环境与生物工程学院教学成果

“实施“3＋1”教学模式，提高工科学生综合素质及创新能力”

张洪林，杨翔华,蒋林时，陈明明，马学良

“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”是我国教育改革和发展的长期战略指导方针。传统的工科人才培养模式相对陈旧，课程结构和课程内容趋于落伍。就如何顺应历史发展的潮流，改革传统工科本科的人才培养模式，培养适应新世纪社会经济发展要求的创新人才，辽宁石油化工大学开展了长期的、系统的研究。早在1993年，辽宁石油化工大学（原抚顺石油学院）各级领导就会同项目组相关人员就这一问题展开讨论与研究，得出的共同结论是：我校工科培养模式存在严重的专业面过窄，重理论轻实践，且开设的课程之间内容重复相对较多，传授专业知识过细，致使培养的人才基础不厚、视野不宽、知识狭窄，往往局限于某些专业领域，因培养出的学生缺乏创新能力和素质而难以有较大发展。为此，由项目组提出申请与具体实施，辽宁石油化工大学正式批准，相关部门负责监督、学校提供各种配套条件，在环境工程专业开展“3+1”教学改革试点，系统涉及专业建设、课程建设、基地建设、师资队伍建设和管理运行机制改革，使学生有较长的时间接受比较系统而完整的实践训练，以达到强化学生的工程意识，提高学生分析解决问题的能力和创新能力的目的。

一、传统教学方式的改革及“3+1”教学模式的实施

传统的学历教育观念，特别传统工科的教学试图使学生将今后工作中需要的所有理论知识，过分重视知识体系的完整性，尤其是专业知识，都在学历教育阶段学完，整个课程教学体系过多地给学生灌输理论知识，严重淡化实践课程的教学。导致培养的人才实践基础薄弱，知识面窄，自学能力不强，适应性差，严重制约学生创新能力的发挥，学生根本不能适应工程技术发展的要求。“3＋1”教改就是考虑工程技术发展和终身教育的需要，深化课程教学体系改革，强调“以能力为中心”，注重实践，开拓视野，加强基本能力与素质的培养。“3＋1”教改的实施可归纳为以下几点：

             1、突出实践环节，加大学生创新能力的培养

实践教学环节是将知识内化为能力的重要过程。“3＋1”教学模式基本的做法将授课体系、授课内容进行大幅度调整。“3＋1”教学模式基本的做法是将传统的三年半理论课教学加上半年的毕业论文教学模式即“3.5+0.5”加以彻底的改革。3为在前三年完成公共课、基础课和专业骨干课等课程的教学，1为将毕业环节提前到第七学期开始，用第四学年一年时间以实践教学环节为主，为专业知识面拓宽和专业技能训练阶段，时间由过去的17周左右延长到32周左右。期间制定并实行了学生导师制，在第四学年开始就使学生与导师及研究生配合，尽早进入科学研究与实际应用阶段。在学生选择导师(课题)时，向科研能力强且课题多的导师倾斜。

教改前公共课、基础课及专业基础课、专业选修课组、任意性选修课和实践教学环节分别为23、16、18、57、和33学分，教改后则变为22、15、5、42和52学分，实践环节增加了18学分，从课程体系上强化了实践环节。

在课程体系建设中把实践性教学环节作为高等教育体系中与理论教学相并列的一个独立环节来对待，在专业基础课及专业课实验中，单独授课、单独考察，建立相对独立的实验教学体系，使其既不脱离理论教学，又具备自身的系统性、完整性和良好的循序渐进性。在专业实验课的设置中，加强基础与强化训练结合，加大了开发性、设计性综合实验的比例，如在水处理综合实验中，要求学生从基本参数的测定、回归、应用直至整体水处理工程设计，锻炼了学生综合能力。在培养计划制定中，注重实践教学体系以提高实践教学质量为主线，贯穿基础实践教学、生产实践教学、校外基地教学和社会实践活动四个系列，并在实践中坚持课上与课下衔接，校内与校外互补，建立了抚顺石化公司、抚顺市环保局、抚顺三宝屯污水处理厂及抚顺石化设计院等稳定的社会实践基地，进行了金工实习、认识实习、生产实习等环节的实践锻炼，使学生尽多的接触生产实际。

