時間:2022-10-16 10:24:49
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇環境監測畢業論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
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
教學實習包括課程實習和生產實習,是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,是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、解決問題能力,培養創新與創業意識、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。
1.課程實習。
課程實習安排在大學二年級,在培養計劃及課程教學大綱中明確學分(時)數以及實習要求和考核方式。實習場所包括各類自然保護區、生態園區、大型企業污染治理設施、政府環保部門等實踐教學基地。實習的形式包括參觀考察以及專題調研等。
2.生產實習。
生產實習是學生完成《環境化學》、《環境監測》、《環境工程學》、《生態學》、《環境微生物學》等專業基礎課和部分專業課學習后的綜合性實習,在大學三年級下半學年進行生產實習。實習單位包括企事業單位、政府環保部門、研究院(所)或在本校進行科研實習等,要求學生上崗實習,直接參與教師科研工作。
3.實踐教學基地建設。
與具有良好環境行為、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,通過有效科研的合作,建立實踐教學基地,為學生提供一個拓展視野、親身體驗的場所。通過有經驗的環保技術專家指導學生實習,進行現場教育。通過課程實習、生產實習等過程,讓學生深入了解社會需求及自身的不足,明確學習的目的,激發學習的動力,提高綜合素質。
二、社會實踐
社會實踐是大學生思想政治教育的重要環節,對于促進大學生了解社會、了解國情、增長才干、奉獻社會、鍛煉毅力、培養品格、增強社會責任感具有不可替代的作用。環境科學專業社會實踐應當與專業培養計劃有機結合,根據學校培養目標、學生需求、專業特色、學生成長階段和認知規律,實施分類教育。將社會實踐納入本科培養計劃,規定學生社會實踐的學時數,制訂相應的規范。學生的社會實踐形式包括校園文化活動、暑期社會實踐、大學生社會工作、科技學術活動、青年志愿者活動和公益活動等。
三、創新性科研實踐
關鍵詞: 環境科學專業 專業特色 培養目標
目前,我國已有250多所高校開設環境科學本科專業,少數設置于教育部直屬高校,大部分設置于地方高校,普遍存在專業設置時間短、專業建設任務重的問題。環境科學專業在建設過程中,如何結合地方實情,服務于地方經濟發展的實際需要,凝煉專業特色和準確專業定位,是環境科學專業建設中必須解決的問題。揚州大學環境科學專業特色及學生培養目標課題組,對環境科學專業建設中的定位與特色問題進行了相關的教改研究,取得了一些有益的經驗。
一、環境科學專業學科特點
環境科學是以“人類―環境”為研究對象,研究人類活動對環境的影響,受影響的環境對人類反作用的問題。環境科學是一個由多學科到跨學科的龐大科學體系組成的新興學科,也是介于自然科學、社會科學和技術科學之間的邊際科學,具有很強的綜合性與復雜性。
環境科學專業覆蓋面廣,研究方向繁雜,使得環境科學專業學科特色不顯著,影響了學科的發展。我們認為環境科學專業在保證其專業學科內涵要求的基礎上,一定要有自己的特色,要與“眾”不同,在課程設置與實踐性環節等方面不能是簡單的“拼盤”,不能面面俱到,面面俱到的結果是面面不到。
二、專業定位與培養目標
隨著社會經濟的快速發展,環境問題呈現出復雜性與多樣性,對環保人才的素質要求不斷提高,培養基礎扎實、知識面寬、能力強,具有創新精神和實踐能力的高級專門人才應該是環境科學專業人才培養的總體要求。
不同類型的高校,其專業定位與培養方式的側重點應有所不同。研究型大學以培養高層次的理論型和研究型人才為主,教學科研并重的大學以培養應用研究型人才為主,以教學為主的大學重點培養應用型和實用型人才。
專業培養目標反映了人才培養的規格和標準,地方高校因其地區差異和發展水平差異,準確的培養目標定位是專業建設前提。揚州大學系江蘇省屬重點綜合性大學,為教學科研并重型地方高校。依據江蘇省社會經濟發展水平及揚州大學的性質,我校環境科學專業以培養應用型人才為主,兼顧研究型人才的培養。
我們依據畢業生每年的就業情況,不斷修訂完善環境科學專業人才培養方案。在課程設置方面,重點加強與學生就業關系緊密的《環境工程》、《環境監測》、《環境影響評價》等課程的實踐性教學環節,除了與課程配套的相關教學實驗以外,還有課程實習或課程設計,增強學生的動手能力,培養的本科生具有較強的社會適應能力與競爭力。我校環境科學專業從2003年開始招生,已畢業四屆本科生,畢業生大學英語四、六級通過率92%以上,江蘇省計算機二、三級通過率95%以上。每年七月初,畢業生就業率達92%以上,近三分之一畢業生考上研究生,少量進入環境監測站及相關事業單位,多數畢業生進入企業相關崗位。
就目前就業形勢而言,環境科學專業畢業生就業的主渠道應該在企業。環保局、環境監測站、環科所等單位基本處于飽和狀態,這些單位不應作為招生宣傳時環境科學專業學生就業的標桿。許多學生當初報考環境科學專業,總認為畢業后能進入環保局、環境監測站及環科所等單位,事實并非如此。就業事實與期望值相差甚遠,使得環境科學專業畢業生就業率偏低,環境科學專業在社會上的就業“口碑”不佳。我們通過調查發現,主要原因是學生不愿進企業,不愿進基層,服務企業的意識很淡薄,總想進環保類機關及事業單位,而這些單位基本處于飽和狀態,基本不需要招人。我們認為要解決這些問題的關鍵在于,一是招生宣傳要多強調為企業服務,畢業后進入企業相關環保崗位,降低學生進入環保事業單位的期望值;二是學生進校后加強實踐性教學,特別是與企業環保崗位關系密切的相關課程的實習及設計,使學生進入企業后能與工作無縫對接;三是提升學生的能力素質,重視大學英語四、六級,計算機等級考試通過率,安排部分學生在大二階段參與教師的科研工作,為少部分想進一步考研深造的學生打下良好的基礎。
環境科學專業內涵為解決以人類為中心的各種環境問題,環境問題可謂包羅萬象,紛繁復雜。在確定專業目標定位,制訂人才培養方案時,高校既要考慮專業學科內涵所規定內容,又要有所側重。揚州大學為地方綜合性高校,主要面向地方,為地方經濟發展服務。江蘇南、北地域經濟差別很大,發展很不平衡,蘇北經濟薄弱,人才相對缺乏,而蘇南經濟體量大,人才濟濟。因此,我校環境科學專業的定位是以人才需求為導向,培養基礎扎實、專業面寬、動手能力強、肯吃苦,愿意到蘇北及蘇中地區企業環保崗位建功立業的專門人才。
三、專業特色為專業之生命
許多高校環境科學專業都是在傳統學科基礎上建立起來的,其課程設置無論是基礎課還是專業課,基本上是在原專業所設課程的基礎上的適當增減,即減少幾門專業課,或增加幾門環境類課程,“母系”的痕跡很深,普遍存在著基礎不廣,培養口徑過窄、太專的問題。
1987年以來,國家教育主管部門對高校本科專業目錄進行了幾次調整,環境科學類本科專業實行以綜合性整體化為主,加強基礎,拓寬口徑,環境類相關專業合并為環境科學專業。隨著本科專業目錄的幾次調整,各高校環境科學專業課程設置幾乎一樣,一副面孔,雖然“母系”的痕跡少了,但沒有了自己的特色。
我國地域遼闊,社會經濟發展極不平衡,各高校設置的環境科學專業如沒有自己的特色,培養的學生就沒有競爭力,不能很好地為當地方社會經濟發展服務。
環境科學專業特色應從當地社會需求及具體的實踐活動過程中凝煉而成。具體思路如圖所示:
揚州大學環境科學專業特色與學生培養目標建設實施過程主要有以下幾方面。
1.以需求為導向,面向基層,面向蘇中、蘇北等區域,培養環境科學專門人才,鼓勵畢業生服務基層,扎根基層。
2.專業課程設置不求多而全,只求少而精,重點突出《環境監測》、《環境影響評價》等課程的課程實習及課程設計,使學生畢業后進入企事業環境監測、環境影響評價等崗位能“無縫對接”。
3.大學二年級開始實施本科生導師制,學生與專業教師雙向選擇,每位專業教師至多帶5名本科生,學生參與教師的部分科研工作,教師在價值觀、人生觀等方面零距離對學生進行潛移默化的影響,引導學生樹立積極向上的世界觀、切合自身實際的擇業觀。
4.第七學期即開始畢業論文(設計)工作,形式多樣,少部分考研的學生可以在校內參與教師的科研工作做畢業論文,鼓勵其余的學生帶著問題到相關企業做畢業設計,學生在企業做畢業設計的過程中學會了許多實用技能,為他們畢業求職作了一定的鋪墊效應。
四、結語
地方高校環境科學專業在保證專業學科內涵基本要求的前提下,一定要有自己的特色,沒有特色就沒有優勢,沒有優勢就沒有生命。課程設置要突出與學生就業關系密切的相關課程,專業課程不宜多而全。少數考研的學生參與教師的科研工作做畢業論文,為他們進一步深造夯實科研基礎。其他學生盡可能到企業做畢業設計,企業與學生之間也有一個相互了解的過程,實踐證明此方法能明顯提升學生的就業率。
參考文獻:
[1]溫桂清,蔣治良,李俊.高校環境科學專業就業分析及培養模式探析[J].高教論壇,2010,(6):108-109.
[2]石輝,張承中,趙曉光.論環境科學專業的特色建設[J].理工高教研究,2009,28(4):127-129.
