1. 引言
创新能力是在运用知识和理论，在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。实践能力是个体根据自身的知识和技能去解决实际问题所体现的能力。创新能力在实践活动中不断得到培养和提高，而实践活动又是检验创新活动成果的手段 [1]。当前，创新实践能力已成为衡量高效人才培养水平和教育质量的重要指标，为了提高学员的创新实践能力，国内外高校结合自身特点，提出了各具特色的人才培养模式和创新机制，开展了形式多样的课外实践创新活动、课内实验教学改革等，对学员实践创新能力的培养起到了一定的指导作用 [2] [3] [4]。结合我校环境工程专业实际，在分析学员创新实践能力培养现状基础上，进行了“项目驱动 + 第二课堂”教学改革的探索。
2. 实践课程教学中存在的问题
环境工程专业学员创新实践能力培养主要依靠各课程的课内实验、专业课程的课程设计以及毕业设计，各课程的课内实验主要让学员进行专业知识的基础性训练，专业课程的课程设计在理论上进行单门课程知识的综合运用，毕业设计则进行综合性、研究性的训练 [5]。新形势下，对学员创新实践能力提出了更高要求，上述培养方式存在的诸多不足也日益凸显。
2.1. 实验教学方法相对简单陈旧
采用的传统实验教学方法相对简单陈旧，即教员在实验前详细讲解实验操作步骤，学员基本上按照“预习–听讲–照方抓药–实验报告”固定化的程式完成实验，这种“以教员、教材和课堂为中心”的教学方法仅仅发挥了教员在教学过程中的权威和核心作用，忽视了学员的主体性和能动性，严重限制了学员独立思考的积极性和创造性，很难发展学员的独立思维和创新意识 [6]。
2.2. 实验考核评价方式单一
实验教学中，实验报告是课程成绩考核的主要指标。这种考核标准较为单一，无法真正评价学员的综合能力，不利于调动学员实验的积极性和主动性，实践能力培养的力度与效果远未到位 [7]。
2.3. 课内实验、课程设计与毕业设计之间缺乏衔接手段
课内实验主要让学员进行专业知识的基础性训练，以单一性和局部性为主，综合性和设计性不够；课程设计虽具有一定的综合性，但仅停留在理论上，没有与实践相结合；而毕业设计的综合性和研究性程度较高。课内实验、课程设计与毕业设计之间缺乏有效的衔接途径，导致部分学员毕业设计成绩不理想。
3. “项目驱动 + 第二课堂”教学改革思路
3.1. 教学改革目的
基于“以学员为中心”、“因材施教、全面发展”的思想，坚持“在实践中学习”和“在学习中实践”的原则，构建“项目驱动 + 第二课堂”实验教学模式，为学员营造自我体验、自主学习、自由创造的开放的实验教学氛围，对学员所学专业知识进行综合性训练，要激发学员的创新意识，培养学员的创新思维，提高学员的实践动手能力、综合运用所学知识分析并解决实际问题的能力。
3.2. 教学改革要求
从实验内容到教学模式均以第二课堂的形式，围绕“项目化”进行设计与实施，师生共同完成指定“项目”(实验内容)。学员根据教员给定的实验题目、实验安排和要求，在教员的指导下自行完成文献调研和实验方案的撰写、实验方案的汇报与确定、实验方案的实施和实验结果的总结等全过程；指导教员负责提出要求和目标，安排实验进程，监督每个环节完成的质量。这就要求学员在进人实验室之前对文献调研和方案确定做充分的准备工作，同时要求指导教员以更宽广的视野、更先进的教学方法、更强的责任心去完成实验教学工作。教员和学员是本项目能够成功实施的两个关键要素，二者的有机结合，才能收到预期效果，起到培养提高学员创新实践能力的作用。
3.3. 教学改革总体框架
为充分挖掘第二课堂的作用，突破传统的“照方抓药”式实验教学方法的局限性，培养学员创新实践能力，搭建“以学员为中心”、“以项目任务为驱动”、“项目驱动 + 第二课堂”的创新实践能力培养平台。在这个平台上，学员唱“主角”，教员为“配角”，学员是“项目”完成的主体，而教员是“项目”实施安排的主体，负责总体安排与部署，帮助学员在实践中学习和自我构建。教学改革总体框架如图1所示。
Figure 1. Overall framework of teaching reform
图1. 教学改革总体框架
总体框架分为两部分，即项目实施和项目考核。项目实施主要分三个阶段，即实验前、实验过程中、实验后，三个阶段分步推进、依次展开，不同阶段训练目的不同(“项目任务”实施不同阶段训练目的见表1)，项目考核随项目实施的进行同步展开。
