是体现环境工程专业学生知识结构和能力培养的标致性课程之一，他系统地阐述了污水的物理处理、化学处理、生物处理的方法和技术，介绍了城市污水的深度处理和回用技术，说明了污水处理厂的设计方法、设计内容和各种污水处理工艺的特点，涵盖了当代污水处理的研究理论和实践应用。所涉及到的基础知识包括四大化学、微生物学和流体力学等，是多学科交叉和综合的产物，具有课程内容繁多、涉及面广、实验性强、基础理论不系统的特点。不仅要求学生掌握牢固的水污染控制工程基本原理、基本理论和设计方法，而且要求学生具备较强的实验动手能力和一定的设计技能。所以《水污染控制工程》课程在培养环境工程本科生中具有很重要的地位。
三、水污染控制工程實验教学模式的革新
我院环境工程专业属新上专业，2001年开始招生，其培养特色是以资源再生开发与综合利用为特色，以水污染控制工程和固体废弃物处理为主线，以水污染控制工程课程建设及教学模式的改革为龙头，全面推进环境工程专业在人才培养模式、课程群建设、理论教学方式、实践性教学环节的建设和改革。水污染控制工程实验教学是验证学生对课堂知识的理解，培养学生动手能力、分析问题和解决问题能力的重要实践性环节之一。故水污染控制工程实验教学模式的改革创新，是体现我院培养特色的重要组成部分。
1．实验室建设规划
实验室的建设是实现实验教学的先决条件，把好实验室建设的规划关是非常重要的。我院水污染控制实验室从2001年开始筹建，在建设资金相对有限的状况下，通过长时间对兄弟院校、生产厂商及用人单位的调研和论证，最终形成了具有我院特色的水污染控实验室的建设规划，即通过2006年教育部对我院本科教学水平评估为原则，对评估中实验室相关观测点全部优秀为目标，结合《水污染控制工程》课程的特点，高起点，高水平，以设计性实验、综合性实验、创新性实验为重点建设内容，彻底实现从课程实验到实验教学的根本性转变，增强实验室独立承担实验教学的能力。
2．实验室管理
随着科学技术的发展，水污染控制理论和污水处理方法日趋综合化，而且与其他学科专业之间的相互渗透、融合交叉成为趋势，传统的实验室管理模式已无法满足现代实验教学方式。为此，我院出台了“八薄一卡”的实验室管理模式，即：①实验室主任日志薄；②实验室工作人员日志薄；③实验教学记录薄；④开放性实验室实验运行记录薄；⑤实验教学物质借用登记薄；⑥实验室安全卫生检查记录薄；⑦大型精密仪器设备履历及使用管理记录薄；⑧仪器设备维修记录薄。 “一卡”即实验项目管理卡。“八薄一卡”实验室管理制度的实施，基本做到了实验有目标、管理有规章、操作有规程、安全有制度，确保了水污染控制实验室高效有序地运转。
3．实验教师梯队建设
实验教师是提高实验教学环节水平的关键。为使水污染控制实验室适应新的实验教学方式，使课堂教学和实验教学有机地结合，实现课程实验从传统的“以教师为主”转变为“以学生为主体、教师为主导” 实验教学模式，水污染控制实验室实验教师全部由水污染控制工程学术梯队教师担任，不再独立设置专职实验教师、学术梯队负责人兼任实验室主任，而且学术梯队的实验设施与本科学生的实验设施彼此兼容，整合了实验资源，有效地提高了实验设备的利用效率。同时一些动手能力强的学生可直接参与学术梯队的科研项目研究，这对培养学生的创新能力和动手能力起到了直接的作用。
四、实验教学模式的创新
1．实验教学与理论教学平等对待
目前高校实验教学的改革整体上比较滞后，除其他客观原因之外，主观上对实验教学重视不够是一个重要原因。我院水污染控制工程将实验教学与理论教学平等对待，转变课程实验过多依附于理论教学的传统实验课程设置模式，彻底实现从课程实验到实验教学的根本转变，为此，我们单独设立了32学时的水处理实验技术实验课，在实验项目开出上为杜绝随意性，经学术梯队教师共同研究，开出了16个实验项目，绝大部分倾向于工程应用及新技术应用，学生根据自己对课堂知识的理解和兴趣，从中任选8个实验项目进行实验，学生两人一组，自己动手，分批分期连续完成。在实验教学过程中，以学生为主体、教师为主导。实验教师不会过多干涉学生对实验项目的选择，但对每一个实验项目的操作规范和安全规范，教师会严格把关。实验教学模式的改革对学生的动手能力、分析问题和解决问题能力的培养和提高有了实质性的进步。
