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1結合大學生課外科技活動,提前畢業論文工作的選題時間
石河子大學化學化工學院環境工程專業的畢業論文工作安排的時間是第七學期到第八學期。通常安排學生在第七學期期末時進行課題選題,在第七學期的寒假和第八學期的1~2周,要求學生完成畢業論文的相關文獻查閱以及畢業論文的文獻綜述部分,第八學期的3~4周,完成畢業論文的開題報告以及相關的開題報告答辯的工作,隨后的時間進行論文中實驗方案的具體實施,到第8~9周時進行論文中期檢查,而第14周左右進行論文的答辯。在畢業論文的工作工程中,實驗的實施階段大約有8~9周的時間,如果學生全程投入,基本可以保證學生畢業論文的工作的工作量以及質量。但近年來,筆者所帶畢業生中在第八學期時,有人需要時常參與招聘會,有人要去簽約單位實習,有人要參加研究生復試,有人要參與清考(通常在最后一學期的第8~10周),使得畢業生在第八學期的實驗過程,不能保證實驗時間,進而導致部分學生畢業論文中安排的實驗工作不能完全開展,影響了論文的質量。鑒于此,筆者在畢業論文的指導工作中,探索以結合大學生課外科技活動,提前畢業論文工作的選題以及進行實驗的方式,保證學生畢業論文的時間與質量。筆者所在的石河子大學,為培養學生的創新意識,一般鼓勵學生在第3學期或者第5學期,開始為期一年的大學生課外科技活動,活動結束后,參與的學生會得到2個學分,此外,完成程度比較好的項目,還可能被推薦參與“挑戰杯”等科技活動競賽。這些參與課外科技活動的學生,已經完成了無機化學、有機化學、實驗化學以及微生物學等專業基礎課的學習,具備了相應的基本實驗操作技能。但因專業課還未開課,故相對欠缺專業知識。此外,學生在前期開設課程的實驗中,雖然有一定的綜合性,設計性實驗單元的訓練,但是相對綜合能力仍然較弱。鑒于上述學生的特點,筆者嘗試在第4學期讓學生進行選題,然后進行文獻綜述的撰寫,這樣可以讓學生提前接觸部分環境工程相關研究方向的研究前沿,提前對部分專業課的學習有所認識。在第5學期,讓學生利用上述文獻綜述,結合畢業論文題目,進行“SRP”的申報工作,隨后在第5~6學期正式開始實驗后,在每次開始測定新的指標時,筆者都會全程指導并跟蹤該實驗的進行,幫助學生回顧大一時學到的基本操作技能,確保學生能夠順利完成課外科技活動及畢業論文工作。
2以指導教師科研工作為依托,保證畢業論文工作的質量
鑒于筆者所指導的部分學生在畢業后工作時,工作單位要求他們能夠迅速使用一些大型分析檢測設備,這就要求學生在大學期間對部分分析測試儀器比較熟悉。雖然我校的環境工程專業開設了相關課程,如儀器分析與環境監測,且近年來隨著國家對新疆高校投入的的加大,學校購買了相應的儀器設備,但因擴招后,學生人數較多,而大型儀器仍然因為屬于貴重儀器,使得這部分實驗在開設時,仍處于演示實驗階段,學生對大型儀器的使用掌握得仍然不好,這就使得學生的畢業論文工作成為他們在校期間掌握這些儀器使用的一個重要平臺,因此學生的畢業論文工作中最好能夠涉及一些大型測試儀器的使用。但目前我校的大型儀器使用是收費的,而學校撥付的畢業論文相關費用遠低于儀器的使用費,使得教師在設計畢業論文課題時只能盡量減少甚至不涉及大型儀器的使用,這就影響了學生對于大型儀器的使用訓練。但筆者在指導畢業論文工作中,很少有這方面的問題,這主要是筆者設立的畢業論文課題,大多圍繞自己已經立項的研究課題,可以充分保證研究經費,進而保證學生的科研訓練質量及學生的論文質量。此外,教師的在研項目的選題一般是為解決企業的實際問題或是涉及該區域經濟發展過程中出現的環境問題,這些研究具有一定的實用或者科學價值,學生畢業論文圍繞此類問題開展,也可以使畢業生能夠更好的了解目前環境學科的一些前沿性研究或是使學生能夠實際了解在環保類企業中工作時的一個流程。
3嚴格實施過程管理,提高論文質量
石河子大學的畢業論文工作主要包括選題、開題、中期檢查以及畢業答辯幾個階段,筆者也主要是以這個階段對學生的畢業論文工作進行督促。在學院進行檢查前的1~2周就開始督促學生完成相應的工作。此外,因為部分學生做論文的過程中,總是喜歡拖沓工作,比如把所有的數據積累到要寫論文時才進行數據分析,這有時會因數據處理的拖沓而使得實驗進行的不順利,筆者會要求所帶學生在第八學期以前,每月進行一次上一階段的工作總結和本月工作的規劃,在第八學期,這一過程縮短為1周,這樣除可以督促學生的工作開展,還能夠幫助學生樹立良好的總結習慣。通過此項工作,還可以及時掌握學生在此時找工作、考研以及論文進行的情況。
4結語
關鍵詞:環境工程 實驗教學 改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)03(a)-0212-02
隨著我國經濟發展和政府對環境保護的重視,21世紀,環境保護的意識越來越被國民所接受,政府也正在加大對環境治理的力度。社會對環境專業人才的需求也持續增長,環境工程專業人才的需求和環境保護產業的興起,又促進環境工程專業的發展。這對于環境工程專業來說既是機遇,也是挑戰。環境工程專業人才也將面臨嚴峻的人才市場的競爭。環境工程是一個實踐性與工程性很強的學科,從根本上說,環境工程學科的主要任務是運用工程手段防止、控制和解決有關環境污染的問題,涉及到供水處理廠、污水處理廠、各種除塵設備與裝置、垃圾處理場等的規劃、工程設計、運行管理等,要求培養學生具有一定的工程實踐能力、運行管理能力、動手能力和一些基本技能。
長期以來在環境工程專業實驗教學過程中,重理論輕實踐的思想根深蒂固,這導致了環境工程的教學上出現了一定的誤區。
1 傳統實驗教學問題的分析
在傳統的環境專業教學中,實驗課基本作為理論教學的附屬品,一般只開設驗證性或者操作性的實驗,教師以及學生無法對這些內容簡單、容易掌握的實驗課引起重視。而且實驗教學并沒有很緊密的聯系環境工程實踐,學生難以將所學的知識以及概念系統化。傳統環境工程實驗有一下幾個特點。
(1)現有實驗內容單一,測定方法過于陳舊,落后于社會的發展,已不能滿足環境保護的需要。而實驗類型的單一化,導致學生對上實驗課缺乏興趣,學生對問題的觀察能力、分析能力和解決能力得不到鍛煉,沒有幫助學生掌握環境工程知識,更無從談起學生創新、創造力的鍛煉。