Table 1. Training objectives in different stages of “project task” implementation
表1. “项目任务”实施不同阶段训练目的
4. “项目驱动 + 第二课堂”教学改革实践
4.1. “项目任务”的遴选
“项目任务”是直接关系到学员在实验中能否得到锻炼、能否有所收获的一个重要环节，主要源于两方面，教员、学员均可提出。首先，教员从工程实际、科研项目、专业前沿热点问题等方面出发，根据学员的培养目标，结合学员的个人学习能力和个人学习兴趣，以创新性问题为引导，设计多学科交叉、多种方法与技术联用、综合性和探索性强“项目任务”。以“项目任务”为载体，引导学员深入到工程前线或相关学术领域科学研究一线，了解本专业或领域的背景、现状、研究意义，深度挖掘科学问题，锻炼学员的自主学习能力，从兴趣出发，激发学员的学习动机。其次，学员根据专业学习过程中的疑问或思考等提出待定项目，在与教员交流讨论之后形成最终的“项目任务”。遴选的项目任务见表2。
4.2. 教学改革的实施
主要面向大三下学期的学员实施教学改革，此时学员正在进行《化工原理》《工程热力学与传热学》等专业背景课程的学习，从1月份大三上学期期末向学员宣讲教改概况开始，至12月份结束，历时1年，具体实施情况见表3。
Table 3. Implementation of teaching reform
表3. 教学改革实施情况
5. “项目驱动 + 第二课堂”教学改革效果
5.1. 调动了学员实验的积极性和主动性
项目实施过程中，从文献查阅到方案确定，从原料选择到实验方案的实施，从实验数据处理到实验结果汇报，每一个环节都由学员自己完成。主要目的并不是通过实践形成创新性研究成果，而是让学员体验科学研究和实践训练的过程。项目实施就是过程训练最好的一种体现方式，实验内容的挑战性和项目任务的驱动有力地激发了学员的实验兴趣，使学员的学习从被动转变为主动。
5.2. 提高了学员实践动手能力及解决实际问题的能力
教学以更具综合性和探究性项目任务为驱动，以学员为中心，让学员从实验方案的设计开始，经过实验方案的具体实施，从自主钻研和主动实践中得到锻炼。这种项目驱动的方式实现了在实践中学习、在学习中实践，学员的思维能力、动手能力、分析和解决问题的能力得以全面提升。学员在完成项目的可行性研究报告、项目计划和研究方案，以及撰写调研报告和研究报告、进行成果交流等过程中，不仅锻炼了科研能力，也提升了实践动手能力和创新能力。在项目实施过程中，学员所面临的不仅仅是专业知识中的难题，更主要的是还会遇到理论与实践不一致的困惑，经过诸多挑战和困难的磨练，对学员实践动手能力和创新能力的提升效果显著。
5.3. 强化了学员的团队合作精神，提高了其交流与表达能力
突出“以学员为中心”、“以项目研究为驱动”的理念，为学员营造了自我体验、自主学习、自由创造的开放的实验教学氛围。为师生创造了一个平等交流与互动的平台，师生之间交流畅通、表达到位，学员之间团队合作默契，培养了学员的协作能力，整个实验过程中三次的PPT陈述与交流充分锻炼了学员们的文字和口头表达能力。这一点可以从实验后学员的实验总结汇报与发自内心的心得体会的表述中得到印证。
6. 结语
本文探索了项目教学法与第二课堂完美结合的新路子，将二者结合起来培养学员创新实践能力，详细阐述了教学改革思路、实施过程及效果。充分挖掘第二课堂作用，践行“以学员为中心”、“在实践中学习”和“在学习中实践”的理念，建立了“以人为本”、有利于激发学员主动性和创造性的师生互动教学模式，为学员实践创新能力的培养和未来的可持续发展打下了良好的基础。
本实践以第二课堂的形式展开，而第二课堂是在正常教学计划规定的课程之外，导致在全体学员中的覆盖面较小，学员受益面有限。为充分挖掘第二课堂的作用，同时确保在学员中的全覆盖，可将第一课堂与第二课堂的有机结合起来。即第一课堂(课内)牵引第二课堂(课外)，少学时完成大任务。第一课堂主要进行项目任务遴选、实验方案讨论、实验中期交流、实验总结交流等，以此为牵引，引导学员利用第二课堂进行部分实验的实施。上述方式不仅可解决本项目在全体学员中覆盖面较小的问题，而且高度契合了高校压缩总学时的大背景。