2．创新实验教学条件
在水污染控制实验室筹建初期，我们就将其定位于以设计性实验、综合性实验、创新性实验为主，通过与设备厂商沟通，将典型活性污泥工艺构筑物和工业废水处理设施全部建成能够单元操作的单体设备，而且各单体设备可随意组合，同时陆续增加其他新型废水处理单体设备，而且可与前述工艺设备任意组合连接，打通了目前所有污水处理方法之间的界限。例如：污水处理中的普通活性污泥法、膜生物法、SBR法、AB法、A/O法、A2/O法等生化处理方法通过分体组装设备既可实现。学生试验时，根据教师提供原水的性质，结合课堂知识和自学知识，学生自行设计处理工艺，自行安装连接各单体污水处理设备；对实验结果学生首先自己做出分析，然后教师与其他学生共同点评。这从根本上解决了学生创新能力培养条件不足的弊端。
3．加强课堂教学与实验教学的结合
没有理论的实践是盲目的实践，没有实践的理论是空洞的理论。课堂教学可以指导实验教学，实验教学反过来可以拓展和深化课堂教学。课堂教学与实验教学的结合点我们总结为“四化”，即课堂教学的概念和原理的实验化，实验教学的实验现象和实验结果的课堂化，课堂教师的实验化和实验教师的课堂化。课堂教学的基本概念、基本原理为学生提供了设计性实验和综合性实验的理论基础，极大地激发了学生对实验的兴趣和主动思考的积极性；实验教学通过对实验现象和实验结果的分析，使学生进一步提高了对课堂教学知识点的理解和掌握，达到了课堂教学与实验教学相辅相成的目的。
为适应21世纪社会发展对人才的要求，传统的课程实验教学方式必须进行改革和更新，应彻底实现从课程实验到实验教学的根本性转变，实验教学与理论教学应平等对待，课程实验必须从传统的“以教师为主”转变为“以学生为主体、教师为主导” 的实验教学模式，从根本上解决学生创新能力培养空间不足的弊端。
参考文献
[1]张焕祯等.中国环境工程本科教育发展及人才需求分析[J].环境保护，2003（2）.
[2]张明泉等.综合性大学环境科学与环境工程学科实践教学体系建设[J].高等理科教育，2005（2）.
[3]余修日等.注重创新能力培养的实践模式[J].中国地质教育，2004（1）.
【关键词】水污染控制 课程实验 实验教学
环境工程属实践性很强的应用型专业，高校在培养此类专业人才时，不仅仅要求学生掌握扎实的专业基础理论知识，而且要掌握水污染控制、大气污染控制、噪声控制及固体废弃物处理等环境工程设计和实验研究方面的实践技能。其培养方式，不仅要采用课堂讲授的方法和学生自主学习的形式获得理论知识，更重要的是通过不同形式的实验教学，让学生亲自投入到实践中去验证书本上的知识，同时探索更多的新知识。因此，重视和加强实验教学，改革实验教学模式，建立和构建具有工程要素的实验教学体系，是工科院校培养学生动手能力和创新能力的必然选择。
一、实验教学普遍存在的问题
1．我国高校的实验室建设大多沿袭前苏联的模式，实验室按课程设置依附于各个系科及教研室，这种管理模式对配合理论教学、验证课堂理论起过一定的积极作用。但随着教育事业的发展和实验教学改革的深入，原实验室的管理体制已不能适应新时期人才培养的要求。主要表现在：①功能单一，实验室基本上按课程设置安排实验，实验内容单一，演示型、验证性实验多，设计型、综合性实验少。②地位从属，实验室从属于系部、教研室，实验课过多依附于理论教学，没有实现从课程实验到实验教学的根本转变，实验室独立教学能力很弱，缺乏应有的活力。③管理封闭，实验室各自为政，学校内部各实验室间缺乏协作和沟通，各实验室片面追求小而全，导致实验资源的短缺与浪费同时并存。
