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畢業論文質量不高。進行畢業設計時正值學生考研和工作面試的高峰期,占用了他們大量的精力,一些學生無法全身心投入畢業設計。指導教師出于對就業和考研實際情況的考慮,對學生管理也多有松懈,導致畢業論文質量不高,出現較多問題。①語句不通,格式混亂。本校針對理工類本科畢業設計(論文)出臺了詳細的撰寫規范,對題目、摘要、論文正文、結論、參考文獻等每一部分的字體、圖表和段落格式都有明確要求。但學生成稿的論文依然格式混亂,如:表達口語化,語句不通順;表格圖形沒有表頭、圖名或編號;字體和段落格式與規范不一致;上下角標錯誤;多余的空格;計量單位格式不統一;參考文獻編排不合要求,等等。一些基本問題往往修改兩三遍后還存在于文稿之中。②數據分析討論不足。實驗類畢業論文中,對于監測數據和實驗所得結果,學生往往只是單純列表或列圖,對于圖表中的數據和反映的實驗規律沒有思考和說明分析;或是僅僅能做到看圖說話,不能討論數據形成的原因和機理,不會引用文獻展開對比分析討論。最終導致論文內容膚淺簡單,“實驗結果與討論”部分出現“只見圖表不見文字”的情況,結論缺乏準確性和針對性,過于空泛。③制圖不規范。此類問題多在設計類畢業論文中出現。CAD運用不夠純熟,制圖時工藝管線和構筑物輪廓粗細不分、虛實不分;字體大小不統一;平面圖上缺少風速風向玫瑰圖;構筑物剖面圖數量不夠,等等。制圖通常是設計類畢業論文后期的工作,如果學生前期工作較為松散,在此時往往時間倉促,不能認真繪制或修改,導致較多問題。
二、提高環境工程專業畢業設計(論文)質量的方法探索
1.加強教師的自我學習,提升科研水平。教師在畢業設計選題時應緊密結合實際,豐富設計題目,給學生制定的畢業設計要符合實際。專業教師應在主要研究方向的基礎上擴展畢業設計的研究領域,使畢業設計題目多元化,既要突出本系特色方向,也要盡可能地涵蓋環境工程專業能夠涉及的各個領域,如水、氣、噪聲、固體廢棄物的處理、區域環境影響評價等。同時要加強實驗室的管理和建設,以滿足不同研究方向實驗測試的需求。多元化并且緊貼社會所需的題目一方面能夠引起學生的興趣,激發學生的探索求知欲,使其在此過程中能有較大的成就感,另一方面也避免了相似題目導致的學生間互相借鑒論文內容的問題,做到一人一題,獨立完成。此外,教師本身也應積極申請各類型的科研項目,如國家自然基金、省部級科學基金等,不僅能提升自身的科研水平,也能為學生提供更多的研究平臺。
2.強化環境工程專業學生科研能力的鍛煉。①在進入大四畢業設計之前,可安排環境工程專業的學生進行文獻檢索課程的短期學習,使學生了解、熟練并掌握科研文獻的檢索方法,在進行畢業設計時將會事半功倍。某些高校會有由圖書館老師定期開展的科研文獻搜索、管理方面的專題講座,具有很強的針對性,值得借鑒。②環境工程專業實驗課程的考核可采取筆試和儀器操作并行的形式,強化學生掌握儀器的正確操作法,理解實驗步驟的目的和意義,培養嚴謹的科學態度。針對學生實驗操作技能掌握不足的情況,應重新審視實驗課程教學成果,提高實驗課教學要求。目前實驗課程多為分組進行,每一小組三四名學生,在實際的教學過程中,并不能讓每個學生都能得到實驗鍛煉。針對這種情況可擴大實驗室規模,盡量做到每名學生都能進行完整的實驗操作,保證人手一組實驗數據,避免出現小組內“課堂不動手,課后抄報告”的情況。同時組織學生積極參與專業老師的科研工作等,進一步擴大校內大學生創新計劃和優秀生的培養規模,力爭更多的學生更早得到專業科研訓練;在老師指導之余,發動本專業研究生的帶動作用,讓更多甚至全部的學生參與到實驗室工作,使科研訓練由淺入深貫穿整個大學時期,養成認真端正的科研態度,為大四的畢業設計打下良好基礎,提高效率,也有利于大學生創新能力的培養。
3.端正師生態度,加強對畢業設計的指導和督促工作。師生兩方均應端正態度,對畢業設計教學工作給予足夠的重視。高校教師尤其是青年教師在其自身的研究生求學階段大多得到的是導師較為寬松的指導,這一方式有助于培養研究生獨立思考和工作的能力,有助于展現個人的創新研究能力,所以一些青年教師在指導畢業設計時往往會借鑒這種方法。但對于大學生來說,這一方式不可照搬。大學生并非專業的科研人員,科研素養和積極性有待提高,在有限的時間內暫時不能獨立自主完成給定的目標,還需要老師較多的指導和鼓勵。指導教師要投入更多的時間,才能真正起到鞭策督促的作用:可為整個畢業設計工作安排合理且較詳細的時間計劃表,在每一階段定時驗收學生的畢業設計進展,對每一部分出現的小問題盡可能修改完善,更多地關注學生的畢業設計情況,隨時指導,使其感受到一定的壓力以投入更多的精力,切忌“放羊式”管理。從學生方面來說,專業輔導員、班主任和教師可以在平時工作中加強對學生的教育,使其理解畢業設計對以后工作、科研的重要性,明白這是一件有利于自身的工作,應端正態度,竭盡全力按照老師的指導認真進行,不可有應付交差的敷衍心理。
關鍵詞 畢業設計;畢業論文;應用型本科高校;環境工程;人才培養方案
中圖分類號 G642.477
文獻標識碼 A
文章編號 1005-4634(2012)05-0033-03
畢業設計(論文)可以培養學生綜合運用所學基礎理論知識、專業技術解決問題的基本技能和素質,培養和提高學生綜合分析問題與獨立解決問題的能力。同時也是檢驗學生學識、能力、素質等方面實際狀況、評價學校和教師教育教學質量的有效方式和手段,是很重要的教學環節。畢業設計(論文)是最重要的實踐教學環節之一,是對大學生學習的總結、檢驗和鞏固,重要性可想而知。目前很多高校都設立了環境工程專業,為我國環境工程及相關領域發展提供了較多的工程技術人員,這些高校畢業生也是我國環境工程技術領域的生力軍;隨著高校碩士研究生的擴招,不少畢業生進入碩士階段進修,為后續科學研究提供人才支持。
近年來,由于擴招使新建本科院校學生整體素質下降、就業率較低、師資隊伍薄弱,多重壓力導致很多新建應用型本科院校中的環境工程專業畢業生畢業設計(論文)的質量有較大滑坡。下面針對目前新建應用型本科院校環境工程專業畢業生畢業設計(論文)中存在的問題進行全面解析,并在此基礎上提出新建應用型本科院校環境工程專業畢業設計(論文)質量控制及評價機制的思路。
1 癥結問題解析
1.1學校的管理問題
據調查,很多新建應用型本科院校畢業設計(論文)都較為靈活,可以進入相關的環境保護公司、市政設計(研究)院參與實際工程設計等或留在學校進行畢業設計(論文)。但是有些高校擔心學生的設計(論文)質量,只允許畢業生進入乙級以上設計院,而不能進入環境保護公司特別是私企。目前環境工程專業學生的就業形勢不容樂觀,所以很多學生通過自己的努力或者人脈關系找到了環境保護公司,很多環境保護公司都是私企,但是這與學校的要求相抵觸,很多學生只能隱瞞學校進入,這給學生造成了精神壓力,影響了學生畢業設計(論文)的進度和質量。很多學校不是根據自身學校的層次、學生素質等靈活應對,管理制度過于死板。
很多高校對畢業設計(論文)的要求都表現的“頭重腳輕”,即開始時對同學們提出較高的要求,到后面則是草草收場。特別是畢業答辯過程中,設計(論文)有無達到要求、格式是否規范、學生對設計(論文)的熟悉程度等不強烈要求,這種風氣容易被下屆的畢業生所“借鑒”,形成了一種惡性循環。
畢業設計(論文)的時間很短,一般為6~10周,再除去碩士研究生入學面試時間1~2周,剩下的時間內做出一個完整的畢業設計就不錯了,更別說質量控制了。對于畢業論文就更不用說,由于實驗時間很短導致數據非常缺乏,如果進行有關“活性污泥法污水處理”等方面的試驗研究論文,有可能微生物還沒有生長穩定,更別說進行詳細的試驗研究。以運用活性污泥法處理生活污水的試驗研究為例,資料查詢、方案設計、試驗準備需要3~4周,活性污泥培養和馴化需要3~4周,以上這些時間都占據了6~8周,根本沒時間進行真正的測試和研究。
1.2畢業生自身問題
畢業生自身對畢業設計(論文)的重視不夠,造成這些問題的根源很多,比如長期以來某些新建應用型本科院校、老師對畢業設計(論文)質量控制不力使學生產生麻痹思想,學生對知識的接受和掌握程度不佳,存在較為嚴重的知識缺漏問題等。
畢業生對畢業設計(論文)不重視表現在以下幾個方面:(1)表格圖形沒有表頭和圖名,表格不是三線表;(2)格式和拼寫草率,如pH值寫成PH值,mg/L或mg·L-1寫成mg/l,上標下標缺失和混淆;(3)設計圖紙從網上下載,或者論文數據源自網絡而非自己親自實驗所得,或從網上直接下載綜述性論文代替論文(設計)。
1.3指導老師責任心不強
一般來說畢業設計(論文)進行時間為10周左右(視各個院校具體課程設置情況、教學周長短等情況各異),由于師資缺乏,每個教師指導學生數量較多,再加上繁重的教學任務和科研任務以及教學過程中繁多的瑣事,使有些指導老師對分配給自己指導的學生的任務實施、進程等過程不聞不問,或無心過問,任由學生自己設計(試驗),也不對畢業設計(論文)進行過程控制和終端控制等質量控制,導致畢業設計(論文)質量低,缺乏師生間的互動。有些指導老師對學生剽竊得到的成果采取默許的態度,助長了學生的剽竊風氣;另外,有些老師要求不嚴格,將畢業論文軟化,如忽視進行試驗研究才能寫畢業論文的要求,私自默許學生撰寫綜述性論文。
