水污染課程設計范文

時間:2023-10-11 17:24:10

導語:如何才能寫好一篇水污染課程設計,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

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【關鍵詞】廣西特色行業 水污染控制技術 課程設計

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889(2012)08C-0132-03

冶金、制糖、造紙、石化等是廣西有特色的優勢產業,但也是污染大戶。面對這些結構性的污染問題,廣西已開始大力推進工業循環經濟,把優勢產業推向減排第一線。廣西優先發展的14個千億元產業中的污染大戶也都在緊鑼密鼓地建設污水處理設施。廣西經濟的快速發展,需要大批從事環境監測與治理技術的專業人員。而高職院校環境監測與治理技術專業旨在培養面向生產一線的,懂技術、會管理的監測評價人員、污染治理人員、生態產業人員等高技能應用型專門人才。本文擬基于廣西特色產業對高職水污染控制技術課程進行設計,以期有助于相關人才的培養。

一、水污染控制技術課程的設置和能力目標

水污染控制技術是環境監測與治理技術專業的核心課程之一,是環保類畢業生從事工業廢水處理、城市污水處理及污水再生利用等崗位必備的核心知識與技能的集合,它是對前導課程相關知識與能力的具體應用,能直接為學生取得三廢處理工和水處理工等職業資格證書奠定知識技能基礎。

(一)水污染控制技術課程的前修、后續課程

水污染控制技術的前修課程有無機化學、有機化學、分析化學、儀器分析、環境工程基礎、環境工程CAD、環境微生物技術、環境監測、環保設備及應用、環境影響評價等。這些前修課程可為該課程的學習起到良好的知識結構支撐作用,水污染控制技術則是這些課程知識、技能的綜合運用,并為生產實習、頂崗實習等后續課程奠定扎實、良好的基礎。

(二)水污染控制技術課程預期能力目標

高職教育尤其注重實踐教學,在堅持“開門辦學”的基礎上,與企業緊密合作,參照三廢處理工和水處理工職業資格認證標準,結合水污染治理行業的發展狀況及崗位能力需求,確定課程能力的培養目標。其能力目標包括三個方面:專業能力目標、方法能力目標、社會能力目標。各能力目標具體如表1所示。

二、水污染控制技術課程設計的理念與思路

(一)課程設計理念

水污染控制技術課程設計的理念應為:根據教育部《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》的精神,以社會需求為引導、以提高課程的教學質量為核心、以學生職業能力提升為主線、以校企合作為平臺,改革課程教學;密切跟蹤當前國內國際職業標準,以職業技能鑒定為依據、以實際工作崗位的技能要求構建教學內容;利用網絡、錄像、多媒體課件、工程實例、仿真實訓等,采用教學做一體化、學生自主學習和講訓一體化、全真環境和仿真實訓一體化、實景訓練和課程設計一體化等教學方式培養學生的知識能力、方法能力與社會能力,達到知行合一的目的。

(二)課程設計思路

1 密切跟蹤國內外職業標準,以工作任務為載體,結合地方經濟,以實際工作崗位的技能要求重構課程內容。圍繞區域經濟特色和企業特點,以工作任務為載體,將課程內容整合、序化為8個教學情境、19項學習性工作任務,內容涵蓋水污染控制技術的知識和技能。理論內容選取以必須和夠用為準則,合理刪減原有教學內容中的落后技術,所有實訓項目均來源于實際工作崗位的工作任務,教學內容、教學目標與實際工作崗位的要求相對接,提高實訓教學的技術含量。

2 在教學過程設計上,以學生職業技能的提升為主線,設置教學情境,進行情境式教學。教學內容確定后,按照工作任務的難易程度,以及工種鑒定的層次,進行教學情境的劃分。每個教學情境中沒有章節,只有工作任務,學生經過每個教學情境的訓練后,其知識能力、方法能力、社會能力逐步得到提高,最終實現課程培養與崗位能力有效對接。

3 采取多種方式并用的教學方法和手段,全面促進課程教學手段的變革。針對不同的教學情境采取不同的教學方法和手段,如教學做一體化、學生自主學習與講授一體化、全真環境和仿真實訓一體化、實景訓練和課程設計一體化等,以學生為主體,現代教育技術為突破口,展開教學,促進課程教學手段的變革。

三、水污染控制技術課程教學內容的設計

(一)工作任務與職業技能分析

水污染控制技術課程在整體設計上遵循課程設計理念,以培養廢水處理工的職業能力為目標,密切跟蹤國內外職業標準,同時根據廣西水處理行業、企業發展的需要,結合畢業生工作崗位所需要的知識、技能、素質要求構建課程內容,適用于三年制環境監測與治理技術專業高職專科學生。工作任務與職業能力分析如表2所示。

(二)教學內容的選取

根據工作任務與職業技能分析,將主要工作任務化為8個教學情境,19項學習性工作任務。課程教學內容的選取上不僅包含了水處理領域的知識與技能,同時也體現了區域經濟和行業發展對人才需求的特點,符合高職教育人才培養的宗旨,具有普適性和針對性。具體對應關系如表3所示。

(三)教學內容的組織與安排

水污染控制技術課程是以實際工作崗位的技能要求(初級、中級與高級廢水處理工)構建教學內容,按廢水處理工由初級、中級到高級這種逐步遞進的職業技能成長規律編排教學情境,每個教學情境下主要選取廣西重點處理的污水項目為具體工作任務,以廢水處理工的實際工作過程為導向,以工作任務為驅動,系統化編排“學習性工作任務”,以實現教學目標。課程具體教學組織與安排如表4所示。

(四)教學內容的具體表現形式

1 校本教材。開發工學結合系列校本講義,將內容以任務形式表達出來,并融入水污染控制新理論和新技術以及地方特色產業(冶金、制糖、造紙、石化等)污水的治理技術,使課程內容涵蓋水處理領域的知識與技能。教學中以典型工作過程為導向,任務為載體,訓練學生的專業技能。

2 多媒體教學課件。可靈活運用多媒體課件技術,將工藝流程及設備、污水核心處理技術等教學內容以動畫、聲像等形式表達出來,突出教學重點,解決難點,提高教學效果。

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卓越工程師培養是促進高校培養適應社會和經濟發展需要人才的一項質量工程。該計劃是一種全新的人才培養理念和模式,旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的各類高質量工程技術人才,全面提高工程教育人才培養質量,促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國。

湖北工業大學是一所省屬的工科院校,于2011年10月獲批成為教育部第二批卓越工程師教育培養計劃高校,環境工程專業有幸成為其中的一份子。因此作為一名專業課老師,思考在卓越工程師的培養模式下,如何構建新的課程體系、優化課程設置、調整教學內容、創新教學方法、強化實踐教學訓練使其符合卓越工程師人才培養要求。水污染控制工程是環境工程專業的重要主干課程之一,主要講授污水處理中最常用的物理、化學、物理化學及生物的處理方法,將污水水質指標、污水處理理論、原理和工藝技術設計計算緊密結合,并對常見的處理工藝進行系統介紹,使學生對不同水質的水處理理論的方法有全面、系統的認識。水污染控制工程是一門綜合性很強的課程,涉及化學、物理、物理化學、環境工程微生物和流體力學等學科。課程的設置不僅包括理論與實驗教學,而且還涉及課程設計以及實習實踐等環節的內容。該課程作為一門實踐性較強的課程,對學生的動手能力,工程設計能力有著更高的要求,因此,如何提高學生自身的素質和競爭力,為學生今后的發展奠定了堅實的基礎,需要我們教師根據課程特點,結合社會的需求不斷改進教學方法和手段,培養出合格的人才。主要采取以下措施。