(2)實驗教學內容和手段相對陳舊,且落后于理論教學,實驗教材已經大大滯后于社會的發展,大部分實驗教材很早就編著,并沒有及時更新,甚至某些已經被淘汰的實驗方案仍在使用。這些情況使環境工程教學遠離現實情況,對現代社會的人才培養產生滯后影響。
(3)實驗安排缺乏整體性及系統性,環境保護研究發展越來越快,環保的標準被不斷更新,然而實驗教學中仍在使用配置較低、落后甚至老化的儀器設備,已經大不要所要求的測定結果的準確性和精度。
2 創新實驗教學方法
2.1 調整實驗課程安排
傳統的環境工程試驗包括環境監測實驗、環境微生物學實驗、水污染控制實驗和大氣、噪聲控制實驗等,這些試驗均依托于理論課程,我們先對這些實驗內容進行整合,設立以環境監測實驗和環境微生物實驗內容為主的環境工程專業實驗和以水處理實驗、固廢處理處置實驗和大氣控制實驗內容為主環境工程專業實驗,使之成為獨立的實驗課程。
以環境監測實驗和環境微生物實驗內容為主的環境工程專業實驗的內容各有側重。在學生完成規定學時學習外,在開放性實驗中,設立兩個專業實驗的選修實驗。環境工程專業實驗的選修實驗側重大型儀器的分析和使用,例如:氣相色譜、高效液相色譜、紫外分光光度儀、原子吸收光譜儀等。環境工程專業實驗的選修實驗側重水處理工程實驗、水處理工程綜合實驗和化工原理實驗。這樣可以保證學生根據興趣愛好和專業方向選修實驗課程。
2.2 增加綜合性專業實驗
除了安排傳統的綜合性專業實驗外,充分利用湖南城市學院和益陽市周邊資源,在環境工程專業實驗中開設南洞庭湖水質監測綜合實驗,校園及周圍地下水水質監測綜合實驗,長張高速公路(長沙至張家界益陽段)空氣質量與噪聲監測綜合實驗。此類實驗的開設,不僅使專業實驗充分與實際生產生活相結合,而且讓學生充分認識到所開實驗的實際應用意義,加深了對各項環境指標的認識和理解。
3 建立新實驗教學體系
3.1 采用開放式實習模式
任課教師將學生分成多個實習小組( 每組2~4名成員),確定1名組長,然后根據監測對象及監測項目選擇藥品、儀器等設備,分別為各個小組制訂計劃,明確各小組的監測對象、監測項目、采樣位置、時間安排及分析方法;也可以預約實驗,即根據學生自己的時間和掌握實驗的程度,分批完成實驗。以小組為單位分發玻璃儀器、試劑藥品,實習期間儀器室及實驗室全天開放,以電廠廢水處理為例,要求學生自己動手配制污水,對污水進行一級處理、二級處理、深度處理后,還要進一步去除水中多余的陽離子和陰離子。在整個過程中,學生要對每步的處理效果進行分析比對,并檢測最終的處理結果。一星期內各小組完成實習項目。實習完成后,全班所有小組集中進行交流討論實習中存在的問題和收獲,每個學生提交一份實習報告。實驗教師也可以對學生做單獨指導,這樣也有助于學生對知識的理解和掌握。采用這種教學模式需要注意的是,對大型精密儀器要進行定期培訓,幫助學生掌握現代化的分析、測試手段,提高學生的科研能力。
3.2 畢業論文與工程項目相結合
取消綜述性研究的畢業論文,規定撰寫的論文要有一定的工程研究背景,以工程性實驗或綜合性實驗為基礎。學生的畢業(設計)論文可以采用教師自己主持或參與的工程項目和科研項目作為基礎,也可以聘請環保公司或者是環保局的工程技術人員做畢業(設計)論文指導教師,把畢業論文與工程項目及實驗掛鉤,使學生更投入、更有針對性地進行實驗研究,從而提高畢業(設計)論文的質量。
4 結語
通過對環境工程實驗教學的改革,實驗教學內容、方法與手段都獲得了改進,實驗條件也獲得了改善,湖南城市學院環境工程專業本科生在科學研究中試驗設計、試驗組織、數據進行分析和處理、實驗結果分析等方面得到了全面訓練,學生的綜合素質以及綜合解決問題的能力和創新能力都得到很大提高,
參考文獻
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[2] 孫曜,暨仲明.多模式開放型實驗教學體系[J].實驗室研究與探索,2010,29(1):141-143.
一、實踐教學體系的構建
(一)構建實踐教學體系的基本原則
環境工程高等教育為我國環境保護事業培養了大批科技人才,為經濟建設和環境保護做出了巨大貢獻。但隨著社會、經濟的發展和環境問題的日益突出,原有的實踐教學己不能適應新時期環境工程專業人才培養的要求。通過分析近幾年來環境工程專業在人才培養方面存在的問題,依據以下三個基本原則,對我院環境工程實踐教學體系進行了改革和優化。
1.突出實踐教學在整個教學過程中的重要地位,并通過探索新的實踐教學模式,切實發揮其在教學中的重要作用;2.突出學生創新能力和工程能力的培養,建立集教與學、課內與課外、校內與校外一體化的實踐教學模式,實現學生知識、能力、素質的協調發展;3.將實驗內容、方法和手段的改革與現代教育技術有機結合,努力將現代教育技術和模式運用于實驗教學過程中。
(二)構建實踐教學體系
構建一個完整與科學合理的實踐教學體系,需要以人才培養模式為依據,把傳授知識、培養能力、提高素質融為一體。從學科特點和社會發展需求出發,我們將實踐教學劃分為“基礎實驗教學”、“校內實踐教學”和“校外實踐教學”三個基本模塊。每一個基本模塊都是由若干具有自身特點的單元組成。整個體系是按照學生能力形成的不同階段,從基本實驗能力的形成,專業知識的拓展,實踐能力的提高,逐步完成由理論到實踐到能力的過渡,促進學生知識、能力、素質的協調發展。
二、實踐教學體系的改革實踐
(一)基本實驗教學
基本實驗教學是促進學生深化理論知識、掌握基本實驗技能和方法、養成科學思維的習慣和嚴謹的工作作風、培養創新思維的基本模塊,主要包括基礎實驗、技術基礎實驗和專業實驗課等實踐教學環節。經過多年的經驗積累,這一模塊的教學已有比較成熟的模式,但仍存在問題,為此我們從兩個方面進行了改革。
1.優化原有實驗教學內容,増設設計性、綜合性實驗。針對傳統實驗教學大量開設驗證性實驗,缺乏培養學生工程應用能力的實驗的主要問題,我們組織教師對實驗教學體系進行了總體優化設計,更新、精簡傳統教學內容,増加設計性、綜業課程實驗中,設計性、綜合性實驗占87.5%。