此外,有些老師責任心不強表現在相關設計參數不合實際,卻不加查閱,反而隨意估寫。如某老師在對學生的畢業設計任務書進行編寫時錯誤的將水設計中的重要參數COD定為500~600mg/L,眾所周知,我國城市污水的水質COD一般低于200mg/L,北方城市又略低于南方城市。某些指導老師對畢業設計(論文)來源不明的資料和數據不進行批評,任其發展。也有一些老師由于工程經驗(科研工作經驗)缺乏,對畢業設計(論文)不能進行有效的指導。
1.4師資缺乏導致供需不平衡
環境工程專業目前較為熱門的方向有環境監測、環境影響評價、大氣污染控制工程、污染水體生態修復工程、土壤污染修復等領域,也是目前國內較為缺乏相應工程技術專業人才的領域,但是目前這些領域的師資非常缺乏,導致多數新建應用型本科院校目前環境工程專業的畢業設計仍然停留在以水污染控制工程為主、輔以少量的大氣污染控制工程領域和教師的科學研究課題等,沒有真正培養出社會所需要的專門人才。而國內對水污染控制領域的人才量需求不大,導致環境工程專業畢業生就業困難,這就造成供需之間的失調。
2 質量控制及評價機制探討
提高畢業設計(論文)水平是關系到新建應用型本科院校辦學質量、人才培養方案實施和學生素質的大事,筆者根據多年的經驗提出如下幾點建議,希望對新建應用型本科院校畢業設計(論文)質量提高能有所幫助和借鑒。
2.1更新學校層面畢業設計(論文)管理理念
改變傳統觀念,打破新建應用型本科院校畢業生必須以設計為主、論文為輔的思路,針對專業特點和就業需要,選擇畢業設計或畢業論文。據不完全統計,環境工程專業35%~50%的畢業生可能進入較好的高校(科研所)進行深造,所以科學研究方法是非常重要的,也為攻讀碩士研究生做準備。另外,很多學生會進入污水處理廠,那么污水處理廠的運行管理知識是其必須的,所以建議學校因人而異,不能搞“一刀切”,全部搞畢業設計,否定畢業論文的作用。有的畢業生考取碩士研究生,則可選擇跟著指導老師進行簡單的實驗科學研究,有的學生畢業后擬進入工礦企業從事環境保護工作,為積累工作經驗可進入某些工礦企業進行現場作業練習。這就需要指導老師的配合,根據學生的具體情況合理的分配畢業設計(論文)題目。
高校應該多給青年教師或低學歷、低文憑且經驗不足的教師提供工程設計經驗、運行管理經驗及科研經驗等學習提高的機會,使其有能力指導好畢業生的設計(論文)。
有些高校的課時量要求較高,使很多沒有指導能力的老師加入到畢業生指導的行列,所以高校的課時量問題需要妥善安排。盡可能提高畢業設計(論文)的時間,保證設計(研究)充足的實踐,建議畢業設計時間應該為12~15周。
最后,建議提高對畢業設計(論文)過程的資金投入,因為對工科專業學生來說,一個優秀的畢業設計(論文)離不開充足的經費、良好的實驗設施和實驗條件、充足的設計資料等。很多指導老師因為沒有足夠的經費而不得不放棄很多該做的測試,更有老師直接放棄所有的研究,這也是有些畢業生的畢業論文是綜述性論文的主要原因之一。
2.2加強畢業設計(論文)指導教師能力的提升
很多新建應用型本科院校由于升本時間很短,師資隊伍很薄弱,很多指導老師沒有接觸過工程實例,對很多設計圖紙的畫法、比例、管線布置、標高等概念非常模糊。此外,近些年來,很多新建應用型本科院校迎接教育部教學水平評估對教師學歷的需要,提高了對博士學位人員的引進力度。而這些博士學位指導老師經驗更為缺乏,特別對于跨學科攻讀的碩士、博士來說,可能他們擅長之處就是科學研究,而不是工程設計。所以這些老師應該加強學習,提高知識的更新速度和工程素質。所以對于一些工程類高校來說,培養指導老師的過程控制是非常重要的。對于指導畢業設計(論文)的老師來說,應根據學生的水平、愛好,設計適合的研究內容,這無疑也能提高指導老師的指導水平和畢業設計(論文)的質量,發揮其知識層次的優勢。
另一方面,指導老師的責任心也是影響畢業設計(論文)質量的關鍵因素之一。經常檢查學生畢業設計(論文)的進展,并及時解決學生設計過程中出現的疑難問題,保證畢業論文順利進行,這是對學生負責、對自己負責、對社會負責。為此,新建應用型本科院校必須加強畢業設計(論文)質量標準及評價方案的制定和實施工作。
2.3嚴格畢業生管理和要求
近些年來,新建應用型本科院校考慮到畢業生的就業壓力大,為提高畢業生就業率而讓學生把大量的時間和精力花費在求職和單位面試上,更有畢業生以求職、面試為由做一些與畢業設計(論文)無關的事情,而降低了對畢業生畢業設計(論文)的要求。表面上看這只是短期現象,但很多高校卻沒有發覺它的負鏈式反應。這種現象會一屆一屆呈負鏈式反應下去,即“惡性循環”,這必將廢掉人才培養的目標,使畢業生的就業壓力越來越大。
提高畢業設計(論文)的要求,表面上看犧牲了畢業生的求職時間或實習時間,但是提高了畢業生的學習質量,促進高校教學質量呈良性循環發展。最主要的是,要使畢業生明白畢業設計(論文)過程是對整個大學所學知識的一個全面總結,是對自身分析問題、解決問題、理論聯系實際能力的培養過程,要建立起學習上的整體和長遠目標,從思想上提高對畢業設計(論文)的重視程度。
2.4做好答辯工作,提高畢業設計(論文)的質量控制機制
答辯過程是對指導教師創新能力和創新成果的檢測過程。因此應認真組織好答辯工作,規范答辯過程,科學、合理、公正地考核畢業生的畢業設計(論文)的質量,確保答辯過程的嚴肅性、成績評定的合理性和評價結果的公正性。避免不管畢業設計(論文)好壞與否,畢業生同樣畢業,指導老師仍然指導下一屆畢業設計(論文)的現象。對于畢業設計(論文)不能達標的畢業生和指導老師都必須給予相應處罰,如:畢業生進行二次答辯或延遲答辯或推遲畢業,取消指導老師下一年指導畢業生設計(論文)等工作。提高畢業設計(論文)的二次答辯或推遲畢業的幾率,提高畢業設計(論文)的質量,嚴格控制畢業答辯的“走過場”行為。
2.5提高畢業設計(論文)的評價機制
目前,畢業設計(論文)的評價包括指導老師評價、評閱老師評價和答辯小組評價等三個評價結果的綜合,其中指導老師評價是最主要的部分,占60%左右,評閱老師和答辯小組各占20%。這種評價機制會因為某些老師的水平、責任心等問題而導致畢業設計(論文)評價結果的失真。應該改變這種評價機制,提高答辯小組評價分值比例,因為答辯小組是多名教師共同審閱下的結果,能比較全面的代表畢業設計(論文)的質量。另外,新建應用型本科院校雖然對畢業設計(論文)成績等級進行規定,如:優秀不超過20%,良好不超過40%,但是由于指導老師評定份額較大以及對自己指導學生的偏袒使畢業設計(論文)成績偏高,優秀在50%以上,最差的成績也是良好以上。
總之,新建應用型本科院校畢業生畢業設計(論文)質量受多方面因素影響,必須通過多方面努力方能促進畢業設計(論文)質量的提高。這對為我國輸送合格的環境工程高級工程技術人員至關重要,必須引起廣泛的重視。
環境科學專業實踐教學過程中出現上述問題具備普遍性,對經常出現的這些問題如不及時改進,就消弱了實踐教學的重要性和必要性,進而進一步影響教學質量,而要有效的解決上述問題可采取如下相應對策。
1.1課內實驗環節
環境科學專業普遍存在著實驗教學環節薄弱及不全面的現象,使得實驗教學與理論教學脫節或不配套,二者不能形成一個有機的整體,從而導致學生的動手能力及創造力較差。就以淮陰師范學院環境科學專業為例,實驗課程主要包含兩部分:一是基礎性實驗,主要包括無機化學、分析化學等四大基礎化學實驗;二是專業性實驗,主要包括環境工程、環境監測、環境化學等實驗。
就基礎性實驗而言,在四大基礎化學實驗課程中,盡量多開一些與環境科學專業結合較為緊密的設計性實驗,適當增加環境專業相關儀器分析試驗學時,精簡無機元素化合物驗證性測定,減少重復性的有機合成實驗,幫助學生提高實驗主動性,從而為后續的專業實驗設計打下堅實的基礎。而就專業性實驗而言,實驗的設計與開設盡量具備典型性,盡量能囊括這一門課程的方方面面,精簡重復性的實驗,適當增加綜合性、設計性和研究探索性實驗,從而使學生的動手能力和創造性得到進一步提升。另課內專業實驗的開設也盡量做到全面,既要包括環境工程、環境監測等實驗室操作的實驗,也要包括環境土壤學、環境生態學等野外操作的實驗。
1.2實習環節
實習環節主要包括專業見習及畢業實習兩部分。就專業見習而言,應避免以往亂看一氣的傳統,在兼顧全面的同時也應突出重點。應讓學生全面了解見習單位的組織結構、運行情況及廢水、廢氣、固廢等處理工藝流程,另需適當延長見習時間,從而使學生的切身體會更深刻,進一步可提高學生的實際動手能力。就畢業實習而言,應摒棄學生自愿參與的方式,強制所有學生必須參加,并在實習結束之后要求學生寫一份詳細的實習報告,這樣才可切實提高教學質量,進一步可增強學生的實踐認知能力。另可加強校內、校外實習基地的建立,以滿足課程實習和畢業實習的要求,同時也可緩解校內資源匱乏的現狀。
1.3課程設計環節
課程設計設置的合理與全面與否,直接影響學生對這一專業的認知深刻以及實踐教學的好壞與否。因此,在制定課程設計培養計劃時,應盡量做到合理與全面。不僅需開設環境工程設計課程,其他諸如環境影響評價、環境生態學等課程的課程設計也需開設。另各課程的課程設計內容也應具有代表性,如環境工程設計內容可偏向于污水處理廠、垃圾填埋場等方面,而環境影響評價的課程設計內容可偏向環境影響報告表或報告書的編制等方面。
1.4畢業論文(設計)環節