一 課程教學內容改革探索

1 調整優化教學內容,增加課程的先進性

隨著工業的迅速發展,工業排放的廢水越來越復雜,傳統的廢水處理技術已經不能滿足處理的要求。因此隨著科學技術的快速發展,水污染控制新技術和新裝備也日新月異。教師在上課時必須緊跟科技發展,積極掌握水污染控制技術及設備的最新進展,及時將新技術、新工藝和新理念融入教學內容,如高級氧化法、生物絮凝劑、復合絮凝劑、膜生物反應器等高效新型的技術納入到課程中。學生在掌握傳統技術的基礎上,掌握最新的行業技術,使他們在以后的就業和學習中,立于較高的基點。

2 面向工程,強化特色

水污染控制工程作為環境工程專業的一門核心課程,其課程建設與改革應根據環境工程專業的人才培養目標,面向工程,加強學生的動手能力、工程實踐能力、創新能力的培養與教育,做到教學、科研和實踐的有機結合,不斷豐富實踐教學的內容、方式和途徑,以有效提高學生面向環保產業生產一線的工程素質。教師在課堂上介紹一些工程實例,通過講解其工藝原理及工藝參數的選取特點,強化學生理論聯系實際意識和工程意識,同時根據我校輕工特色,增加大量的輕工行業的污水治理的實例如造紙廢水、食品廢水等。同時工程案例和項目要不斷更新,緊扣學科熱點問題,密切跟蹤企業發展急需解決的問題,真正做到企業需要什么,學校就教什么。并結合《室外排水設計規范》根據其給出的廢水工程的設計原則和設計的指導,跟蹤行業發展,樹立規范意識。

3 與職業資格考試相互結合

注重授課內容與注冊環保工程師考試的要求相適應。隨著2005年9月1日起《注冊環保工程師制度暫行規定》的施行、2007年注冊環保工程師資格考試的首次實施,中國在環保行業逐步實行執業注冊制度。水污染防治(即水污染控制工程)是注冊環保工程師資格考試的四個專業方向之一。

結合注冊環境工程師的考試要求,將相關內容整合到教學過程中,保持教學軟件與工程實際應用軟件的同步,使學生所學內容能夠和工程設計與管理實踐相接軌,從而構建理論教學、實踐教學以及注冊環境工程師培養三位一體的課程內容體系和實踐教學體系。

二 采用多種靈活的教學方法

1 多媒體與傳統板書相結合

水污染控制工程作為專業主干課,公式和工藝流程多,基本原理和工程技術應用多,針對這一特點,教學中選擇了傳統板書和多媒體課件并重的教學方式。多媒體教學可以集文字、圖像、動畫、聲音于一體,把相關的內容和圖像生動、直觀地投影到屏幕上,通過聲、光對信息的傳遞將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化,激發學生學習興趣,調動其主動學習的積極性。例如在講述構筑物結構時,既有實際構筑物的圖片,又引入AUTOCAD圖紙,使學生不僅了解構筑物的外觀形式,而且深入了解構筑物內部構造和關鍵的設計點,這有利于增加學生對構筑物構造的感性認識,加深印象,從而強化學生對相關知識點的學習和理解。又如在介紹處理工藝流程時,既可先借助流程圖的圖片介紹流程的工作原理,然后又引入實際污水處理廠的flash和DV,使學生對工藝流程的理解從感性和理性上都會得到強化。

傳統板書傳遞給學生的是一種視覺信息,是教師在課堂上利用視覺形象與學生交流信息、傳遞知識的重要教學方式。科學研究表明,在進入人腦的各種信息中視覺信息約占75%,可見板書在課堂教學中非常重要。因此將傳統板書和多媒體相結合,使學生不僅學習積極性很高而且接收的信息量大大增加。

2 討論式教學

為了避免“填鴨式”的教學,可以采用討論式教學,即教師首先提出問題,將學生分為幾個學習小組,每組分配一個問題。經過充分的查閱資料、認真討論和總結后,各小組派代表發言給出總結,教師在此基礎上進行點評,并給予優秀學習小組的肯定和獎勵。這種教學方式不僅可以激勵每位學生都熱情飽滿地參與到學習活動中,還有效避免上課思想拋錨的情況發生,通過討論可以使重要知識點明朗化,有助于學生的記憶,達到事半功倍的效果。

3 采用教學團隊進行教學

教師是課程建設的關鍵,教師的能力和水平決定了人才培養的質量。為了更好地實現該精品課程的教學目標與建設目標,改變傳統教學方式——“一個教師教一門課”,采用教學團隊進行教學,教學團隊由教授、副教授、講師組成,由工程經驗豐富、教學水平高的帶頭人領銜負責,以中青年教師為主體,建立知識、年齡、學歷結構合理的教學團隊。任課教師不僅具有豐富的理論知識,而且具有實際工程經驗。教學團隊建設的過程不僅要提高團隊成員整體素質,而且要優化組合,有效促進水污染控制工程課程教學改革與建設,不斷提高教學效果,提升教學水平。

三 加強實踐性教學環節,提高學生綜合素質

1 整合實驗內容,提高學生動手能力

在授課過程中,安排驗證性實驗,此類實驗以加深學生對水污染控制技術基本概念、基本原理、基本方法的理解,以及基本實驗技能的培養。在授課結束后,安排設計性實驗、綜合性實驗,讓學生對所學的內容進行綜合運用,充分調動學生的探索積極性,培養其獨立思考能力、綜合運用所學知識解決問題的能力以及創新能力和團隊合作精神。根據我院的特色專業——造紙、食品等專業,可選取造紙、食品生產廢水,通過水質分析、設計出自己認為最佳的處理方案,再通過實驗加以驗證。

水污染控制工程涉及的實驗內容多而廣,通常所用的時間較長,傳統的實驗課程無法滿足學生對實驗的全面了解。因此可在傳統實驗課程的基礎上,設立開放實驗室。讓學生在實驗室統一開放的時間,利用課余時間進行實驗,如氧化溝處理廢水實驗,進行實驗的設計、參數的選擇、污泥的培養、裝置的運行、處理后廢水指標的測定等過程。這樣不僅能培養學生的責任心和自我管理能力,而且能最大限度地讓實驗室資源得姬充分的利用。

2 課程設計選用實際工程案例

該課程的課程設計主要是針對完成水污染控制工程課程學習后進行的一個重要的實踐環節,也是一個總結性的教學環節。其目的是使學生在掌握了水污染控制工程的基本原理、基本理論和設計方法后有針對性地進行模擬設計,學會查閱資料、使用手冊、選用數據和公式、合理確定工藝流程、正確進行設計計算、用技術經濟的觀點評價設計結果,用AUTOCAD畫出合理的平面、高程圖。另外還要結合認識實習,將認識實習安排在水污染控制工程理論課結束后,課程設計前進行,這樣使學生已經對污水處理廠有了一個初步的認識,課程設計更加合理,符合實際。

3 開展多渠道實習形式

在傳統的認識實習、生產實習、畢業實習的基礎上,拓展更多的實習渠道,如學術講座、校企合作等。舉辦專題講座,邀請工程實踐豐富的技術人員或專家給學生做專題報告,結合工程實例講授工程設計、施工、運營過程等實際問題,啟發和引導學生去尋求解決問題的方法。

與一些污水處理廠、環保公司建立長期實習合作關系.選派學生到公司進行長期實習,參與公司污水處理廠設計、營運的整個過程。同時,結合湖北工業大學膜技術研究所的研發和工程實踐,讓學生參與多項課題的立項、研究、項目實施和項目運行。

總之,高等工科學校卓越工程師培養計劃是實現建設具有中國特色新型工業化國家、建設創新型國家、人才強國等國家發展戰略的重要教育舉措。水污染控制工程是環境工程專業重要的一門專業課,因而課程的建設應以培養學生的工程實踐能力和創新能力為目標,采用恰當的教學方法,豐富教學內容和加強實踐環節,切實提高教學質量,把學生培養成真正高素質的技術應用型人才,對于“卓越工程師”的培養有重大意義。