2.充分利用實驗室現有資源,提高實驗效果。近年來,隨著招生規模擴大,實驗教學用房日趨緊張,學院雖然加大了實驗設施的投資力度,但仍未從根本上改變資源緊張的局面。為此,我們根據實驗教學內容的相似性建設了“多功能實驗室”,女“環境監測”、“環境化學”等課程實驗安排在一個實驗室,既解決了實驗室總量緊張的問題,又克服了實驗室功能分割、閑置時間長等問題,提高了實驗室的利用率,解決了實驗室用房與教學要求不匹配的難題。
(二)校內實踐教學
1.加強課程設計份量,増強學生工程設計能力。以課堂教學為主線,提出課程設計任務和技能動手的機會。具體措施是:主要技術基礎課和專業課均開設課程設計,使設計思想貫穿于教學環節的始終,如“化工原理”、“大氣污染控制工程”、“水污染控制工程”等課程安排了1至2周的課程設計,將課堂教學與實踐演練有機結合。
2.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。為了真正發揮畢業論文(設計)環節在培養學生創新能力和工程實踐能力方面的作用,重點實施了如下改革:
(1)嚴格審查畢業論文(設計)選題。學院建立由教授和退休專家組成的學術委員會,對畢業論文的選題嚴格把關,要求論文選題要有一定研究或應用價值,并以科研或工程實際為主。
(2)探索“目標”培養模式。近年來,畢業生因去向不同對畢業環節提出了不同要求。為此,在加大畢業設計類論文比例的前提下,盡量安排考研同學結合教師的科研課題做論文類課題;準備就業的同學盡量安排設計類課題。
(3)探索“多途徑”培養方式。隨著招生規模的擴大,學生人數増多,但師資總量變化不大,畢業論文期間出現了指導教師短缺、實驗室緊張等問題。為了保證畢業生培養質量,積極探索多途徑保障畢業論文順利開展的方式,如采取與有科研能力、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,與相關單位的研究人員或工程技術人員聯合指導學生的畢業論文(設計),讓學生通過參與實際研究或工程項目得到更全面的鍛煉。通過采取上述方式,學生提前參與了實際工作,為就業或繼續深造打下良好基礎。
(4)督促指導教師加強畢業環節過程監控,并進行前期、中期和期末階段檢查,嚴把答辯關,提高了畢業論文(設計)的規范化水平和質量。
3.充分利用校內外的科技平臺,積極開展課外科技活動。我院環境工程專業是河北省重點學科,依托學科的人才優勢和技術優勢,先后組建了“河北省污染防治生物技術實驗室”、“國家環境保護制藥廢水污染控制工程技術中心”,該技術中心可開設開放性實驗,滿足學有余力的學生進行探索性研究和開發;學生從三年級開始實行導師負責制,在教師的指導下,積極組織學生申報學校課外科技活動或參與教師的科研課題:創建“教授論壇”,邀請校內外知名的學者、專家就專業最新熱點問題和進展作學術報告,極大地激發了學生的學習熱情。
(三)校外實踐教學
近年來,面對實習經費緊張,招生規模擴大的現實問題,我們在實習方式上動腦筋、想辦法,在組織上周密安排^保證了校外實踐教學的順利開展。
1.認識實習內容多樣化。綜合考慮實習時間、經費和條件等因素,安排2周的認識實習,并盡量保證實習內容多樣化,如參觀重點企業環保設施、實驗室大氣污染治理、水污染治理模擬裝置;觀看污染防治技術的光盤錄像、現場調研等。由于實習內容多樣化,且考慮到學生步入社會后需具備的專業技能的培養,受到學生的普遍歡迎。
2.生產實習與產學研實踐教學基地結合。生產實習是培養學生動手能力、實驗能力、思考能力和設計能力的重要環節。按照學生技術基礎課程和部分專業課程的學習進程,將生產實習安排在三年級。采取的具體措施是將生產實習和“產學研”三結合實踐教學基地有機結合,建立起學生、學校、實習基地之間的聯合培養方式。
3.畢業實習注重對學生綜合技能的訓練。例如針對污染治理設施實習中,要求學生通過實習掌握其工藝過程、設備(構筑物)的功能及設計、操作運行條件、工程的平(立)面布置,了解土建、配電及暖通等基本知識,提高學生的專業技能;要求學生通過實習找出污染治理設施存在的缺陷和不足,并提出改進方案,提高學生發現問題、解決問題的能力;通過技術人員的現場指導和言傳身教,提高其作為工程技術人員的責任感和愛崗敬業精神。
4.社會實踐內容注重突出專業特點。社會實踐是學生以社會為課堂,利用假期和業余時間,以人民群眾為教師,主動參與進行人格塑造、角色轉換、專業學習、技能培訓的實踐活動。根據環境工程專業的特點,從方式上采取組織社會實踐小分隊的形式,在實踐內容上主要包括了解區域社會經濟發展現狀,環境污染及生態破壞現狀,群眾的環境意識,環境污染防治技術發展及應用情況,環保產業發展,歷屆畢業生發展等等,讓學生通過社會實踐,更深入地了解專業內容,并將所學內容運用于社會實踐中。
三、實踐教學質量保證措施
實踐教學是一個系統工程,既要建立完善的基礎條件,又要有科學的組織和管理體系,才能真正發揮實踐教學在人才培養中的重要作用。
1.充分發揮科技平臺作用。學科專業的學術水平、科研水平是決定實踐教學水平高低的關鍵因素。我院充分利用現有的人才優勢、技術優勢,為學生課外科技活動和開放性實驗的設置創造了良好條件。
2.加強實踐教學基地建設。實踐教學基地建設為實踐教學質量提供基礎保障。我院堅持為地方經濟建設和環境保護服務的原則,在省內積極與相關部門和企業合作進行科學研究、人才培養,開發的相關技術得到廣泛的應用,為消除污染、保護環境、實現企業的可持續發展發揮了重要作用。同時也為我院加強實踐教學基地建設提供了良好的條件。
3.制定和完善實踐教學管理及考核體系。在實踐教學中,注重及時發現問題,及時總結修正,構建了較為完善的實踐教學管理及考核體系。主要包括編制實踐教學管理辦法、考核細則、獎懲辦法等,為提高實踐教學質量提供制度保障。
四、實踐教學改革效果
實踐證明,我院從基本實驗教學、校內實踐教學和校外實踐教學三個方位展開的環境工程專業實踐教學改革,效果明顯。
1.基本實驗教學改革成效。自2004年我院開始設計性實驗的建設,多名教師積極編寫設計性實驗指導書,在實驗指導書中僅給出實驗目的、內容、要求和設備操作規范,要求學生根據指導書的要求,利用現有的實驗設備自行設計實驗方案和自己獨立完成實驗。三年來,每年有40余名同學參加開放性實驗,利用業余時間從事自己感興趣的實驗研究,在實驗過程中鍛煉了實踐和創新能力,并完成了多篇優秀實驗報告,有的學生還撰寫了學術論文,論文寫作能力得到明顯提高;學生在自主參加設計性實驗的基礎上,參加課外科技活動和挑戰杯競賽獲省級以上獎勵10余項。