關鍵詞:特色專業;工程應用型;環境工程;創新人才培養
中圖分類號:G640 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)46-0134-02
一、概述
近年來我國的環境工程專業教育高速發展,設有環境工程本科專業的學科點持續增加,招生規模不斷擴大。隨著國家《大氣污染防治行動計劃》(簡稱“大氣十條”)和《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)的實施,對環境工程領域的人才需要越來越大,特別是工程應用型人才尤其短缺。高等學校作為培養人才的主戰場,應加大人才培養方案的改革力度,著力提升內涵建設、特色建設。安徽科技學院環境工程專業通過多年的教育教學實踐,我們在環境工程專業人才培養方面做了大量的工作,取得了較好的效果,2011年獲批安徽省卓越工程師計劃培養專業,2013年獲批國家卓越工程師計劃培養專業,2014年獲批安徽省特色專業。為適應學校“地方性、應用型、高水平”的辦學理念,我校環境工程專業一直堅持培養工程應用型人才,本文重點探究了校內外實驗實踐教學基地建設、師資隊伍建設和專業特色凝練等方面所做的工作,以其為環境工程專業的進一步發展和同類專業建設提供參考。
二、校內外實驗實踐教學基地建設
1.建立有行業特色的專業功能實驗室。我校環境工程實驗室是在原環境監測室基礎上進行資源整合和內涵拓展,逐步增加了大氣污染控制實驗室、水污染控制實驗室和固廢處理與資源化利用實驗室等相對獨立的功能實驗室。功能實驗室的建設促進了環境學科的發展,每年約150名學生進行創新實驗或畢業設計、畢業論文等,極大地增強了學生的動手能力。此外,環境工程實驗室還承擔了研究生培養的部分任務。下面具體談談各功能實驗室所承擔的實驗項目情況:(1)大氣污染控制實驗室:大氣污染控制校內實驗室擁有填料吸收塔處理廢氣、催化法處理汽車尾以及篩板式氣體吸收塔等實驗裝置,可開展各種觀摩與模擬實驗。可以開展實驗項目有:濕式文丘里除塵器性能測定實驗、填料吸收塔氣體吸收實驗、汽車尾氣凈化實驗等。大氣污染控制校外實驗室主要依托合作企業內的環境保護站,有水泥廠的除塵流程和設備、火力發電廠的煙氣脫硫、除塵流程和設備。(2)水污染控制實驗室:水污染控制校內實驗室現擁有完全混合活性污泥反應器、絮凝沉淀實驗裝置、曝氣充氧實驗裝置、豎流式圓形溶氣加壓氣浮裝置、SBR法間歇式設備、A2/O工藝城市污水處理模擬裝置等多套水處理小試系統及相關分析儀器,為開設以污水處理工藝實驗為主的綜合實驗創造了必要條件。可以開展的實驗項目有:顆粒自由沉淀實驗、絮凝沉淀實驗、壓力溶氣氣浮實驗、活性污泥基本性質、曝氣充氧能力的測定、靜態活性炭吸附實驗、混凝沉淀實驗、污泥比阻的測定實驗等。水污染控制校外實驗室主要依托合作企業內的環境保護站,有染料化工染料廢水處理工藝和設備、鳳陽污水處理廠工藝和設備、規模化養殖廢水厭氧-好氧處理工藝和設備、石英砂磨洗廢水混凝沉淀處理工藝和設備。(3)環境監測實驗室:環境監測校內實驗室對水體水質進行監測分析,擁有GDYS-201多參數水質現場快速分析測試儀、COD測定儀、BOD測定儀、電導率儀、溶解氧儀、濁度儀、恒溫培養箱、電子分析天平、恒溫搖床、水/油浴鍋、紫外分光光度計、原子吸收、離子色譜等分析儀器數套,可以進行各種水質常規監測項目。可以開展的實驗項目有:水體中色度和濁度的測定、水體中氨氮的測定、水體中總磷的測定、水體中氟離子的測定、水體中六價鉻的測定、水體中溶解氧的測定、水體中五日生化需氧量的測定、水體中化學需氧量的測定等。對室內、室外空氣質量和噪聲環境進行監測分析,擁有大氣綜合采樣器(可測定TSP、SO2和NOx)、SEN168便攜式甲醛檢測儀、煙塵采樣器和便攜式噪聲測定儀等監測儀器數套。可以開展的實驗項目有:水空氣中總懸浮顆粒物含量的測定、空氣中二氧化硫含量的測定、空氣中氮氧化物含量的測定、校園噪聲環境質量的測定、室內甲醛含量的測定、煙道氣煙塵含量的測定等。環境監測校外實驗室主要依托鳳陽環境監測站、淮河流域鳳臺監測站。(4)固廢處理與資源化利用實驗室:固廢處理與資源化利用校內實驗室有垃圾發酵系統、污泥脫水設備、農業秸稈堆肥系統。可以開展的項目有:作物秸稈堆肥化處理、可生物降解固體廢物厭氧消化及資源利用、超聲改進污泥好氧消化實驗、污泥干化焚燒特性評價、污泥過濾濃縮等。
2.基于產學研合作建立校外實習基地。產學研合作主要是在企業和高等學校或科研院所之間搭建一個技術需求和技術供給的平臺,有效地將最新的技術以最快的速度轉化為生產力。隨著社會的發展,高校不僅僅單純地從事人才培養、科學研究,而逐步延伸到服務社會,特別是服務社會的科技發展。因此,要想把工程應用型專業辦好,就必須要將企業和高校之間結合起來,以實際問題為導向,大力加強實踐教學。近年來,我校環境工程專業與區域內的多家企業建立了產學研合作機制,大大增加了工程應用型人才培養質量。(1)安徽省鳳陽染料化工有限公司:該企業主要承擔本專業學生染料廢水處理技能實訓,具體學習實踐調節池、絮凝沉淀池、水解酸化、曝氣池、鐵碳微電解、隔油池等構筑物的設計、運行管理。(2)鳳陽富春紫光污水處理有限公司:該企業主要承擔本專業學生城市污水處理技能實訓,具體學習實踐格柵、初沉池、氧化溝、二沉池等構筑物的設計、運行管理。(3)安徽萊姆佳肥業有限公司:該企業主要承擔本專業學生固體廢棄物資源化利用技能實訓,具體學習實踐固體廢棄物好氧、厭氧堆肥工藝設計、運行管理。(4)安徽祥源安全環境科學技術有限公司:該企業主要承擔本專業學生除塵、粉煤灰、爐渣綜合利用、煙氣脫硫和環境質量評價技能實訓,具體學習實踐除塵器設計、粉煤灰、爐渣資源化再利用技術、煙氣脫硫工藝設計、環境質量評價政策、手段等。(5)滁州市洪武報廢汽車回收拆解利用有限公司:該企業主要承擔含油廢水處理、金屬固體廢物再利用等技能訓練,具體學習實踐隔油池的設計、運行管理,金屬固廢的分類回收利用等。
三、切實加強工程型、創新型師資隊伍建設
為培養和提高專任教師的工程實踐能力學校出臺一系列相關文件:《關于加強青年教師實踐教學崗位鍛煉的意見》、《關于加強“雙能型”教師隊伍培養的實施意見》、《安徽科技學院教師教育教學及實踐能力培養(鍛煉)實施辦法(暫行)》、《安徽科技學院“卓越工程師教育培養計劃”校內專業課教師選用及管理辦法》、《安徽科技學院“卓越工程師教育培養計劃”企業教師選聘及管理辦法》,目前已有汪建飛等7位教師取得“雙能型”教師資格認證。此外,為提高教師對國家“卓越工程師教育培養計劃”內涵的理解,支持和鼓勵專任教師、專業負責人參加國家級卓越工程師相關會議。此外,校內專任教師必須通過“雙能型”教師資格認證,否則不能承擔環境工程專業教學任務。
四、環境工程專業人才培養特色
環境工程專業在人才培養過程中形成了許多積淀,探索出堅持一個體系(注重基礎、強化實踐、突出應用)、依托兩個平臺(區域突出的環境污染問題和農業資源利用重點學科)和強化校企合作的人才培養模式。
1.堅持一個體系。(1)注重基礎:一是注重基礎課和專業基礎課教學,構建人才成長的基礎知識;二是注重外語、信息技術和教育教學等技能類課程教學,構建人才成長的基本技能;三是注重思想政治類、業務素質類、人文素質類、創新和創業類等課程的開設,培養學生堅定的政治素質,良好的專業素質、人文素質、身心素質,構建人才成長的綜合素質。(2)強化實踐:即建立完善的實踐教學體系,通過實踐教學環節來培養學生的職業技能、創新精神和實踐動手能力。通過實踐教學體系的改革和不斷完善,強化學生的創新精神和實際動手能力的培養;通過學分制教學管理制度的改革,實現人才培養的多樣化和個性化,提高人才培養質量。(3)突出應用:強調把前沿性的研究成果反映到教學過程中,重視研討式、團隊合作教學以及實驗實踐環節教學;加強產學合作,提高應用型人才培養質量。在突出應用的舉措中狠抓三個方面:基礎實踐層次(包括社會實踐、認識實習等)、專業實踐層次(包括教學實習、專業技能訓練、科研技能訓練等)和綜合運用層次(包括畢業生產實習、畢業論文或設計、社會服務等)。
2.依托兩個平臺。(1)區域突出的環境污染問題:實踐教學和畢業論文設計等課程緊緊圍繞滁州和蚌埠地區突出的環境污染問題,如:淮河流域蚌埠段沿岸的工業企業污染治理、淮河流域地表水的監測與評價、鳳陽石英砂粉塵防治和鳳陽縣飲水水源地鳳陽山水庫的監測與評價等。(2)農業資源利用重點學科:該學科主要研究方向為農業固體廢棄物資源化再利用和生物有機肥的研制,在省內外具有一定的優勢,為環境工程專業發展提供了良好的特色平臺。
[論文摘要]環境工程專業作為集 自然科學、社會科學和工程技術為一體的交叉學科,它的教學改革和課程體系建設正處于不斷完善和發展的進程中。傳統教育體制背景下發展起來的環境工程專業課程體系尚存在諸多問題,本文對高校環境工程專業課程體系進行了研究,對環境工程專業專業課程、實踐性環節的改革提出了建議,并提出將創新教育理念融入課程體系改革中,培養具有創新素質的學生。
進入20世紀70年代以來,我國工業企業的環境污染事故經常發生,自然生態環境出現了明顯的惡化。