參考文獻

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關鍵詞:教學改革;課程體系;水污染控制工程

隨著我國專業設置的調整、人才培養和教學模式的改革及對所培養人才規格要求的日益提高,僅進行單門課程的教學內容、方法和手段的建設和改革,難以促進專業教學的整體效果。本文從水污染控制工程的知識結構出發提出了其課程體系改革方案。

1、水污染控制工程課程體系改革的基本思路

為培養面向21世紀、具有良好人文素質和扎實寬廣的專業技術基礎知識的應用兼開拓型環境工程專業人才,必須對現有的課程體系進行改革。課程體系的建立是教學計劃制訂的重要組成部分,后者不僅是前者的充分體現,而且又為各課程教學內容的安排和要求提出了明確的規定,為各課程教學大綱的制訂和教學過程的實施、教學方法和教學模式的改進提供了綱領性的導向和依據。

據此,提出建立新課程體系的基本思想如下:(1)根據改革要求,以工程應用型人才培養為目標,改革現有課程體系,根據環境工程專業教育教學的基本要求,構建新的課程體系。(2)按照課程體系知識結構的層次要求及實施工程任務的規律,確定各課程的作用和地位,組織、選擇和合理安排課程的教學內容及相應的教學要求,運用“工程集成”的概念來組織基礎和綜合應用類的課程內容,把水污染控制工程課程體系作為一個系統,將其劃分(為若干模塊,根據模塊的功能提出不同的教學模式。(3)借鑒有關研究成果,以“知識利用體系”的觀念及知識利用的角度將課程體系中不同的知識層次分為通識教育平臺、學科基礎平臺、專業教育平臺三個層次,依據課程特點進行課程內容的組合乃至整合,以達到精簡和優化的目的。(4)注重素質教育。加強和改革實踐性環節的教學,發揮和調動學生主動學習的積極性,提倡將知識應用于知識,重視對知識的應用和獲取能力的培養;逐步改變課堂教學形式,提倡有準備的課堂研討式教學方法,給學生相當的課余自學時間,營造良好的學習和學術氛圍。

2、水污染控制工程課程體系

水污染控制工程課程體系是以水污染控制學科為主線、與工程應用(技術設計、研究和開發)所需知識結構有關的上述三個知識層次的各課程的有機集合體系。各課程各具其在課程體系中的地位和作用,相互關聯、彼此依托,并不斷向專業教學不同知識層次的目標要求發展。

2.1 水污染控制工程課程體系框架

該課程體系(表1)首先對其中各課程的地位和作用進行分析,然后根據各課程的作用地位,明確各課程在整個課程體系中所應提供的知識內容,必要時進行課程設置的調整。

表1中水污染控制工程課程體系未列出通識教育平臺課程,因為通識教育平臺課程是所有大學生都必須學習的基礎課程,主要包括政治、外語、體育、數學、計算機等方面的大學生必備的基本知識。

水污染控制工程有關的學科基礎平臺和專業基礎平臺課程列于表1。學科基礎平臺分為三個部分,大類基礎課程包括13門課程,共計512學時、32學分;學科專業基礎課程包括6門課程,共計272學時、17學分;相關基礎課程包括3門課程,共計136學時、8.5學分。

專業基礎平臺分為兩部分,專業核心課程包括8門課程,共計248學時、15.5學分;主要方向課程(水處理方向)包括13門課程,共計368學時、23學分。

這些課程所應包含的知識層次依此由低到高逐漸發展,構成環環相扣、前后呼應又明確服務于專業教學教育目標的水污染控制工程課程結構。改革后,課程體系進行了較大范圍的擴展,將與水污染控制有關的課程都列入了本研究的內容。這樣做的目的是在更寬的視角去加以整體的研究,以建立更完整的課程體系,有利于各課程作用地位,各課程在教學內容的安排和教學過程的實施手段的相互銜接和協調。

該課程設置充分考慮了所有環境工程專業的學生對水污染控制工程的基礎課程和核心專業課程的學習,更考慮了選擇水處理方向的學生能通過學習專業方向課程能更全面、更系統地掌握水污染控制工程的相關知識,培養出更能適應從事水污染控制工程領域工作的專門人才。

2.2 重視實踐性環節的教學

在工程類專業的教學中,實踐性教學環節是一座架接理論知識和實際工程實踐的橋梁,其在水污染控制工程課程體系中尤其如此,因而必須加以高度重視。如表2所示,水污染控制工程課程體系中所涉及到的實踐性教學環節主要有各類課程設計、集中實習和畢業設計(論文)等,共計27周,27學分。與課程相關的實驗性實踐環節已列于表1中,表2不包含這一部分實踐性教學內容。

目前的問題是,由于教學設備條件的限制及實習基地建設的困難、資金的不足、學生人數的眾多,無論在實驗教學環節的實施,還是實習教學環節的實施,都仍然嚴重地存在學生主動參與機會少的問題。因而應通過加大資金的投入及重視校外實習基地的建設,不斷地提高上述教學環節的效果。以水污染控制工程的生產實習為例,由于缺乏良好的實習基地及眾多的學生數,難以尋找供學生蹲點操作實習的基地,因而建立規模適當的校內實習基地就顯得很重要。

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關鍵詞:水污染控制工程;教學改革;應用型人才

我國的高等學校依據人才培養類型的不同可分為三種基本類型,即綜合性研究型大學、專業性應用型多科性或單科性大學或學院、職業性技能型高等院校[1]。其中,第二類高校主要目標是培養應用型人才,這類高校構成了我國高等教育體系的主體部分。21世紀初以來,應用型人才已經成為了我國普通高校人才培養的核心任務[2]。隨著我國“科教興國”和“創新型國家”戰略的深入推廣和實施,進一步要求作為發展核心驅動力的高校更必須將應用型人才,尤其是應用型創新人才培養,作為本科人才培養的首要目標和主要價值取向。國發(2014)19號文《國務院關于加快發展現代職業教育的決定》中明確指出,采用試點推動、示范引領等方式,引導一批普通本科高等學校向應用技術類型高等學校轉型,重點舉辦本科職業教育,招生、投入等政策措施向應用技術類型高等學校傾斜[3]。由此可見,基于應用型創新人才培養目標的本科教育是當前高校教學改革的重點和必由之路,也是第二類非研究型本科高校發展的重要機遇與挑戰。應用型創新人才培養目標在高等院校中的實施具體到不同的學科或專業就需要結合專業自身的特點來進行布局或安排,不可能采用統一的模式。環境工程類專業是我國很多高校的主干專業,截止2017年全國開設環境工程專業的高校數量為330所,大多數工、理、農科高校都設有該專業,其中不少高校還將其作為重點專業[4]。在環境工程專業中,水污染控制工程課程屬于專業核心課程,對培養學生專業能力和素養具有舉足輕重的作用。因此,結合環境工程專業自身的特點,探討基于應用型創新人才培養目標的水污染控制工程課程教學內容和方式的改革具有重要的實際意義,它對環境工程專業課程體系教學改革具有重要的指導作用。

1專業及課程特點分析

水污染控制工程是環境工程專業的一門專業核心課程,是一門工程應用性非常強的學科,同時也是一門涉及數學、物理、力學、化學、生物等學科交叉的課程[5-6]。本課程主要內容包括廢水的物理處理、物化處理及生物處理等方法的基本理論、工作原理及設計計算。課程重視環境工程設計的實踐性,提高學生分析和解決問題的能力。隨著2015年《水污染防治行動計劃》及一系列配套政策文件先后出臺,水污染防治成為我國環保領域的重大政策舉措。國家對高素質環保人才的需求日益迫切,如何使學生在扎實掌握水處理理論知識的基礎上,進一步提高學生的實踐能力,使學生做到“能處理、會設計”,這將是水污染控制工程教學的重要任務。

