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  环境科学与工程实验教学中心依托同济大学环境学科在国内外的优势地位和污染控制与资源化国家重点实验室、长江水环境教育部重点实验室、城市污染控制国家工程研究中心、联合国环境署-同济大学环境与可持续发展学院等国家级研究机构,以教育质量的提升为宗旨,以大学生的实践能力和创新能力的提高为核心,充分发挥重大科研项目和工程实践对实验教学的促进作用,紧跟学科发展和社会需求,用发展的眼光、创新的理念来指导实验教学,借助“985”建设和“211”建设等高校的发展机遇,通过环境科技创新人才培养基地建设和实验教学模式的不断创新发展,继承提升原有实验教学特色,进一步发展创新,使实验教学的优势和特色不断发扬光大,形成如下实验教学的特色。
 
1. 继承与创新发展并重,建设了全面提高学生创新能力的实验教学体系

  环境学科是随着环境问题的产生和日趋严重而发展起来的,承担着研究环境问题的原因和发展趋势,其根本目的是寻求解决环境问题的科技方法。作为一门实践性很强的学科,在人才培养上,要求学生在掌握理论知识的基础上,需十分注重实践能力的培养和提高。针对环境学科的发展和特点,结合社会对人才培养的要求,总结了同济大学环境学科长期以来实验教学研究和改革,继承传统优势与创新发展并重,经过多年的探索、研究和实践,形成 “巩固基础、加强实践、发展创新”的环境学科三层次专业实验教学体系,分别为培养学生实验基本技能和巩固理论知识的专业基础实验层次,培养学生综合素质和实践应用能力的专业实验层次,依托学科优势和科研资源,发挥骨干教师力量,直面复杂实际环境问题的研究解决,全面提升学生研究能力和创新能力的环境科技创新实验层次。
  作为升华学生能力的环境科技创新实验,通过学生查阅资料、提出实验方案、方案的讨论与确定、实验室试验和实验总结四个阶段,使参加创新实验的学生经历“三个全面”的过程,即:经历一次全面分析研究问题的过程,实验技能得到全面的锻炼、综合能力得到全面的提升。
  2006年11月在长沙召开的首届大学环境类课程报告论坛上,同济大学作了“环境学科专业实验教学的继承和发展”的报告,提出了三层次实验教学模式,受到了400多位与会代表的高度关注和好评。


 
 
2. 利用学科优势和科研资源,形成了科研为实验教学服务的共享平台

  同济大学环境工程是上海市重点学科和国家重点学科,学术研究水平在国内处于领先地位,拥有污染控制与资源化研究国家重点实验室、长江水环境教育部重点实验室、城市污染控制国家工程研究中心等国家级研究机构,承担着一大批国家科技支撑项目、国家自然科学基金等国家级及省部级重大科研任务。实验教学中心以承担日常管理任务的环境科技创新人才培养基地为平台,以教学科研一线的高水平骨干教师承担环境科技创新实验的教学任务为途径,每一个由3~5名学生组成的创新实验团队,在骨干教师的直接指导下,开展由科研项目衍生、适合本科生的子课题试验研究工作。骨干教师、重大科研项目和先进的仪器设备,通过实验教学过程成为大学生实践能力培育的载体,将一流的科研资源转化为实验教学资源,为大学生创新能力培养服务。目前,多位“十一五”“863”课题负责人在内的30多位教授、副教授担任环境科技创新实验指导教师,大学生对参加创新实验表现出很高的热情,参加率超过95%,实现了一流师资、一流设备、重大科研项目为大学生创新能力培养服务。创新实验教学模式在同济大学受到充分肯定并示范推广,得到教育部环境科学与工程教学指导委员会的高度评价,认为在教学模式上取得重大突破,有推广应用价值。2005年获上海市教学成果一等奖,2006年获同济大学校长奖。同时,国家重点实验室、教育部重点实验室等近年来更新和添置的近2000万元具有世界先进水平的仪器设备,在学校学院的统一组织下,通过机制建设和制度建设,与实验教学中心在专业基础实验教学中共享。既使学生的实验条件大为提高,也提高了资源使用的效率,使实验教学仪器设备水平与国际先进水平基本接近,进一步提升了实验教学条件的先进性。学科优势和科研资源为实验教学服务,为大学生提高实践能力、创新能力和国际竞争能力提供了条件保障。