在此背景下,1973年,國務院了《關于保護和改善環境的若干規定》,明確指出,“有關大專院校要設置環境保護的專業和課程,培養技術人才”。1979年9月通過的《中華人民共和國環境保護法(試行) 》對環境教育作出了明確規定。高等學校從1977年開始,設立了工科環境類本科專業;1981年開始,設立環境工程碩士點;1983年開始,設立環境工程博士點;1999年開始,建立環境科學與工程一級學科博土后流動站。至此,培養不同層次環境專業人才的高等學校工科環境類專業教育體系日臻完善。
我國環境工程專業設置已由1977年的7所高校發展到2004年的247所高校、每年2萬余本科畢業生的規模。據相關報道,2010年應屆生創歷史新高,達630萬人,環境工程專業就業市場同樣是機遇與挑戰并存。1998年國家環保總局和國家教委聯合主持的“中國高等環境教育發展戰略研究”課題組預測,2000-2010年我國對環境工程專業人才年均需求量為1147萬人,但事實卻并不盡如人意,環境工程專業人才在各種畢業生招聘會上普遍受冷遇,本科畢業生一次就業率達不到50%[1]。面對嚴峻就業形勢,很多高校的環境工程專業面臨著“縮招,減招”的尷尬處境,學生對環境工程專業的嚴峻就業形勢普遍有了認知,于是在“就業”這個指揮棒指揮下,更多的學生全傾向于其他更為“熱門”的理工類專業。環境工程就業的崗位是典型的“越老越值錢”,各用人單位需要的是有很強設計、動手能力,同時懂管理、懂相關法規的復合型人才,因而多會傾向于選擇有相關從業經驗的人才,而在我國傳統教育模式下培養出的高校畢業生,缺少實際工作實驗,動手能力也較差,無法在短時間內為用人單位創造價值。我國高校目前環境工程專業的培養模式及課程設置存在較多問題,致使學生在學校學到的知識體系單一,動手能力普遍較差。為了改變這一現狀,我國高校環境工程專業的課程改革勢在必行。
一、強化專業基礎知識教學,適當提高專業課學時
對于環境工程專業教學計劃,大多數院校一般都遵循教育部1998年頒布的《普通高等學校本科專業目錄及專業介紹》中所規定主干課程,設置相關的基礎課和專業課,對于主干課設置要求可以看出,對于本專業培養目標,主要是圍繞水處理工程展開的,或者說主要偏重于水處理工程[2]。
為了適應時展要求,環境工程專業改革應以9門核心課程(環境監測、環境工程微生物學、環境工程原理、水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置、物理性污染控制工程、環境規劃與管理、環境評價)為主干課程,強化專業基礎教育。
目前高校環境工程專業的公共基礎課和學科基礎課學時學分普遍較多,如武漢大學公共基礎課、學科基礎課和專業課學分比為46:38:16,學分多,專業課課時少。目前環境工程專業課主要有水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置、物理性污染控制工程、環境規劃與管理、環境評價、清潔生產、生態工程,等,一般集中在大學三四年級學習。以水污染控制工程為例,在《高等學校本科環境工程專業規范中規定》規定為64學時、4學分,但很多高校此課程的學時低于此值,甚至只有30-40學時,這種課時安排,學生很難對水污染控制方向的基礎知識有比較全面深刻的理解,專業基礎知識方面的缺陷使得很多學生在走向工作崗位后遇到實際問題無從下手,無法勝任工作。
二、重視和加強實踐環節,合理增加專業性實踐環節
我國高校環境工程專業的實踐性環節主要包括課程實驗、課程設計、專業實習、畢業實習和畢業設計。實踐教學有利于培養學生重視實踐的觀念,提高實際工作的能力,因而環境工程專業教學過程中應重視現場教學和可視化教學相結合[3]。
(一)基本實驗教學環節的改革
基本實驗教學是促進學生深化理論知識、掌握基本實驗技能方法、培養嚴謹工作作風的基本方式,目前環境工程專業教學中對于基本實驗教學,存在著以下問題:
(1)各高校環境工程實踐性環節學時普遍不足。以課程實驗為例,環境監測實驗、環境工程專業實驗等實驗環節,一般在10-20學時,課程實驗的目的是使學生在實驗過程中掌握知識同時提高動手能力,若一味壓縮課程實驗的學時,不利于學生對相關知識的掌握和動手能力的提高,這就造成了很多學生升入研究生后科研能力較弱,創新能力不強。
(2)實驗教學內容不利于提高學生的工程實踐應用能力。傳統實驗教學往往大量開設驗證性實驗,綜合性、設計性和創新性實驗較少,不利于提高學生的實踐和知識運用能力,應在實驗教學體系中進行優化設計,精簡教學內容,增設設計性、綜合性實驗。
(二)校內實踐教學環節的改革
我國高校環境工程專業的專業實習、畢業實習等認識性實踐環節,往往并未真正的深入實際,研究實際問題。以專業實習為例,一般高校安排學時為三周左右,但很多時候往往只是走馬觀花,并未使學生真正的動手動腦并深入生產第一線,因而很多學生在從事工作后會“紙上談兵”,解決實際問題的能力較差。
在環境工程專業實習與設計方面,需積極探索開放實習的途徑,一方面使學生深入生產第一線,利用現有條件增加學生接觸實踐的機會,另一方面在實踐教學的內容方面,應通過能體現應用性、先進性、綜合性內容的課程設計及培養學生綜合能力和大工程意識的畢業設計等環節,模擬工程應用的實際訓練過程,真正使學生通過實踐教學環節,形象直觀的學習專業知識,拉近與專業的距離[4],并能進一步激發學生對專業的學習興趣。
(三)畢業論文(設計)環節的改革
畢業論文(設計)是高等學校實踐教學的重要環節,是對學生在校學習的總結和檢閱,也是提高學生運用知識能力的重要環節,目前環境工程專業學生論文(設計)一般有三種形式,即綜述性論文、實驗及污染治理工藝設計,依據不同高校的硬件設施實際情況,三類畢業論文形式比例不同。對于實驗性畢業設計(論文)來說,目前普遍存在著指導教師短缺、實驗室緊張的問題。為解決這一問題,可以采取與有科研能力、工程設計能力的研究院所、工廠和環保企業聯合培養的方式,與相關單位研究人員或工程技術人員讓學生通過參與實際研究或工程項目得到更全面的鍛煉[5]。
在畢業論文(設計)課題選擇方面,存在著課題缺乏創新性的問題,很多課題只是導師課題某一部分或某一方面的簡單重復,導師將相關資料如實驗方法等直接呈現給學生,學生則按照導師指令進行實驗,這種方式不利于學生創造性的培養,另外也使得學生參與畢業課題缺乏主動性。因而在畢業論文(設計)過程中,選題除了要從實際出發外,更要著重發揮學生的創造力和參與意識,設計創新性的開放實驗,鼓勵學生大膽參與,由學生設計實驗過程并動手實踐。另外在畢業論文(設計)的選題方面,可采用“目標”培養模式,比如允許和安排考取研究生同學結合研究生導師的科研課題做畢業論文,讓已經就業同學做其相關工作領域的畢業課題,題目設置面可以放寬一些,以保證同學能夠較早的適應未來的工作、學習。
三、面向市場需求設置課程
高校環境工程專業課程設置應面向市場需求,環境工程專業學生就業難,知識結構不合理是一個重要原因,畢業生雖多,但通才型人才、實踐型人才和特色型人才較少。因此在設置課程時,應適當考慮市場需求,科學制定培養計劃、培養方案,將應用性強的課程引入課堂,還可以實行“工程師進課堂”、“將環境工程課程體系與注冊環保工程師制度結合”等形式。注冊環保工程師考試是我國高校制定教學改革計劃、確定人才培養規格和進行課程設置提供重要參考,有利于提高學生相關基礎知識、專業知識及工程管理知識水平。以注冊環保工程師為例,學生除需要掌握環境專業相關知識外,還要掌握數學、計算機應用基礎、物理學、化學、工程制圖、建筑力學等相關內容,更有如施工技術與組織管理、給水排水工程概預算、工程法規等專業課內容[6],實施環境工程課程與注冊環保工程師制度結合,可以使學生的知識結構更為完備,也為今后參加工作打下良好基礎。
四、環境工程專業的創新教育
創新教育是一種以培養學生具有一定創新意識、創新思維和創新能力及創新個性為主要目標的教育理論和方法,使學生一方面牢固系統的掌握學科知識,同時發展創新能力,即培養學生的創新素質[7]。創新教育作為一種思潮而生,現在被廣泛使用,引起社會各界的廣泛關注,在這種大環境下,我國高等學校環境工程專業的教育改革,應以創新教育為指導思想和目標,努力營造創新環境,提高學生創新能力及創新素質。
環境工程專業的教學也加應強創新教育,例如可以調整課程設置,引入通識教育;更新教學內容,教材與時俱進;教學方法方面變“滿堂灌式”教學方式為“啟發式”、“研討式”教學;課程考核方式多樣化,等。特別對于環境工程專業的學生,動手實踐能力很重要,所以應建立創新實驗基地,鼓勵學生自主設計,自選課題,自由探索,將環境工程專業的實踐性環節與創新教育相結合。
[參考文獻]
[1]閆兵,叢軍茲.環境工程專業教學改革及課程體系建設[j].中國成人教育,2010,6:107-108.
[2]徐惠忠,王德義,蘇宏.環境工程專業的就業出路分析與課程設置改革[j].理工高教研究[j].2003,22(5):109-110.
[3]湯潔,董德明,劉淼,等.環境科學專業課程休系建設與教學質量監控[j].中國大學教育,2007年,第3期:35-36.
[4]黃方.環境工程專業實踐教學改革初探[j].實驗科學與技術,2005,10增刊:61-62.
[5]楊景亮,沈洪艷.羅人明.環境工程專業實踐教學體系的改革與實踐[j].河北科技大學學報(社會科學版),2007,7(2):96-99.