畢業論文(設計)是本科生培養方案中的重要組成部分之一,也是衡量學生是否達到本科學歷水平的重要依據之一,對培養學生的創造力也顯得至關重要。畢業論文(設計)可實行導師負責制,導師一般由本專業或相近專業并具備講師以上職稱的教師擔任。為能切實提高學生的創新能力及科研素養,畢業論文(設計)應注重以下環節:(1)選題。論文選題應集中在當前比較現實或前沿的環境問題上,可由導師出題,也可學生根據自身的興趣愛好自擬題目,并盡量做到“一生一題”,避免傳統“多生一題”的現象。(2)大綱及技術路線的制定。畢業論文(設計)選題確定后,可要求學生在2周時間內查閱大量相關文獻資料,獨立完成文獻綜述的撰寫,在與導師討論后擬定出論文大綱、制定出合理的論文技術路線。(3)論文的實施和撰寫。論文的實施和撰寫階段是培養學生科研能力的重要環節,學生遇到問題可與導師相互討論,導師也應嚴格控制,要求學生應有嚴謹的學風和科學的態度,避免學生出現剽竊、大面積引用、學術不端等現象的發生。
2結語
根據環境科學學科的特點、發展趨勢,特別是社會對環境科學專業人才的需求,要求我們必須培養高素質的環境科學創新人才及高級專業人才.創新人才應具有扎實的理論基礎、科研技能和創新能力,畢業后主要從事環境科學教學科研和高層管理等;高級專業人才,應具有較扎實的理論知識、很強的實踐技能,主要從事環境咨詢服務、工程實施、環境管理等工作.重慶文理學院于2000年開設了應用分析與環境監測專科專業,在此基礎上,根據21世紀經濟可持續發展對環境保護的要求以及西部大開發對環境科學專業人才的需求,于2002年申報本科4年制環境科學專業,并得到重慶市教委批準,2003年開始招生.2007年環境科學成為重慶文理學院的重點學科,2008年成為重慶市的特色專業建設點.目前,該專業具有環境監測與評價和環境治理工程兩個專業方向.重慶文理學院環境科學專業人才培養目標為:培養適應社會主義現代化建設需要,德、智、體、美全面發展,知識面寬、專業技能扎實、實踐能力強、綜合素質良好,在企事業單位和行政部門從事環境規劃、環境管理、資源管理、環境監測、環境評價、生態修復和環境治理等方面的生產技術、技術開發、應用研究和管理工作的高素質應用型專門人才.根據環境科學專業的人才培養目標,重慶文理學院環境科學專業的實踐教學目標為高素質應用型人才的培養.近幾年,重慶文理學院環境科學專業在應用型實踐教學體系方面做了大量的改革與探索,正逐步建立具有自身特色的應用型實踐教學模式.
2多模塊、多層次實踐教學體系的建設與改革
我國環境科學專業實踐教學在培養高素質環境專業人才中發揮了重要作用,并形成了由課程實驗、課程/教學實習、社會實踐、畢業論文/實踐構成的實踐教學體系.近年來,重慶文理學院在建立應用型人才培養體系方面做了積極的探索.目前,重慶文理學院的環境科學專業已初步建立了多模塊、多層次的實踐教學體系,該體系由實驗教學、專業實習、科研訓練3個模塊組成,包含基本訓練、提高型訓練、研究創新型訓練3個層次.實驗教學模塊由基礎型、綜合型、設計型實驗組成,重在培養學生基本實驗技能、方法和手段,使學生的科學思維能力和創新意識得到初步訓練;專業實習模塊由認知實習、課程實習、課程設計、生產實習、畢業實習、社會實踐等組成,強化學生的社會實踐感性認識,培養學生分析和解決實際問題的能力;科研訓練模塊由創新實踐、學科競賽、課外科技活動、畢業論文(設計)、參加教師科研項目或工程項目等組成,使學生得到科研訓練,提高學生的創新意識和科研能力.
2.1實踐教學平臺的建設
重慶文理學院化學與環境工程學院利用學校自籌資金、日元貸款項目和中地共建項目等,建立了“環境科學與工程實驗中心”、“化學教學實驗中心”和“分析技術實驗中心”,總面積約為3500m2,儀器設備價值1200余萬元.開設的學科基礎實驗包括無機及分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗、儀器分析實驗,專業基礎實驗包括化工原理實驗、環境化學實驗、環境監測實驗、環境微生物實驗、環境生態學實驗,專業方向實驗包括室內環境監測實驗、土壤與農化分析實驗、環境工程學實驗、水污染控制工程實驗、大氣污染控制工程實驗、固體廢物處置與資源化實驗、環境科學綜合實驗、環境治理綜合實驗.目前的教學平臺已能滿足我校環境科學專業及相關專業學生基礎實驗教學和專業實驗教學的需要.實習基地是實踐教學的重要載體,基地建設的成效將影響實踐教學的質量[4].為便于學生實習、見習,經過幾年的努力,重慶文理學院已在市內各區縣建立了穩定的實習基地,在永川區環保局、永川僑立水務有限公司、渝北肖家灣污水處理廠、重慶市環境科學院、江津污水處理廠建立了穩定的見習基地,基本能滿足學生實習、見習的需要,較好地為學生提供了拓展視野、親身體驗的場所.在學生見習或實習期間,還請有經驗的環保技術專家指導學生實習,進行現場教育.通過見習、專業實習、畢業實習等過程訓練,讓學生深入了解社會需求及自身的不足,明確了學習的目的,激發學習的動力,提高了綜合素質.
2.2實踐教學內容的建設與改革
一般來說,高校本科生畢業至少要修完160學分,其中實驗課程、教學實習及畢業論文等約為30學分.重慶文理學院環境科學專業加大了學生實踐能力的培養力度,本科生畢業需修完186學分(其中第二課堂素質拓展10學分),實驗課程環節為26學分,集中性實踐教學環節(包括軍事理論與訓練、見習/社會實踐、學年論文、專業實習、技能訓練及證書、畢業實習、畢業論文)為35學分,顯著增加了實踐環節的時間,有利于學生綜合應用能力的培養.
2.2.1實驗教學的建設與改革
近年來,重慶文理學院環境科學專業實驗教學條件得到了極大的改善,有力地促進了課程的改革與發展,促進了學科專業的課程建設[5].學院現有重慶市精品課程《無機化學》,校級精品課程《有機化學》,校級重點課程《分析化學》、《環境學導論》、《環境監測》、《環境化學》和《水污染治理工程》等8門基礎學科和專業課程.為了培養學生的綜合應用能力和設計創新能力,結合教師的科學研究成果和新的研究方法、技術,于2009年自編了實驗教材《環境科學綜合實驗》和《環境治理綜合實驗》,并于2010年試用于2007級環境科學專業的學生,取得了良好的效果.1)實驗課程體系的科學化.環境監測與評價方向:目前,在這方面的人才培養普遍存在只重視環境科學專業教學,而忽視環境工程教學.學生對環境工程知識了解少,實際中的應用能力差[6],且普遍重視水體和大氣污染物質的測定,而弱化甚至忽視室內污染物質、土壤污染物質的監測[7],不利于培養具有良好綜合素質的應用型人才.為了適應現代社會對應用型環境監測和評價人才的需求,重慶文理學院環境監測與評價方向在專業課程別設置了環境工程學(實驗)、室內環境監測(實驗)、土壤與農化分析(實驗)、環境科學綜合實驗.環境治理工程方向:目前,這方面的專業課程設置尚無統一的標準,主要根據各校的辦學情況或所依托的學科專業自行設置[8].一般開設的實驗課程主要為水污染控制工程實驗、大氣污染控制工程實驗和固體廢棄物處理處置實驗.但是,僅開設這些實驗課程,無法滿足用人單位對學生工程應用能力的要求,學生的綜合能力、設計能力和創新能力培養無法得到保證.為了適應社會對環境工程人才的需求,重慶文理學院在這個方向的專業理論課程上增設了工程力學、測量學,實驗課程增設了測量學實驗和環境治理綜合實驗.2)實驗教學課程內容改革的深化.隨著我國社會經濟的高速發展,需解決的環境問題愈來愈復雜,因此環境科學專業教學必須與時俱進.但目前我國環境科學專業實驗教學主要以滿足各課程的基本要求為目的,多數高校的實驗教學內容相對穩定,一些實驗內容陳舊,課程實驗基本以單一實驗為主,很少開展現場實驗和集成實驗,缺少學生自主設計實驗,既不能體現實驗教學的先進性和實用性,也難以培養高素質的環境科學創新人才和高級專業人才[9].重慶文理學院環境科學專業的實驗教學始終堅持與時俱進的原則,結合實驗室的建設,逐年改進、更新了部分實驗內容,加大了綜合性、設計性實驗項目的比例,促進了學生對知識的綜合應用能力和創新能力的培養.如表1所示,與2006級學生相比,2009級學生的專業實驗項目由原來的75項增加為161項,增幅達114.7%,基礎性、綜合性、設計性實驗項目分別為77、72、12項.其中,原有實驗課程(環境化學實驗、環境微生物學實驗、環境生態學實驗、環境監測實驗、水污染控制工程實驗、大氣污染控制工程實驗、土壤農化分析實驗)的基礎性實驗項目顯著降低,由60項降為41項,而綜合性、設計性實驗項目分別由12項、3項增加為40項和8項,且改進實驗項目10項,新增實驗項目達42項.同時,新增了6門專業實驗課程(包括室內環境監測實驗、環境工程學實驗、環境科學綜合實驗、固體廢物處置與資源化實驗、環境治理綜合實驗、測量學實驗),新增實驗項目達72項,其中基礎性、綜合性、設計性實驗項目分別為36、32、4項,形成了具有一定代表性和自身特色的實驗教學項目.此外,重慶文理學院環境科學專業適應國家環境保護和實驗先進性的需求,將教師的科研成果或新的研究方法、技術改編成實驗,進一步培養學生的應用性和創新性能力.如將“聚乙烯醇包埋活性炭小球處理含鉻廢水的研究”和“聚乙烯醇包埋活性炭/納米TiO2微球處理含鉻廢水的研究”的研究成果及研究方法,改編成“聚乙烯醇包埋活性炭微球吸附廢水中的鉻(VI)”實驗,將“粉煤灰絮凝劑處理實驗室廢水實驗研究”的研究成果與研究方法改編為“粉煤灰絮凝劑的制備及其實驗室廢水處理”實驗.另外,還根據學校所在的環境條件,設置了具有自身特色的一些實驗項目,如“星湖校區空氣質量評價”、“湖水中溶解氧含量的日變化”、“水體富營養化程度的評價”、“富營養化湖中藻類的測定”等,不但提高了學生實驗操作能力,同時也激發了他們對專業研究的興趣.