2.校內實踐教學改革成效。在“大氣污染控制工程“水污染控制工程”課程設計環節中,引入工程經濟的觀點、工程最優化技術和計算機輔助設計,強調學生綜合運用相關的原理和技術解決實際環境問題能力的鍛煉,改革成效顯著,每年都有一些學生被工程類單位接收并成為業務骨干,同時學生良好的綜合技能也得到用人單位的好評。近三年環境工程專業畢業設計題目與科研項目、工程設計結合率達到100%。
3.校外實踐教學改革成效。其一,我院多年的產學研合作結出碩果,目前有12家企業與我院合作建立環境工程專業的實踐教學基地。每年有大批學生到實踐基地鍛煉和實習,通過深入現場了解生產工藝流程、污染處理效果等方面的情況,通過親身經歷讓學生將理論和工程實際有機結合,完成了理論到實際的跨越。其二,將實踐教學與社會實踐相結合是使學生了解本專業現狀和發展、社會對本專業人才要求的重要手段。學院利用寒暑假,積極開展社會實踐活動,在實踐地點選擇上兼顧學生的專業和興趣,讓學生在看、做、體會中提高自己的專業素質,増強社會責任感,明確今后的努力方向。
【關鍵詞】畢業設計;農業院校;環境工程
環境工程專業源于土木工程中的市政工程,作為一門邊緣交叉性學科,其發展目標是解決不斷涌現的各種實際環境問題。經過20多年的發展,其所涉及的領域越來越廣泛,已成為一門集自然、社會和技術科學為一體的綜合性學科。環境工程學科不僅研究水、氣、固廢、噪聲等主要環境污染和公害的防治技術和措施,還研究自然資源的保護和合理利用,探討廢物資源化技術,以及對區域環境進行系統規劃和科學管理,以獲得最優的環境、經濟和社會效益。目前,我國設置有環境工程專業的高校已超過300所。由于各高校的基礎和重點學科存在明顯差別,其環境工程專業發展的側重點也有所不同。大多數理工科類院校的環境工程專業都源于土木工程中的市政工程,其本科生培養方案注重于對學生工程思維和設計能力的培養。我校的資源環境學院準備新設環境工程專業,在環境工程的人才培養方案上不能照搬理工科類大學,一定要突出農業院校的特色并發揮現有優勢,找準適合自己的立足點。
安排在第七學期末開始的畢業設計(論文)是環境工程專業實現培養目標的一個重要的實踐教學環節,是對學生所學理論和技能的綜合運用和檢驗,也是保證本科教學質量的最后一道防線。畢業設計(論文)輔導環節對學生的要求主要體現在三個方面:1.鞏固與擴展所學的基本理論和專業知識,培養提高學生綜合應用所學知識、獨立分析、解決本學科領域的實際問題和初步進行科學研究的能力;2.培養學生樹立正確的設計和研究觀念,發揚理論聯系實際的工作傳統;3.使學生在方案設計、材料調查與搜集、工程繪圖、理論計算、實驗研究、數據處理、外文閱讀、使用計算機、查閱文獻、經濟分析、工具書的使用、文字表達等基本技能方面得到進一步的訓練和提高。鑒于畢業設計階段對于本科生培養的特殊重要性,本文就農業院校環境工程專業本科畢業設計設置安排存在的問題和解決的途徑提出一些個人的看法,希望能為我校環境工程新專業的建設提供一些可供參考的建議。
和理工科類院校不同,農業院校的環境類專業一般都源于土壤學、生物化學、生態學等學科,其本科課程設置主要是幫助學生形成以土壤、農業化學和農業生態資源等專業的知識體系。因此,農業院校環境工程專業在畢業論文(設計)任務書的安排上,也應與一般的工科院校有所不同。從目前來看,農業院校環境工程專業的畢業論文(設計)主要存在以下幾個問題:
1.本科畢業論文(設計)任務書的設置比較單一,重實驗輕設計。很多農業院校的環境專業本科生畢業只有畢業論文可做,而無畢業設計的內容供學生選擇。由于農業院校環境工程專業一般建設較晚,在師資、課程體系、實踐環節方面和工科院校相比都有一定差距。在工程設計及應用的教學、科研方面,農業院校環境類專業的基礎顯得更加薄弱。因此,目前很多農業院校的環境工程專業的師資力量尚難以開展對學生進行畢業工程設計的指導;同時,由于學生們受專業課程設置所限,他們的工程思維和設計能力與工科學生相比都有較大差距,因此很多學生也不愿意選擇他們感覺更為吃力的畢業設計工作。然而,目前環境工程本科生就業的去向主要還是與環保工程設計、施工、運行等相關的公司和企業,而諸如環境管理部門、環境監測站等事業單位現在大多都呈人才飽和狀態,可接受的本科畢業生非常有限。由于農業院校環境工程專業畢業生在工程設計能力方面的弱勢,在就業時與工科院校同類專業的畢業生競爭時就處于明顯的劣勢。因此,有必要通過畢業設計來加強農業院校環境工程專業學生的工程思維和設計能力,使他們能夠具有環境工程專業畢業生所需要的基本工程設計基礎和能力,從而在一定程度上扭轉我校該專業畢業生就業時面臨的不利局面。
2.本科畢業論文(設計)任務書的設置未能充分突出農業院校的特色,尚未充分體現農業院校學生現有知識體系的優勢。與工科院校相比,農業院校的環境工程專業在專業的歷史沿革、學科組成和行業特性上都有自身的特殊性。因此,為了提高農業院校環境工程專業人才的競爭力,需要在畢業論文(設計)這一人才培養的關鍵環節上充分體現農業院校的特色與優勢。農業院校的環境工程人才培養模式不能照搬工科大學的方法,而應走有生態特色的辦學之路,培養出可投身于農村環境污染防護的人才。農業院校一般都具有生物、生態學科的優勢地位,畢業生相對于工科院校的學生具有更扎實的生態學知識。此外,當前環境工程畢業生就業的一個重要方向是環境影響評價咨詢工作,生態環境影響評價又在其中占據主要地位。因此,可以考慮讓一部分學生在完成畢業論文(設計)時從事生態環境評價的工作。這樣一來可以發揮農業院校學生生態學基礎扎實、生態知識結構較全面的優勢,提高畢業論文(設計)的質量,二來可以提高學生的社會競爭力并適應市場需要,為從事生態環境評價特別是農村地區環境評價的單位輸送可用人才。
3.畢業論文(設計)立題與實際聯系還不夠緊密,約束性題目難以調動學生的創新熱情。由于教師設計的畢業論文(設計)題目未能全部追逐科技前沿或來自于實際的工程項目,部分題目陳舊甚至經年不變,擺在學生面前的是一些舊知識舊問題,使得設計成果沒有實用價值和科學意義。這在一方面打擊了某些學生在完成畢業論文(設計)的熱情和積極性,也使得某些本來就對畢業設計(論文)重要性認識不足的同學更加放松了對自己的要求,對工作應付了事。