1.1人才培養目標
陜西理工學院環境科學專業人才培養目標:培養德、智、體、美全面發展,具備良好科學素養、具有較系統的環境科學基礎理論、基本知識和基本技能,得到科學研究基本訓練,具備一定科學研究、科技開發和管理能力,能在企事業單位和行政部門從事環境保護應用研究、規劃設計、環境管理、環境監測與評價等工作的高級應用型專門人才。
1.2人才培養模式創新的基本思想
為強調個性發展,注重特色教育,樹立科學的人才觀、質量觀和教學觀,構建具有陜西理工學院特色的人才培養模式。遵循本科教育基礎性原則,課程體系整體優化的原則,加強技能訓練、注重理論聯系實際的原則,培養創新思維和創新能力的原則,優化培養模式、加強專業特色建設的原則,注重個性發展、綜合培養能力的原則。實現培養目標,積極吸收高等教育在教育思想與教育觀念、人才培養模式、教學內容與課程體系、教學方法與手段等方面所取得的一系列改革的最新成果,并結合本專業的特色與自身辦學優勢,根據經濟、社會、科技和人才市場需求,按照“加強基礎,突出特色,強化實踐,面向應用;提高素質,注重創新”的原則實施人才培養模式的改革與研究,努力構建“合格+特色”的人才培養體系,著力構建理論教學、實踐教學、素質拓展有機結合的培養體系,形成傳授知識、培養能力、提高素質三位一體的人才培養模式。
1.3科學合理的“平臺-模塊”課程體系的設置
課程體系是實現培養目標、提高人才素質的關鍵所在。培養模式的創新,最終要落實在課程體系的改革與發展上。課程體系的設置和各種教學環節的安排,必須服從于人才培養目標的實現。對于環境科學專業的課程體系設置,主要是按照“在通識教育基礎上的寬口徑專業教育和多種學科復合的特色教育培養模式”的全新教育理念,建立前期按二級學科門類培養的寬口徑學科基礎平臺,后期按專業方向形成課群(課程模塊),并構建“四年不斷線”的實踐教學體系[2],同時加強外語和計算機信息技術教育,強化素質教育和創新教育。
1.3.1通識教育課程
通識教育課程是根據我校本科教學總體培養目標定位而設置的基礎教學平臺,包括公共基礎課必修課程和素質教育選修課。通識教育課著重于學生全面素質的提高,為學生提高思想政治素質、認識社會、了解歷史、掌握工具提供多種思維方法和多方面的教育。公共基礎必修課包括思想政治課、大學英語、計算機、大學體育、軍事訓練、大學語文、大學數學等課程,為學生了解社會、了解歷史、學習技能、打下專業學習基礎等提供平臺。素質教育選修課程主要包括人文科學類、社會科學類、自然科學類、工程技術類、藝術體育類、教育類、網絡類七大類公共選修課程,面向全校開設,通過理、工、經、管、文、法、藝術等相互滲透,培養學生多樣化的思維方式,提高學生的綜合素課主要體現科學教育與人文教育的融合,環境科學專業的學生要選修不少于7學分的素質教育課程。
1.3.2學科平臺課程
學科基礎課程著重于建立寬厚的學科知識基礎,拓寬知識面,奠定學生學業發展的基礎。學科平臺課程包括學科(專業)基礎必修課和學科(專業)基礎選修課。學科(專業)基礎必修課主要開設大學物理、高等數學、無機化學、分析化學、有機化學和環境化學等。學科(專業)基礎選修課主要根據我校環境科學專業的特點開設線性代數、概率論與數理統計、物理化學、化工原理等課程,要求學生選修至少12學分。
1.3.3專業平臺課程
專業平臺課程重在培養學生扎實的學科專業知識、動手能力和創新精神,為培養學生解決實際問題的能力打下基礎。包括專業必修課、專業選修課和相關的課內實踐教學環節。根據我校環境科學專業的優勢與特色,形成較為科學合理的課程群。
專業必修課是指專業主干課課程,開設環境學、環境流體力學、生態學、環境微生物、環境質量、環境監測等課程。專業選修課是指按專業特色或合理知識結構設置的課程。為了拓寬學生畢業后就業和深造的方向,使其能夠在偏工科的崗位上也能夠勝任工作,在一些專業考試中也能很好的適應例如環保工程師、環評工程師。環境科學專業選修課程工程類課程設置,跟蹤學科前沿,納入本學科最先進的思想方法和內容,為繼續深造的學生強化專業素養和緊密結合地方經濟發展的需求,貼近社會實際,體現應用型人才培養特色的特點。主要設置了環境信息系統、環境毒理學、環境工程設計、能源與環境、環境質量管理體系、城市綠地規劃與設計等。學生需任選5門課修夠6學分。
1.3.4專業模塊課程
專業模塊課程是對專業知識的拓展和延伸,同時也體現了專業特色和就業方向。本校環境科學專業有環境監測與評價和環境污染控制與資源化兩個專業方向即兩大模塊,學生大三開始選擇專業方向,根據學生的選擇決定開設哪個模塊的課程。每個專業模塊中又分為必修和選修兩大部分。在專業模塊課的設置中充分體現學生按照自己對方向的興趣和需要來決定所要上的課程。因為在每個模塊的必修課只有2-3門,而選修課有10門,兩個方向在選修課安排上也體現出各自的特點。環境監測與評價方向必修課程包括環境工程學、環境儀器分析、環境工程實驗,選修課包括環境規劃與管路、環境資源經濟學、清潔生產與循環經濟、室內環境監測與治理、環評導則與標準、安全生產與環境、環保設備基礎、環評案例分析。環境污染控制與資源化方向開設有了城市供水與管網、環境工程技術經濟學、環境化工技術與應用、環境工程施工、環工原理與設備等課程。
1.3.5實踐教學
按照我校“注重基礎,強化訓練,加強綜合,培養能力”的基本原則根據培養目標的要求和環境科學專業知識結構、能力培養的需要,實踐環節按照學生基本技能培養、專業技能培養和綜合技能訓練三個能力培養層次貫穿整個教學平臺。基本技能培養主要指學科基礎實驗,例如大學物理實驗、無機及分析化學實驗,專業基本實驗技能培訓等。專業技能訓練專業技能培養包括專業實驗、專業實習、專業實訓和專業調研。專業實驗包括專業課程實驗如環境監測實驗,專業實習包括認識實習和生產實習,專業實訓有專業軟件實訓、專業課程設計,專業調研。學生利用假期調查當地環境狀況通過所學專業知識給出分析,并在調查中進行環保知識宣傳,使所學知識全面綜合利用。綜合技能訓練包括學生自設計開放實驗和畢業論文,自設計開放實驗通過學生自己選題查資料設計實驗并操作,整理實驗數據得出報告論文,當學生有問題可以向指導老師詢問,最后老師根據學生的報告評定學生的實驗過程,通過自設計開放實驗,學生的實踐和創新能力得到提高,畢業論文是對于整個大學學科知識的綜合運用體現。
2.結束語
關鍵詞:單片機;智能家居;環境監測控制;傳感器
中圖分類號:TP332.3 文獻標識號:A
A Smart Home Environment Monitoring System based on MCU STC12C5A60S2
CHEN Rongkun 本文由wWW. DyLw.NeT提供,第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務,歡迎光臨DyLW.neT
(Department of Electronic and Information Engineering, QuanZhou Institute of Information Engineering, Quanzhou, Fujian 362000,China)
Abstract: This paper introduces a microcontroller STC12C5A60S2 as the core, which can be used to monitor, control, alarming and display the smart home environment.The system uses sensor technology, microcontroller technology, etc., to achieve the indoor home environment temperature and humidity, light illumination collection, equipment operation and stop control, display and state alarm and other functions. Through the actual test, it has the application value of modern intelligence in the field of smart home environment.
Keywords: Single Chip Microcomputer;Smart Home;Environmental Monitoring Control;Sensor
0引 言
近年來,隨著現代家庭生活水平及選擇需求的不斷提升,智能家居環境監測控制系統在改善現代人居的生活質量和完善生存環境方面正日漸發揮著其實效且重要的技術推動作用。基于此,本文即針對一套智能家居環境監控系統的研發設計而展開了如下研究。具體來說,該系統可對室內溫濕度、光照度進行數據采集;還可將通過傳感器采集的數據和預設置的參數進行比較,再利用單片機進行編程控制,從而實現智能家居的合理功能配設,并最終獲得理想滿意實踐效果。
1 系統方案設計
系統以STC12C5A60S2型單片機為中央控制器,主要由溫濕度檢測模塊、光照度檢測模塊、鍵盤模塊、顯示模塊、風扇及照明模擬模塊、報警提示模塊和電源模塊組成。系統方案如圖1所示。
圖1 室內環境監測控制系統原理框圖
Fig.1 Block diagram of indoor environment monitoring control system
為了節約系統成本、提高系統穩定性及利于維護維修,系統采用模塊化設計方式。該系統的主要功能是根據傳感器采集的數據與預設定的參數值進行比較,進而通過單片機系統程序來控制相關模塊的運行和停止。由圖1可見,溫濕度、光照度傳感器模塊可用于實時采集家居環境的數據;鍵盤模塊則用于設定溫濕度和光照度的范圍;而顯示模塊將用于顯示溫濕度和光照度等級及舒適度情況。除此之外,模擬模塊即用于設備運行與停止情況的仿真模擬;特別地,LED報警提示模塊會用于當溫濕度、光照度數據超過預設定值時來進行閃爍報警指示[ ]。
2 系統硬件設計
由于STC12C5A60S2集成度較高,只需要一塊單片機加上一些必要的外圍電路就可以完成硬件設計。
2.1 最小控制系統
基于系統的要求,芯片選用的是STC系列單片機STC12C5A60S2。其中復位電路、單片機STC12C5A60S2構成最小控制系統。實現電路如圖2所示。
圖2 最小控制系統電路
Fig.2 Minimum control system circuit
STC12C5A60S2是一款運算速度快、抗干擾能力強、超低功耗、并可支持SPI在線編程的單片機,其內部自帶2路PWM控制器、2個定時器、2個串行口支持獨立的波特率發生器、3路可編程時鐘輸出、10位AD轉換器、一個SPI接口。時下,則因其價格低廉、功能完善,已在電子行業獲得廣泛認可和大量應用。
2.2溫濕度傳感器電路
溫濕度傳感器電路采用了DHT系列的數字式溫濕度傳感器DHT11。DHT11是一款內含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器,但僅有一個單總線制串行輸出接口,這一配置使系統集成電路變得簡易快捷。只是,由于傳感器的單總線制特性,造成其發送和接收皆須為三態特性,因而外接上拉電阻,其在常規狀態下將呈現為高電平[ ]。具體電路如圖3所示。
圖3 溫濕度傳感器電路
Fig.3 Temperature and humidity sensor circuit