2課程教學改革探討

2.1理論教學改革

目前大多課程教材是針對廢水中污染物不同的存在狀態,分別介紹其去除的原理及設計計算。這種教材編寫形式系統的介紹了污水處理過程中各操作單元技術,有助于學生良好的掌握污水處理的基本理論知識,但是學生解決實際問題的綜合能力得不到鍛煉。實際上廢水里面的污染物的形態多種多樣,學生面對這些廢水選擇相應的處理工藝時,感覺難以入手。學生對于知識的結構成“塊狀”,不能系統的串聯起來。為了避免上述問題,提高教學效果,適當地壓縮污水生物處理原理等在《環境工程微生物學》課程中涉及到的知識,在講授污水處理原則的基礎上,增加許多不同類型廢水的工程計算實例,使學生在解決問題、分析問題的過程中提高工程能力,讓學生做到“能處理、會設計”。《水污染控制工程》教學內容信息量大,由于課時限制,老師講授進度較快,學生在課堂上沒有足夠的時間進行理解、消化和吸收。為了解決這個問題,我們對多媒體課件上的文字進行精簡,突出重點內容,對于難理解的如氧化溝工藝、UASB工藝等的基本結構和流體運動狀態,采用flash的手段進行教學,使學生能夠直觀形象的了解此部分內容。老師授課時,遇到較難或者信息量較多的部分,有意識的放慢講解速度,讓學生有充分的時間理解和做筆記。其次,每周設有固定的答疑時間,課后幫助學生解答學習中遇到的各種問題。

2.2實踐環節改革

(1)強化設計能力培養。通過設置的《水污染控制工程設計》課程設計,以工程應用為背景,培養學生工程意識,訓練學生的工程設計能力。課程設計以小組為單位,根據老師給出的設計任務書,在老師的指導下進行廢水處理工程設計,包括選擇廢水處理工藝,編制廢水處理設計計算書,繪制廢水處理構筑物及工藝設計圖紙,通過這些練習可以增強學生對所學理論知識的掌握和靈活運用的能力。(2)加強綜合性和設計性實驗教學。在傳統的水處理實驗教學中,都是將水處理的各個實驗分開進行驗證性實驗,用以加深學生對污水處理技術基本概念、基本原理和基本方法的理解[7],但是卻缺乏系統性和連貫性,為此我們開設了《環境工程綜合實驗》課程,讓學生根據自己在《水污染控制工程設計》課程上設計的污水處理流程,做小試實驗,驗證設計的合理性。雖然這門課程的開設使專業需要負擔的教學經費較多,但是卻取得了非常好的效果。學生可以根據實驗結果,直觀看到自己設計中存在的問題,加以改正,對學生知識的鞏固起到了非常好的效果,贏得了學生的高度評價。(3)增加多元化的現場教學。除了讓學生進行綜合設計性實驗以外,我們還為盡可能的為學生安排現場參觀實習,就近安排學生到生活污水處理廠、工業廢水處理站等現場實地了解和學習各種污水處理工藝流程、處理設施的工藝參數和運行參數。(4)開展專題報告會。邀請水務企業總工、技術總監等實踐經驗豐富的高級工程師為學生介紹他們所在環保領域的發展動向、普遍存在的技術問題及解決措施等,讓學生更好地理解課程專業知識是如何與實際應用相結合的,通過與專家的互動提升學生的專業熱情和對專業發展動態的理解。(5)組織參加行業會展。2016年廣州環博會期間,我們組織學生進行了現場觀展,取得了較好的效果。學生普遍反映,在參觀的過程中,通過現場近距離參觀、交流的方式,極大的促進了他們對現代水處理理論與技術的理解,現場的各種展覽模型也引起了他們的極大興趣,大部分學生都通過觀展確定了自己感興趣的專業方向,激發了主觀學習動力。(6)廣泛聯系企業開展生產實習。以學生就業為導向,廣泛聯系企業開展與實際崗位操作相結合的生產和畢業實習,加強工程訓練,這也有助于學生在畢業進入工作崗位后,大大縮短實習時間,盡快進入工作狀態。

3結語

水環境保護事關人民群眾切身利益,事關全面建成小康社會,事關實現中華民族偉大復興中國夢。當前,我國一些地區水環境質量差、水生態受損重、環境隱患多等問題十分突出,影響和損害群眾健康,不利于經濟社會持續發展,這就需要有更多的合格污水處理人才。高校作為培養此類人才的機構,應當積極探索改革教學方式和方法,激發學生學習的興趣和積極性,努力提高學生的能力,有利于為社會培養高素質的環境工程技術人才。

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[6]聶麗君,陳梅芹.建設水污染控制工程多元化教學體系[J].化工高等教育,2010,27(3):50-54.

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《水污染控制工程》包括概念、原理、工藝方法和設計計算,內容多,學時有限,學生反映記不住,理不清知識體系,導致該門課程學習效果不佳。針對這些問題,首先我們從教材選用上入手,選用優秀的教材,并對教材內容重新進行整合。既要保證內容完整夠用,還要滿足職業崗位要求,突出能力培養。其次,在教學內容的組織上,污水的各種處理方法均按照基本原理、工藝流程選擇、設計計算、運行維護及問題解決措施等過程來講授,讓學生形成一條主線思路,不易混淆,有助于理解和掌握。最后,在課程內容的講授上,將當下先進的水處理技術引入教學中,及時更新教學內容。

二、教學方法及手段改革

2.1采用啟發式教學,提高學生學習興趣

為了增強課堂上學生與老師的互動性,充分調動學生的積極性,我們采用了啟發式教學。例如,在講授新的工藝理論知識之前,先給學生看一些水污染的照片(選自網絡新聞熱點污染問題圖片),啟發學生可以想出什么辦法達到處理目的又能保護環境,學生們興致勃勃提出各種各樣方法,如何確定出最佳方法呢,學生在思考的同時,拋磚引玉出本堂課的授課內容。通過引出實例問題,引起學生的興趣,學生容易接受,也不易遺忘。

2.2走出課堂,走進現場教學

以往,水污染控制工程課程的理論教學與實踐教學是分開進行的,學生在學習該門課程前先進行認識實習,課程結束后組織學生進行生產實習,大三第二學期進行幾個月的畢業大實習。這幾種形式的實習與課堂教學之間時間相隔較長,學生所見所學很容易遺忘,在實習中不能很好的用理論知識去解釋和解決實際具體問題,從而降低了課程學習效果。現在,我們與周邊和當地的企業、環保公司建立了穩定的實習基地,采取隨時需要,隨時實習,事先做好實習計劃,將課堂搬進污水處理現場,并聘請他們的工程師進行現場實地教學。這種身臨其境的教學方法,讓學生感到晦澀難懂的知識點,到現場后變得容易理解了,而且印象深刻,達到了事半功倍的效果。

2.3傳統教學與現代信息技術教學相結合

傳統教學方式,教師在講臺上一邊講授,一邊書寫板書,學生在下面記筆記,遇到圖形時,板書不能反映出圖形的空間結構,學生很難想象。此外,該門課程涉及的基本原理、基本方法較多,一味的講授,內容枯燥,學生易疲倦,出現注意力不集中,導致教學效果不佳。隨著現代信息技術的發展,多媒體教學越來越多地應用于課堂教學中。多媒體教學可以集文字、圖像、動畫、聲音于一體,把相關的內容和圖像生動、直觀地投影到屏幕上,通過聲、光對信息的傳遞觸及學生的多種感官,使整個教學活動在生動、直觀、形象中進行,這樣就有利于提高學生的求知欲望和學習興趣。然而,全程進行多媒體的播放與講授,老師與學生之間缺乏有效互動,而且學生長時間面對高亮度的投影屏幕,易造成視覺疲勞,從而降低學生學習的興趣,影響教學質量。因此,我們將傳統教學與多媒體教學相結合,對于公式推導及工藝設計、計算部分,采用傳統的板書;對于工藝流程、基本原理、構筑物、技術方法應用等采用多媒體教學。通過對學生發放問卷調查,發現學生對改革后的教學方法較滿意,既提高了課堂教學的生動性、直觀性,又便于理解和記憶。

