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環(huán)境科學(xué)類大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)存在的不足及建議論文
通過分析北京交通大學(xué)環(huán)境類大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)在實(shí)施過程中存在的不足，提出學(xué)生自主選題、教師關(guān)鍵環(huán)節(jié)把關(guān)指導(dǎo)、過程管理等措施，保證大學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)選題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施的各個(gè)階段充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，并培養(yǎng)學(xué)生不斷探索、不斷創(chuàng)新的基本科研素養(yǎng)。
環(huán)境科學(xué)的出現(xiàn)是20世紀(jì)60年代以來自然科學(xué)迅猛發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志[1]。面對(duì)當(dāng)今世界日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染以及資源短缺的惡劣趨勢(shì)，保護(hù)資源與環(huán)境已經(jīng)成為全世界的時(shí)代主題[2]。我國(guó)目前面臨著大氣污染、水污染、固體廢棄物處理、土壤沙化、水土流失以及生態(tài)破壞等多種環(huán)境問題，隨著我國(guó)政府對(duì)資源、環(huán)境管理力度的不斷增加以及對(duì)資源環(huán)境治理區(qū)域的不斷擴(kuò)大，必將帶動(dòng)我國(guó)相關(guān)部門與企業(yè)對(duì)環(huán)境學(xué)方面專業(yè)人才的強(qiáng)烈需求[3]。
但是截至目前，專業(yè)人才并不能滿足日益強(qiáng)烈的高水平環(huán)境人才的需求。一方面，由于近十多年大規(guī)模的高校擴(kuò)招，我國(guó)的大學(xué)教育正從精英教育向大眾教育過渡[4]，進(jìn)入大學(xué)的學(xué)生能力參差不齊;另一方面，我國(guó)大學(xué)在應(yīng)試教育模式下培養(yǎng)的往往是“技術(shù)人才”，并沒有很好的創(chuàng)新意識(shí)和能力[5]。這一態(tài)勢(shì)的產(chǎn)生與延續(xù)不單會(huì)導(dǎo)致我國(guó)的高等環(huán)境教育面臨困境，也不利于我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[6]。
鑒于此，國(guó)家和高等教育工作者做了大量提高教學(xué)質(zhì)量和效果的探討。2007年開始，教育部正式開始實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新性試驗(yàn)計(jì)劃。“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”是高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分[7]，其實(shí)質(zhì)是以學(xué)生為主體，自主研究為基礎(chǔ)，以課題為核心的研究性學(xué)習(xí)和個(gè)性化培養(yǎng)的教學(xué)方式[8]。近年來，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的推廣普及，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力起到了重要作用，也得到了廣大師生的普遍認(rèn)同[9]。
2008年，我校獲得“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”第二批實(shí)施高校資格，經(jīng)過5年多的建設(shè)發(fā)展，取得了許多成績(jī)。環(huán)境科學(xué)類相關(guān)的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)也順利開展，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)成果獲得國(guó)家級(jí)大學(xué)生節(jié)能減排競(jìng)賽和國(guó)家大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)10余次，但通過多年的大創(chuàng)項(xiàng)目實(shí)施發(fā)現(xiàn)，環(huán)境科學(xué)類大學(xué)生創(chuàng)新試驗(yàn)的選題、設(shè)計(jì)、結(jié)題過程中依然存在著若干問題。
1環(huán)境科學(xué)類大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中存在的問題
1.1 研究方向較集中，有待于進(jìn)一步拓寬
2009年以來，我校環(huán)境科學(xué)類大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共開展了40余項(xiàng)(見表1)，內(nèi)容涉及大氣環(huán)境(主要為CO2捕獲方法)、廢水處理、給水排水、生態(tài)修復(fù)、廢氣處理以及固體廢棄物等方向，參加學(xué)生200余人次。但是從表1我們可以發(fā)現(xiàn)，研究大氣環(huán)境的項(xiàng)目達(dá)11項(xiàng)，占總數(shù)的26%;廢水處理項(xiàng)目達(dá)17項(xiàng)，占總數(shù)的40%;其他類別研究共占總數(shù)的34%。環(huán)境科學(xué)的研究既可以為理論探索，也可以為應(yīng)用型試驗(yàn)，研究的范圍可包括社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面，涉及大氣、水、土壤、生態(tài)等方面。在這個(gè)復(fù)雜的研究領(lǐng)域，可供選擇的大學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有很多。由此可見，學(xué)生的選題面有待拓寬，真正做到環(huán)境科學(xué)類研究的廣泛性。
表1北京交通大學(xué)2009～2013年環(huán)境科學(xué)類大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目情況
1.2 學(xué)生的自主能動(dòng)性發(fā)揮不足