2.3光照度傳感器電路
光照度傳感器電路選用的是BH系列光照傳感器BH1750,BH1750 是一種用于兩線式串行總線接口的數字型光強度傳感器集成電路。這種集成電路可以根據收集的光線強度數據來調整液晶或者鍵盤背景燈的亮度,并利用自身的高分辨率探測較大范圍的光強度變化。設計電路如圖4所示。
圖4 光照度傳感器電路
Fig.4 Illumination sensor circuit
2.4 液晶顯示電路
液晶顯示電路采用的是LCD12864。LCD12864是一種低電壓低功耗、具有4/8位并行、2線或3線串行多種接口方式,內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊;其顯示分辨率為128×64, 內置8 192個16*16點漢字,和128個16*8點ASCII字符集;利用該模塊靈活接口方式及簡單、方便的操作指令,即可構成全中文人機交互圖形界面;而且可以顯示8*4行、16*16點陣的漢字,并可完成圖形顯示。由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比,不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔許多,且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊[ ]。
2.5 風扇及照明模擬電路
風扇及照明模擬電路選用的是NPN系列的8050三極管,其原理即是利用三極管的開關工作狀態。具體地,當監測智能家居環境溫濕度數值和預設置數值對比不一樣時,單片機將輸出PWM1信號控制風扇(本文用馬達)進行智能調節;當監測室內光照度比較暗時,單片機將輸出PWM2信號控制室內照明,相應地進行室燈照明度的智能調節。反之亦然。基本電路如圖5所示。
圖5 風扇及模擬照明電路
Fig.5 Alarm and analog lighting circuit
2.6鍵盤電路
鍵盤模塊電路是由4個輕觸式按鍵 S1-S4和最小控制系統組合構建而成。鍵盤功能設定:按鍵S1第一次按下修改預設值,而后再按下S2鍵、S3鍵或S4鍵進行參數設置,設置完成后,再按下S1鍵,參數設置成功。S2鍵按下就是對任一參數進行設置;S3鍵和S4鍵按下則進行相應的加1或減1操作。如果并未按下S1鍵,即按下了S2鍵、S3鍵或S4鍵,將保持前狀態繼續進行,數據顯示也不會發生改變。
2.7電源電路
單片機及外圍電路都需要直流5V工作電壓,均由變壓器次級線圈輸出 ,經由整流、濾波、穩壓而得到[ ]。其對應電路如圖6所示。
圖6 電源電路
Fig 6. Power supply circuit
除以上各電路模塊之外,還需要各種信號控制溫濕度、光照度、液晶顯示、風扇及照明、報警等。各功能模塊均通過I/O接口連接至單片機,單片機將集中處理這些信號并作出回應,從而將各個模塊連通整合在一起。另外,為了提高系統的抗干擾性能,在有可能出現干擾的輸入及輸出通道還設置并加強了一定的隔離措施。
3系統軟件設計
采用8052內核,具有64K FLASH的程序存儲器和1280字節的外部RAM數據存儲器,系統選用C語言[ ]進行開發。軟件采用模塊化設計,重點包括主程序、初始化程序、數據處理顯示程序、溫濕度傳感器DHT11程序、光照度傳感器BH1750程序、控制電路程序等。并且將任務分成不同的模塊處理,保證系統的穩定性。系統程序流程如圖7所示。
圖7系統程序流程圖
Fig.7 System flow chart
4 系統調試結果 本文由wWW. DyLw.NeT提供,第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務,歡迎光臨DyLW.neT
STC12C5A60S2單片機能監測控制智能家居環境系統的運行與停止,并將監測控制數據顯示在LCD上。當監測智能家居環境溫濕度數值和預設置數值對比不一樣時,單片機將輸出PWM1信號控制風扇(本文用馬達)進行智能調節;當監測室內光照度比較暗時,單片機將輸出PWM2信號控制室內照明,也就是智能調節室燈的照明度。反之亦然。
5 結束語
本文研究開發了集溫濕度、光照度監測控制為一體的智能家居環境系統,采用了高精度的傳感器,并利用C語言編程,實現智能家居環境參數的精準測量。結果表明,該系統測量結果準確,符合智能家居環境的監測控制要求。
關鍵詞:實踐;教學;創新
中圖分類號:O 6-33, G 640文獻標識碼:A文章編號:1812-2485(2011)07-020-02
隨著環境保護的壓力越來越大,培養創新型的環保人才成為了迫切而現實問題。但是在我國,普通高校的環境專業大學生,創新能力還比較低,產生這種現象的原因一部分是因為我們的大學生缺乏創新觀念與興趣;更主要的原因是由于很多高校的環境專業缺乏系統的創新教育,尤其是在實踐教學中存在諸多的問題,制約了創新型環保人才的培養。
1 目前實踐教學存在的主要問題
在我國,由于各校的歷史沿革和專業設置的特點不同,使得各校在環境工程專業實踐教學環節的設置上不盡相同,但是普遍存在著實踐教學環節內容重復率高、實習基地單一化等問題,嚴重制約培養學生創新能力培養的因素。
1.1 設計教學環節欠整合,內容重復率高
為了提高環境工程專業學生的實際動手能力與創新能力,各高校已經作了一些有益的嘗試,但大多的做法是增加實踐環節的課時與種類,如有的高校僅課程設計就開設了化工原理課程設計、水污染控制工程課程設計、大氣污染控制工程課程設計、環境工程設計實踐、專業設計和畢業設計等,與同類專業相比,在學時上是比較多的,但是由于沒有有效地整合、協調各個設計的層次、內容,使這些設計變成了簡單的重復,沒有真正地起到培養學生創新能力的作用。
1.2 實習過程流于形式,基地單一化
目前企業為了自身的安全問題與生產秩序,不太愿意接受在校生的實習,更談不上讓學生動手操作。正因為如此,多數的實習基地都是教師通過私人關系聯系,很難保證實習的深入進行,往往是走過場,所以雖然有些高校在招生等方面為實習基地提供了一些優惠政策,但沒能從根本上解決問題。另外,環境工程專業的實習基地一般都是污水處理廠、自來水廠或者垃圾填埋場等,單一化嚴重,沒有達到培養學生創新能力的要求。
1.3 實驗教學偏重驗證,創新性內容少
實驗教學不僅能為學生提供動手操作的機會、鞏固書本知識,更是培養學生嚴謹的治學態度、了解學科前沿的重要環節,但是目前由于許多高校忙于擴大招生規模,所以在宿舍、食堂等方面投入的經費很多,而在實驗室建設方面投入明顯不足。這導致了許多高校對待學生實驗的態度就是應付,只讓學生做一些成熟的、花費低的驗證性實驗,制定的創新性實驗只是停留在應付檢查的材料上,并沒有落實到位,從而使學生實驗的價值大打折扣,沒有起到應該發揮的作用。
2 整合實踐教學環節的主要方法
作為培養創新型環境保護人才的重要陣地,高校教師要以培養學生創新能力為己任,根據培養創新型人才的要求切實地加強實習基地的聯系,不斷改善設計環節的內容,通過實踐環節的教學把基礎知識與工程實際有機地結合起來,著力培養學生的創新能力。
2.1 改革實驗教學模式,增加設計型實驗內容
環境工程專業的實驗教學環節主要包括無機化學等化學類實驗課,大學物理等相關實驗課,環境監測實驗等專業基礎課實驗以及專業實驗等專業方向實驗。[3]這些課程開設對于培養學生創新精神很有幫助,為了切實培養環境工程專業學生的創新能力,我們還必須從實驗教學模式和內容兩個方面著手。
首先,在實驗教學過程中,必須改變在以往的教學中老師為主、學生為輔的方式。學生實驗之前,指導老師從實驗的基本原理、操作過程逐一地給學生講解,這樣不但養成學生疏于預習的惰性,也把學生變成了機械執行的操作工具,對培養學生的獨立思考能力危害很大。指導教師在學生實驗過程中起的作用應該是指導、督促,而不是步驟的發令槍,學生進入實驗室那一刻起就把他們當成實驗的主導者,指導教師要從臺前自覺地退到幕后,把傳授實驗知識變為真正的指導實驗,讓學生由被動接受知識變為主動汲取營養。
其次,指導教師要必須堅持不解地研究、創新實驗教學的內容,把自己科研工作中的一些新知識、新發現有效地植入學生實驗中,增加學生對學科發展方向的了解,在創新能力與求知欲望上都會得到鍛煉。
2.2 實習基地多樣化,切實加強校企合作
為了加強使理論與工程實踐充分的結合,環境工程專業的實了認識實習和畢業實習外,還增加了監測實習,但是教學的內容得增加并沒有改變傳統的實習教學“走馬觀花”模式,為了切實提高實習效果,可以從實習基地多樣化,切實加強校企合作等方面加以改進。
首先,實習基地要多樣化。認為環境工程專業的實習地點只能是污染物處理的企業的觀點是錯誤的,其實環境工程的面很廣泛,不僅包括污染物的處理,更重要的是如何從源頭上制止、減少污染物的產生,了解污染物是如何產生的,所以環境工程專業的實習基地不但要有直接處理污染物的工廠,更要的是選擇一些化工企業,不但可以拓寬學生的知識面,而且讓學生對污染物的產生、危害有更加直觀的認識,同時對清潔生產、環境影響評價等知識也可以加強鞏固,對提高學生的創新能力同樣促進作用。
其次,在實習過程中,如何讓學生真正地參與到企業的運行于管理中很重要,這不但要有時間上的保證,還要求企業能夠派出足夠的指導人員,把學生分到不同工段,手把手地指導學生操作。
2.3 調整畢業設計方案,整合課程設計內容
課程設計和畢業設計(畢業論文)也是培養環境工程專業學生工程實踐能力的關鍵環節,為了更好地培養學生的創新能力,可以采取多種措施對其整合。
第一,調整畢業設計(畢業論文)的時間和內容。在時間上,各高校已經將四年制大學生的第八學期專門作為學生的畢業設計(畢業論文)時間,但是由于有些工程環節時間比較長,短時間內對工程技術進展等無法全面的了解,再加上學生面對就業的壓力,真正用于畢業設計(畢業論文)時間其實很少,因此提交的畢業設計(畢業論文)時間經常流于表面化、形式化,所以我們可以提前一年或更長時間把學生分配給專業教師,在學生的周末或假期就可以跟隨前面的畢業生進行一些工作,也可以跟隨教師參加一些工程實際,對培養學生的工作技能、工程設計能力不失為一條行之有效的途徑。
第二,有效整合課程設計的層次與內容。環境工程專業學生的課程設計比較多,如何有效整合就顯得異常重要,所以在制定設計計劃時要通盤考慮,既要保證設計內容不重復,又要相互銜接。化工原理的課程設計主要以塔塔為主,進行大氣污染控制工程課程設計時可以考慮以顆粒物的去除為主;水污染控制工程設計應該主要以單體構筑物為主要設計對象,必要時增加一些生物化學反應的計算;而環境工程設計實踐的內容應該主要針對建設污染物處理工廠的設計,重點應該放在讓學生了解建設污染物處理工廠的整套程序上;而專業設計是將前面的幾個設計綜合的過程,通過前面的訓練,能夠對污染物的處理有一個通盤的考慮,進一步提高學生的綜合應用能力與獨立解決問題的能力。
3 結 論
作為培養創新型環境保護人才的重要陣地,開設環境工程專業高等院校應鼓勵相關準予的教師以培養學生創新能力為己任,通過從事環境工程老師的共同努力,不斷改革與整合實踐教學環節,使我國的環境科學與工程專業的實踐教學體系更加系統和完整,一定能培養出更多的具有創新性的環保人才。
參考文獻
1 何德文,柴立元,彭兵等.特色環境工程專業創新人才培養模式的探索與實踐[J].高等教育研究學報,2007,30(1):47-49.
2 彭永臻,曾薇.環境工程專業課程體系改革[J].中國大學教學,2006(6):36-37.