2.2.2教學實習的建設與改革
教學實習是大學生實踐教學體系中的一個重要組成部分,是貫徹理論聯系實際的教育方針,培養社會需要的德才兼備人才的重要環節;是鞏固所學理論知識,提高學生分析問題、解決問題,培養創新與創業意識[10],學以致用和適應社會的能力,增強職業意識,進行基本技能訓練的重要途徑.雖然,重慶文理學院環境科學專業的實習、見習基地已能滿足學生的實習、見習需要,但是也存在著顯著的缺陷,主要表現在基地單位的性質較為單一,主要為各區縣的環保局和污水處理廠,長此以往將不利于專業的發展和學生綜合應用能力的培養.因此,有必要加強與具有良好環境行為和環境績效的研究機構、企業集團、社會團體等組織,以雙贏互惠、共同發展的原則,通過有效的科研合作,建立實習教學基地.前期的調查表明,眾多的企事業單位愿意與高校通過科研紐帶建立長期的互惠合作關系,多元化的實習基地建設應是可行的,目前這方面的工作正在逐步地開展.根據人才培養目標和學科特色,重慶文理學院環境科學專業建立了分年級、分階段、分層次組織實習教學的機制.但是,隨著我校應用型高校的定位,實習時間過短、時間段不合理的問題日益凸顯,特別集中體現在畢業實習上.經認真的調查研究后,我校環境科學專業畢業實習由原來的9周調整為26周,時間由原來的第7學期1~9周調為第7學期第8周后(即畢業論文之后),從而在時間上為學生的實習效果提供了充分的保障.這也在一定程度上解決了實習單位對學生實習時間過短的不滿,有利于加強與實習單位的長期合作.
2.2.3科學實踐的建設與改革
科學實踐是培養高素質環境科學專業人才的重要環節,主要包括學生參與教師的科研課題、科研申請、畢業論文/設計等.以往,由于教師擔心學生的科研能力,不愿意學生參與自己的科研課題,即使有,也僅限于個別的高年級學生.但是,這種狀況是極其不利于學生創新能力培養的,而且也不利于營造良好的學習風氣.為了解決這一問題,重慶文理學院環境科學專業逐步建立、完善了學生參與教師科研的激勵機制,每年均選擇部分低年級(主要為二年級)的優秀學生(約為學生總數的10%~20%)補充進入教師的課題組從事科研工作,并且鼓勵教師指導學生參與學校校級科研課題的申報、立項課題的完成.近3年學生校級科研立項達25項,涉及學生100余人,近10篇;特別是2008級學生科研課題達14項,涉及學生近半.無論是教師科研還是學生課題,過程中始終堅持以學生為主,教師指導的原則.經過2~3年的培養,這些學生畢業時均初步具備了開展科學研究的能力,整體素質較高.目前,環境科學專業逐步形成了學生科研能力培養的梯級機制,高年級學生逐漸成為教師科研的有力助手,能夠有效地協助教師完成對低年級同學的輔導.學生科研創新能力的提高,極大地促進了學生參與各類科技競賽的激情.近年來,學生在各類科技競賽活動中獲得了優異的成績:1人次獲“挑戰杯”全國大學生課外學術作品全國三等獎,1人次獲“全國大學生英語競賽”二等獎,3人次獲“挑戰杯”全國大學生課外學術作品競賽重慶賽區二等獎,2人獲“挑戰杯”中國大學生創業計劃競賽重慶賽區金、銀獎,3人次獲重慶市大學生“數學建模”比賽一等獎,2人獲重慶市大學生“校園之春”活動之“我型我塑”環保服飾設計大賽及環保工藝品展二等獎,1人獲重慶市大學生校園之春”社團之光“攝影展”之“我在社團”攝影大賽三等獎等.畢業論文/設計是本科生在校期間創新性科研實踐的最重要環節,畢業論文體現了學生的科研水平,也反映了學校實踐教學的水平[10].重慶文理學院環境科學專業狠抓學生畢業論文各教學環節,在學生畢業論文中安排所有具有講師及以上職稱的教師擔任指導教師,并建立了相應的管理及考核制度,有效地提高了學生畢業論文/設計的水平.2006~2010屆學生畢業論文經專家評審論文合格率均為100%,獲得學校優秀畢業論文/設計的學生占畢業生總數的10%,優良論文占50%.
2.3實踐教學管理的建設與改革
良好的管理是保證環境科學專業實踐教學取得成效的關鍵[11-13].重慶文理學院化學與環境工程學院以教學副院長為責任人,教研室主任為組織人,教師為執行人,建立了實踐教學的管理與考核機制和制度,并將學生的社會實踐納入正常的實踐教學體系,建立和完善了實踐教學成績評定方法.近年來,我國的就業壓力使大部分的高年級學生不能安心畢業論文/設計等實踐環節,既影響了學生潛能的發揮,也影響了實踐教學的質量.自2007級學生開始,重慶文理學院環境科學專業學生的畢業論文/設計時間由第8學期的第1~8周調到第7學期的第1~8周,避免了學生畢業論文/設計完成時間段與學生就業時間段的沖突,從而有利于進一步提高學生的畢業論文/設計的質量.同時,學生的畢業實習時間由第7學期的1~9周調為第7學期第8周后,實習時間也由9周延長為26周,不僅確保了學生能專心實習,有利于學生就業,也進一步增強了實習單位對學生的接受度.
3實踐教學的成效
重慶文理學院環境科學專業應用型實踐教學體系正逐步建立,已為國家培養了一批優秀的環境科學專業高級人才.從2007年第一屆學生畢業至2010年,環境科學專業已經有4屆畢業生,80%以上的學生取得了1~2個高級職業資格證書,且畢業生的綜合素質和應用能力均得到了社會的認可.各屆畢業生一次性就業率均在90%以上,最終就業率達100%,主要在區縣環保局、企業、自來水公司、污水處理廠、環境咨詢機構等生產第一線從事環境監測、水質監測、室內污染物監測、環境管理、污染物治理、水處理和環境評價等工作.從用人單位反饋的意見表明,學生在工作半年以后都能獨立地開展工作,并具有較強的分析問題、解決問題的能力,有相當一部分畢業生已經成為了所在單位的技術骨干.當然,隨著我國社會經濟的高速發展以及環境問題的日益復雜化,對環境科學專業人才綜合應用能力的要求也呈快速提升趨勢,對環境專業應用型人才的培養提出了更高的要求,這對于我校環境專業的發展既是一次挑戰,也是一次難得的發展機遇.如能順應社會經濟發展的需求,準確把握發展的方向和機遇,進一步構建更完善的環境科學專業應用型實踐教學體系,將極大地有利于我校環境科學市級特色專業的建設,有利于我校環境科學專業應用型高級人才的培養,并且也有利于打造一支具有團結、拼搏和奉獻精神的教學、科研隊伍,促進學術梯隊的形成.如在實驗教學改革嘗試中,許多實驗內容是當代比較前沿或前沿的技術和方向,涉及的知識面廣,教師不但要有本學科扎實的理論基礎,較高的實驗技能,還要加強業務學習,不斷更新自己的知識,才能夠勝任實驗教學,從而有效地促進教師實驗教學水平和科研能力的不斷提高.