為提高農業院校環境工程專業本科生的畢業論文(設計)的完成質量,進一步加強農業環境類專業學生的市場競爭力,在畢業論文(設計)的設置和指導上可以考慮以下的一些改進措施:
1.加入一些和農村環境保護治理相關的設計類題目。由于目前工科院校的環境工程大多是在給水排水專業的基礎上發展而來,因此,工科院校的環境工程專業在畢業設計的內容上受給水排水專業的影響較大。在水污染控制方面主要為排水管網和城市污水處理廠的設計。農業院校如果照搬工科院校的設計內容,由于專業基礎所限,無法與之進行有力的競爭。因此,應在設計內容上著眼于和農村地區和農業環境相關的工程。如目前農村受污染地下水的治理和農村污水的處理都是國家十二五規劃的重要內容,相關的工程也建設了不少。可以設定一些如農村小型給水站或分散性生活污水處理站的課題。在處理工藝選擇上,由于農村地區的特殊條件,一般應選擇操作較簡單且成本較低的常規處理工藝,這樣更符合農村地區的實際需要。比如用吸附工藝處理污染地下水,或用人工濕地處理畜禽類廢水,都是可行的設計題目。學生經過這些設計工作的鍛煉,將有助于他們在畢業后從事農村環保治理的相關工作,不僅提高學生的就業率,也可為農村環境的治理培養可用人才。為達到這一培養目標,學校在青年教師的引進和培養上也要考慮有工程背景的環境工程專業人才,同時可以通過幫助青年教師去設計類單位進行工程實踐等措施,提高他們的工程素養和設計能力,從而達到輔導學生的要求。
2.在本科生畢業設計(論文)工作中體現資源與環境的緊密結合,設置適量的生態環境影響評價的題目。工科院校的環境專業一般更側重于各種污染治理技術工藝的開發與研究,對環境與資源的重視不足。農業院校則注重于從宏觀側面上分析環境與資源的關系,將自身對土壤學、氣象學和生態學等學科的研究優勢體現在資源和環境管理方面。為進一步體現農業環境院校學生在這方面的特點,有必要在畢業設計時通過設置合適的環境影響評價的課題來提高學生的相關能力。另一方面,環境影響評價咨詢工作在當前對環境工程本科畢業生來說是一個重要的就業方向,其中主要的一個部分就是生態環境影響評價。和做工作設計不同,由于農業院校學生在生態學方面有較扎實的基礎,因此和工科院校學生相比并不遜色,甚至某些方面他們做的比工科院校的學生要更加深入,相關的知識結構也更加全面。為本科生畢業設計設置適當的環境影響評價課題,不僅發揮了農業院校學生在生態環境評價方面的一些優勢,也可為學生的就業提供有效的幫助。當然,這同樣也對學校的師資力量提出了更高的要求。不僅在課程設置上需要加入環境影響評價的課程,對青年教師的引進和培養,也要做好相關的準備工作。一個可取的方法是鼓勵青年教師考取國家的環境影響評價注冊工程師,通過提高教師隊伍的素質來保障本科生培養的質量。
3.將畢業論文與教師主持的科研項目或課題聯系起來,培養學生的科研素養。環境工程專業由于本科就業的壓力較大,相當一部分的學生選擇畢業后繼續攻讀本專業的研究生。對于準備攻讀研究生的本科生,特別是已取得報送推免資格的學生而言,在本科畢業階段通過完成畢業論文來得到一定的科研能力的鍛煉是很有必要的。對于無需復習考研和找工作的保送生,可以安排他們盡早進入畢業論文的課題。在課題的選擇上,應盡量從老師的在研項目中選取適當的一部分讓學生來參與并完成,而不是只是簡單的讓本科生給在讀碩士生打下手。根據筆者的經驗,只要老師進行有效的輔導,并選取學生力所能及的課題,充分發揮他們的主觀能動性,本科生同樣可以參與到實際科研項目中,并做出較好的科研成果,有些本科生的科研成果在高度上甚至不遜于在讀的碩士研究生。對于要復習考研和找工作的畢業生,也要盡早安排他們進入畢業論文的課題。老師要幫助學生按安排好時間,一方面要讓他們認識到畢業論文的重要性,另一方面也要照顧到學生復習考研和找工作的實際情況,盡量做到兩頭兼顧。
綜上所述,為了提高農業院校環境工程本科生的培養質量,有必要在畢業論文(設計)環節的進行適當的調整,提高畢業內容的多樣性,加強其實踐性,并突出農業院校的特色,為培育出更多可投身于農村環境治理的人才而貢獻一份力量。
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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.
從專業結構看,國外發達國家大多專業方向豐富,專業設置呈現多元化發展的趨勢;在我國,過去環境科學專業受母學科制約,專業方向劃分過細。目前我國的環境專業本科生教育正在向寬口徑、適應面廣等方向發展,以改變過去那種在本科就開始培養“專業人才”,以至分配面窄,很難適應實際工作的狀況。從辦學要求看,無論在國內和國外,其辦學導向都是與社會需求盡量取得一致。在培養目標上,各國普遍強調要對學生能夠進行全面的文化素質培養,在“知識”“能力”和“做人”三方面做到有機統一和結合;在國外,比較重視“知識”和“能力”的培養;我國對本科生的培養目標多年以來強調培養“專家”和“專門人才”,著眼于畢業后的職業,要求畢業后能“專業對口”。因此,培養學生只重深度,不重廣度,近年來雖已逐步擴大培養口徑,但還不夠。在由計劃經濟向市場經濟轉變的過程中,這種缺陷已經暴露出來,表現最突出的是畢業生工作適應面窄,適應能力差。致使畢業生就業困難。
在課程體系和學分制實施方面,國外設置的課程類別大致與我國相同,全部課程包括公共基礎必修課、專業必修課和選修課。國外實施學分制與我國一個明顯的不同點是,國外學生在選修上的自由度非常大。專業課數量眾多、涉及面廣,在指定選修課和必修課中也設置若干門課程讓學生自由選擇,甚至允許在校內其他系或學院選修其他領域的課程;在我國,學分制中規定的必修課學分多而選修課學分少,而且在選修課中,也只有本系開設的選修課程或一些全校性的選修課可供選擇,而這些選修課少到若漏選一門則可能學分不夠,使學生在近乎完全同一的模式中學習,這就造成了培養出的人才知識結構單一,難以應付實際工作中的各種問題。正是由于這個原因,導致國外不嚴格限制學習時間,學生只要修滿學分即可畢業,而我國依然實行四年制本科教育。
二、環境科學專業教學改革發展方向
環境科學的獨特性決定了高校環境類專業所需基礎課內容廣,專業課門類多。然而,學生在校時間有限,如何在課程設置充分體現以培養“綜合型”人才為目標,制訂出較為合理的教學計劃,至關重要。
