「實施「3＋1」教學模式，提高工科學生綜合素質及創新能力」
張洪林，楊翔華,蔣林時，陳明明，馬學良
遼寧石油化工大學「3＋1」教學模式專案組
一、專案立題的背景、思路和目標
「教育要面向現代化，面向世界，面向未來」是我國教育改革和發展的長期戰略指導方針。傳統的工科人才培養模式相對陳舊，課程結構和課程內容趨於落伍。就如何順應歷史發展的潮流，改革傳統工科本科的人才培養模式，培養適應新世紀社會經濟發展要求的創新人才，遼寧石油化工大學開展了長期的、系統的研究。
早在2023年，遼寧石油化工大學（原撫順石油學院）各級領導就會同專案組相關人員就這一問題展開討論與研究，得出的共同結論是：我校工科培養模式存在嚴重的專業面過窄，重理論輕實踐，且開設的課程之間內容重複相對較多，傳授專業知識過細，致使培養的人才基礎不厚、視野不寬、知識狹窄，往往侷限於某些專業領域，因培養出的學生缺乏創新能力和素質而難以有較大發展。為此，由專案組提出申請與具體實施，遼寧石油化工大學正式批准，相關部門負責監督、學校提供各種配套條件，在環境工程專業開展「3+1」教學改革試點，系統涉及專業建設、課程建設、基地建設、師資隊伍建設和管理執行機制改革，使學生有較長的時間接受比較系統而完整的實踐訓練，以達到強化學生的工程意識，提高學生分析解決問題的能力和創新能力的目的。
二、傳統教學方式的改革及「3+1」教學模式的實施
傳統的學歷教育觀念，特別傳統工科的教學試圖使學生將今後工作中需要的所有理論知識，過分重視知識體系的完整性，尤其是專業知識，都在學歷教育階段學完，整個課程教學體系過多地給學生灌輸理論知識，嚴重淡化實踐課程的教學。導致培養的人才實踐基礎薄弱，知識面窄，自學能力不強，適應性差，嚴重制約學生創新能力的發揮，學生根本不能適應工程技術發展的要求。「3＋1」教改就是考慮工程技術發展和終身教育的需要，深化課程教學體系改革，強調「以能力為中心」，注重實踐，開拓視野，加強基本能力與素質的培養。
「3＋1」教改的實施可歸納為以下幾點：
1、突出實踐環節，加大學生創新能力的培養
實踐教學環節是將知識內化為能力的重要過程。「3＋1」教學模式基本的做法將授課體系、授課內容進行大幅度調整。「3＋1」教學模式基本的做法是將傳統的三年半理論課教學加上半年的畢業**教學模式即「3.
5+0.5」加以徹底的改革。3為在前三年完成公共課、基礎課和專業骨幹課等課程的教學，1為將畢業環節提前到第七學期開始，用第四學年一年時間以實踐教學環節為主，為專業知識面拓寬和專業技能訓練階段，時間由過去的17周左右延長到32周左右。
期間制定並實行了學生導師制，在第四學年開始就使學生與導師及研究生配合，盡早進入科學研究與實際應用階段。在學生選擇導師(課題)時，向科研
能力強且課題多的導師傾斜。
教改前公共課、基礎課及專業基礎課、專業選修課組、任意性選修課和實踐教學環節分別為23、16、18、57、和33學分，教改後則變為22、15、5、42和52學分，實踐環節增加了18學分，從課程體系上強化了實踐環節。
在課程體系建設中把實踐性教學環節作為高等教育體系中與理論教學相並列的乙個獨立環節來對待，在專業基礎課及專業課實驗中，單獨授課、單獨考察，建立相對獨立的實驗教學體系，使其既不脫離理論教學，又具備自身的系統性、完整性和良好的循序漸進性。在專業實驗課的設定中，加強基礎與強化訓練結合，加大了開發性、設計性綜合實驗的比例，如在水處理綜合實驗中，要求學生從基本引數的測定、回歸、應用直至整體水處理工程設計，鍛鍊了學生綜合能力。在培養計畫制定中，注重實踐教學體系以提高實踐教學質量為主線，貫穿基礎實踐教學、生產實踐教學、校外基地教學和社會實踐活動四個系列，並在實踐中堅持課上與課下銜接，校內與校外互補，建立了撫順石化公司、撫順市環保局、撫順三寶屯汙水處理廠及撫順石化設計院等穩定的社會實踐基地，進行了金工實習、認識實習、生產實習等環節的實踐鍛鍊，使學生盡多的接觸生產實際。
2、構建厚基礎、寬專業教學平台
在教學計畫修訂時，堅持拓寬專業口徑,按學科大類設定公共基礎平台,專業基礎平台的原則。環境工程專業雖採用「3+1」教學模式，但必須與我校其它專業進行相同的公共必修課、基礎課學習，與英語、數學、物理等基礎課共用乙個公共基礎課教學平台。同時與相關相近的專業共用乙個專業基礎課平台，如與化學、化工專業進行相同的無機化學、有機化學、分析化學、物理化學和化工原理等課程學習，使學生具有紮實的專業基礎和交叉的學科優勢，便於學生的發展與深造，拓寬了學生就業及將來工作的口徑。