關鍵詞:卓越工程師;工程應用型;地方院校;環境工程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)13-0059-02
一、指導思想
根據教育部“卓越工程師教育培養計劃”、“面向工業界、面向未來、面向世界”的工程教育理念,以社會需求為導向,以實際工程為背景,以工程技術為主線,著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力,配合我國教育強國、提高自主創新能力、建設創新型國家的國家發展戰略,解決地方突出的環境問題。通過對環境產業發展和人才需求的調研,編制安徽科技學院“環境工程”專業卓越工程師教育培養計劃實施方案。本方案結合了環境問題產生的背景和市場需求特點,以完善知識結構、強化綜合能力和提高工程素質為培養核心,通過不斷豐富工程內涵、優化學生知識結構、強化學生素質,進一步加強“環境工程”專業學生的工程意識、工程素質、工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力。
二、培養目標
以推進高素質的本科工程型人才培養模式創新為改革目標,大力培養高素質的本科工程型人才。本科階段的培養目標:培養具有從事工程技術工作所需的工程科學技術知識及一定的人文和社會科學知識,掌握扎實的工程基礎知識和本專業的基本理論知識,擁有解決工程技術問題的操作技能,了解本專業的發展現狀和趨勢,掌握選用適當的理論和實踐方法解決工程實際問題的能力,并具有工藝設備、工程項目設計與管理經驗,具備良好溝通與交際能力,具有職業道德和責任感、高素質的本科工程型人才。
三、培養方式
建立“1.5+1+1.5”三段式人才培養模式,堅持工程能力和綜合素質培養,將工程項目教學法貫穿到整個教學環節,提高學生的學習興趣,增強學生的工程意識和工程實踐能力。其中基礎知識1.5學期,工程方向1學期,企業實訓、畢業設計1.5學期。第1~3學期,注重基礎課程教學,加強對學生專業基礎知識和基本技能的培養,主要包括:數理化基礎模塊、計算機基礎模塊、專業基礎模塊、外語能力模塊、人文素養模塊和創新創業模塊,其中外語能力模塊和人文素養模塊的培養將貫穿整個四年的學習過程。通過這一階段的學習,促進學生創新思維的形成和掌握創新創業的基本原理和方法,了解工程背景,形成濃厚的以工程實踐為主導的良好學習氛圍。第4~5學期,專業方向技術培養,主要包括兩方面:一是深入學習專業課程;二是加強與企業合作,進行認知實習、課程設計、研發項目訓練等,將環境工程領域所需要的專業能力融入人才培養體系,培養學生發現工程實際問題并能解決問題的能力,在工程實踐中強化學生的創新創業意識。第6~8學期,強化工程實踐能力。學生利用一年半的時間到企業進行項目實訓、開展畢業設計(論文),畢業設計(論文)必須結合企業實際,做到“真題真做”。通過這一階段的訓練,強化學生從事工程實踐的能力,鍛煉獨立開展工程實踐工作的能力。
四、以工程能力培養為主的教學體系
從學生能力培養要求出發,統籌規劃學生的知識、能力、素質培養體系,將工程能力培養貫穿于各教學環節。在人才培養方式上改革傳統的以知識傳授為主的教學體系、課程體系和教學內容,建立以工程能力系統化培養的應用型人才培養教育教學體系,具體如下。
1.水污染控制工程能力培養。校內教學:水污染控制工程,廢水的物理、化學和物理化學處理創新項目,污水的生化處理創新項目,水污染控制工程課程設計,給水排水工程和城市給排水管網設計。校外教學:工業廢水企業實訓,污水處理廠實訓,養殖廢水企業實訓,畢業設計和畢業論文。
2.固體廢棄物處理與處置能力培養。校內教學:固體廢棄物處理與處置,固體廢棄物處理與處置綜合性實驗和固體廢棄物處理與處置課程設計。校外教學:固廢處理與處置企業實訓,畢業設計和畢業論文。
3.大氣污染控制工程能力培養。校內教學:大氣污染控制工程和大氣污染控制工程綜合性實驗。校外教學:大氣污染控制企業實訓,畢業設計和畢業論文。
4.環境監測與評價能力培養。校內教學:環境監測,環境監測實習,環境影響評價及設計和環境污染生物檢測技術。校外教學:工業廢水企業實訓,污水處理廠實訓,固廢處理與處置企業實訓,養殖廢水企業實訓,大氣污染控制企業實訓,畢業設計和畢業論文。在人才培養取向上改革傳統以知識系統化傳授為目標的教學體系,課程體系和教學內容,建立以培養實踐能力應用型人才的教學體系。建立“培養標準實現矩陣”,主要包括:①基礎知識:數理化基礎、計算機基礎、外語基礎、專業基礎和創新創業基礎;②綜合素質:政治思想、道德法律、人文素養知識、交流溝通和團隊合作;③專業能力:水污染控制工程、大氣污染控制工程和環境監測與評價;④工程實踐能力:水污染控制工程設計能力,除塵器設計,研發能力,固體廢棄物處理處置及資源化利用能力,新理論、新工藝和新設備的探索及研發能力和運營管理能力。
五、教學方法改革
課程教學方法的改革,是教學研究永恒的課題,是提高教育教學質量的關鍵。為此將采取一系列措施確保教學方法改革的進行。
1.加強實現環境工程專業人才培養目標的教材體系建設。對課程的結構體系進行優化調整后,所選用的教材是否具有科學性和先進性將直接影響教學效果,為此我們十分重視教材建設。刪除陳舊的內容,及時將科學技術發展的最新成果納入課程內容,給學生呈現科學前沿的東西,激發他們的創新意識。目前本專業的教師正在主編或參編的教材有《環境工程畢業設計指導》、《水處理新技術》、《環境工程案例匯編》等。
2.努力貫徹“啟發式教學原則”。教學方法的改革和教學方法的運用要有利于調動學生自主學習的主動性和積極性,有利于學生知識的學習,有利于獨立探索問題、發現問題、分析問題和解決問題能力的提高與培養,有利于創新思維和實踐能力的培養,有利于學生個性和才能的全面發展。因而,教學方法改革必須揚棄傳統的“一言堂”、“滿堂灌”的注入式教學,運用啟發式教學,這是教學方法改革的核心。
3.每年將本專業的教學方法改革的一些成果進行總結,并在學術等相關會議上進行交流發言,聽從有關專家學者提出的意見,為進一步改革提供借鑒。
六、評價方式
本專業“卓越工程師教育培養計劃”在考核評價方式上也進行了改革。以客觀公正的定性定量相結合的方式為原則,對學生的專業知識、工程素質、工程實踐和應用創新能力進行多方位的評價。采用過程評價和結果評價相結合,筆試、口試、操作、設計、報告和項目成果相結合,校內外教師和企業導師共同參與評價。
1.理論教學考核:平時成績、實驗成績、試卷成績、小論文、作業等幾部分組成。
2.實踐教學考核:①實習實訓:對學生進行現場問答和操作,教師根據其表現綜合評定成績等級。②工程設計:結合企業實際,評定工程設計的系統性、科學性、合理性和實用性。③項目研發:根據學科發展和客觀問題,評判項目研發價值和研發成果。
3.工程實踐能力考核:學生在完成專業知識學習及工程實踐鍛煉后,每個人寫一份總結報告并用幻燈片的形式進行匯報,最后由校內外教改師、企業導師共同給予評定成績。
4.創新創業能力考核:根據學校出臺的相關文件執行。
綜上所述,作為培養未來工程師的地方院校,在卓越工程師的改革創新中還有許多工作要做,特別是如何立足于地方實際情況,如何與學校的優勢學科或重點學科相結合,如何建立校企合作的長效機制等。安徽科技學院環境工程專業卓越工程師計劃正在這些方面進行著努力的探索和嘗試,在以后的實施過程中將對這些核心問題進一步完善,并逐步加強工程應用型師資隊伍建設。
1.1 素質結構要求
(1)思想道德素質。
具有社會主義國家公民覺悟和道德品質,熱愛祖國和人民,擁護黨的領導;樹立科學的世界觀、人生觀和價值觀;具有責任心和社會責任感;懂法守法,法制意識強;具有個人誠信和團體意識;熱愛環境保護事業,注重職業道德修養。
(2)文化素質。
了解中華文明和外國歷史文化,具有較好的語言表達和人際交往能力,具有較高的文化素養,文學藝術欣賞能力,具有現代意識和傳統美德。
(3)專業素質。
掌握科學的認識論和方法論(思維方法和科學研究方法),具有多學科綜合分析的能力,具備求實的專業精神、創新意識、嚴謹的科學素養和精益求精的專業態度。
(4)身心素質。
具有自我鍛煉的意識,不畏艱難的氣魄,強健的體魄和健康的心理素質。
1.2 能力結構要求
(1)獲取知識的能力。
具有很強的自學能力,較好的表達能力和社交能力,較強的計算機及信息技術應用能力。
(2)應用知識能力。
具有較強的綜合應用專業知識識別問題和解決問題能力、專業領域內綜合實驗能力。
(3)創新能力。
在本領域內具有一定的創造性思維能力、創新實驗能力、科技開發能力和科技研究能力。
1.3 知識結構要求
(1)工具性知識。
熟練掌握外語、計算機及信息技術應用、文獻檢索、方法論、科技方法、科技寫作等方面的知識。
(2)人文社會科學知識。
具有基本的文學、歷史學、哲學、思想道德、職業道德、政治學、藝術、法學、社會學、心理學等方面的知識。
(3)自然科學知識。
具有較扎實的數學、物理學、化學、生命科學、地球科學等方面的基礎知識。
(4)經濟管理知識。
具有基礎的管理學、經濟學知識。
(5)工程技術科學。
了解工程測量、投影理論及制圖基礎、電工與電子學相關的工程技術科學知識。
(6)專業知識。
具有全面扎實的專業基礎知識和專業方向知識,包括環境學、環境自然科學、環境技術科學、環境工程、環境工程設備基礎、環境工程原理、環境微生物功能和應用、環境監測原理和方法、環境影響評價、環境規劃與管理等領域的專業知識。
2 教學內容和知識體系
環境科學是研究人與環境相互作用規律的科學,包括如何度量、保護和提升人類與環境的和諧度,實現科學發展。根據高等院校理工科本科專業人才培養模式,環境科學專業人才的培養要體現知識、能力、素質協調發展的原則。通過設計適當的知識體系為載體來進行能力培養和素質教育,強化知識結構的設計與建設,使每一個知識模塊構成一個適當的訓練系統,合理區分專業共性知識要求和特色培養要求,滿足“厚基礎、寬口徑、重能力、有特色”的專業人才培養要求。