三、課程考核評價方式改革

水污染控制工程是一門應用性、實踐性很強的專業課程。為了突出學生的應用能力,分析解決問題能力,我們對該門課程的考核評價方式進行了改革,平時成績占10%(包括課堂提問、考勤、學習態度),課程設計作業占20%,實驗成績占30%(包括實驗操作和實驗報告單),期末考試成績占40%。通過考核評價方式的改革,增強了學生學習的積極性,提高了學生的操作和設計技能,學生的綜合素質提高了。

四、結語

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(一)設計環節

環境工程的專業設計包括“水污染控制工程課程設計”“大氣污染控制工程課程設計”“環境管理課程設計”“環境規劃課程設計”和“畢業設計”。課程設計與畢業設計是培養學生工程實踐能力的關鍵環節,但是農林院校環境工程專業的教師幾乎都沒有到企業進行實際鍛煉的經歷,缺乏現場經驗。像“環境工程原理”課程理論性強,抽象難懂,一般教師在教學中很少給出工程意義上的解釋,致使學生無法進行創新性設計,所以教師在工程實際上的經驗急待提高。其次,課程設計過于理論化,與實際脫節。由于教學內容更新慢,所以制定的畢業設計選題普遍落后、陳舊,存在著大量的綜述性課題,難以體現創新性內涵。最后,課程設計涉及多門課程,但是這些課程之間沒有有效地整合、協調各個設計層次和內容,使得這些課程設計變為了簡單的課程重復。

(二)實習環節

環境工程專業的實習環節包括“認識實習”“金工實習”“生態環境綜合實習”“環境監測與評價綜合實習”“環境工程綜合實習”“環境與市政工程實踐訓練”。首先,環境工程專業的實習基地匱乏,實習基地建設落后于實踐教學需要。由于環境保護工作崗位具有很強的專業性,同時環境工程專業學生的實習無法給實習單位帶來效益,致使實習單位能提供的實習崗位有限[1]。即使允許實習,一般也都不讓學生進行實際動手操作,導致學生走馬觀花式的參觀,難于完成需要跟班操作的“金工實習”等實踐性教學任務。其次,實習經費短缺和實習基地容量的限制,也影響了專業實習的質量。目前按實習學生數下撥的實習經費僅滿足在距離學校較近的地區進行就地實習,對于實習條件好,路途遙遠的異地實習難于安排。2008級環境工程專業目前有65人,所有實習單位都不能一次性提供容納近50人的生產實習場地。由于種種原因,使得環境工程專業的實習只能是流于形式。由于實踐教學環節存在著諸多薄弱地方,所以對農林院校環境工程專業實踐教學環節的改革勢在必行。

二、農林院校環境工程專業實踐教學的改革措施

(一)以設計性實驗開發為切入點推動專業實驗的教學改革

實施滿足學生創新能力培養的綜合性、設計性實驗教學模式是當前高等學校實驗教學改革的方向。《教育部辦公廳關于〈普通高等學校本科教學工作水平評估方案(試行)〉的通知》對于工科院校各專業的實驗有如下要求:A級綜合性、設計性實驗課程應占實驗課程總數的比例≥80%,效果好;C級綜合性、設計性實驗課程應占實驗課程總數的比例達50%~60%,效果較好[2]。設計性實驗是培養學生提高實踐能力的有效途徑。在整個實驗過程中,依據教師給定的實驗目的和要求,從實驗方案設計到實驗器材選擇、實驗過程以及后期實驗數據的獲取和整理等均要求學生獨立完成。綜合性、設計性實驗的開設,改變了傳統的“填鴨式”教學模式,使學生學習的積極性得到有效調動;綜合性、設計性實驗突破了實驗教學總是依賴于課堂理論教學的傳統觀念,開拓了學生的創新能力和實踐能力,形成了工程教育和創新教育相結合、理論教學與實驗教學相依托的創新型人才培養模式。以西北農林科技大學資源環境學院的“水污染控制”“大氣污染控制”“土壤污染控制”“固體廢物處理與處置”實驗為例,根據實驗教學內容形成分析、檢測、評價等多個實驗模塊,分為基礎驗證、綜合設計以及研究創新3個層次的實驗,設計了“區域生態環境質量監測與評價”這個綜合性實驗題目。該實驗主要包括以下兩個方面內容:首先由學生選定某一特定區域后,對其大氣、水、土壤和生物等環境要素的基本情況進行實際監測。之后在對各環境要素進行環境監測的基礎上,結合各環境要素的環境質量標準對所選區域進行現狀評價,見表1。在綜合性、設計性實驗的教學實施過程中,應注意以下原則:①將教師的科研課題引入實驗教學,引導學生對現行的實驗內容進行重新設計,給予學生設立選題的主動權,為他們進實驗室提供寬松的條件,對他們完成每個實驗題目的時間給予宏觀控制。②通過獨立設計監測方案、開展指標監測、完成分析報告、編制環境質量現狀評價報告等環節,培養學生進行文獻檢索、實驗總結、組織協調的能力。③增加復合污染控制實驗方面的內容。例如土壤生物中重金屬污染控制的實驗,應結合鉛、錫、鋅的復合污染現狀,由學生依據所學基本知識結合查閱資料,擬定實驗步驟,老師給予適當指導,學生來進行實際操作。通過綜合性、設計性實驗教學使學生建立了對農業生態環境綜合監測的全面認識;提高了學生的實際動手能力和合作精神;使學生初步掌握了數據處理分析和環境評價的方法。

(二)緊密結合農村生態環境建設的實際提高設計環節的教學質量

為了解決農林院校環境工程專業設計環節指導教師的水平有待進一步提高的問題,西北農林科技大學資源環境學院先后引進了多名具有較強工科背景的碩、博士來校工作。同時送出了部分優秀教師赴國外著名環境工程研究室進行研究和攻讀博士學位,把握國際研究的前沿。學院規定2008級以后的畢業設計必須以工程實驗為背景,要求指導老師必須有一定的科研經費才能具備指導資格,杜絕畢業設計中出現綜述性課題。環境工程專業課程設計計劃的制定既要考慮到農村的生態環境,保證設計內容不重復,又要注意各門課程之間的銜接,有效整合課程設計的層次和內容。

(三)利用影像資料和可視化教學滿足實踐教學的需要

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環境工程專業是多學科的交叉學科,需要如化學、化學工程、材料化學等學科的理論、實驗方法和技術來支撐、擴展和延伸自己的內涵和外延[2]。實驗教學的基本任務是通過實驗活動,對學生進行科學方法和實驗技能訓練和培養,使學生能夠完整地、系統地掌握實驗的基本原理、方法和技能以及實驗技巧等。同時,學生通過實驗的實際操作,實現理論和實際的聯系,掌握技能,并能在此過程中提出問題,促進思考,從而使解決問題的能力得到提升,達到自主創新能力培養的目的[3]。在實驗教學環節中,將原實驗課程教學安排和內容進行改革,改變原來實驗內容與理論課程學習同時進行,以驗證型實驗為主的實驗教學。對環境工程專業實驗教學進行調整,在完成基礎化學實驗、環境微生物實驗、環境監測實驗教學的基礎上,將水、氣、固、聲的專業實驗整合為一門環境工程專業實驗,共48學時,集中在第七學期末的兩周內進行,其中水方面專業實驗25學時。實驗技能的培養使學生不僅鞏固了理論知識,訓練分析、判斷、綜合邏輯思維能力和獨立解決問題的能力,還初步培養開發學生的創新能力。