2、构建厚基础、宽专业教学平台

在教学计划修订时，坚持拓宽专业口径,按学科大类设置公共基础平台,专业基础平台的原则。环境工程专业虽采用“3+1”教学模式，但必须与我校其它专业进行相同的公共必修课、基础课学习，与英语、数学、物理等基础课共用一个公共基础课教学平台。同时与相关相近的专业共用一个专业基础课平台，如与化学、化工专业进行相同的无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和化工原理等课程学习，使学生具有扎实的专业基础和交叉的学科优势，便于学生的发展与深造，拓宽了学生就业及将来工作的口径。公用平台的建立方便了教学管理，也保证了与环境工程专业密切相关课程的教学课时，同时也充分且经济的利用了教学资源。

    3、重新构建课程体系，制定新模式下的教学大纲

根据新的培养计划，制定了新的课程教学大纲。在各大纲中侧重培养、提高学生工程能力，并将理论教学与工程实际有机的相结合，进行若干相关课程的整合和集成,避免课程内容的重复交叉,促进相关学科知识的交叉、渗透,使课程内容综合化。坚持知识、能力、素质协调发展和综合提高的原则；坚持注重工程实践、社会实践和创新精神培养的原则。区分核心课程、目标控制课程和普通课程。核心课程除以上介绍的公共基础课与专业基础课外，确定《环境工程微生物学》、《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》、《化工原理》等课程为环境工程专业主干课程，以上课程为考试课程。计算机基础和外语两门课程为目标控制课程，允许学生在四年内达标。其他均为普通课程,按不同的方式进行考查和考核。对新学科和技术上的最新研究成果，随着学科的发展在学科任选课中得到反映，如2004年新修订的培养计划就把《AutoCAD在工程绘图中的应用》作为必选课列出。环境工程专业教学计划严格控制总学时数在2300学时之内,总学分在140以内；实践总学分则相应的增加到52学分左右。对学科任选课程内容进行适当删减，给学生留出了充分的时间和空间参加大学生研究计划或选修其他课程，培养学生创新精神和能力，开拓学生视野、培养学生工程能力和提高综合素质。

4、                         4、制定了一系列的“3+1”教学模式下的毕业论文环节的管理文件和方法

在“3＋1”教学模式中，学生利用第四学年到科研单位和企业进行工程实践技能的训练，或参与学院教师和科研人员的科研工作，使培养学生的实践和创新能力从理论探索走向现实可行的操作。为强化“3＋1”教学模式下的学生毕业论文（设计）环节，加强学生素质的培养。采取了如下制度：一是进行严格且科学的毕业论文（设计）选题；二是采用学生和教师“双向选择”方式选择毕业论文（设计）题目，为每个学生确定指导教师；三是建立毕业论文（设计）开题报告制度、中期考核制度；四是强化毕业论文（设计）过程管理，建立和完善导师工作、学生监督管理等规章制度。要求教师指导学生查阅与研究课题相关的外文文献并进行翻译，写出文献综述，作为参加毕业论文答辩的必要条件，否则不予答辩。为保证学生在第7学期开始就全身心投入毕业论文(设计)课题研究，规定第7学期末中期考核成绩占毕业论文(设计)总成绩的30％，答辩等综合成绩占总成绩的70％；五是把科学研究与下厂实习结合起来，在第7学期或第8学期专门抽出2周时间，指定专门指导教师带学生到相关企业或研究院所参观实习，了解企业和研究机构实际，培养劳动观念、安全观念和工程技术观念；六是把工程设计作为毕业论文(设计)环节的一个重点内容来抓，只懂科研不懂设计是不符合要求的，为此系要求每个学生都要用2－3周时间完成一个小型工程设计任务，要求学生在教师指导下写出设计计算书，画出设计图纸，并把完成设计任务与否作为是否准予参加论文答辩的必要条件；七是规范论文写作，提高学生科技写作能力；八是改革答辩方式，实行校和学院两级示范答辩和学生答辩相结合的三级答辩制度，对学生一学年的学习进行全面评价，给出毕业论文(设计)成绩，实行答辩成绩末位不及格制。

    5、注重学生外语、计算机应用水平的培养

“3＋1”教学模式中强化了外语与计算机应用方面的训练。因为知识经济的全球化、科学技术革命的全球化、产业结构的大调整以及我国加入ＷＴＯ和高等教育大众化的推进等等,对我国高等教育和人才的培养都提出了更高的要求

在外语方面除加大进行正常的基础英语与专业英语教学外，鼓励教师进行双语教学；同时在毕业论文环节中，实行制定了学生外文翻译规定，加大外文翻译量，并不断提高专业外语的应用水平，要求外文翻译量是正常毕业生翻译量的4倍以上。在提高计算机应用能力方面，加大计算机专业应用的学习，开设了“计算机专业应用”、“计算机系统分析”、“AUTOCAD理论与应用”等多门课程，同时要求学生在外文翻译、毕业论文书写，试验数据回归等必须采用计算机手段，提高学生掌握使用计算机能力。同时开设了计算机仿真试验，对学生具有学科交叉优势及综合能力的提高具有重要意义。