1.拓寬基礎,文理滲透環境問題不僅僅是自然科學和技術工程范圍內的問題,而且是一個社會經濟問題。在解決具體的環境問題時,往往需要綜合考慮環境、資源、技術、經濟、市場等多方面的因素。因而,課程設置時應考慮多滲入經濟、人文及行為科學的內容,加強文理滲透,提高人文修養,尤其是必須進行經濟、管理、政策、法律等方面的教育。歐美發達國家高校環境類專業的課程設置無統一模式,但其共同的特點是具有寬厚的基礎,幾乎數理化、天文、地質、生物及社會科學等方面的內容都設有必修課或選修課。基礎課主要集中在數學、化學、力學、經濟、人文及行為科學等方面。美國佛羅里達大學環境類專業其文科課程約占總學分的13%,體現了文理滲透、加強素質教育的意圖。美國杜克大學環境學院還開設職業寫作、職業技能等多門職業素質教育課程。Brown大學環境科學中心執委會成員的職責之一就是指導學生根據各自的特點和愛好制訂有效的和多樣化的專修課程計劃,使所選課程密切相關,并以一體化的論文為終點。這些做法都值得借鑒。
2.發揮特長,辦出特色我國目前辦環境類專業的院校不少。各高等院校應發揮各自特長,辦出自身特色,不應強求統一模式。要注重專業課程的補充更新,通過開新課或在原有的課程中補充若干新章節來更新充實教學內容,使之能及時敏銳地反映學科的新進展以及當前環境決策和舉措中的新觀點和新動向,盡可能使學生能跟上時代的發展。
3.多設選修課,擴大選課自由度目前,我國高校選修課程占總學時比例小,可供學生選擇的范圍非常有限。這樣的教學計劃必然導致同校同專業的學生所學課程都相似,極大地制約了學生的個性發展與能力培養。國外高校這方面做得較好,如德國Stuttgrat大學選修課約占總學時的30%。英國的一些大學為解決因師資不足造成選修課缺乏現象,甚至可跨校、跨國選修課程。這些做法值得我們參考與借鑒。此外,可讓學生自己選擇畢業論文的研究方向與內容,并讓他們在高年級階段圍繞該研究方向與內容選修相關的專業課。這樣同一學校同一專業畢業的學生,所學的專業課可能差別較大,以避免知識結構單一。
4.加強實踐性教學環節由于環境科學具有很強的實踐性,培養學生從事科研和工程設計與實踐的能力顯得特別重要,因而不可忽視實踐性教學環節,包括實驗室工作、項目設計、野外實習等形式。對于實踐性強的課程,講課時間應少于實踐課時間,精講多練。通過實踐性教學環節可以讓學生了解環境科學專業的性質,加強培養學生的實際工作技能、實驗能力、科研和工程設計能力,同時掌握科技論文寫作方法,參與學術交流。讓學生在大學階段多參與一定的科研工作或參與完成實際工程,對提高就業率也是一個行之有效的途徑。
三、環境科學專業教學模式探討
1.環境科學專業課程模塊和內容體系我國環境科學專業的課程模塊大致如圖3所示。環境科學專業的知識結構和體系應體現強化專業基礎,拓寬專業方向,重視專業技能的改革的基本原則。其基本思路就是:第一,把環境科學的課程體系作為一個系統,按照課程體系的知識結構層次和認識規律的要求,確定各門課程的地位和作用,組織、選擇和合理安排課程的教學內容及相應的教學要求。第二,按知識體系的功能與作用將課程體系分為理論基礎、技術基礎、工程原理基礎和專業基礎以及專業課五個基本模塊,各模塊所設基本課程見圖4所示。這樣的課程結構能更好的反映不同層次的課程所能提供的知識內容,更能反映社會發展對人才質量的要求。在具體辦學當中,各大學依據自己的辦學特色和對學生的不同要求對于專業課程的安排各有不同。如綜合性大學的課程設置比較全面,涉及到了化學、環境管理學、環境工程學、環境倫理學、環境生態學等各個方面;工業類大學則側重工業的特點,開設了一些偏重于環境工程方面的課程,如哈爾濱工業大學將大氣污染控制工程、水污染控制工程、固體廢物處理與資源化、環境影響評價與環境規劃等作為其主干課程;地礦類大學將其專業課偏重于地質學方面的內容,如中國地質大學開設了水文地質學基礎、環境地學等地質類的課程;師范類大學側重環境管理和生態學方面的培養,主要開設了環境規劃與管理,環境生理學、植被生態學、城市生態學、污染生態學等作為其主要專業課程;林業類大學主要開設了環境與資源保護法學、水土保持學、生態學等偏重于資源和水土保持方面的課程而體現出其專業特色;化工類大學主要開設了有機分析、現代生命科學導論、分子生物學、化工工藝學等偏重于生物和化學類的課程作為其基礎課程,體現出其在化學工程和生物工程方面良好的專業基礎;農業類大學則十分重視土壤、資源和生態方面的課程,主要有土壤學、植物營養學、土壤地理與調查、土壤-植物-環境分析、養分資源管理、資源環境信息技術、普通生態學,農業生態學等課程。
2.環境科學專業實踐性教學環節改革目前,環境科學專業實踐教學環節還仍然比較薄弱,還不能完全與課堂教學內容相適應,不能滿足學生動手能力和創造能力培養的需要。因此,為培養合格的環境保護人才,全面提高環境科學專業學生的科學素質,加強環境科學實踐性教學以提升教學質量和教學效果則顯得尤為必要。針對環境科學專業的性質和培養目標提出環境科學專業實踐教學環節應包括認識性環境實習、環境專業課程設計、生產實習和畢業論文等四個環節。認識性環境實習。主要包括:①一定區域內自然環境、人文環境的現狀,如森林、灌木、草原的天然分帶性,草原生態環境現狀,干旱戈壁、沙漠環境現狀,城市環境特征及現狀;②環境演化及其環境效應,如河流源區的森林涵養水源效應,沙漠綠洲的形成演化及其環境效應;③生態環境問題和環境污染問題,如干旱內陸河流域的水環境問題,戈壁、沙漠生態環境及問題,礦山環境問題,城市環境問題等;④環境保護措施和污染防治技術,如生態環境保護措施,土地荒漠化及沙漠治理技術,“三廢”污染防治技術等。(2)環境專業課程設計。環境專業所開設的專業課程都是實踐性很強學科知識,這就決定了所有專業課程的教學都應包含有實踐教學的內容。例如,《環境監測與評價》必須要有各種監測儀器使用操作的實踐教學內容,也包括對取得的數據進行環境質量評價的過程;《水污染控制原理與技術》課程應有污水凈化機理的實驗和污水處理工藝流程等實踐教學內容;《大氣污染控制原理與技術》課程應安排大氣顆粒污染物物理性能檢測、大氣污染物凈化等試驗和安排去火電廠參觀煙氣除塵裝置;《固體廢物處理處置及資源化》課程實踐教學內容主要包括固廢的收集、轉運、分類貯存,壓實、破碎、分選、固化,發酵堆肥,熱解、焚燒,填埋處置及資源化利用等技術過程。(3)生產實習的內容。環境科學專業生產實習的內容既包括專業課程設置所涵蓋的內容,也包括教科書中還沒有反映的相關內容。主要有環境現象和環境問題調查分析方法,環境質量監測技術,環境影響評價方法,污染控制原理和治理技術方法,環境地質災害預測評價,環境政策、法律和環境管理等。環境生產實習要求學生親自參與環境保護實踐工作,如參與區域生態環境現狀調查分析,對大氣、水、土壤污染狀況進行監測,參加一項建設項目的環境影響評價工作等。(4)畢業論文的內容。畢業論文實行導師制,即由一名本專業講師以上職稱的老師或校外相關技術人員擔任導師,指導3~5名學生進行畢業論文的寫作。內容可涉及環境科學相關專業所有知識點。