關鍵詞:地方院校;環境科學專業;課程建設;質量控制
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)08-0014-03
環境科學是隨著社會經濟發展的需求而形成和發展起來的,而且還在不斷地發展過程中。目前,我國已進入經濟、社會發展的快車道,要實現社會、經濟又好又快的可持續發展,實現環境友好型社會,勢必要培養出大量優質的環境類專業人才,而專業人才的培養離不開課程體系的建設和教學質量的控制。為此,本文以聊城大學環境與規劃學院環境科學專業為例,分析該專業課程體系設置和教學質量控制措施,以期為環境科學專業的科學發展提供參考。
一、環境科學專業辦學條件簡介
聊城大學環境科學專業是在地理科學中自然地理學的基礎上產生的,于2004年開始正式招收本科生,目前已有四屆畢業生,就業率高達90%(其中,考研占45.6%)。環境科學專業教師隊伍10人(副教授3人,講師7人),具有博士學位4人、碩士學位5人,平均年齡34歲,是一支學歷結構合理且潛力巨大的師資隊伍。該專業現有環境土壤實驗室、環境監測實驗室、環境科學實驗室、環境工程模擬實驗室等專業實驗室五個,擁有TOC全自動儀、氣相色譜儀、原子吸收儀、離子色譜儀、紫外分光光度計等先進儀器設備,基本上可滿足學生正常實驗和部分科研要求。學院資料室藏書2萬余冊、期刊100余種,其中,環境類圖書期刊占了近1/3。
二、環境科學專業課程體系設置分析
根據學分制培養計劃,遵循“厚基礎、寬口徑、重特色”的教學理念,不斷修訂教學方案,課程體系逐步優化(見表1)。
1.環境科學專業課程體系設置特點(見表1)。①在通識教育(或大學公共教育)方面,除計算機應用基礎較新規范最低要求少2學分外,政治理論、公共外語、素質教育、體育、實踐訓練等學分均符合新規范要求,且政治理論、素質教育學分數較新規范的2倍還多,通識教育總學分超過新規范1分,體現了重素質、厚基礎的教學理念。②在新規范要求的五類理科基礎課程中,我院環境科學專業不包括地學、生物、物理等理科基礎課,只有數學和化學兩類理科基礎課,學分分別是新規范的2倍和2.5倍,理科基礎總學分超出新規范8學分。這主要是想通過夯實學生數學、化學功底,為專業課程奠定堅實基礎,同時也突出和強化了專業特色。③在學科專業課程設置上,環境科學基礎、環境經濟科學剛好符合新規范最低學分要求,環境社會科學、環境自然科學與環境技術科學分別是新規范最低學分要求的2倍、1.8倍和3倍,充分體現了厚基礎、重技術的培養理念,強化環境科學技術,將學生培養成為技術水平較高、會管理的環境類專業人才。④實踐教學不僅能加深學生對專業理論知識的理解和掌握,實現理論與實踐的有機結合,而且能培養學生動手能力和實踐操作水平,提高獨立思考問題和解決問題的能力。新規范要求實踐教學(主要包括課程實驗、實習和畢業論文)的最低總學分為28學分,而我院環境科學專業實踐教學總計26學分,這主要是由于課程實驗學分和畢業論文周數較少所致。
2.環境科學專業課程結構特點。
注:專業方向課、專業提高課學時、學分分別按總學時、總學分一半計算。
由表2可知,環境科學專業通識教育總學時、總學分及所占比重均高于新規范的相應值,接近新規范的最高值,充分體現了重基礎的教學指導思想。學科基礎課總學時、總學分及所占比重接近新規范的最低標準,學科專業課程(包括專業核心課、專業方向課、專業提高課)總學時、總學分及所占比重接近新規范的最低標準上限,實踐教學略顯不足,主要表現在課程實驗總學時和畢業論文周數較少。
三、環境科學專業教學質量控制措施
1.推行“雙導師制”,實現教學雙贏。“雙導師制”是指青年教師導師制和本科生導師制,前者是指教學經驗欠豐富的年輕教師從第一次備課、第一次授課、第一次輔導學生、第一次指導實驗實習以及第一次期末考試命題的“五個一”開始,就接受教學經驗豐富的教師指導和幫助,提高年輕教師的教學水平,使青年教師教學與科研能力得到快速提高。本科生導師制是指每位本科學生從入學開始,就有一位教師擔任導師,直至其畢業。導師主要負責學生在校期間的選課、學習等,以避免學生因學習不適應、選課失誤等導致學分不足等不良后果,同時配合班主任、輔導員管理好學生,從思想上、生活上給以指導和幫助。
2.精選優秀教材,改進教學方法。在教材的選擇上,專業核心課、專業方向課及專業提高課等的教材90%以上為近五年新編或21世紀教材,確保教學內容的科學性、先進性、實用性。在課堂教學過程中,教師或結合自己的研究項目或通過查閱資料,不斷更新教學內容。此外,為拓寬學生的知識面,學院資料室訂閱了環境類權威學術期刊和書籍。在教學方法上,緊密結合時代步伐,并根據學生反饋的意見,積極探索探究式、研討式等教學方法。目前,環境科學專業課程全部采用多媒體授課,教學效果良好。
3.實行聽課制度,加強監督管理。自建立該專業起,學院就很重視該專業的教學工作,為確保教學工作順利有序地進行,學院特成立了聽課委員會和教學委員會,制定較完善的教學質量評價指標體系和相應的獎懲機制,除進行定期聽課、定期檢查教學進度、定期進行評教活動外,還組織青年教師進行課堂教學比賽,大大提高教師的教學積極性。
4.強化實驗教學,鞏固實習基地。為了滿足就業需求,提高學生實踐技能與動手能力,在保證完成基礎實驗和驗證性實驗的基礎上,增加綜合性、設計性實驗比重。通過外出調研,網上查詢等方式,增設實習基地,擴大實習范圍。目前,已在校內建立了土壤生態與環境教學科研基地,在河北秦皇島、河南豫北地區以及聊城市生態環境監測中心建立了野外實習、實訓和參觀基地,且效果良好。
5.加強經驗交流,提高教學水平。除在學校內部開展教學經驗交流外,還采取請進來和走出去的方法,邀請相關專家、教學名師做學術報告,進行教學經驗和科研方面的交流學習;另一方面鼓勵教師走出去,積極參加諸如“大學環境類課程報告論壇”、“土壤污染監測與控制修復技術研討會”、“山東省環境學科院長、系主任聯誼會”等,學院每年派出1~2名教師參加教學和學術研討會議,并將所學和所見反饋給全院教師,對豐富教學經驗和提高科研能力起到積極地推動作用。
參考文獻:
[1]盛連喜,邊紅峰.大學環境類課程報告論壇組委會.就業與師范院校環境科學本科人才培養[C]//大學環境類課程報告論壇論文集,北京:高等教育出版社,2006:32-38.
關鍵詞:生態學專業;實踐教學;改革;本科人才培養
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)14-0102-03
生態學是研究生物與環境相互關系的科學[1],也是一門普及生態教育、提高大眾國民生態意識的科學。當今生態環境日趨惡化,人與自然、社會之間的關系變得愈來愈復雜,而由生態學支撐建立起來的可持續發展思想和生態平衡等理論,在協調人與自然關系,保衛國家生態安全,促進國民經濟健康發展等方面發揮著越來越重要的作用。因此加強生態學人才培養對實現國民經濟的可持續發展,構建生態文明社會具有不可或缺的作用。
自1977年內蒙古大學創辦全國第一個生態學專業以來[2],截至2010年底,本科院校開設生態學專業的院校已達52個[3]。為加強生態學人才的培養,國務院學位委員會在最新修訂的《學位授予和人才培養學科目錄(2012年)》中,將生態學由原來隸屬于生物學的二級學科提升為獨立的一級學科,這說明了國家對生態學專業人才培養的重視。黨的十報告中明確提出要大力推進生態文明建設,這給生態學專業人才發展提供了更廣闊前景。然而,近年來我國生態學專業人才就業并不理想,以中南林業科技大學生態學本科專業為研究對象,對2010―2012年就業現狀進行調查和分析(圖1),由圖可知,2010年就業工作性質與所學專業相關的約占42.8%,無關的約占57.1%;2011年就業工作性質與所學專業相關的約占52.1%,無關的約占48.9%;2012年就業工作性質與所學專業相關的約占47.9%,無關的約占52.1%。結果顯示,生態學專業就業形勢不樂觀,人才流失逐年上升。因此,本文在分析生態學專業人才培養面臨問題的基礎上,針對實踐教學這一薄弱環節,提出生態學本科專業實踐教學改革的一些思路,旨在為學生創新培養和生態學專業建設提供參考。
一、生態學本科專業人才培養存在的問題
1.人才培養定位不準確。我國大多數高校將生態學本科專業的人才培養定位于:培養較全面地掌握生命科學、環境科學和生態學方面的基礎知識、基本理論和基本技能,受過生態學基礎研究和應用基礎研究的科學思維和科學實驗訓練,具有系統的現代生態學基礎理論知識和扎實的實驗技能,熟悉生態學現狀、前沿及其在生產實踐中的應用,適應我國經濟建設實際需要的德、智、體全面發展的專業人才[4]。然而現實情況卻反映出生態學本科專業人才缺乏合理定位。一是本科生四年學習所應獲得的知識和能力的定位,與社會的發展和需求聯系不緊密,尤其是在適應就業市場需求方面還有待深入探索。二是各高校在本科生培養定位上沒有發揮自身的特點和優勢,陷入了“教育無特點,學生無特長”的尷尬局面。三是長期偏重理論教學,對學生創新實踐能力的培養明顯不足。
2.教學存在不足。由于生態學本科人才培養定位不準確,造成了教學上課程設置不合理、教學內容重復等問題。比如在課程設置上為了面面俱到,開設了涵蓋生態學的所有內容,包括分子、個體、種群、群落、生態系統和景觀生態學等不同尺度的生態學內容,但缺乏系統課程體系構建,使得各個課程教學內容出現了較多的重復,嚴重影響學生學習的興趣。同時,高校為了專業排名,過多注重生態學科學研究,忽視社會實際應用需求,導致生態學專業本科生就業渠道狹窄,對口性不強。
3.教學資源薄弱。生態學是一門綜合性很強的專業,但是一直以來,本科的實驗和實踐教學沒有引起足夠重視,實驗課時少,教學內容陳舊,生態學先進精密儀器如原子吸收分光光度計、總有機碳/總氮分析儀等沒有引入本科實踐教學中。此外,一些年青教師多是剛出校門即上講臺,有點“趕鴨子上架”,教學經驗不足;一些骨干教師也因科研任務繁重而“心有余而力不足”,投入到教學工作中的精力不足,不能及時更新自己的知識儲備。這些導致學生專業知識流于表面,專業知識結構不夠系統,甚至存在盲區。
二、生態學本科專業實踐教學改革思路
生態學本科專業實踐教學改革的關鍵,是培養學生的創新精神、創新能力和生態素養。所以要堅持以學生為中心,教學內容與社會需求相結合,生態素養與個人定位相結合,教學與科研相結合。因此,筆者認為,應在實踐課程體系建設、教學資源建設以及實踐平臺建設等方面進行探索,促進課內外銜接、產學研結合、融專業教育和綜合教育為一體的多層次的開放性實踐教學模式的形成和發展。