6、规范学生行为，养成良好习惯

(1)、制定了第四学年学生实行坐班制，早晚签到制，使学生形成良好的作息规律，并提高其组织纪律性。

(2)、学生实行定期汇报制，规范学生的科研及试验，养成良好的科学研究习惯，进而提高整体科研水平及分析与解决问题的能力。

(4)、制定了研究团队的科研成果定期总结制，要求所有参加学生在完成大论文的同时，按照正式发表论文的标准格式完成小论文。

二、“3+1”教学模式改革主要成就

    明确人才培养的业务目标；强调教学计划要体现“厚基础、宽专业、注重工程能力”；强调课程体系中要加强工程学基础和计算机应用；强调教学过程中实验课程的量和质；强调教学环节中强化工程实践能力的培养；强调学生综合素质与创新能力的培养。

    制定了全新的教学培养计划。在学生较好的掌握与专业相关的理论基础上，加强其实践能力的培养。根据新的培养计划，制定了新的课程教学大纲。在各大纲中侧重培养、提高学生工程能力，并将理论教学与工程实际有机的相结合，提高其整体素质及创新能力具有重要作用。

    实行“3+1”教学模式的环境工程专业学生，不仅实际分析问题，解决问题能力等综合素质得到大幅提高，能够较早的适应社会。由于学生自主学习时间、内容较多，针对性较强，故此专业的学生考研率较高，每年考入环境工程专业的研究生皆大大超过招生名额。

    十年来已有270多名本科生按着“3+1”教学改革模式培养，从反馈信息看，绝大多数学生毕业后能很快适应实际工作环境，受到用人单位的重视。从毕业论文统计可以看出，由于毕业指导教师大多具有科研课题，实行“3+1”教学模式后，二者的有机结合使学生受到了良好的素质教育，拓宽了学生的知识视野，提高了学生的科学研究与开发和工程设计等能力。外语应用、计算机应用、文献检索、科技论文写作等综合素质能力的提高，使他们在今后的工作中能独当一面，成为所在单位的技术骨干。由此可见，实施“3＋1”教学模式较好的解决了学生重理论轻实践这一多年解决不了的老大难问题。

    “3＋1”教学模式的实施，使教师有较多的科研助手，因而科研成果、科研项目及科研论文不断增加，并已形成可喜的良性循环态势。仅项目负责人近几年就已发表论文80多篇，出版专著2部，获省部市各级科技进步奖10余项，完成包括国家863及省市各级科研项目50余项，发明专利一项。环境工程专业教师年平均科研合同额和发表论文总数分别是教改前的17倍和6倍。

    “3+1”教改项目的组织与实施促进了环境工程系专业建设、课程建设、基地建设、师资队伍建设和管理运行机制发展。环境工程系由当初一个专业，每年只招一个班，专业实验室只有三间，实验设备资产少于30万元这一原始状态，发展到如今具有三个本科专业、两个学历硕士点；一个工程硕士点，一个同等学历授予单位；拥有门类齐全的各类实验室100余间，总实验室面积600多平，设备资产近千万元省重点资助学科、重点实验室。

三、“3＋1”教学模式成果推广及应用价值

“3＋1”教学模式从立项到现在，已经经过10年时间，并经过不断的系统研究及探索、检验与修正，构建出了一套全新的人才教学培养体系。实践证明，实行“3＋1”教学模式是推进素质教育的重要手段，“3+1”教学模式增强了环境工程专业的办学活力，推动了我校环境工程学科的发展，增强了教师的业务能力。实行“3+1”教学模式，使学生既担当受教育者又担当准工作者，拓宽了学生的知识视野，提高了学生的综合素质。

我校在环境工程专业实行“3+1”教学改革10年多来，通过改革构筑以培养创新精神和实践能力为内涵的教育课程体系应用成功，取得了丰富的经验和可喜的成绩，这些经验和成绩不仅可为环境工程专业的教学改革继续提供有力支持，而且还为其他工科专业的改革提供经验参考。例如，借鉴环境工程教改经验进行的环境工程专业的教学改革框架已经设计完毕。并在由教育部主持召开的“全国生物工程人才培养会议”上做了交流发言受到了与会者的高度关注。我校拟决定在生物工程专业也实施“3＋1”教学模式以扩大改革试点工作，此举旨在借鉴环境工程专业教改经验，验证其适用范围并寻找共性的教学规律，为其它工科专业的教改提供借鉴。