公用平台的建立方便了教學管理，也保證了與環境工程專業密切相關課程的教學課時，同時也充分且經濟的利用了教學資源。
3、重新構建課程體系，制定新模式下的教學大綱
根據新的培養計畫，制定了新的課程教學大綱。在各大綱中側重培養、提高學生工程能力，並將理論教學與工程實際有機的相結合，進行若干相關課程的整合和整合,避免課程內容的重複交叉,促進相關學科知識的交叉、滲透,使課程內容綜合化。堅持知識、能力、素質協調發展和綜合提高的原則；堅持注重工程實踐、社會實踐和創新精神培養的原則。
區分核心課程、目標控制課程和普通課程。核心課程除以上介紹的公共基礎課與專業基礎課外，確定《環境工程微生物學》、《水汙染控制工程》、《大氣汙染控制工程》、《化工原理》等課程為環境工程專業主幹課程，以上課程為考試課程。計算機基礎和外語兩門課程為目標控制課程，允許學生在四年內達標。
其他均為普通課程,按不同的方式進行考查和考核。對新學科和技術上的最新研究成果，隨著學科的發展在學科任選課中得到反映，如2023年新修訂的培養計畫就把《autocad在工程繪圖中的應用》作為必選課列出。環境工程專業教學計畫嚴格控制總學時數在2300學時之內,總學分
在140以內；實踐總學分則相應的增加到52學分左右。對學科任選課程內容進行適當刪減，給學生留出了充分的時間和空間參加大學生研究計畫或選修其他課程，培養學生創新精神和能力，開拓學生視野、培養學生工程能力和提高綜合素質。
4、制定了一系列的「3+1」教學模式下的畢業**環節的管理檔案和方法
在「3＋1」教學模式中，學生利用第四學年到科研單位和企業進行工程實踐技能的訓練，或參與學院教師和科研人員的科研工作，使培養學生的實踐和創新能力從理論探索走向現實可行的操作。為強化「3＋1」教學模式下的學生畢業**（設計）環節，加強學生素質的培養。採取了如下制度：
一是進行嚴格且科學的畢業**（設計）選題；二是採用學生和教師「雙向選擇」方式選擇畢業**（設計）題目，為每個學生確定指導教師；三是建立畢業**（設計）開題報告制度、中期考核制度；四是強化畢業**（設計）過程管理，建立和完善導師工作、學生監督管理等規章制度。要求教師指導學生查閱與研究課題相關的外文文獻並進行翻譯，寫出文獻綜述，作為參加畢業**答辯的必要條件，否則不予答辯。為保證學生在第7學期開始就全身心投入畢業**(設計)課題研究，規定第7學期末中期考核成績佔畢業**(設計)總成績的30％，答辯等綜合成績佔總成績的70％；五是把科學研究與下廠實習結合起來，在第7學期或第8學期專門抽出2周時間，指定專門指導教師帶學生到相關企業或研究院所參觀實習，了解企業和研究機構實際，培養勞動觀念、安全觀念和工程技術觀念；六是把工程設計作為畢業**(設計)環節的乙個重點內容來抓，只懂科研不懂設計是不符合要求的，為此系要求每個學生都要用2－3周時間完成乙個小型工程設計任務，要求學生在教師指導下寫出設計計算書，畫出設計圖紙，並把完成設計任務與否作為是否准予參加**答辯的必要條件；七是規範**寫作，提高學生科技寫作能力；八是改革答辯方式，實行校和學院兩級示範答辯和學生答辯相結合的**答辯制度，對學生一學年的學習進行全面評價，給出畢業**(設計)成績，實行答辯成績末位不及格制。
5、注重學生外語、計算機應用水平的培養
「3＋1」教學模式中強化了外語與計算機應用方面的訓練。因為知識經濟的全球化、科學技術革命的全球化、產業結構的大調整以及我國加入ｗｔｏ和高等教育大眾化的推進等等,對我國高等教育和人才的培養都提出了更高的要求
在外語方面除加大進行正常的基礎英語與專業英語教學外，鼓勵教師進行雙語教學；同時在畢業**環節中，實行制定了學生外文翻譯規定，加大外文翻譯量，並不斷提高專業外語的應用水平，要求外文翻譯量是正常畢業生翻譯量的4倍以上。在提高計算機應用能力方面，加大計算機專業應用的學習，開設了「計算機專業應用」、「計算機系統分析」、「autocad理論與應用」等多門課程，同時要求學生在外文翻譯、畢業**書寫，試驗資料回歸等必須採用計算機手段，提高學生掌握使用計算機能力。同時開設了計算機**試驗，對學生具有學科交叉優勢及綜合能力的提高具有重要意義。