2．长期以来，我国高校人为地将教师分成教学和实验两个系列，致使教师“耻”于动手参加实验室的工作，或教师想参与实验教学，但会挤占实验教师的工作量。而且我国目前实验教师知识结构参差不齐，大多数实验教师专业理论水平低于实践经验。这样的后果是，课堂教学与实验教学脱节，基础理论在学生实验过程中得不到加强和拓展；专业知识与实践脱节，实验结果无法升华到理论高度，理论知识和实践知识无法有机地融合于学生的知识体系中，实验教学只是理论教学的外延。
3．据统计，国内环境工程本科专业在实验设备及经费投入、专业实验室面积和万元以上仪器设备台套数之间差别很大：重点大学明显高于一般大学，多数新上学科点的学校投入不足。有的学校没有新专业开办费，每年仅能拿出不足10万元用于设备的维护和正常实验消耗；有的与其他专业合用实验室，实验开出率低。设备台套数少，学生人数众多，实验室面积不足等，也是导致演示型实验、验证性实验多，设计型实验、综合型实验少的重要原因。
4．实验教学方式落后。实验前，实验教师为学生准备好实验仪器，调整到正常工作状态，学生按照教师事先拟定的实验步骤或按实验指导书要求，一步一步地采集数据，一步一步地按规定好的程序观察实验现象；学生不能随便提出设想或要求改变实验条件，只能按实验指导书上或教师的意愿利用刚学过的理论公式、书本上的现象结论、计算出或抄写出实验开始前就知道的结果，最后提交一份实验报告。这是我们十分熟悉的以培养动手能力为目的的课程实验过程，这种实验学生根本不需要解决和分析什么问题。只要按规定就能完成实验要求，这必然使学生养成了智能上被动和主观上依赖的实验习惯，学生的创造性得不到发挥，个性得不到发展，创新意识和创新能力就此被湮灭。
二、水污染控制工程的课程特点
水污染控制工程是环境工程专业和给水排水工程专业学生必修课之一，更是环境工程专业的主干课程，是体现环境工程专业学生知识结构和能力培养的标致性课程之一，他系统地阐述了污水的物理处理、化学处理、生物处理的方法和技术，介绍了城市污水的深度处理和回用技术，说明了污水处理厂的设计方法、设计内容和各种污水处理工艺的特点，涵盖了当代污水处理的研究理论和实践应用。所涉及到的基础知识包括四大化学、微生物学和流体力学等，是多学科交叉和综合的产物，具有课程内容繁多、涉及面广、实验性强、基础理论不系统的特点。不仅要求学生掌握牢固的水污染控制工程基本原理、基本理论和设计方法，而且要求学生具备较强的实验动手能力和一定的设计技能。所以《水污染控制工程》课程在培养环境工程本科生中具有很重要的地位。
三、水污染控制工程實验教学模式的革新
我院环境工程专业属新上专业，2001年开始招生，其培养特色是以资源再生开发与综合利用为特色，以水污染控制工程和固体废弃物处理为主线，以水污染控制工程课程建设及教学模式的改革为龙头，全面推进环境工程专业在人才培养模式、课程群建设、理论教学方式、实践性教学环节的建设和改革。水污染控制工程实验教学是验证学生对课堂知识的理解，培养学生动手能力、分析问题和解决问题能力的重要实践性环节之一。故水污染控制工程实验教学模式的改革创新，是体现我院培养特色的重要组成部分。
1．实验室建设规划
实验室的建设是实现实验教学的先决条件，把好实验室建设的规划关是非常重要的。我院水污染控制实验室从2001年开始筹建，在建设资金相对有限的状况下，通过长时间对兄弟院校、生产厂商及用人单位的调研和论证，最终形成了具有我院特色的水污染控实验室的建设规划，即通过2006年教育部对我院本科教学水平评估为原则，对评估中实验室相关观测点全部优秀为目标，结合《水污染控制工程》课程的特点，高起点，高水平，以设计性实验、综合性实验、创新性实验为重点建设内容，彻底实现从课程实验到实验教学的根本性转变，增强实验室独立承担实验教学的能力。
2．实验室管理
随着科学技术的发展，水污染控制理论和污水处理方法日趋综合化，而且与其他学科专业之间的相互渗透、融合交叉成为趋势，传统的实验室管理模式已无法满足现代实验教学方式。为此，我院出台了“八薄一卡”的实验室管理模式，即：①实验室主任日志薄；②实验室工作人员日志薄；③实验教学记录薄；④开放性实验室实验运行记录薄；⑤实验教学物质借用登记薄；⑥实验室安全卫生检查记录薄；⑦大型精密仪器设备履历及使用管理记录薄；⑧仪器设备维修记录薄。 “一卡”即实验项目管理卡。“八薄一卡”实验室管理制度的实施，基本做到了实验有目标、管理有规章、操作有规程、安全有制度，确保了水污染控制实验室高效有序地运转。