1.強化演示驗證的實驗內容

專業實驗中演示驗證實驗內容是不可缺少的,相關的實驗內容能加深學生對理論知識的認識和理解,加強動手能力和思維能力。演示驗證實驗中設置了水中常見陰離子的測定、顆粒自由沉降實驗、離子交換實驗等內容,同時注意專業實驗內容與環境監測實驗內容不重復設置。

2.突出以學生為主的原則,開設綜合設計型實驗

綜合設計型實驗以學生為主,教師為輔的形式進行實驗。設置了混凝+過濾(吸附)實驗、含重金屬酸性廢水處理實驗。學生根據實驗的基本原理,自主設計實驗方案、準備實驗所需藥品、進行實驗研究、分析實驗現象和討論實驗結果。在整個實驗過程中,教師對關鍵設備進行講解和回答學生提出的問題。通過訓練,學生對文獻查閱、實驗方法、分析儀器使用等方面知識的運用,提高了他們的知識綜合運用能力、觀察能力和動手能力。

3.培養學生的科學研究能力,開設研究探索型實驗

在研究探索型實驗中開設了生物轉盤處理生活污水的動態實驗和結合大學生科技創新項目、教師科研的研究型實驗。在生物轉盤處理生活污水的動態實驗中要求學生自主設計實驗內容和實驗路線,設計諸多影響因素對生物轉盤生化處理生活污水的各指標的去除效率,自行選擇1~2個影響因素和1~2個指標的去除效率完成實驗。掌握實驗原理,完成實驗數據處理,得出結論。在實驗中學生鞏固了理論知識和水質指標的測定方法,進行了文獻閱讀訓練,迫使學生進行深層次的思考,如比較和分析實驗結果合理性,分析生物轉盤后續四個生化池溶解氧,回流比等對去除效率的影響。在大學生科技創新項目、教師科研的研究實驗中是鼓勵學生積極申請每年的大學生科技創新項目,鼓勵教師結合自己的課題研究,引導學生參與部分研究工作。通過科研經歷養成學生嚴謹的科研態度,學會搜集資料、查閱文獻、設計實驗思路,培養學生的科學素養和創新能力。

二、強化“兩個能力培養”的工程實踐教學環節

根據專業培養的目標,為更好推動工程實踐能力的培養,學院多渠道積極加強對外聯系,建立多家典型水處理運行單位作為校外實習實訓基地,為學生提供了認識實習、生產實習、畢業實習和畢業論文(設計)等實踐環節的場所,有力地保障了本科生實踐能力的培養效果。由于用人單位往往更青睞有一定環境工程設計經驗和實踐操作能力的學生,因此在教學過程中必須加強課程設計、實習和畢業論文(設計)等教學環節訓練。實踐教學環節中,把所學的理論知識應用到實踐中,培養學生的工程設計能力;通過認識實習、生產實習和畢業實習的實踐教學,培養學生實踐操作能力,增強學生運用專業知識和系統解決實際問題的能力,使學生在工程設計和創新能力方面都得到較系統的訓練和全方位的提高。水污染控制工程的課程設計,時間為一周,每2~3人一組,在理論教學內容完成后進行。要求學生完成一個設定進、出水水質工藝方案的設計,在教師的指導下進行工藝計算,繪制圖紙、完成設計說明書的編寫,完成一個典型水污染治理工程的方案設計,使學生進行工程設計能力的訓練。認識實習培養學生的專業思想,包括對企業生產和典型工藝的感知、對職業的成就感,主要以查閱資料結合實地參觀為主。生產實習環節與理論教學相銜接,結合實習基地的具體情況,熟悉典型水污染控制工程處理工藝、單元處理技術與設備、處理效率,加深和鞏固對專業知識的理解。生產實習選擇企業運行穩定的生活污水處理廠,進行各工段跟班生產,掌握企業概況,工藝技術和運行參數,主要構筑物和設備的原理、結構和運行指標,自動控制和能源狀況。提高學生水污染治理工程設計能力、實踐能力和施工能力。畢業實習和畢業論文(設計)在第七學期末根據學生自主選擇進行畢業設計和畢業論文,嚴格做到一人一題,指導老師下達任務書。第八學期開學提交開題報告進行答辯。進行畢業設計的同學到相關企業再次進行實習,依據任務書內容資料收集;選擇畢業論文的同學按照任務內容要求進行大型儀器的操作學習、主要實驗手段和方法的學習、完成實驗材料設備的準備工作,初步培養學生的科研能力,提升學生的創新思維和創新能力。通過工程實踐的系統訓練,使學生增強工程實踐能力與應用能力,突出綜合性、整體性和系統性思維的訓練。

三、結語

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關鍵詞:工程教育專業認證;地方高校;環境工程專業;實踐教學體系

環境工程專業是一門綜合性較強的專業,除了要求學生要有較強的基礎知識和專業知識外,解決實際復雜工程問題的能力也是必不可少的實踐技能,這些要求也符合工程教育認證的相關精神[1]。雖然全國很多高校環境工程專業在實踐教學方面進行了相應的改革,例如:蘭州大學、北京林業大學等,但這些高校或者是綜合性大學,或者是非工科院校,他們得出的實踐教學經驗并不適用于普通工科院校環境工程專業,因此探索地方工科院校環境工程專業實踐教學培養模式就顯得尤為重要。工程教育專業認證的理念,即“學生中心、產出導向、持續改進”,已被國內外大部分高校所接受。基于此背景,黑龍江科技大學環境工程專業從2014年開始比較、梳理和分析我國工程教育專業認證的一般標準和補充標準與專業之間存在的一系列問題,提出了具有針對性的整改方案,并在2017年通過學校立項工程認證建設的評審,正式啟動專業認證建設工作。本文以我校環境工程專業為例,介紹了基于專業認證視角的環境工程實踐教學體系的建設及取得效果,為地方院校相關專業的工程認證工作提供參考。

1存在問題

首先,大部分地方工科院校由于專業建立時間較短,以及資金投入等方面的原因,實踐教學體系并不完善,都還沒有形成以“學生”為核心的培養體系。“專業認證”要求只要“產出”的人才實現了培養目標即為合格。其尤其重視實踐教學,要求重點培養學生的動手能力、實踐能力、對社會及工業的適應能力,很多地方高校在這一方面有所欠缺。第二,很多高校“重理論輕實踐”,壓縮實踐學時及實踐經費,在實驗室建設和實踐基地建設方面投入的人力物力和財力較少。因此多數實習或者實踐由長期動手實踐變為短期參觀接觸,這種參觀形式的實習,并不能滿足專業認證的相關要求[2]。最后,認證需要工業界參與到人才培養過程中來,與高等學校一起制定人才培養方案、課程體系等,建立面向工程教育專業認證的人才培養體系,以便學生培養能適應社會的需求,使企業真正成為高等工程教育的有機組成部分[3]。但以上提到的重要性,往往被地方高校所忽視,地方院校在與工業界聯系方面有待改善。

2實踐教學體系構建與實踐

2.1深化產教融合,注重“走出去,請進來”

校企合作是高校開展產學研合作的一種重要形式,是落實國家“工程教育專業認證”的重要舉措[4]。學院邀請省內外各大設計院、環保企業專家,優秀企業校友作為實踐教學指導教師,每名校外專家除了指導學生外,還同時配備一名青年教師為助教,在校內校外配合協作基礎上,學生和青年教師實踐能力均得到較大提升。此方法還對促進青年教師的實踐教學水平有較大幫助。另外,本專業積極鼓勵青年教師在入職一年內進入當地環保企業進行掛職鍛煉。這樣不但能提高青年教師實踐教學能力,還能加深企業和高校的聯系。本專業校企合作方面已取得不錯的效果。實習(實踐)基地覆蓋了城市生活水處理、工業廢水處理、大氣污染物處理、固體廢棄物處理與處置、給水處理等領域和方向。構建的“面對面零距離”合作模式,使學生在科研創新能力培養、實踐技能訓練等方面有了顯著提高[4]。