1.構建與理論教學有機互補的實踐課程體系。傳統的生態學本科專業的實踐性教學體系包括專業基礎實驗、野外綜合實習、畢業論文3個方面。課程體系改革首先按照培養創新人才的“知識、能力、素質”協調發展的要求,構建包括課程實驗、課程實習、專業綜合實習、社會實踐與第二課堂、畢業論文實習(設計)在內的“五環節”專業實踐課程體系。以中南林業科技大學生態學專業實踐教學改革為例,首先將一些聯系性強的專業基礎課和專業課安排在同一學年進行,避免教學內容的重復性和簡單性,又能在暑期進行綜合性實習。比如將氣象學、測量學、植物學、樹木學、土壤學、普通生態學,整合成“生態學實驗研究方法與技術”,主要是使學生將課堂所學的基礎理論知識與自然結合起來,系統理解森林生態奧秘和野外調查的技術;將城市生態學、污染生態學、恢復生態學、環境工程技術、生態監測與評價等課程實習結合起來,整合成“環境生態監測和修復綜合實習”,主要使學生理解污染生態過程,從而明確生態監測和修復的方法。
其次根據需要增加實踐教學時數,生態學本科生實踐課程體系包括學科基礎實驗9門,專業實驗課17門,野外實習課12門,專業生產實習(生態學專業綜合實習和生態學專業能力訓練)2周,畢業論文實習16周。實踐學分由原來總學分的30%提高到40%以上,總周數也由原來不足40周增加到47.6周。我們希望通過改革學生既可以掌握較為完整的野外調查技能,又能提高對各類理論知識融會貫通的能力,對實際存在的生態環境問題進行綜合的分析,使學生的實踐能力、綜合素質得到有效鍛煉和提高。
2.改進和規范實踐教學的內容與方法。我們要將生態學專業的實踐教學“軟”、“空”、“泛”現狀向“硬”、“實”、“深”改變,強化學生的綜合應用能力和創新能力的培養,按照2∶2∶1的比例,把實踐教學內容劃分為基礎性實驗、綜合設計實驗和研究探索性實驗三個層次。
基礎性實驗主要是一些驗證性實驗,一般以單個指標的測定為主,如植物生物量測定、土壤有機質測定、土壤pH值測定等。在實驗過程中,先由教師講解實驗目的、實驗原理、操作步驟和注意事項,然后指導學生完成實驗。學生通過自身動手加深對基本理論的理解,掌握植物、土壤和水樣品的收集和處理及其常規化學分析方法和操作規范。
綜合性實驗是基礎性實驗的拓展和延伸。除了需要測定多個分析指標外,還要把其他一些相關課程的知識點融合在一起。首先由主講教師提出一個主題,再與學生們一起討論,最終確定相關題材的綜合性實驗項目――如城市森林降水水質的研究。實驗內容包括了大氣降水、經林冠截留后的穿透水、樹干莖流的水質測定,即監測點的確定,水樣的采集與保存,水樣指標(pH值、溶解氧、電導率、銨態氮、硝態氮、硫)的分析測定。學生通過這個過程能將《森林生態學》、《污染生態學》、《環境監測與評價》等課程中的相關知識點結合起來,分析測定結果,完成研究報告。由于綜合性實驗的題材融入了學生平時對相關學科關注的一些熱門話題以及科研興趣的題材,因此學生在實驗過程中的主體地位突顯,提高了學生綜合分析問題的能力和理論聯系實際的開拓能力。
研究性實驗結合畢業論文一起進行。學生自主選擇科研選題,選題確定后,學生首先在老師的指導下搜集文獻資料,文獻閱讀結束后與老師一起設計、確定實驗方案,然后開展分析測定,測定結果運用SPSS、EXCEL等軟件進行統計分析,完成畢業論文。優秀的畢業論文在老師幫助下修改,以科技論文形式公開發表。通過這個過程的訓練,學生具備了熟練的文獻檢索技巧,學會使用了相關軟件,學會了遇到問題后通過檢索文獻,參考同一領域其他研究者的方法與結果,從而找到解決科研問題的方法。加強學生對科技論文寫作的認識,訓練他們的邏輯思維能力、溝通能力和創新能力,對其今后的學習與工作都大有益處。
3.實行本科生導師制,培養學生的探索精神。本科生導師制是本科教育應對素質教育的挑戰而進行的教育改革新探索,實施本科生導師制也是高校加強創新型人才培養而采取的重要措施。本科生導師制的基本內容包括:師生雙向選擇;溝通交流;導師指導學生選課;學生參與導師的科研。學校應實施全程導師制,即從大學一年級的第二學期開始,讓本科生選擇導師,讓本科生結合導師的科研項目申報省級或校級大學生科技創新課題、大學生“挑戰杯”競賽等活動,與研究生組成科研團隊盡早地進入科研工作之中,使大學生更早地獲得導師的“學術關懷”,穩定專業思想,制訂學業發展規劃[5]。
4.打造優質高效的實驗平臺。依托生態學科擁有的國家野外科學觀測研究站、國家工程實驗室、城市森林生態省重點實驗室等平臺,根據新的實踐教學體系,為培養學生的創新精神和綜合運用能力提供一個多層次、多形式的實踐平臺。
(1)針對專業基礎理論知識,建立基礎實驗平臺。擁有數量充足的基本實驗設備,如水土氣取樣儀、光照度計、水質分析儀、pH測定儀、GPS、天平、烘箱等,保障了基礎實驗的需求。
(2)針對開放性實驗,結合學科老師主攻研究方向,建設專業方向性實驗室。包括樣品處理室、土壤生態實驗室、環境污染物檢測分析室、微生物實驗室、分子生態學實驗室等,均向本科生開放,同時開放城市森林生態觀測站,促使學生較好掌握高精尖儀器的使用,也能有效提高學生創新能力。
(3)建立本科生與研究生交流機制。建立本科生與碩士、博士研究生交流平臺,在實驗室一起學習研究,提高本科生對科研工作的興趣,提升本科生研究能力。
(4)按照“產學研結合”的原則,建設校外實習基地。目前,我們已與湖南省植物園、長沙金霞污水處理廠、黑麋峰自然保護區、湖南天泉科技開發有限公司等科研院所、企事業單位簽訂合作協議,未來將實現學生與企事業單位溝通交流,讓學生了解他們的需求,規劃自己學習目標。
(5)逐步建立和完善實驗教學和管理的網絡平臺,提高實驗教學的質量。使實驗指導、實驗題目、實驗所需數據、資料等都能通過網絡進行,實驗課件可以通過網絡下載,以此增加資源共享。
5.健全實驗實踐技能考核制度。考核方法關乎學生實驗中所獲得的知識和能力的科學性,也是強化與鞏固實踐教學效果的重要手段。改革后的實驗考核采取多元標準,基礎實驗、技能實驗、綜合實驗、研究實驗、實驗態度和觀念態度五項,分別占總分的20%,并要求由學生書面設計一個綜合性實驗,重點是考察學生的實驗操作規范性、實驗方案設計的創新性和可行性,實驗報告的科學性以及團結合作的精神。
考核的形式,也改為小組考核和個人考核相結合,實驗小組首先要對實驗開展情況做出總結和匯報,其次要求個人對自己所承擔的工作做出小結,并對實驗結果做出評價,以此考核學生科學素養、數據分析和文字表達能力。
此外,我們還要建設高素質的實驗教學隊伍,編寫優質實踐教材,打造實踐教學精品課程體系、制度化的實踐教學管理模式。總之,上述的實踐教學的改革是培養“寬口徑、厚基礎、復合型、高素質”人才的有效途徑,可以較好滿足社會對于生態學既重應用又重學術的人才要求。
參考文獻:
[1]孫儒泳,李慶芬,牛翠娟,等.基礎生態學[M].北京:高等教育出版社,2002.
[2]王建柱,張文麗,陳芳清.我國生態學專業人才培養面臨的問題與對策[J].三峽大學學報,2010,(32):211-212.
[3]納佳.本科專業介紹及其開設院校之生態學[EB/OL].http://.2010-07-06.
實踐教學是環境工程類專業人才培養方案中非常重要的環節,是實現學生綜合能力和綜合素質培養目標的關鍵教學過程,也是實施素質教育和創新教育最有效的方法和途徑。因此對實驗教學內容和實驗教學模式進行了改革和創新。
(1)實驗技能型課程:對現有實驗課程內容調整與融合,將各實驗室涉及實驗技能方面的項目重新整合,形成基礎實驗和專業實驗課程。從標準操作和技能訓練的角度,對學生進行實驗技能的訓練。除實驗技能課程建設外,還要打破環境工程與地質工程中課程與課程、專業與專業、學科與學科之間的界限,按照認知規律,對現有實驗課程和項目進行論證、調整和整合,繼續加大綜合型、設計型實驗比例(結合教師的科研),目的是為了增強學生運用所學知識分析問題、解決問題的能力,培養學生創新思維和求真求實的探索意識;同時開展技能培訓(為學生的就業打下基礎),使在校學生獲得相關資格認證。
(2)野外教學和生產實習:對課程教學,針對不同的課程,適當減少了課堂授課時在總課時中的比例,增加了實習課時,個別重要的主干課程,增加了野外現場教學實習,使學生建立了充分的感性認識,增加了學習興趣和實際觀察分析能力;如:環境認識與教學重點單元的實習,教學實習改革的重點是明確教學目的和內容,在以下幾方面進行了改革:①環境認識教學內容沒有減少,但時間安排壓縮,仍突出興趣教育;②課程增加了環境地質學基本工作方法和環境地質思維講課兩部分內容,使該實習由認識實習性質向環境地質教學實習性質轉變,教學內容向環境地質與煤田傾斜,以利于與后續的選修課程接軌;③評估指標多元化。原來僅依據實報告考核學生的水平,現增加能力和素質等評估指標,而且將實報告改為小專題報告;④環境地質思維課程教學有利于正確認識地球科學,正確把握地球環境科學的特定思維方法;⑤開展了現代信息技術(3S)網絡課程選修,培養學生掌握先進技術方法和運用新技術解決環境問題的能力。對于技術方法和技能學習的課程則把重點放在讓學生接觸實際環境科學、環境地質工程問題、環境與地質工程、煤田的聯系,使學生學會如何發現工程科學問題和技術問題,確定研究問題的思路,設計研究的技術方法、路線、實驗流程方案和工作計劃及采用的新技術方法,并實施研究計劃或工程設計,對研究結果和工程結果進行檢驗評估等。這種綜合性的實習活動或工程實踐活動,是整個教學計劃的重點內容之一。
(3)畢業實習與設計:為了真正把實踐教學同生產實際或科學研究緊密結合,我們要求所有的畢業實習或工程設計實踐在“產學研”相結合實習基地和校內的實訓基地進行,結合教師地質與煤田的科研項目有針對性地完成畢業實習任務,提高畢業論文的水平。同時建立多元化考核模式,完善學生成績評價制度,激發了實踐學生興趣,提高了學生動手與實踐的能力,培養學生的科學素質。實踐教學改革產生了非常好的效果,學生培養質量明顯提高。
與院級工程技術研究中心、實驗教學示范中心結合,在學術帶頭人的帶領下開展科研,使科研轉化為教學,進一步提升教學質量
借助院級煤礦清潔開發與資源化利用工程技術研究中心的科研平臺、實驗教學示范中心高質量的儀器與設備,教師積極進行行業的科研工作,并將科技成果轉化,極大提高教師的科研能力。同時在學術帶頭人的帶領下,形成了行業特色鮮明的教學團隊,教師的科研成果極大地促進了教學水平的提高。