環境工程專業知識體系由以下6個知識領域組成,見表1。
其中第1~5為通識課程和基本理論知識,第6為專業知識,專業知識包括專業基礎知識和專業核心知識。專業知識包括專業基礎知識和專業核心知識,專業基礎知識由環境學、環境生態學、環境化學、環境工程設備基礎、環境工程原理、環境微生物功能和應用、計算機應用技術等知識領域組成。
專業核心知識主要針對環境監測、水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置工程、物理性污染控制工程、環境影響評價、環境規劃與管理、環境工程施工與經濟等8個方向,以8個課群為中心組成不同專業方向的核心專業知識。
3 實踐教學內容及體系
環境科學與工程實踐教學內容包括課程實驗、社會實踐、畢業設計等,是促進學生理論聯系實際、學以致用和培養創新能力、實際能力的重要保證。環境科學專業實驗/實習教學體系構建依據以下幾項原則:科學性,即體現科學嚴謹的作風;先進性,即緊跟學科前沿,要有超前的意識;實用性,即實驗/實習教學必須滿足社會對環保人才的需求;完整性,實驗/實習教學應包括基本技能、素質訓練和創新培養等內容,基本技能訓練必須過程完整、內容完整,即包括單個實驗、集成實驗和社會實踐等;開放性,允許學生根據自己的興趣參與不同的課程實驗或相關科研實踐活動,進一步培養學生主動學習、自主思考以及理論聯系實際的創新能力。
(1)課程實驗。
課程實驗和課堂理論教學相輔相成。課程實驗可以彌補課堂理論教學的不足,加深學生對理論知識的理解,使學生與教師面對面直接交流,有助于啟發學生深入思考,培養創新能力,達到理論聯系實際的教學效果。在實驗教學中,一方面向學生傳授實驗基礎理論知識,包括儀器儀表的原理、測量方法、操作規范、數據分析等;另一方面訓練學生的基本實驗技能,包括儀器設備的使用和維護、實驗設計、故障排除等。
根據性質將實驗分為觀察性實驗、驗證性實驗、設計性實驗、研究性實驗。
公共基礎系列實驗:物理實驗、化學實驗、生物實驗、計算機基本操作等。
專業實驗:環境化學實驗、環境監測實驗、環境微生物實驗、環境生物實驗、環境工程實驗/環境污染控制原理實驗、環境分析化學實驗等。
(2)實踐性教學環節。
環境科學專業實踐性教學環節的基本內容包括環境監測實習、環境影響評價課程設計、環境規劃課程設計、環境工程課程設計等。
(3)畢業論文或畢業設計。
畢業論文或畢業設計是一個科研、教學與實踐結合最為密切的環節。畢業論文或畢業設計可以從科研任務或者社會實踐中選擇規模適當、相對獨立的題目,與特定的科研小組、社會部門、企業單位等密切結合。優秀的本科生可以在大學三年級或更早階段參與教師的科研工作中,以獲得更多的實踐機會。此外,也鼓勵有能力、有精力、有余力的學生積極參與專業相關的各類科技競賽活動和創業競賽活動。
畢業實習采用分散與集中相結合的方法,進入工礦企事業單位環保崗位,時間為8周;畢業論文(畢業設計)在18周內完成。
4 建立校企聯合培養人才模式
校企聯合是卓越人才培養的新增教學環節,是學校培養向企業后延、企業人力資源向學校前伸的聯合培養方式。學生通過在企業分階段、分層次的實習、聯合畢業設計,熟悉環境工程設計、施工和工程管理的基本方法,提高綜合運用知識的能力;了解工程實際需要,培養職業素養、分析能力、溝通表達能力、團結協作能力、管理能力等工程綜合能力,從而具有獨立從事環境工程領域內某一方向工程設計與運行、分析與集成、研究與開發、管理與決策等能力,以適應未來科技發展和社會進步需要,成為面向未來的具有實踐能力、創新能力、國際視野和領導意識的卓越人才。
學校通過多種方式與企業合作,建立一批高水平且相對穩定的校外實習基地。基地應符合環境科學與工程專業的要求,各類實踐環節安排合理,重視教學與工程實踐相結合,校企合作共同制定校企培養方案,配備校內導師和企業導師,實行雙導師制度,確保實習和畢業設計質量,不斷擴大和提高環境科學與工程專業教育水平。
【關鍵詞】卓越工程師 實踐教學 環境工程 培養模式
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)11-0214-02
“卓越工程師培養計劃”是教育部著力實施的針對高等工程教育的重大改革項目,也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。2010年3月教育部正式啟動第一批試點高校工作,西南交通大學成功入選教育部“卓越工程師培養計劃”全國首批試點高校,環境工程專業被學校確定為首批卓越工程計劃試點專業。本文將以環境工程專業卓越工程師本科層次實踐教學體系為研究對象,介紹了西南交通大學環境工程領域本科層次卓越工程師計劃的實踐教學培養體系的構建,對環境工程專業卓越工程師的培養提供一定的借鑒。
一、卓越工程師計劃企業實踐教學的培養目標及定位
按照卓越工程師培養國家通用標準要求,西南交通大學制定了環境工程專業卓越工程師本科層次培養目標和定位。環境工程專業實踐教學將繼續秉承西南交通大學原校長茅以昇先生提出的“習而學”的工程教育理念,通過企業階段實踐教學的學習,將課堂基礎理論和專業知識學習與企業工程實踐鍛煉相結合、產學研相結合,通過校企合作,雙方優勢互補,聯合培養能夠解決工程規劃、設計、建設、運營、管理等方面環境問題的本科工程型人才,主動適應新能源產業中節能減排、環境保護和資源循環利用事業大發展對高端工程型人才的需求。
二、環境工程專業卓越工程師培養中對實踐能力的要求
1.具有一般性、專門的工程技術基礎知識和相關技能的能力
環境工程專業卓越工程師必須具備從事環境工程工作所需的工程科學技術知識以及一定的人文和社會科學知識;掌握環境工程基礎知識和專業知識,具備解決工程技術問題的技能;了解行業的基本業務流程、基本工作紀律、基本工作內容,熟悉行業的工作性質,能夠較快適應行業的相關工作,熟悉行業的行業背景,了解工程項目的運營、管理方面的關系;熟悉環境工程領域技術標準,了解技術發展趨勢。
2.具備解決工程實際問題的能力
環境工程專業卓越工程師在具有一定專業理論與實踐能力的基礎上,必須具備環境工程項目設計、應用和維護或解決實際工程問題的系統化工程訓練,具備解決工程實際問題的基本能力;善于對環境工程項目設計、應用和維護中出現的工程問題進行處理,并具備基本分析、解決問題的能力,具備環境工程方面的實驗技能和創新意識,能對環境工程項目變化的需求提出改進設計方案并制訂實施計劃,具備污染物處理技術開發、系統維護改造的能力。
3.具備環境工程項目工程管理方面的基本知識并具備參與能力
環境工程專業卓越工程師必須具有管理環境工程項目方面的思想和相關法律法規意識;具備在法律法規規定的范疇內,按確定的相關標準和程序要求開展工作的能力;具備應對環境工程項目需求變化的能力,能夠發現質量標準的變化,并采取恰當的措施應對;具備處理項目中出現的危機及突發事件的能力;參與評估環境工程領域設計的工程項目,具備提出項目改進建議及工程過程改進建議的能力。
4.具備有效的溝通與交流的能力
環境工程專業卓越工程師必須能夠熟練使用環境工程領域的技術語言,基本具備在跨文化環境下溝通與表達的能力,能夠進行工程文件的編纂,如可行性分析報告、項目任務書、投標書等,并可進行說明、闡釋;具備較強的人際交往能力和適應能力,能自信靈活地處理不斷變化的人際環境和工作環境;能夠跟蹤本領域最新技術發展趨勢,具備收集、分析、判斷、歸納和選擇國內外相關技術信息的能力;具備較強的團隊合作精神和組建、運行、管理、協作團隊方面的能力。
5.具備良好的職業道德,體現對職業、社會、環境的責任
環境工程專業卓越工程師必須具有良好的職業道德,掌握一定的職業法律法規、標準知識,以及應遵守的職業道德規范,遵守所屬職業體系的職業行為準則;具備良好的職業素質、積極進取精神、系統思維能力、創新精神、較強的社會責任意識和工程師角色定位。
三、環境工程領域卓越工程師計劃本科層次實踐教學體系建設
在對環境工程領域卓越工程師計劃本科層次實踐教學認識的基礎上,學校通過轉變教育思想,教育觀念的大學習、大討論,進一步明確卓越工程師計劃實踐教學的地位和作用:注重實踐教學與理論教學、經濟建設、學科發展及科學研究、普遍性培養與個性化教育、校內外五結合,拓展實踐教學的空間,構建新型的立體化實踐教學體系。
實踐教學體系依托學校與中鐵二院建設的土木工程與環境工程國家級工程實踐教育中心,學生可以直接接觸到企業的最新技術,初步構建體現教學與科研結合、理論與實踐結合、綜合設計與工程應用結合、基礎與前沿結合、經典與現代結合的,具有學科特色的實踐教學內容,為切實提升實踐教學質量奠定了基礎。實踐教學體系的設計圍繞環境工程“環評、設計、監理”核心能力的培養而展開。
新型的立體化實踐教學體系以學生工程實踐能力、創新能力與科學研究能力的培養為核心,以工程實踐與科研訓練為主線,重點放在了各類工程實習、技能實訓、專業實踐、畢業論文(設計)四個線性層次上的實踐環節,并將部分綜合性、設計型、創新型實驗項目環節納入實踐教學體系中。
四、實踐教學質量保障機制
參照西南交通大學本科教育質量保障體系及實踐教育相關質量保障措施,建立實踐教學質量安全動態保障機制,構建了新型工程實訓考評體系和面向工程應用的論文(設計)考評體系。
以執業能力評價為準繩,改革傳統實踐教育考評體系,著力構建工程實訓考評體系。以面向工程應用為目標,著力構建新型畢業論文(設計)考評體系。根據環境工程領域卓越工程師本科層次人才需求能力要求,構建不同層次的“環境工程人才能力評價矩陣法”,依托能力評價矩陣對知識、技能和素養的綜合實現質量開展面向執業能力提升的全面考評。
五、師資力量的配置及完善師資工程能力的培養機制
1.師資力量的配置