四、結語
農業院校的環境工程專業因辦學條件的限制,難以達到像清華大學、同濟大學等國家重點工科院校辦環境工程專業的要求。農業院校的環境工程專業應有自己的辦學方向和專業特色,發揮自己的特點。高等農業院校和農村、農民聯系比較緊密,比較熟悉農村的生產、生活和生態問題,并且在土壤學、植保學、生態學及環境生物學學術研究領域有較強的優勢,這些正是高等農業院校培養人才的優勢。因此,我們開設了“環境生物修復工程、環境微生物工程、農業生態工程及其設計”這樣一些比較適應農村生態建設的課程。在開設水、大氣環境污染物和噪聲監測等環境工程專業常規實驗項目的基礎上,增設土壤污染物、農產品污染物、畜產品污染物、水產品污染物的監測分析實驗,拓寬實驗面,以突出高等農業院校環境工程專業的特色。
二、變實驗室為模擬生產現場
環境工程是實踐性很強的專業,培養學生從事工程設計與實踐的能力至關重要,為此,我們購進一批大氣、水相關實驗的模型設備,模擬工業生產過程。模型設備均用有機玻璃制成,有園型曝氣池、氣浮池、絮凝沉降池、活性碳吸附、生物塔式濾池、生物膜轉盤、鈄板沉淀池、普通快濾池、XT型高效填料氣體凈化塔、YQJ型(旋流板式)氣體凈化器、旋風除塵器等模型,使學生非常直觀清楚地了解相關大氣、水處理設備的內部構造,在生產實地這些內部構件如果不是停產檢修也難以看清。模擬生產過程,進行實驗操作,測得相關的實驗數據,這樣的實驗非常接近工業生產實際,通過實驗學生能充分體驗到專業基礎和專業課理論與生產相結合的典型事例,縮短學生對生產工程的距離感、生疏感。學生對這些實際處理工藝的運行操作,對整個工藝以及設備有了一個更完整的認識和掌握,有效地提高了學生的專業操作技能。
三、實施開放式實驗
環境監測是我校環境工程專業主要專業課之一,而環境監測教學實習是培養學生獨立開展監測工作的重要措施。為了使學生能真正掌握大氣、水、土壤、噪聲等常規監測項目的實施方案和監測方法,我校進行了環境監測教學實習改革,即“開放式”教學實習。任課教師和實驗員根據現有的儀器設備、藥品等擬定監測項目和監測對象,將全班學生分為若干個實習小組(一般每組3~5人),每個實習組分別制定實習計劃,確定本實習小組的監測項目、監測對象、采樣地點、分析方法和時間進度;以小組為單位領取試劑、玻璃儀器,配制實驗試劑,實習期間實驗室和儀器室全天開放,1周內每個小組要獨立完成對水質、大氣,土壤、噪聲等10個以上項目的監測。實習結束后,每小組將所領取的藥品試劑、玻璃器皿等洗凈歸還,并且最后各小組進行交流討論實習的收獲和存在的問題,每人交一份實習報告。試行“開放式”實驗,可讓學生根據現有的儀器設備和藥品,自己外出取樣,然后根據采樣點及其周圍環境狀況可能導致的水質來確定監測項目和監測方法,學生各自制定不同的監測方法來測定水樣中不同的污染物,學有余力的同學還可以就不同的監測方法進行比較實驗。這樣一方面增加了學生的實驗興趣,更有利于培養其創新能力和解決實際問題的能力;另外根據實驗過程中出現的問題,教師可指導學生查閱參考資料、文獻對某些實驗項目進行方法上的改進,激勵學生的求知欲望,使學生具有獨立思考、自由發揮、自主學習的時間和空間。通過這種“開放式”教學實習,學生的動手操作能力有了很大提高,對整個環境監測過程有了清楚的認識,同時通過對校園周邊環境的監測,更清楚地了解到環境的質量現狀。
四、加強師資隊伍實驗教學能力的建設
由于歷史的原因,高等農業院校環境工程專業的教師大多出自綜合大學的理科或農業院校,來自工科專業的很少,教師專業結構不夠合理,實驗教學能力較差。近年來,我們通過以下4種方式加強了師資隊伍的建設:(1)從工科院校畢業的研究生中補充新鮮血液,近年來爭取了浙江大學、東華理工大學等環境工程專業的研究生3人。(2)加強包括實驗技術人員在內的現有教師的培訓、培養,鼓勵他們到工科院校聽相關的課程,使他們向工程學科靠近。(3)通過科研提高解決環境工程實際問題的能力。(4)鼓勵教師參加各式各樣的短期環境教育研討班,獲取從事環境影響評價、環境工程設計的多種上崗資格證。這樣一方面提高了教師的業務水平,擴展教師從事社會實踐的機會,另外還提升了學校在社會上的知名度,為學生的就業提供了更多的機會。
五、對環境工程專業實驗教學的建議
1.增加工程實驗課
環境工程實驗教學改革和創新的目的在于培養具在較強動手能力和創新精神,善于理論聯系實際的環境工程專業畢業生。為此,對傳統的實驗課體系與模式應加大力度調整,增加工程實驗題,要求學生根據社會上某一具體的生產或工程單位的實際生產活動為背景。這些工程單位包括學生在生產實習、社會實踐和外出頂崗中接觸的單位,可由學生自己聯系,也可由學校幫助聯系,以提交實驗報告或工藝設計、工藝流程的形式完成。
2.實驗與畢業(設計)論文掛鉤
環境工程專業畢業生的畢業(設計)論文必須具有工程背景,必須以綜合實驗或工程實驗為基礎來撰寫。取消目前大量存在的綜述性的畢業論文課題。學生的畢業論文應以自己親手做的研究性實驗,或親身參與的工程項目為基礎進行撰寫,沒有研究項目的教師不能做論文指導教師。聘請一批長期在生產第一線的工程技術人員擔任畢業(設計)論文指導教師,通過把實驗與畢業(設計)論文掛鉤,使學生在做實驗的時候更投入、更有針對性,同時也可使畢業(設計)論文的質量得到提高。
3.引用最新的科研成果,體現學科前沿
作為肩負高素質人才培養使命的教師,應積極參與科研,時刻關注、跟蹤環境工程學科的前沿,關注了解最新研究方法與手段,并盡快將其引入實驗教學,不斷更新實驗手段。要積極為學生開展第二課堂活動,讓學生利用課外時間盡早參與教師的科研活動,使他們在科研活動中學到書本上學不到的知識,以培養其實驗動手能力、組織實驗能力和科研能力。