大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ�，從�?shí)驗(yàn)選題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)形式都由學(xué)生自主完成，教師所起的作用是指導(dǎo)。但大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)還部分存在著教師包辦的現(xiàn)象。從表1可以看出，我系大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中來源于教師項(xiàng)目的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)24項(xiàng)，占總數(shù)的57%。由于我校大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)可以作為大學(xué)課程的學(xué)分，一些學(xué)分不足的學(xué)生通過參與大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)完成學(xué)分，但沒有達(dá)到創(chuàng)新這一目的。另外，一些指導(dǎo)教師的課程教學(xué)、研究任務(wù)很多，很難真正指導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，就從自己研究的項(xiàng)目或者本科生、研究生的在研項(xiàng)目中拿出一部分作為大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)命題。更有甚者，有的學(xué)生為了偷懶，直接利用研究生或前幾屆大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為項(xiàng)目結(jié)題;或者出現(xiàn)中期檢查時(shí)還沒有任何進(jìn)展而停止的項(xiàng)目。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是沒有充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性的結(jié)果，學(xué)生沒有根據(jù)自己的興趣選擇題目，以至于參與積極性不高。
1.3 實(shí)施過程的監(jiān)督機(jī)制有待于進(jìn)一步加強(qiáng)
我校大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)經(jīng)過5年的發(fā)展完善，已經(jīng)形成了自己獨(dú)特的監(jiān)督體制。實(shí)施階段主要包括申報(bào)書撰寫階段、開題答辯階段、中期檢查階段、結(jié)題答辯、上交全部材料階段[10]。其中，有3個(gè)階段評(píng)價(jià)項(xiàng)目的等級(jí)，即開題答辯、中期答辯和結(jié)題答辯，等級(jí)包括國(guó)家級(jí)、省部級(jí)和學(xué)校級(jí)。各個(gè)階段的等級(jí)為滾動(dòng)制，根據(jù)前一階段的開展情況進(jìn)行評(píng)定。開題答辯根據(jù)創(chuàng)新小組的課題創(chuàng)新性和可行性初步評(píng)審等級(jí);中期答辯時(shí)再根據(jù)項(xiàng)目的進(jìn)展情況重新評(píng)定，對(duì)尚未開展或進(jìn)度嚴(yán)重滯后的課題組給予終止或警告;在結(jié)題時(shí)，需要上交項(xiàng)目任務(wù)書、中期檢查報(bào)告、結(jié)題報(bào)告、項(xiàng)目執(zhí)行過程會(huì)議記錄等材料，根據(jù)學(xué)生上交報(bào)告及答辯評(píng)審組評(píng)出優(yōu)秀、良、中、及格等成績(jī)，并最終決定項(xiàng)目的等級(jí)。由此可見，該評(píng)價(jià)制度基本可以保證學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度和完整性。但是，由于答辯監(jiān)督只是控制在項(xiàng)目實(shí)施過程中的3個(gè)點(diǎn)上，在線上的監(jiān)督機(jī)制還不完善，無法真正做到全面監(jiān)督。另外，答辯評(píng)審小組的專業(yè)差別很大，無法真正做到公平性。特別是我校環(huán)境工程專業(yè)設(shè)于土木學(xué)院之下，和其他專業(yè)的知識(shí)體系相差較大，給評(píng)審工作帶來一定的難度。
2完善環(huán)境科學(xué)類大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的建議和措施
2.1 提倡學(xué)生自主選題
大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的“主體”是大學(xué)生，“主題”是創(chuàng)新。若想真正發(fā)揮大學(xué)生的主觀能動(dòng)性，必須從選題開始就由學(xué)生自己做決定。我校的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)從3月份開始選題，持續(xù)一年的時(shí)間，參加的學(xué)生主要是大二學(xué)生，少部分為大三學(xué)生。開始實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入第四學(xué)期，完成了前三個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，已經(jīng)完成的知識(shí)體系見表2。
表2北京交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)第一、第二學(xué)年的知識(shí)體系一覽表
從表2可以看出，我系學(xué)生經(jīng)過前3個(gè)學(xué)期的知識(shí)積累，有關(guān)環(huán)境科學(xué)類研究所要求的自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)均已修完，特別是環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)所應(yīng)用的物理和化學(xué)知識(shí)，分析時(shí)所應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)。專業(yè)課學(xué)習(xí)了專業(yè)導(dǎo)論和環(huán)境分析化學(xué)，基本掌握了環(huán)境科學(xué)的一般知識(shí)和實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的分析方法。通過物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作，掌握了環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的基本手段和具體應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期的學(xué)生完全可以承擔(dān)自主創(chuàng)新的任務(wù)。
另外，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中還可學(xué)習(xí)到環(huán)境微生物學(xué)和環(huán)境工程原理，可以和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)互相支撐。通過自主選題，實(shí)驗(yàn)實(shí)施有充分的自主權(quán)：可自由支配實(shí)驗(yàn)時(shí)間，可根據(jù)需要和條件選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備，也可自己設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置;實(shí)驗(yàn)方法可另辟蹊徑。整個(gè)過程始終貫徹自主性和設(shè)計(jì)性，對(duì)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)提供了思維、實(shí)驗(yàn)操作、分析等一系列的鍛煉平臺(tái)。