企業學習階段實行“雙導師”制,即學校導師和企業導師負責制。學校導師由學校所在學院的環境工程專業具有一定的工程背景和實踐經驗,有責任心,有較強的組織協調能力教師隊伍中遴選。企業導師經校企雙方商定后,由學校(或學院)在企業工程技術人員、管理干部中聘任,并簽訂指導合同。由學校導師和企業導師共同成立指導小組,研究和解決進行現場教學、實習、工程實踐、科研實踐中的問題,總結和積累指導經驗。實行“雙導師”制的關鍵是要明確導師的責、權、利。學校導師要教育學生尊重企業導師,要充分發揮企業導師的作用。學校導師與企業導師要經常溝通信息,協調指導事宜。
2.完善師資工程能力的培養機制
提高青年教師的工程實踐能力符合“卓越工程師教育”人才培養的要求,是環境工程專業教師隊伍建設的一項重要任務。通過與企業簽訂聯合培養合作協議,一方面確保卓越工程師專業人才的完整的培養體系的建立,另一方面為高校青年教師實踐工程能力的提高提供了途徑,通過深入企業現場指導學生,極大地促進了青年教師工程實踐能力的提升。通過建立科學、合理的工程人才引入機制,確保了企業中個別具有豐富工程經驗和較高學術水平的工程技術專家進校講學并參與工程型專業人才的全面培養。
六、工程實踐認證標準及認證方式
工程認證是對學生工程實踐成果的認定和提高學生學習積極性的有效手段。通過工程認證,能夠提高工程實踐的效率,達到更好的培養效果。學生在實踐過程中,由企業指導教師和學校指導教師根據學生的現場操作、實踐報告、畢業設計對學生進行考核,考核合格者通過相應部分的工程認證。工程實踐的最后階段,學生在實踐中心完成畢業設計,各階段成績合格且畢業設計答辯通過后,由中心頒發工程認證證書。
表6-1環境工程專業的認證標準
七、結論
“卓越工程師培養計劃”是國家改革工程教育人才培養模式的重大教改項目,其中主要是針對實踐教學環節的改革。卓越工程師人才培養是一項復雜的系統工程,根據環境工程專業學科的特點和卓越工程師培養目標要求,強化企業實踐教學環節,建立新型的實踐教學體系和質量保障機制是非常必要的。環境工程專業以此次“卓越工程師培養”為契機,著力培養學生的工程實踐能力、創造能力和國際競爭力,進而保證環境工程專業的本科畢業生能夠達到“卓越人才培養計劃”的培養目標,得到社會及用人單位的肯定和歡迎。
參考文獻:
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【關鍵詞】OBE模式 環境工程 教學體系
基金項目:延安大學教改重點項目(YDJGZD-2013-03)。
目前我國環境問題突出,排污總量增加并逐漸顯現出復合性、區域性和風險性,黨的十將生態文明建設提高到“五位一體”的高度,這是環境工程專業發展的重要機遇。環境工程專業是以環境科學為依托,運用科學理論、方法和工程技術、研究人類與自然環境的相互作用、關系、規律并進行控制調整的一門新型綜合性應用學科。如何構建環境工程專業的人才培養模式并完善實踐教學體系,以滿足新時代對學生的要求已經成為高校環境工程專業的新命題。
OBE模式簡介
以結果為基礎的教育(outcome-based-education,OBE)是上世紀90年展起來的一種教育模式[1],在英、美、澳大利亞和新西蘭等一些國家實施都取得了很好的反饋,OBE理論關注和側重學習成果,包含許多先進的教學模式和理念,被認為是工程教育的重要方式。與傳統的以課程內容為核心的教學理念相比,OBE模式強調以畢業生能力達成為目標[2],從最終的結果反向設計教學體系,兩者的差異如表1。
基于OBE模式的環境工程教學改革
OBE模式要求通過詳細認真的社會調查,確定面向社會的同時針對地域特色的畢業生應達成的能力要求,然后以此為核心制定相應的專業培養目標,構建專業課程體系,完善實踐教學環節,以教師能力的提升優化為支撐,承擔的科研項目為背景,在應用中不斷改進以達成可持續的專業人才培養體系。結合環境工程專業則包含六個環節:
1.確定環境工程專業學生的畢業能力要求
環境類專業培養的是環境科學與工程方面的工程技術人員和管理人員,需要培養更多有前瞻意識、實踐能力和創新思維的學生。主要培養五個方面的人才:(1)能夠提供環境規劃、評價、工程咨詢等綜合環境服務;(2)能夠解決實際工程技術問題;(3)能夠進行創新設計為主的產品開發;(4)能夠從事產業部門環境服務為主的企業環境管理;(5)能夠解決區域、流域復雜環境問題的綜合能力。針對不同的高校,學校定位、所處區域位置和為社會服務目標都不相同,所以成功運用OBE模式的第一步是確定符合高校畢業生的具體能力要求。環境專業學生進行專業方向的細致劃分后,通過凝練學習目標和深化學習效果,提高畢業生的質量和競爭力,既能滿足專業的社會需求,又緩解了目前面臨的就業壓力。
2.對應的環境工程專業培養目標分析
環境工程專業應有公開的、符合學校定位的、適應社會環境與經濟發展需要的培養目標。緊密關聯畢業要求將總體培養目標細化,并在此基礎上建立專業的課程體系是運用OBE模式推進教學效果的第二步。
例如,社會需求目標是能夠從事環境污染防治工程的人才,也就是有能力解決從污染產生、發展直到消除的全過程存在的相關問題并能采取相應的防治措施。那么畢業要求具體如下:
(1)運用工程工作所需的數理化、自然科學等知識的能力;
(2)運用工程基礎知識和專業基本理論知識解決問題的能力;
(3)設計和實施工程的能力,對實驗結果進行科學的分析總結的能力;
(4)綜合運用技術手段設計系統和過程的能力;
(5)設計過程中能夠綜合考慮法律、政策方針、環境保護、經濟影響、可持續發展等制約因素;
(6)綜合分析生態環境影響的能力,能正確認識工程對于客觀世界和社會的影響。
將以上畢業要求分解為具體的教育指標,即:(1)環境工程基本理論知識;(2)環境工程專業基礎知識;(3)環境工程常用技術手段;(4)系統的工程實踐學習經歷;(5)了解本專業的前沿發展現狀和趨勢。由此將學生的專業培養課程分為應用基礎能力、工程設計能力和實踐能力三大模塊。應用基礎能力包括基礎理論和技術,工程設計能力主要是通過課程設計來培養,實踐能力則需要各實踐教學環節的環環相扣來提高。以水污染控制工程課程體系為例,學生首先要系統學習水污染控制工程和水處理微生物學等基礎理論,還要學習管網設計技術、城市及工業污水處理技術及污水污泥處理技術,然后通過管網課程設計、污水廠工藝設計和水環境修復設計等實踐環節培養綜合運用技術手段解決工程問題的能力,最后則通過生產見習、畢業見習、課外創新及科研活動提升工科綜合素質,強化學生創新意識,各環節緊密相連確保畢業生能力要求的達成。
3.理論課程體系和實踐教學改革
環境工程專業培養必須突出工程學特征,加快理論課程體系改革,切實提高課堂教學質量。在課程設置上,一是要充分體現出鮮明的專業基礎性,設置“環境微生物學”“環境監測”“水污染控制工程”“大氣污染控制工程”“固體廢棄物處置工程”“環境質量評價”和“工程力學”等核心課程,全面提高學生的專業基礎知識和基礎素養,旗幟鮮明地突出環境工程專業特征。二是要注重教學內容的推陳出新,將新概念、原理和方法納入相關課程,使學生充分了解國內外學科前沿。三是強調交叉學科之間的相互融合和滲透,使得現代環境工程的研究對象能擴展到更廣闊的環境領域,通過“環境生態學”“環境毒理學”“環境管理與環境法”等科目的學習培養學生的社會責任感和使命感,能正確認識工程對于客觀世界和社會的影響。
完整的實踐教學則應由五個環節構成:(1)專業課程實驗,通過實驗操作讓學生消化理解課堂知識[3]。(2)見習參觀,通過有組織地系統地見習參觀大型“三廢”治理單位,讓學生直觀了解相關工藝流程及污染物產生的主要環節,學習將理論知識靈活應用到工程實踐中。(3)案例教學,授課教師可以適度安排幾次與課程內容相關的案例教學或現場教學,培養學生運用工程理論、科學的實驗研究方法和合理的工程技術手段解決實際問題的能力。(4)課程設計,包括水污染控制工程課程設計、大氣污染控制工程課程設計、固體廢棄物處理處置工程設計和監測工程課程設計等。在教師指導下學生自主完成工程設計方案,通過訓練使學生能初步掌握工程設計的思路和方法。(5)畢業論文,學生畢業論文的選題盡量與教師的科研項目相結合。通過導師的引領樹立學生對污染控制的全過程管理理念,從而形成從源頭控制、過程管理和末端治理為一體的工程能力教學培養體系。
4.學生創新性培養
環境工程專業大學生創新人才,應有扎實的理論基礎、超常的創新理念、敏銳的創新思維、基本的創新技能和優秀的創新人格。扎實的基礎理論是創新的源泉和先導,創新意識是創新的前提和動力,培養獨立堅強、勇于探索求知、好奇又嚴謹的創新人才是工科教育的最終目的[4]。
大學生創新實驗應該以企業為依托,以科研為補充,以環境研究課題為背景,確保大多數本科生獲得創新能力的提高。學生通過查資料、討論方案、實驗室、分析總結等過程,經歷一次全面的分析研究問題的過程、實驗技能和綜合能力得到全面的提升。通過鼓勵并組織學生參加“國家級大學生創新項目”“挑戰杯”“創業創新創藝大賽”等課外學術科技競賽來培養學生獨立思考和積極進取的科學精神。
5.完善評估體系
評估不僅是把關教學質量的重要環節,同時也是教學內容的延續,理論課的評估應由教學課件、大作業、專題討論、個人表達、專題討論和課內互動的表現來構成。實踐課的評估應由實踐效果、操作技能水平、《案例分析》大作業的質量和合作任務的表現來構成。創新能力則通過創新成果、科研論文、科研總結報告等進行評估。
6.培養高素質教師隊伍
一支素質品德高尚、專業扎實、能力突出的骨干教師隊伍是確保環境工程專業教育質量的關鍵。這些教師應該是既能傳授理論知識,又具有全面的工程素養,并能終生學習不斷進步。大力加強教師隊伍建設,一是大力加強教師職業道德教育,通過各項教學改革措施營造濃厚的教學氛圍,加強教學管理和督導工作,提高教學質量和課堂效率。二是要以“老”帶“新”,形成教學科研梯隊,通過開展教學及科研的創新研究,切實保證教師能力水平的持續提高。三是有計劃地選派青年教師做高級訪問學者或讀定向博士生,全面提升教師隊伍的學歷層次,形成一支年輕化、有活力、高學歷的師資隊伍。