3．实验教师梯队建设
实验教师是提高实验教学环节水平的关键。为使水污染控制实验室适应新的实验教学方式，使课堂教学和实验教学有机地结合，实现课程实验从传统的“以教师为主”转变为“以学生为主体、教师为主导” 实验教学模式，水污染控制实验室实验教师全部由水污染控制工程学术梯队教师担任，不再独立设置专职实验教师、学术梯队负责人兼任实验室主任，而且学术梯队的实验设施与本科学生的实验设施彼此兼容，整合了实验资源，有效地提高了实验设备的利用效率。同时一些动手能力强的学生可直接参与学术梯队的科研项目研究，这对培养学生的创新能力和动手能力起到了直接的作用。
四、实验教学模式的创新
1．实验教学与理论教学平等对待
目前高校实验教学的改革整体上比较滞后，除其他客观原因之外，主观上对实验教学重视不够是一个重要原因。我院水污染控制工程将实验教学与理论教学平等对待，转变课程实验过多依附于理论教学的传统实验课程设置模式，彻底实现从课程实验到实验教学的根本转变，为此，我们单独设立了32学时的水处理实验技术实验课，在实验项目开出上为杜绝随意性，经学术梯队教师共同研究，开出了16个实验项目，绝大部分倾向于工程应用及新技术应用，学生根据自己对课堂知识的理解和兴趣，从中任选8个实验项目进行实验，学生两人一组，自己动手，分批分期连续完成。在实验教学过程中，以学生为主体、教师为主导。实验教师不会过多干涉学生对实验项目的选择，但对每一个实验项目的操作规范和安全规范，教师会严格把关。实验教学模式的改革对学生的动手能力、分析问题和解决问题能力的培养和提高有了实质性的进步。
2．创新实验教学条件
在水污染控制实验室筹建初期，我们就将其定位于以设计性实验、综合性实验、创新性实验为主，通过与设备厂商沟通，将典型活性污泥工艺构筑物和工业废水处理设施全部建成能够单元操作的单体设备，而且各单体设备可随意组合，同时陆续增加其他新型废水处理单体设备，而且可与前述工艺设备任意组合连接，打通了目前所有污水处理方法之间的界限。例如：污水处理中的普通活性污泥法、膜生物法、SBR法、AB法、A/O法、A2/O法等生化处理方法通过分体组装设备既可实现。学生试验时，根据教师提供原水的性质，结合课堂知识和自学知识，学生自行设计处理工艺，自行安装连接各单体污水处理设备；对实验结果学生首先自己做出分析，然后教师与其他学生共同点评。这从根本上解决了学生创新能力培养条件不足的弊端。
3．加强课堂教学与实验教学的结合
没有理论的实践是盲目的实践，没有实践的理论是空洞的理论。课堂教学可以指导实验教学，实验教学反过来可以拓展和深化课堂教学。课堂教学与实验教学的结合点我们总结为“四化”，即课堂教学的概念和原理的实验化，实验教学的实验现象和实验结果的课堂化，课堂教师的实验化和实验教师的课堂化。课堂教学的基本概念、基本原理为学生提供了设计性实验和综合性实验的理论基础，极大地激发了学生对实验的兴趣和主动思考的积极性；实验教学通过对实验现象和实验结果的分析，使学生进一步提高了对课堂教学知识点的理解和掌握，达到了课堂教学与实验教学相辅相成的目的。
为适应21世纪社会发展对人才的要求，传统的课程实验教学方式必须进行改革和更新，应彻底实现从课程实验到实验教学的根本性转变，实验教学与理论教学应平等对待，课程实验必须从传统的“以教师为主”转变为“以学生为主体、教师为主导” 的实验教学模式，从根本上解决学生创新能力培养空间不足的弊端。
参考文献
[1]张焕祯等.中国环境工程本科教育发展及人才需求分析[J].环境保护，2003（2）.
[2]张明泉等.综合性大学环境科学与环境工程学科实践教学体系建设[J].高等理科教育，2005（2）.
[3]余修日等.注重创新能力培养的实践模式[J].中国地质教育，2004（1）.