4.實驗過程綠色化
作為環境保護事業的參與者,在實驗的全過程(從實驗內容的設計到實施)更應注意環境保護問題。首先在實驗的設計上,盡量做到微量化,減少化學物質的環境投放量,盡可能地選用對環境不造成二次污染的藥品試劑;此外,對于實驗過程中產生的有毒、有害化學物質,決不隨意排放,應用專門的容器收集,再送有關部門統一進行無害化處理。
女科學家卡遜于1962年出版的《寂靜的春天》,因為是當代環境保護運動的第一本著作而聞名于世。我有這本書的中文版,我知道。只是由于不斷地搬家,不知道放在哪個紙箱里而已。某日,評讀一位學生的畢業論文,是討論環境問題的,論文引用了卡遜在《寂靜的春天》中的幾句原話,然而卻沒有標明出處,參考文獻中也沒有列出卡遜和《寂靜的春天》。我一時沖動,翻箱倒柜,想找出那本久違的舊書。但當我真找到它的時候,卻大吃一驚,書的封面上清清楚楚地蓋著方印“XX學院圖書館藏書章”和書號“221176”。XX學院就是現在的某大學的書,竟然在我的手上,原來那位同學找不到所引文獻的責任,還在我的身上。
不過,我很快就釋然了:書后更加清清楚楚地蓋著一個“注銷”的方印。回憶起來,這本書是我在當年學校圖書館廉價處理舊書的時候買下的。那時圖書館書庫狹小,不時要處理舊書,以便新書入庫。因此,《寂靜的春天》被我碰巧從舊書里覓得。該大學1979年恢復,圖書館大概亦是1979年重新建立的吧。《寂靜的春天》中文版也是1979年第一次面世,被當作舊書處理是在1987年左右。那時,卡遜的書乏人問津,8年內可能無人借閱,自然應當處理。
不知道是寫作論文的同學偷懶,沒有去查找圖書館仍然藏有的《寂靜的春天》的復本,還是圖書館不再藏有這本書了――兩者都是令人遺憾的。但無論如何,值得欣慰的是,從1979年《寂靜的春天》的乏人問津,到現在越來越多的學生以環境保護為題撰寫論文。在我們的身邊,已經有越來越多的人關注環境問題,這是可以告慰于生前飽受圍攻的卡遜之靈的進步。
《寂靜的春天》不是學術著作,作者寫這本書的目的,不是建立理論,而是以振聾發聵之勢來沖破阻力,“喚醒民眾”。當下,每日難以忍受的空氣污染,已經喚醒了我們的環保意識。比《寂靜的春天》寫得更好也更新的環保讀物已經很多,因此,我們大多數人沒有特別的必要去了解卡遜的原話或者原著,也沒有必要像我評讀的論文的作者那樣為此而思索。我們所要做的,大概僅僅是用我們已經覺悟了的環保意識,提醒自己離開房間時順手關燈、丟棄垃圾時隨手分類、可走路時無須乘車、能耐受時不必空調……
實踐教學不像課程教學可以通過考試分數來直觀的展示學習成效。實踐教學存在難以量化學習成效,難以衡量教師的付出和學生的收獲,這也是導致實踐教學容易被忽視的一個原因。
應對舉措
實踐教學是課程教學重要的補充,結合環境工程就業需求,既能使學生鞏固理論知識,又能鍛煉實戰能力,既能掌握專業知識,又能培養綜合素質。針對如上存在的實踐教學中存在的問題,可以通過如下的舉措來應對。
(1)解決對于實踐教學的認知問題
通過對用人單位的人員要求的分析可以得知動手能力是用人單位考慮畢業生的重要方面。學校可以引入用人單位現身說法來提升學生和教師對于實習等實踐教學的重視。具體的方式可以用往屆生、用人單位的HR部門的人員來學校進行交流的這種方法來實施。
(2)解決實習基地和實習管理的低效問題
①加強實習基地建設,構建實習基地共享平臺基地建設是實習管理的重要環節。可以通過聯合幾所大學的環境相關專業的實習基地方面的優勢和力量,構建環境實習基地示范區,培訓一批合格規范的環境實習基地指導教師。該實習基地示范區可以作為區域各高校環境科學、環境工程、生態學、生物技術等專業共享的實習基地,避免不同專業低水平的重復建設,實現資源共享與優化配置。
②優化配置實習時間考慮到食、住、行的方便,將環境保護監測站、城市污水處理廠、大型環保公司等單位作為各高校環境科學與工程類本科專業認知性環境見習、生產見習和畢業實習的基地,一般一個實習基地以一次性容納20~30名學生實習的規模為宜。因此,區域內各高校有必要探討如何將彼此的實習時間錯開,并與畢業論文(設計)有機銜接,避免“人滿為患”,提高實習基地的利用效率
③加強分散實習的研究采用集中實習和分散實習相結合的方式.分散實習是集中實習的延伸,是學校把握用人單位需求和動態的一個窗口。分散實習在經費上比較節省,對于培養學生的獨立工作能力和社會適應能力也很有幫助,但要避免“散放羊”,對分散實習的模式、指導方式和考核方式加以適當的考核和跟蹤調研,加強對分散實習的管理.
④改革畢業論文和課程設計的選題方法讓學生積極參與到指導老師的課題研究中。將實驗、實習、畢業論文設計有機地結合起來,進行綜合性的實踐教學。
(3)建立實踐教學的量化考核
實踐教學實施的結果需要有一種量化考核的方法來進行顯示呈現,方便說明、比對,方便實踐教學的改進。首先建立評價機制。
①對于實踐教學全過程的評價實踐教學過程評價方為實習單位、用人單位,實習單位可以對近期實習活動進行評價,用人單位的評價指的是用人單位對于畢業生的評價。實習單位的評價的獲取比較方便,但僅僅能評價當前過程;用人單位的評價獲取稍微困難一些,但可以獲取長期的評價。如上的兩個評價可以結合使用。
②對于實踐教學教師的評價實踐教學教師的評價方為實習單位和學生,通過實習單位和學生的雙重評價可以獲取實踐教學教師的過程表現,包括態度,付出度等。③其次是評價結果的引用有了評價結果,下一步比較關鍵的就是評價結果的應用。把這些評價應用到實踐教學教師的業績貢獻中。
④最后是博取眾長優化實踐教學環節理論與實踐相結合,首先調查國家指導方案及國內環境工程專業的實踐教學課程體系的設置和改革情況,了解目前環境工程專業的就業去向和市場需求,根據學校環境工程專業的建設及發展狀況,設定合理的實踐教學比重;同時,聽取指導教師、應屆生和往屆生的意見,對實踐教學中存在的問題進行總結,并結合其他學校先進的教學模式,建立適合我校的實踐教學模式。具體的操作方法:收集文獻資料,學習研究國內外先進的實踐教學經驗;組織用人單位座談,了解市場就業需求;組織教師學生座談查找實踐教學中的問題;對實踐教學計劃、教學大綱和實習指導書等文件進行修改完善,并在學生中進行實驗教學。
總結