 
3. 紧密结合科研成果和工程实践,研究开发实验项目与实验装备

  根据环境学科新理论、新技术的发展,开发与科研项目和重大工程实践紧密结合的实验教学项目,研制实验教学仪器设备是实验教学中心长期形成的传统和特色。大量的实验项目来自科研成果、工程实践,结合实验教学的特点和规律,开发出与学科发展水平相一致的实验教学项目,研制相应的实验教学装置和设备。
  实验教学中心的许多实验教学项目都体现着学科前沿发展与解决工程实际问题能力的特色,使学生在实验操作能力提高的同时,掌握学科发展的动态,建立工程实践和学以致用的思维方式。水处理实验、环境化学及毒理实验等实验课程,都根据实验教学内容的特点和要求,结合学科的发展水平和动态,自行设计与学科发展水平相一致的实验教学装置,进行定制加工,使实验教学内容紧跟学科的发展水平,保持了实验教学的先进性,也使这些先进的科学技术在实验教学中具有可操作性。水处理实验从80年代的气浮实验、斜管斜板实验教学装置等开始,开发了20多项实验项目和装置,如近年结合城市污染控制国家工程研究中心承担的城市污水资源化工程项目,研制开发了废水反渗透深度处理进行再生利用实验装置,解决了工程实际装置体积大,造价高,学生只能开展演示实验的不足。新开发的反渗透试验装置占地小、价格合理,而实验教学效果与实际装置一致,实现了二人一组,每组一套装置,学生实验效果大幅度提高。又如,环境毒理实验中自行研制的光化学氧化模拟实验装置,由紫外灯管、石英玻璃套管、反应容器、冷凝层、整流器及磁力搅拌器等组成。体积仅为实际装置的十几分之一,便于操作。价格仅为实际设备的四十分之一左右。而且,操作容易,解决了实际装置取样复杂、实验现象观察不够直观等诸多不足,强化了学生的动手能力,在实验中可大批量装备,确保教学实验仪器设备按2~3人/套的复套要求配置。
  2007年太湖蓝藻暴发时,环境微生物学实验教学中,及时将取自太湖水体的蓝藻补充到微生物显微镜观察细菌的实验项目中,并组织分析讨论,实现实验教学与理论研究及工程实践的紧密结合。紧密结合学科发展和工程实际的实验项目动态体现在实验教学的发展和进步中,并周期性更新实验教学内容,实现实验教学内容与学科同步的可持续发展。

电解实验装置
污泥比阻实验装置
一体化反渗透装置
小型气浮实验装置
光降解实验装置
叶绿素a过滤装置
 
4. 系统编写专业实验指导教材,持续发挥系列实验教材的共享作用
  早期由章非娟教授主编,高教出版社出版的《水污染控制工程实验》在全国影响广泛,得到普遍采用。根据近年来学科的迅速发展和实验教学需求,由章非娟教授、徐竟成教授主编,组织实验教学一线骨干教师编写的《环境工程实验》,是国内第一本内容较为全面的环境工程实验教材,包括水处理实验、固体废物处理与资源化实验、大气污染控制实验、环境噪声控制实验、环境化学实验,以及综合开放性实验和数字模拟技术在实验教学中的应用,由高等教育出版社出版,为高等学校“十一五”国家级规划教材。由理论教学骨干教师和实验教学指导教师共同编写的一批理论与实验结合的专业教材,包括《环境工程微生物学(第三版)》(周群英、王士芬主编、高等教育出版社出版)、《固体废物处理与资源化》(赵由才、柴晓利、牛冬杰主编,化学工业出版社出版)、《固体废物处理与资源化实验》(宋立杰、赵天涛、赵由才主编,化学工业出版社)、 《环境监测》(陈玲、赵建夫主编,化学工业出版社)、《环境科 科技创新实验指导书(第二版)》(实验教学中心编写,实验教学讲义)、《综合性实验指导书》(实验教学中心编写,实验教学讲义)等,包含了环境科学与工程大部分实验教学内容,形成了环境学科较为完备的实验教学教材系列。其中《环境工程实验》、《环境工程微生物学(第三版)》、《环境监测》、《固体废物处理与资源化》入选高等学校“十一五”国家级规划教材系列实验教材的编写,为国内环境学科的实验教学发展起到了重要作用,也发挥了同济大学环境科学与工程实验教学中心在实验教学中辐射作用。
《环境工程实验》
( 普通 高等学校“十一五”国家级规划教材)
章非娟、徐竟成主编
高等教育出版社
《环境工程微生物学(第三版)》
(普通高等教育“十一五”国家级规划教材)
周群英、王士芬主编
高等教育出版社
《环境监测》
(普通高等教育“十一五”国家级规划教材)
陈玲、赵建夫主编
化学工业出版社
《环境微生物学》
(普通高等教育“十二五”规划教材)