2.2以課外實踐為平臺,加強科研創新能力的培養

綜合創新性實驗對學生的綜合能力要求較高,可以充分鍛煉學生團隊合作、自主學習以及解決實踐中遇到復雜問題的能力。綜合創新性實驗指導教師結合實際項目開展相關指導工作,如實驗項目“菌藻共生系統建立及應用”就來源于本校老師主持的國家自然科學基金項目。實驗指導教師應緊跟國際前沿研究的熱點問題,選擇開放性、趣味性強的實驗項目,讓學生“學中樂、樂中學”,才能真正做到以學生為中心。同時在實驗成績考核方面進行了改革探索,通過改進實驗課考核方法,改善實驗教學的效果。除了注重實驗結果,更加關注學生的參與過程,全面了解和掌握學生實驗的整體情況,真正做到“學生中心、產出導向”[5]。

2.3深入課程設計改革,培養團隊合作意識和能力

課程設計是在課程之后進行的一項重要實踐教學環節,根據課程內容組織要求學生完成相關工藝設計計算,并完成4-6張圖紙的繪制。我校環境工程專業共設置4門課程設計內容,按開設順序,分別是泵站與管網課程設計、水污染治理課程設計、“大氣”課設、“固廢”課設。基于工程專業認證背景下以學生為中心的OBE教學理念,改變了傳統課程設計任務單一、內容簡單、評價單一的弊端,教師給出的題目增加了深度和廣度,提高了設計難度。例如,水污染治理課設內容在原來的二級生物處理工藝設計計算的基礎上,增加了深度處理工藝設計,并增加了高程設計計算,并根據設計難度由原來的一人一題調整為二人一題或多人一題,明確分工,不僅學生的繪圖計算能力得到了加強,更鍛煉了團隊合作意識,增強了學習積極性和責任感。在結課評價環節中,增加了答辯和學生互評兩項考核體系,可以促進學生真正的學懂知識,避免“渾水摸魚”。

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1.課程設置。在環境工程專業的教學計劃安排上,環境材料學為36學時,設置在第5學期或第7學期。其先修課程為無機化學、物理化學、有機化學、環境學原理、環境生態學、環境工程原理等課程。結合實際教學情況,環境工程專業培養側重水、大氣、固廢的污染控制和治理,這些專業基礎課程作為先修內容被充分掌握,有利于本課程中重點和難點內容的理解和學習掌握。

2.實踐教學環節。“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”是本科教育致力實現的培養目標,對于工科專業而言,實踐教學環節是不可或缺的重要環節,這在環境材料學課程的教學中也應有所體現。實踐教學通常包括專業實驗課、課程實習和課程設計等內容。專業實驗課教學可鍛煉學生動手能力,培養其創新思維。課程設計把理論課程中學習到的理論知識、工程規范、計算方法等串聯起來。目前,受限于教學學時、師資力量等因素,環境材料學僅設置課堂理論教學,這不利于學生充分理解和掌握教學內容。

3.教學內容、模式單一。依據不同專業的學科特點和培養目標,環境材料學的課程教學重點和內容取舍也有所側重,筆者所在的環境工程專業具有較強的工程實踐性,要求學生更多地掌握環境治理材料、環境功能材料等內容;同時要求學生具備將所學知識與環境工程現場實踐相結合的能力,目前的教學內容相對單一,教學模式相對簡單,基本處于教師單向講解、學生被動接受的層次;如何在相對較少的學時條件下,改進教學模式、擴展教學內容并突出重點值得深入分析和探討。

二、課程改革的初步建議

1.課程設置。學生對與材料學相關的有機化學、高分子化學等基礎課掌握程度不深,在有限的課堂教學學時內,學生的知識結構和體系沒有完全建立,這對環境材料的教學開展較為不利;針對目前狀況,筆者認為應加大前修課程,應該引導學生高度重視,從而為本課程學習打下堅實基礎。例如,本課程的第八章為環境治理材料,其中重點介紹了大氣污染和水污染兩種類型材料,大氣污染治理材料中涉及了多種過濾及吸附用纖維材料的類型、特點、功效等,這些內容需要對大氣污染的產生機理、過程、治理方法等有深入學習和理解后才能更好地為學生所掌握。針對目前情況,筆者認為應加大前修基礎課程的學時,同時應該把課程設置由第五學期向后延至第六或第七學期,這樣,在完成了相關專業課的學習后,學生在環境材料學的后續課程中才能更好地掌握相關內容,遇到一些教學難點、重點才不會產生畏難情緒而影響學習。

2.完善實踐教學。本課程以理論教學為主,但是開展適當的實踐教學對學生建立完整的知識架構和體系也是有很大促進作用的。例如可以在環境治理材料一節中設置關于水污染治理材料的實驗,針對目前最有發展前景的膜處理技術,設置相關課后實驗。膜分離法的基本原理是利用天然或人工合成的膜材料,以外界能量或其他類型的化學位差等為動力來源,對待處理水中含有的一定無機鹽、金屬離子、有機大分子、膠體粒子采用分離、分級、提純的方法。按膜分離的不同種類和分離處理級別,可以分為微濾、超濾、納濾、反滲透等,這些不同種類的基礎和核心就是制備成膜的基質材料的不同。通過不同的實驗裝置及材料組合可以為學生形象地展示不同膜材料的分離處理效果。微濾膜的分離粒子直徑在0.1~1μm,主要可以除去水中的一些較大粒徑的懸浮顆粒物,目前此類濾膜多由聚四氟乙烯(PTFE)或聚偏氟乙烯類材料制得,具有優良的熱穩定性和化學穩定性、可適用于各種復雜工作環境;超濾膜的分離物直徑可以達到0.002~0.01μm,對分子量在1000~10000范圍左右的大分子有機物有過濾作用,可以有效分離去除,超濾膜目前主要由有機型的醋酸纖維素材料及無機型的陶瓷、金屬膜材料制得,比較適于水相體系中膠狀懸浮物的去除;納濾膜的分離直徑可以達到0.001μm即1nm的級別,可以截除大部分的糖類、小分子有機物、二價鹽等分子量在200~400范圍左右的物質,目前主要納濾膜材料有磺化聚醚砜類等;納濾類膜材料相對于僅可容水分子通過的反滲透膜,其操作壓力更低,較好的耐壓密性和較強的抗污染能力,相對于超濾膜來說其過濾能力又具有較大程度的提高,因此在對截留物質要求不苛刻的場合較為實用。通過對以上膜分離材料的實驗操作及分析,學生比較容易建立起直觀而深刻的認識,達到舉一反三、觸類旁通的效果。在實驗結束后,以小組為單位,組織學生針對各組所用膜材料的結構、性能、處理效果進行分析、討論,促進教學內容吸收理解的同時又可以鍛煉學生討論和表達能力。

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論文關鍵詞:高職教育 環境專業 市場需求 專業結構調整 課程體系結構 實驗實訓

論文摘要:通過對西安航專2006與2007年環境監測與治理技術專業畢業生就業情況的對比分析,認為目前環境類專業的就業形勢發生良性轉變,需求范圍增加,同時就業單位對畢業生的專業技術能力、技術管理能力等也提出了更高的要求。據此,我們從專業發展方向、課程體系結構以及實驗實訓三個方面進行建設與調整來滿足就業單位的需求。

在過去10年內,我國的高等專業環境教育有了高速的發展,全國的普通高校中開設環境專業的高校有300所以上,在一些學校中還設有2—3個專業。西安航專于1998年開始籌備建設環境專業,并于2001年正式招生,2003年被確定為陜西省教改試點專業。目前已有200余名畢業生。