6、規範學生行為，養成良好習慣
(1)、制定了第四學年學生實行坐班制，早晚簽到制，使學生形成良好的作息規律，並提高其組織紀律性。
(2)、學生實行定期匯報制，規範學生的科研及試驗，養成良好的科學研究習慣，進而提高其整體科研水平及分析與解決問題的能力。
(4)、制定了研究團隊的科研成果定期總結制，要求所有參加學生在完成大**的同時，按照正式發表**的標準格式完成小**。
三、「3+1」教學模式改革主要成就
明確人才培養的業務目標；強調教學計畫要體現「厚基礎、寬專業、注重工程能力」；強調課程體系中要加強工程學基礎和計算機應用；強調教學過程中實驗課程的量和質；強調教學環節中強化工程實踐能力的培養；強調學生綜合素質與創新能力的培養。
制定了全新的教學培養計畫。在學生較好的掌握與專業相關的理論基礎上，加強其實踐能力的培養。根據新的培養計畫，制定了新的課程教學大綱。
在各大綱中側重培養、提高學生工程能力，並將理論教學與工程實際有機的相結合，提高其整體素質及創新能力具有重要作用。
實行「3+1」教學模式的環境工程專業學生，不僅實際分析問題，解決問題能力等綜合素質得到大幅提高，能夠較早的適應社會。由於學生自主學習時間、內容較多，針對性較強，故此專業的學生考研率較高，每年考入環境工程專業的研究生皆大大超過招生名額。
十年來已有270多名本科生按著「3+1」教學改革模式培養，從反饋資訊看，絕大多數學生畢業後能很快適應實際工作環境，受到用人單位的重視。從畢業**統計可以看出，由於畢業指導教師大多具有科研課題，實行「3+1」教學模式後，二者的有機結合使學生受到了良好的素質教育，拓寬了學生的知識視野，提高了學生的科學研究與開發和工程設計等能力。外語應用、計算機應用、文獻檢索、科技**寫作等綜合素質能力的提高，使他們在今後的工作中能獨當一面，成為所在單位的技術骨幹。
由此可見，實施「3＋1」教學模式較好的解決了學生重理論輕實踐這一多年解決不了的老大難問題。
「3＋1」教學模式的實施，使教師有較多的科研助手，因而科研成果、科研專案及科研**不斷增加，並已形成可喜的良性迴圈態勢。僅專案負責人近幾年就已發表**80多篇，出版專著2部，獲省部市各級科技進步獎10餘項，完成包括國家863及省市各級科研專案50餘項，發明專利一項，見附件。環境工程專業教師年平均科研合同額和發表**總數分別是教改前的17倍和6倍。
「3+1」教改專案的組織與實施促進了環境工程系專業建設、課程建設、基地建設、師資隊伍建設和管理執行機制發展。環境工程系由當初乙個專業，每年只招乙個班，專業實驗室只有三間，實驗裝置資產少於30萬元這一原始狀態，發展到如今具有三個本科專業、兩個學歷碩士點；乙個工程碩士點，乙個同等學歷授予單位；擁有門類齊全的各類實驗室100餘間，總實驗室面積600多平，裝置資產近千萬元省重點資助學科、重點實驗室。
三、「3＋1」教學模式成果推廣及應用價值
「3＋1」教學模式從立項到現在，已經經過10年時間，並經過不斷的系統研究及探索、檢驗與修正，構建出了一套全新的人才教學培養體系。實踐證明，實行「3＋1」教學模式是推進素質教育的重要手段，「3+1」教學模式增強了環境工程專業的辦學活力，推動了我校環境工程學科的發展，增強了教師的業務能力。實行「3+1」教學模式，使學生既擔當受教育者又擔當準工作者，拓寬了學生的知識視野，提高了學生的綜合素質。
我校在環境工程專業實行「3+1」教學改革10年多來，通過改革構築以培養創新精神和實踐能力為內涵的教育課程體系應用成功，取得了豐富的經驗和可喜的成績，這些經驗和成績不僅可為環境工程專業的教學改革繼續提供有力支援，而且還為其他工科專業的改革提供經驗參考。例如，借鑑環境工程教改經驗進行的環境工程專業的教學改革框架已經設計完畢。並在由教育部主持召開的「全國生物工程人才培養會議」上做了交流發言受到了與會者的高度關注。
我校擬決定在生物工程專業也實施「3＋1」教學模式以擴大改革試點工作，此舉旨在借鑑環境工程專業教改經驗，驗證其適用範圍並尋找共性的教學規律，為其它工科專業的教改提供借鑑。
2023年11月1日
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