乐毅全、王士芬主编

化学工业出版社

《固体废物处理与资源化》
(高等学校“十一五”国家级规划教材)
赵由才、牛冬杰、柴晓利等编
化学工业出版社
《固体废物处理与资源化实验》
宋立杰、赵天寿、赵由才主编
化学工业出版社
《现代环境分析技术》
陈玲、郜洪文等主编
科学出版社
环境科技创新实验指导书(第二版)
实验教学讲义
环境科学与工程实验教学中心
 

5. 充分发挥国际化教学平台作用,拓展实验教学发展途径
  2002年5月,同济大学与联合国环境规划署共同成立的联合国环境规划署-同济大学环境与可持续发展学院,是联合国环境规划署在全球建立的第一所环境与可持续发展教育机构,也是联合国环境规划署在中国唯一的环境教育机构。联合国环境规划署-同济大学环境与可持续发展学院的成立,拓展了中国高校在环境科学的国家交往与合作,也包括环境学科实验教学的国际合作交流。通过联合国环境署-同济大学环境与可持续发展学院的平台,通过国外一批高水平高校教授的来访及讲课,以及教师的出访交流,与美国和德国、法国等欧洲国家的高校,以及澳大利亚、新加坡等高校开展实验教学方面的交流、讨论和切磋,学习国外高校先进的教学理念和方法,如环境科技创新实验开设的具体方法就吸取了普林斯顿大学的实验教学形式,并根据中国高校的特点进行优化完善。通过国际化办学平台,加大实验教学领域的交流合作,吸取先进的实验教学思想和实验教学手段,以提高实验教学中心的整体水平,推进中国环境学科实验教学向世界先进水平迈进。



6. 建立稳定教学队伍的保障机制,激励实验教师爱岗敬业精神
  一支学术水平高、教学经验丰富、团结奋进、爱岗敬业的实验教学队伍,是保证高水平实验教学质量的关键。以学校的宏观政策及制度为导向,以学院及实验教学中心的具体实施为保障,通过机制与制度建设,鼓励专职教师安心实验教学工作,吸引科研教学一线的骨干教师积极参与实验教学。在具体措施上,同济大学制定了《同济大学实验队伍管理规定》、《同济大学实验教学改革项目立项及管理规定》、《同济大学实验技术成果奖奖励办法》、《同济大学优秀实验人员个人奖评奖励办法》,鼓励专职实验教学人员全心全意致力于实验技术、实验方法和实验装置的研究开发,其成果作为实验教学人员考核和职称评审的重要依据,使实验教学人员安心于实验教学发展工作。学校在职称评审中,实验教学人员职称评审单列,重点考核在实验教学工作中的成绩,并形成了从初级、中级、副高级,直至正高级的实验教学职称系列,保障了高水平实验教学队伍的建立。学院及实验教学中心对专职实验人员在岗位职责、工作量考核、职称评审等方面,根据实验教学特点,制定相应的考核制度,保障一支高水平专职实验教学队伍的形成与稳定。

同济大学实验队伍管理规定
同济大学实验技术成果奖奖励办法 同济大学优秀实验人员个人奖评奖励办法
同济大学实验教学改革项目管理规定
   
   
 
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