2.2 指導(dǎo)教師在大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的定位轉(zhuǎn)變
教師在大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中的定位問題難度較大。在原有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施過程中，很難做到“以學(xué)生為主體，以教師為指導(dǎo)”這一原則，學(xué)生對(duì)教師有依賴思想，教師過于詳盡的指導(dǎo)把學(xué)生思維局限于設(shè)定的框架內(nèi)，難以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的火花。
為了在大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中真正發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，應(yīng)該做好教師和學(xué)生角色的定位，教師由原來的主要參與者轉(zhuǎn)變成指導(dǎo)者，學(xué)生由學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變成主導(dǎo)者。這并不是說教師在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中所承擔(dān)的責(zé)任變輕了，而是承擔(dān)更重要的角色—指導(dǎo)。指導(dǎo)內(nèi)容包括學(xué)生自主創(chuàng)新思路的可行性、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性、結(jié)果是否給現(xiàn)在的環(huán)境問題帶來思考等方面。
此外，教師還有另外一個(gè)重要的作用，就是研究瓶頸階段的解惑。由于大學(xué)生還沒有達(dá)到真正獨(dú)立研究的層次，所以在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中很容易出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象。指導(dǎo)教師可以根據(jù)自身的知識(shí)體系、研究經(jīng)驗(yàn)對(duì)其給予科學(xué)性的指導(dǎo)，但并不是直接告訴其該怎么做，而是通過知識(shí)的講解讓學(xué)生自己找到解決問題的方法，真正發(fā)揮教師的“指導(dǎo)”作用，而不是“參與”。
2.3 進(jìn)一步完善大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的監(jiān)督體系
我校的大學(xué)生監(jiān)督機(jī)制已經(jīng)基本成熟，但是，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過程中還忽視了學(xué)生進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室后的效果管理，缺乏對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過程監(jiān)管。所以在學(xué)院監(jiān)督體制的基礎(chǔ)上，應(yīng)該建立學(xué)生的互相監(jiān)督體系，并建立相應(yīng)的獎(jiǎng)罰機(jī)制，以約束參加大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的學(xué)生和指導(dǎo)教師。
學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是分組進(jìn)行的，每組成員為4～5名學(xué)生，其中一人為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。應(yīng)該明確負(fù)責(zé)人和參與者的責(zé)任和義務(wù)，并互相監(jiān)督。如果負(fù)責(zé)人沒有做好本職工作，可重新選舉項(xiàng)目負(fù)責(zé)人;如果參與者主動(dòng)性不夠，可更換組員。另外，還應(yīng)建立學(xué)生間的互助鏈，不僅有利于問題解答，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。整個(gè)過程相當(dāng)于完成一個(gè)完整的小科研項(xiàng)目，使學(xué)生鍛煉實(shí)踐能力，體驗(yàn)科研模式，激發(fā)創(chuàng)新潛能。
3環(huán)境科學(xué)類大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新型管理模式
大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的整體實(shí)施模式應(yīng)該包括學(xué)院考核、教師指導(dǎo)、學(xué)生間互相監(jiān)督，具體模式如圖1所示。
圖1 大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)管理流程圖
通過上述措施，保證大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)從學(xué)生本身的知識(shí)積累、興趣愛好、專業(yè)特長(zhǎng)等方面出發(fā)，并不是單純地協(xié)助教師做項(xiàng)目，而是使學(xué)生在項(xiàng)目中得到科學(xué)研究的鍛煉。
4結(jié)束語
環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域是涉及面極廣的專業(yè)，而正因?yàn)樗膹V泛性，更要求擁有活躍思維的學(xué)生探討這個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)問題。學(xué)生可以不局限于教師的項(xiàng)目，而是從自我出發(fā)，真正獨(dú)立思考想做哪方面的研究。在選題、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等各個(gè)階段注重激發(fā)學(xué)生的自主性，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中做到過程監(jiān)督，充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用，不但可以彌補(bǔ)應(yīng)試教育選拔人才的不足，也可為國(guó)家環(huán)保行業(yè)培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的優(yōu)秀創(chuàng)新型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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