結 語
總之,OBE是運用工程教育思路體系,將畢業學生擬比作符合質量要求的產品,然后分解產品質量的各要素,通過相應工藝施工來確保生產過程,依靠檢測與評估辦法來驗收,最終通過升級維護來達成可持續生產的目標。OBE理念是始終圍繞明確的“學習結果”來組織教學手段[5],促進教學體系優化,從而增強學生的應用和創新能力。當然,教學體系的建立和完善尚需要長時間的努力,更需要在實踐中逐漸地反饋調整和優化完善。
參考文獻:
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目前環境工程專業實踐教學存在的問題
實驗教學是高校實踐教學體系的重要組成部分,也是培養大學生實踐動手能力的一個主要方式。環境工程專業作為理工科專業,要求本專業學生應具有較高的實驗操作能力。但是目前我校的環境專業實驗課還不夠完善,實驗課時量相對理論課來說比較少,而且環境專業實驗室只對課堂實驗教學和教師的科研開放,學生平時的實驗鍛煉機會少,導致部分學生實驗操作能力不足。環境工程專業教學中另外一個主要的實踐教學環節是課程設計。課程設計一般與理論課相結合,在相關工程技術理論課結束后,由指導教師根據課程內容,向學生布置一個綜合性的設計任務,由學生根據所學知識自主完成。但是由于學生缺乏對工程實例的認識,對設計過程中遇到的大量的工程參數和數據不知如何選擇,只能根據基本理論查找相關設計手冊完成計算和設計,整個過程過于理論化。
實踐教學改革研究現狀
實踐教學是環境工程專業教學的重要組成部分。通過實踐教學,學生學會將所學的理論知識和專業技能正確運用在生產實際中,鍛煉實踐操作能力。因此探索實踐教學改革的措施與方法,對培養學生的實際工作能力和綜合素質、滿足社會對實用型環保人才的需要是十分必要的[3-5]。國內外許多研究人員對環境工程專業的實踐教學改革進行了研究和探索。德國環境工程教育非常重視實踐環節的培養,除了學前基礎實踐訓練外,德國的環境工程教學中,有一個學期安排了為期22周的必修專業實踐性環節。學生可以與校外,諸如環保公司、咨詢公司或管理機構等開展一些小型項目的研究工作。實習過程非常正規,工作要求嚴格。通過這種方式鍛煉了學生的實踐能力[6]。國內針對環境工程專業的實踐教學內容安排與開出情況[7],從對當前環境工程專業本科畢業生的就業影響因素的分析入手[8],或總結本校教學經驗[9],或結合自身特色[10],分析實踐教學存在的問題,對環境工程專業本科教學改革和課程體系建設進行了探討,提出完善環境工程專業實踐教學體系的對策,或構建了研究型實踐教學體系[11],在內容上強調前沿性、工程性、研究性的原則,提升了本專業的特色,增強了本科生的綜合能力。
實踐教學體系構建的設想
通過學習和借鑒環境工程專業實踐教學改革的成功經驗,結合我校環境工程專業的實際情況和教學模式的不足,對本專業實踐教學體系的構建有如下一些設想。環境工程專業的實踐教學體系可以由6個主要的部分組成:專業課程實驗。“水污染控制工程”、“大氣污染控制工程”、“固體廢棄物處置工程”、“環境監測”、“環境微生物學”等課程都設有相應的實驗課時,讓學生通過實驗操作,理解消化課堂理論知識。現場實習。通過參觀污水處理廠、垃圾填埋場、環保工程公司等專業的環保治理單位,讓學生對所學工程技術和工藝流程有直觀的認識,幫助學生了解所學的理論知識如何應用到工程實踐中。案例教學。針對環境工程專業課程的特點,部分工程實踐性強的專業課程教學,可引入案例教學或現場教學環節,由授課教師根據課程內容和教學進度,適度安排幾次與課程內容相關的案例教學或現場教學。引入案例教學環節,可以消除以往理論教學與實習環節脫離的弊端。課程設計。包括給排水工程課程設計、水污染控制工程課程設計、大氣污染控制工程課程設計、固體廢棄物處理處置工程設計等。學生根據課程設計任務書,在教師指導下自主完成工程設計方案。通過課程設計訓練,學生能初步掌握工程設計的方法。畢業實習。畢業實習是學生在走上工作崗位之前的一次專業實習。學生到實習單位進行為期1個月的實習,全面運用所學的知識,加強理論聯系實際,鍛煉自身專業技術綜合能力,加深對本專業業務范圍的了解。畢業論文。學生畢業論文的選題盡量與教師的科研項目相結合。指導教師和學生一起討論確定課題的實驗方案或設計方案,學生通過查找文獻、工程設計手冊等資料獨立完成論文。在整個設計過程中,要重視設計理念的傳授,讓學生學會專業的分析思考方法,培養學生解決實際問題的能力。以上幾個實踐教學環節有些已基本完善,但有些還沒有完全建立[12]。即便已經設置了這幾個實踐教學環節,要獲得好的教學效果卻不太容易,仍需針對這幾個環節進行改進,對教師、學生提出更高的要求,以完善本專業學科建設,培養綜合型、創新型環境工程人才,培養學生的動手能力、分析解決問題的能力和實際工作能力。
加強不同學科專業實驗的聯系,增加綜合性專業實驗的比例
環境問題的出現往往是多種因素相互作用的結果,因此也決定了環境工程是一門多學科相互滲透、高度綜合的交叉科學,具有整體性和綜合性的特點。環境問題的最終解決,也必須借助不同學科知識的綜合作用。環境工程專業的這種特點決定了在其教學過程中增加綜合性專業實驗比例的必要性。我校環境工程專業是在應用化學和化學工程學科的基礎上建立的,因此專業的建設和發展充分利用了已有的教學資源和師資力量,通過與原有的優勢學科相結合形成了有自身特色的專業發展方向。目前設置的應用化學、化學工程、生物技術專業,這些專業開設的部分課程也是環境工程專業的基礎課,同時這些專業的基礎實驗課程也比較完善。因此,可以將環境工程的一些驗證性實驗,如有機污染物含量測定、重金屬含量測定等放到化學基礎實驗課中,使環境工程專業的學生得到充分的基本操作訓練,掌握基本的環境化學分析方法,為專業實驗奠定基礎。在環境工程專業實驗課教學中,除了應掌握常規水質分析方法以及COD、BOD、濁度、溶解氧、總有機碳等儀器分析方法外,可適當增加綜合性實驗的比例。如水處理實驗中的曝氣設備充氧性能的測定、活性污泥評價指標實驗、工業污水可生化性實驗、活性污泥法動力學系數的測定等,這幾個實驗之間的關聯性很強,通過適當的設計,可以形成幾個綜合性的實驗。學生通過這種綜合性的實驗加深了對活性污泥法各種參數、指標之間關系的理解。通過初步的探索,我們已經開設了一個綜合性的實驗,結果表明,學生能積極參與綜合性實驗的設計,主動思考問題,教學效果非常好。其他可以開設的綜合性實驗還包括環境微生物實驗中的培養菌的制備和滅菌,細菌純種分離、培養和接種技術,菌體、菌落形態的觀察,以及環境監測實驗中的水中氟化物的測定、水中揮發酚的測定、廢水中苯系化合物的測定、校園空氣中污染物的測定等。以上綜合性實驗結合了分析化學實驗、化工原理實驗、生物技術實驗、水處理工程實驗等多個學科的知識,要求學生在掌握一定的理論知識和操作技能的基礎上,綜合運用多種知識去分析問題、解決問題。這種綜合性實驗也對指導教師提出了較高要求,不但要了解相關知識,還要根據各個專業已有的條件設計合理的實驗方案,或對教材已有的實驗進行重新設計,確保學生的實驗課順利進行。#p#分頁標題#e#
建設仿真實驗室,培養學生的工程設計能力
通過購買、下載免費共享、自主開發等方式制作虛擬實驗課件,建立仿真實驗教學平臺,實現計算機輔助教學。對于某一環境問題而言,它的工程設計方案可以由多個步驟和環節組成,例如廢水脫氮除磷常用的厭氧/缺氧/好氧活性污泥法(A/A/O)是應用最廣泛的污水處理技術之一,廢水一般需經過厭氧池、缺氧池、好氧池3個處理單元的處理,這3個處理單元順序可以有變化,每一個處理單元都有不同的形式可供選擇,污泥回流的方式也可以有不同的途徑,這些變化形成了不同形式的A/A/O工藝。一個綜合性實驗方案無法全部包括這些步驟和環節。為了解決上述制約實踐教學環節的矛盾,通過借鑒國內外部分高校虛擬實驗室的制作方案,逐步構建環境工程仿真實驗系統。仿真實驗系統可以將一些在實驗室中做不到的,或由于設備原因無法觀察整個過程的實驗,通過計算機進行模擬實驗。學生需對整個工藝流程有充分的了解,提出設想和方案,然后用計算機語言編程實現設計方案。這些特點對培養學生工程設計的能力很有幫助。由于仿真實驗不需要實際建造設備,不受實際運行周期影響,能迅速取得結果,學生通過仿真實驗,加深對實驗內容的理解。這種設計性實驗由學生自己確定實驗方案、選擇實驗設備、設計實驗線路及步驟等。在模擬實驗過程中,學生始終是實驗活動的主體,充分發揮了學生的主觀能動性,有利于培養學生獨立解決問題的能力及創新能力。
結合科研課題,培養學生的工程實踐能力
通過采用綜合設計實驗與科研相結合的方式,把科學研究引入實驗教學。在教師的指導下,結合課題,學生學會查找資料,在工程實際中發現問題、解決問題。這種訓練方式開闊了學生的眼界,使其了解本學科的現狀和發展趨勢,對環保行業有更深入的認識。由于環境工程是一個實踐性與工程性很強的學科,這也要求在校期間就培養學生具有一定的工程實踐能力、運行管理能力。通過學生參與教師的研究項目,形成以工程為導向的實踐教學方式,學生得到基本的工程訓練,同時可以較早地接觸工程實際,了解和熟悉未來可能從事的工作。與科研課題相結合,可采用學生從大二開始參與教師科研活動的方式。學生自主報名,教師選擇,學生利用課余時間參與教師的科研。對于一些有大量教學任務和科研項目的教師,可采取這種方式使本科生和研究生一樣接受系統的科研訓練,承擔起一些助教和助研的任務。學生參與研究項目的教學方式也對教師提出了更高要求,他們需要規劃研究方案、申請項目、與企業聯系等,促使教師在科研、工程開發工作中提高水平,同時其自身實踐經驗反過來有助于更新教學內容和提高教學效果。