(1)開展科研是培養學生創新意識的重要手段作為應用技術研究,創新能力和實踐能力只有在親身從事科學研究的過程中才能逐漸形成。因此,選擇部分學生參加老師的科研和工程項目,可以使他們較早地了解社會、參與競爭環節、適應社會、處理人際關系及把握機遇等一系列的實踐過程。大學生在二年級末開始進入教師的研究項目,組成科研小組,邊學習課程,邊進行課題研究,一直延續到畢業論文答辯。讓學生走工程應用型人才的道路,在教師指導下,選修一些與工程、技術和方法有關的專業選修課,畢業時做畢業設計。
(2)“產學研”相結合在特色培養中能起到獨特的作用為了有效地培養地質、煤田與環境的工程應用型人才,我們積極探索地走“產學研”之路,使學生在科學研究中獲取基本能力的訓練,學會合作、學會選題和立項論證等一系列與社會、企業合作,參與競爭的過程。通過建設“產學研”相結合的基地,使學生在實踐中學習、運用新知識、新技術和新方法,培養學生發現問題、分析解決問題的能力。這對于提高學生的科學素養、工程意識和社會適應能力十分有益。
學校和企業聯合在資源與環境類學生培養中顯示了巨大的優勢。一方面發揮高校高水平師資隊伍的優勢;而另一方面對地質部門、工礦煤炭企業而言,發揮其專業人才經驗豐富、資金相對充裕的優勢,采取校企聯合,集中培養的辦學模式。學校和企業聯合,不但共同制定培養方案,更結合企業特點,與企業共同探討教學內容和學生的畢業論文的內容,并要求論文能反映當代環境學科的科學技術發展的水平。此外,與國內10余個地質、煤炭企事業單位合作建立了穩固“產學研”聯系,不僅成為學生實踐動手能力培養最為廣闊的訓練實習基地,而且成為了學生就業的一個重要市場,暢通了就業渠道,使企業和畢業生之間得到了相互了解,使雙向選擇的基礎更牢固,為畢業生的就業奠定了基礎。近年來,環境類專業一次就業率(簽訂合同)95%以上,有較大的一部分是行業就業。正是基于上述的研究與實踐,使科研及時、恰當地轉化教學,使學生理論基礎牢固,具有較強的實踐、動手能力與一定的創新能力,于是我們培養的學生特色鮮明,具有很強的競爭實力。學生的基礎知識扎實,畢業學生的考研率在同類院校名列前茅,且研究生在其他院校學習時,反映較好。
應用學院的先進電子資源,充分利用網上教學資源,提高教學效率
結合資源環境信息處理實驗室,將新技術與新知識融入課程和實踐教學之中。環境領域近十余年發展最快的是高新技術的大量使用,如:地質、環境工程在對地球資源、環境、生態、災害等進行調查、監測、評價,開展開發、治理、保護工程項目時,在技術和手段上有了重大變化,如航天航空探測技術(RS)、地理信息系統技術(GIS)、全球衛星定位技術(GPS),與現在新型的計算機應用技術(數據庫、三維模擬技術和繪圖技術等)結合,開發出了諸如地空多元信息數字測控系統,資源(土地、礦產、水等)預測、評價、管理系統,生態環境監測、評價和預警系統,區域資源環境經濟可持續發展決策支持系統等一系列的大型信息工程系統,使整個環境科學發生了革命性的變化。通過環境信息實驗室、網上和課堂講授讓學生掌握這些新的工程技術手段,能在進入社會后,盡快成為駕馭現代地質與環境工程領域先進技術的領導者和管理者。
關鍵詞:環境類專業;實踐教學;創新體系
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)06-0133-03
隨著21世紀社會經濟全球化的的高速發展,各類人才面臨全球化的競爭。用人單位對人才素質的要求也不斷提高,尤其需要具有國際競爭能力的復合型、外向型和創新型人才。因此,培養專業能力強、知識面廣、具備創新精神的高素質專門人才應該是環境類專業人才培養的總體要求。要實現這樣的培養目標不僅依賴于系統的課堂教學,更依賴于完善的實踐教學。與課堂理論教學相比,實踐教學更能鍛煉學生觀察能力、動手能力、思維能力、運用能力和創新能力。然而,我國高校在環境類專業實踐教學中仍存在較多問題,如實驗教學管理缺乏科學性和規范化,運行機制存在明顯缺陷;實驗教學普遍呈現“課程加實驗”的模式,實驗教學往往只作為理論課程的一部分,缺乏獨立性,各實驗課的教學內容重復;實驗、實習內容大多為演示性和驗證性的,綜合性、設計與創新性實驗少,缺乏對學生分析問題、解決問題能力及動手能力的培養;實習教學環境條件較差,無穩定的校外實習基地,達不到培養學生創新精神和創新能力的要求等。本文針對環境類專業本科實踐教學中存在的問題,結合桂林理工大學實踐教學環節的改革經驗,對如何建立科學合理、切實可行的環境類專業本科實踐教學創新體系提出了一些設想,希望對我國高校環境類專業實踐教學的發展起到一定的借鑒作用。
一、建立新的實驗室管理體制
建立“環境科學與工程實驗教學中心”,實行中心主任負責制與項目目標責任制,全局性地籌劃實驗室建設與發展,并指導實驗教學內容的設置,統一安排實驗課程,提高設備利用率。通過科學制定有關規章制度與措施,完善有關實驗室管理的規定與辦法,使管理工作做到規范化、制度化、科學化、系統化與高效化。例如,桂林理工大學“環境工程中心實驗室”先后制定了一系列管理規章制度和管理表格,基本完善了管理體系,使實驗室管理工作上了一個檔次,并成為了廣西區唯一的環境類專業重點實驗室。目前,桂林理工大學環境工程中心已打破原有的分割模式,實行了滾動運行模式(即按照設計的實驗結構模塊滾動進行教學)。將實驗室由原來單一的環境類專業實驗擴展至非環境類專業學生教學,建立培養學生自主設計實驗的非課程式培養體系,實驗室成為研究生教學實習的場所,本科生畢業論文研究的組成部分。并且可按實驗室建設目標與方案,制定實驗課程開出率、儀器設備利用率、實驗空間開放率等參考指標,與實驗室管理人員的聘任、職稱和獎懲等相結合,建立全新的人員聘任機制與管理運行體系。建立嚴格、科學和有效的安全保障體系,嚴格遵守執行國際和國內頒布的實驗室環保標準與要求,探索綠色規范實驗教學模式。
二、建立新的實驗課程體系
目前環境科學或工程專業開設的實驗課絕大多部分都依附于理論課,并為理論教學從屬。在這種模式下設置的實驗課程往往造成驗證性的內容多,綜合和探索性內容少;實驗項目重復而陳舊,缺乏創新性等問題。針對這些問題,我們建議應綜合環境學科的知識體系,突破理論課程的限制,把內容相似、知識上能銜接的實驗項目從各個課程中分離出來,綜合設計,建立獨立的專業實驗課程,進行單獨地講授和考核,使實驗教學更具獨立性、系統性和高效性。例如將環境生物學、環境工程微生物學、環境監測中生物監測部分等內容整合為獨立的環境生物學綜合實驗,編制獨立的實驗教材,單獨設立課程和學分。這樣,實驗課不再是任何一門理論課的附屬,而是按環境學科體系設立的既與理論課程相配合,又獨立于理論課程之外的新的專業課程,更有利于發展學生的創造能力和實踐能力,培養學生在環境領域的各方面的素質,為學生的全面發展打下堅實的基礎。在確立實驗教學獨立性的同時,還必須體現實踐技能培訓層次感。根據高等學校環境類專業本科生實踐技能培養目標和要求,需建立并完善“基礎技能訓練——綜合能力強化——創新能力培訓”的不同層次的實踐教學體系。在環境學科領域的多個水平層次上安排既有基礎操作技術訓練、又有學科知識綜合應用能力培養的實驗內容。我們認為環境類專業本科生比較合理的設置是:基礎性實驗占50%,綜合性實驗占30%,設計性和探索性實驗占20%;理論課程與實踐課程的學時比為1:1。在此思路上,桂林理工大學構建了以基礎性實驗、認識實習和課程設計為基礎,以生產實習、綜合實驗為提高,以畢業設計為最終考核的金字塔式的實踐教學體系。此實踐教學體系的構建體現了“注重基礎——綜合應用——創新提高”三個層次的培訓目標。
三、改進實驗課教學內容
1.實驗課程的整合與優化。目前,大多數的環境學科本科生實驗課程是根據實驗室條件而設立的簡單實驗項目,而且在一定程度上存在理論和操作技術上重復的問題,造成實驗教學低效和實驗資源浪費。例如環境化學中的“化學需氧量(COD)的測定”與環境監測中“水質監測”的部分內容,雖然屬于不同的實驗課程,但卻是低水平的重復性操作。因此,必須根據學科的系統性對不同的實驗課進行整合和優化。在桂林理工大學,我們嘗試將原來環境分析化學實驗的部分內容與環境監測實驗整合,并專門設置了三周的環境監測實習,在內容上也以綜合性和設計性的實習訓練取代原來的單一驗證性試驗。最終該課程取得了很好的教學效果,不僅明顯提高了學生學習的主動性和積極性,還增強了學生的創新意識和團隊合作精神。
2.實驗內容的改革與更新。實驗課的整合并不是通過壓縮學時和實驗內容來達到其目的的,整合后的實驗課可在實驗內容上作出更合理的調整。例如在環境生物學實驗和環境工程微生物學實驗中會有活性污泥微生物形態觀察、原生動物形態的觀察、富營養化水體中藻類形態的觀察,共要花6個學時的時間,但實驗中的方法基本相同。完全可以將它們整合為一個大實驗,只需3個學時的時間,就能達到同樣的效果。這樣可將節余下來的時間,增加一個“污染土壤中微生物的分離、純化”的綜合性實驗,將培養基制備、無菌操作技術、微生物的分離、培養和純化等一系列環境微生物學的基本技能訓練集中于一個實驗當中,讓學生更好地掌握知識之間的聯系,更有效地進行各種實驗技能的綜合運用。
3.增加實驗的實用性、培養應用型人才。適當地增加實用性的實驗內容能較好地培養學生分析和解決實際問題的能力,并可提高學生在就業市場中的競爭力。例如,傳統的《環境監測》實驗中的水質監測部分基本上是要求學生按照實驗指導書上的步驟和操作方法分析水中某項監測指標的濃度。我們通過改革,將實驗項目改為對桂林市兩江四湖水質進行監測,包括監測方案的制定、采樣點的選擇、樣品采集、分析測試、數據處理、水質分析與評價、給出結論和提出解決方法等程序都由學生獨立完成。這樣不僅對學生專業操作技能進行了一次整體訓練,而且還培養了學生的創造能力、知識應用能力以及分析和解決問題的能力。又如,當了解到社會上對環境影響評價人才的需求較大時,我們有針對性地開設了環境影響評價的課程設計。將桂林理工大學完成或正在進行的環境影響評價項目直接拿給學生訓練,不僅加深了學生對書本知識理解,還讓學生對整個環境影響評價過程有了一次系統性的鍛煉,為今后走向工作崗位打下基礎。
參考文獻:
[1]環境科學類專業教學指導分委員會.環境科學學科專業結構調整及學生培養目標研究[EB/OL].中國教育網,2005.
[2]樓盛華,戴文戰,葉秉良.基于培養創新實踐能力的高校實驗教學體系改革探索[J].高等理科教育,2008(3):109-113.
[3]關六三.工學結合校外實習基地運行與管理探究[J].實驗室科學,2007,6:135-137.