畢業生的就業狀況是高等學校辦學水平和人才培養質量的重要反映。因此,要在認識人才培養對社會經濟發展戰略性基礎作用的同時,重視人才就業市場對人才培養的調節作用,認真研究21世紀職業崗位和人才就業市場發生的新變化及對高校人才培養提出的新要求。為此,我們通過對西安航專畢業生的就業情況進行對比分析,從用人單位的需求出發,探索實現人才培養規格和模式多樣化的途徑,以滿足當前我國對環境專業人才的需求,增強我校人才培養的社會適應能力和專業活力。

1專業結構調整的依據

根據西安航專2006與2007年環境監測與治理技術專業畢業生就業情況進行對比,從用人單位性質、所處地域以及畢業生進入公司后所處的崗位分布來分析近年來環境專業的畢業生就業質量與特點,并借鑒兄弟院校相關專業的課程體系內容,作為我校環境監測與治理專業結構調整的依據。

1.1用人單位性質結構的變化

通過對畢業生就業單位性質對比,如圖1所示。從圖1可以看出:環境專業就業單位的主體發生了一定的改變,從集中于私有制企業向股份制企業轉移,同時作為前幾年的就業主體之一的國有企業的需求也有了一定程度的增加。從各類型企業的分布不難看出各類企業呈良性分布,這反映出環境專業的市場需求在經過前幾年的萎縮后開始出現明顯的返彈。

1.2近幾年環境專業畢業生去向統計及對比

通過對畢業生就業單位地域統計,結果如圖2所示。從圖2可以看出:就業單位的重心向以浙江、上海、深圳等地為代表的東南沿海地區轉移,就業單位也以各類環境工程公司為主體,這反映出經濟發達地區對畢業生需求的特點: 注重于畢業生的動手能力、專業技能以及良好的溝通能力。

1.3用人單位對畢業生能力需求的變化

通過對2007級已簽約畢業生在企業中所從事崗位的分析,可以看出從事環境工程技術類工作的占一半以上,其次為市場銷售類,還有技術管理類(包括儲備干部),具體見圖3。從圖3中的結果并比較往年畢業生就業情況來看,專業對口率明顯提高,這也與1.4.1相符合。畢業生所從事的崗位以技術類為主體,其次為市場銷售類,同時今年出現明顯的特點在于對技術管理類(包括儲備干部)的需求開始增加這就對畢業生的技術管理技能提出了新的要求。

1.4兄弟院校相關專業發展的經驗

針對目前環境專業的就業形勢,一些兄弟院校對環境類專業的課程進行了一些調整,如廣州職業學院對環境專業開設了《環保設備設計與計算》課程增強學生對污染物治理工程設計的能力;又如安徽工業大學增開了一門《IS014001與I909000》課程用以提高學生在進入企業后對于日常管理的適應能力。

根據以上的信息可以看出環境類專業的就業市場已經發生了很大的變化,為了使我校畢業生能夠更好的為用人單位所接受,我們必須作出相應的調整。

2專業現狀與市場需求的差距及改革思路

在前文中我們通過對于過去兩屆畢業生就業情況的分析,得到了一些有價值的信息,按照以就業市場為導向調整專業及教學發展的思路,我們認為應從專業發展方向、課程體系結構以及實驗實訓三個方面進行改革,以滿足就業市場的需求。

2.1專業發展方向方面

目前我們開設的專業為環境監測與治理技術,沒有形成二級專業發展方向,這與就業市場專業化日漸提高是不相適應的,從目前環境類專業的就業來看,我們認為可以逐步發展形成3個專業發展方向。

2.1.1室內環境檢測方向

隨著我國經濟的發展,房地產業得到了蓬勃發展,由此而引發的對于建筑裝飾裝修行業服務質量的爭論也日趨激烈,特別是與廣大人民身體健康息息相關的室內環境污染問題則成為爭論的焦點,由此一大批室內環境檢測與治理公司應運而生,而具備室內環境檢測與治理技術的專業人才相對稀缺。這為我們發展室內環境檢測方向提供了極好的歷史機遇。

今年,該專業有三名同學與一家室內環境檢測與治理公司簽約,由于公司專業技術人員缺乏,目前已經進入該公司進行實習。

2.1.2水污染治理工程方向

目前的污染治理行業中,水污染物的治理占了很大的比重,相當多的環境工程公司都以水污染治理工程為主業,從技術的角度來看,對于污染物治理的關鍵在于工藝設備設計,與相關專業如化工、建筑、給排水相比,環境類專業的優勢在于對于污染物治理過程的理解程度要更為透徹。這就為我們的畢業生提供了一條就業途徑。今年我專業有兩名同學進入中興西儀環保公司,從事污水處理的技術工作。

2.1.3環境質量評價與環境管理方向

近年來由于國家先后修訂出臺了《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》等法律法規,特別是2002年10月《中華人民共和國環境影響評價法》的出臺,使社會上對于環境影響評價的關注度顯著提高,從圓明園環境評價事件到怒江水利發電廠環評事件,整個社會都在關注建設項目環境影響評價,而國家在2005年開始實施注冊環境影響評價師考試制度,使環境影響評價迅速成為一個熱門行業,我們的設想是通過建立環境影響評價發展方向,培養學生在環境影響評價方面的特長,為就業后從事環境影響評價工作乃至考取環境影響評價師打好基礎。

2.2理論課程體系結構

作為陜西省級試點專業,環境監測與治理技術專業近年來在課程體系結構調整以及課程設置方面進行著有益的探索與嘗試,獲得了一定的經驗。通過課程體系調整使環境專業的課程設置日趨合理,日趨科學。結合目前的信息,我們覺得有必要繼續對課程體系進行結構調整。主要集中于以下兩個方面:

在《環境學導論》、《環境管理》、《環境法規》、《環境評價》、《清潔生產》等課程中都不同程度的提到ISO14001環境管理體系的內容,有的還作為單獨章節進行講述;同時由于大多數企業都已經通過或者準備通過ISO14001環境管理體系以及IS09000質量體系認證,在畢業生進入單位后都會或多或少的接觸到此類工作;為了增強畢業生的適應能力我們考慮將目前開設課程中將涉及ISO14001以及ISO9000的內容單列出來,形成一門《環境、質量、職業健康管理體系》,作為選修課程供學生選修。

針對用人單位對于環境工程工藝及設備設計計算方面的要求,綜合學生反映出在廢水處理工藝及設備設計計算方面的欠缺,除加強實驗實訓環節的考核外,考慮對《環保設備與應用》、《廢水處理工程》的課程教學大綱進行修改,增強相關內容的要求,同時增開《環境工程定額與預算》作為選修課,以優化學生在此方面的知識結構。

2.3實驗實訓方面

作為高職高專教育的特色之一,實驗實訓環節一直受到重視,目前環境專業共開設《廢水處理工程課程設計》、《環境監測實驗》、《環境認識實習》、《環境生產實習》、《環境畢業實習設計》等9門課程實訓,這些實訓課程的開設,有力的保證了學生動手能力的提高,增強了我校畢業生的競爭力。但是經過這幾年的實踐也存在以下一些問題需要改進:

從實驗實訓性質上來看,我們目前開設的實訓項目仍然停留在驗證實驗層面,與就業需求單位所需要的設計實驗能力有很大的距離;

從實驗實訓的內容上來看,一些實訓課程題目與理論教學內容不相匹配,造成理論與實踐的脫節,達不到教學效果;從實驗實訓的監控上來看,對實驗實訓效果的評價體系仍不健全,我們認為對于實訓環節不僅要從結果上進行監控,對于實驗實訓的中間過程檢查也同等重要,換言之,只有經過良好的過程環節控制才能保證實驗實訓良好的結果從而達到實驗實訓的效果。