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1结合大学生课外科技活动,提前毕业论文工作的选题时间
石河子大学化学化工学院环境工程专业的毕业论文工作安排的时间是第七学期到第八学期。通常安排学生在第七学期期末时进行课题选题,在第七学期的寒假和第八学期的1~2周,要求学生完成毕业论文的相关文献查阅以及毕业论文的文献综述部分,第八学期的3~4周,完成毕业论文的开题报告以及相关的开题报告答辩的工作,随后的时间进行论文中实验方案的具体实施,到第8~9周时进行论文中期检查,而第14周左右进行论文的答辩。在毕业论文的工作工程中,实验的实施阶段大约有8~9周的时间,如果学生全程投入,基本可以保证学生毕业论文的工作的工作量以及质量。但近年来,笔者所带毕业生中在第八学期时,有人需要时常参与招聘会,有人要去签约单位实习,有人要参加研究生复试,有人要参与清考(通常在最后一学期的第8~10周),使得毕业生在第八学期的实验过程,不能保证实验时间,进而导致部分学生毕业论文中安排的实验工作不能完全开展,影响了论文的质量。鉴于此,笔者在毕业论文的指导工作中,探索以结合大学生课外科技活动,提前毕业论文工作的选题以及进行实验的方式,保证学生毕业论文的时间与质量。笔者所在的石河子大学,为培养学生的创新意识,一般鼓励学生在第3学期或者第5学期,开始为期一年的大学生课外科技活动,活动结束后,参与的学生会得到2个学分,此外,完成程度比较好的项目,还可能被推荐参与“挑战杯”等科技活动竞赛。这些参与课外科技活动的学生,已经完成了无机化学、有机化学、实验化学以及微生物学等专业基础课的学习,具备了相应的基本实验操作技能。但因专业课还未开课,故相对欠缺专业知识。此外,学生在前期开设课程的实验中,虽然有一定的综合性,设计性实验单元的训练,但是相对综合能力仍然较弱。鉴于上述学生的特点,笔者尝试在第4学期让学生进行选题,然后进行文献综述的撰写,这样可以让学生提前接触部分环境工程相关研究方向的研究前沿,提前对部分专业课的学习有所认识。在第5学期,让学生利用上述文献综述,结合毕业论文题目,进行“SRP”的申报工作,随后在第5~6学期正式开始实验后,在每次开始测定新的指标时,笔者都会全程指导并跟踪该实验的进行,帮助学生回顾大一时学到的基本操作技能,确保学生能够顺利完成课外科技活动及毕业论文工作。
2以指导教师科研工作为依托,保证毕业论文工作的质量
鉴于笔者所指导的部分学生在毕业后工作时,工作单位要求他们能够迅速使用一些大型分析检测设备,这就要求学生在大学期间对部分分析测试仪器比较熟悉。虽然我校的环境工程专业开设了相关课程,如仪器分析与环境监测,且近年来随着国家对新疆高校投入的的加大,学校购买了相应的仪器设备,但因扩招后,学生人数较多,而大型仪器仍然因为属于贵重仪器,使得这部分实验在开设时,仍处于演示实验阶段,学生对大型仪器的使用掌握得仍然不好,这就使得学生的毕业论文工作成为他们在校期间掌握这些仪器使用的一个重要平台,因此学生的毕业论文工作中最好能够涉及一些大型测试仪器的使用。但目前我校的大型仪器使用是收费的,而学校拨付的毕业论文相关费用远低于仪器的使用费,使得教师在设计毕业论文课题时只能尽量减少甚至不涉及大型仪器的使用,这就影响了学生对于大型仪器的使用训练。但笔者在指导毕业论文工作中,很少有这方面的问题,这主要是笔者设立的毕业论文课题,大多围绕自己已经立项的研究课题,可以充分保证研究经费,进而保证学生的科研训练质量及学生的论文质量。此外,教师的在研项目的选题一般是为解决企业的实际问题或是涉及该区域经济发展过程中出现的环境问题,这些研究具有一定的实用或者科学价值,学生毕业论文围绕此类问题开展,也可以使毕业生能够更好的了解目前环境学科的一些前沿性研究或是使学生能够实际了解在环保类企业中工作时的一个流程。
3严格实施过程管理,提高论文质量
石河子大学的毕业论文工作主要包括选题、开题、中期检查以及毕业答辩几个阶段,笔者也主要是以这个阶段对学生的毕业论文工作进行督促。在学院进行检查前的1~2周就开始督促学生完成相应的工作。此外,因为部分学生做论文的过程中,总是喜欢拖沓工作,比如把所有的数据积累到要写论文时才进行数据分析,这有时会因数据处理的拖沓而使得实验进行的不顺利,笔者会要求所带学生在第八学期以前,每月进行一次上一阶段的工作总结和本月工作的规划,在第八学期,这一过程缩短为1周,这样除可以督促学生的工作开展,还能够帮助学生树立良好的总结习惯。通过此项工作,还可以及时掌握学生在此时找工作、考研以及论文进行的情况。
4结语
关键词:环境工程 实验教学 改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)03(a)-0212-02
随着我国经济发展和政府对环境保护的重视,21世纪,环境保护的意识越来越被国民所接受,政府也正在加大对环境治理的力度。社会对环境专业人才的需求也持续增长,环境工程专业人才的需求和环境保护产业的兴起,又促进环境工程专业的发展。这对于环境工程专业来说既是机遇,也是挑战。环境工程专业人才也将面临严峻的人才市场的竞争。环境工程是一个实践性与工程性很强的学科,从根本上说,环境工程学科的主要任务是运用工程手段防止、控制和解决有关环境污染的问题,涉及到供水处理厂、污水处理厂、各种除尘设备与装置、垃圾处理场等的规划、工程设计、运行管理等,要求培养学生具有一定的工程实践能力、运行管理能力、动手能力和一些基本技能。
长期以来在环境工程专业实验教学过程中,重理论轻实践的思想根深蒂固,这导致了环境工程的教学上出现了一定的误区。
1 传统实验教学问题的分析
在传统的环境专业教学中,实验课基本作为理论教学的附属品,一般只开设验证性或者操作性的实验,教师以及学生无法对这些内容简单、容易掌握的实验课引起重视。而且实验教学并没有很紧密的联系环境工程实践,学生难以将所学的知识以及概念系统化。传统环境工程实验有一下几个特点。
(1)现有实验内容单一,测定方法过于陈旧,落后于社会的发展,已不能满足环境保护的需要。而实验类型的单一化,导致学生对上实验课缺乏兴趣,学生对问题的观察能力、分析能力和解决能力得不到锻炼,没有帮助学生掌握环境工程知识,更无从谈起学生创新、创造力的锻炼。
(2)实验教学内容和手段相对陈旧,且落后于理论教学,实验教材已经大大滞后于社会的发展,大部分实验教材很早就编著,并没有及时更新,甚至某些已经被淘汰的实验方案仍在使用。这些情况使环境工程教学远离现实情况,对现代社会的人才培养产生滞后影响。
(3)实验安排缺乏整体性及系统性,环境保护研究发展越来越快,环保的标准被不断更新,然而实验教学中仍在使用配置较低、落后甚至老化的仪器设备,已经大不要所要求的测定结果的准确性和精度。
2 创新实验教学方法
2.1 调整实验课程安排
传统的环境工程试验包括环境监测实验、环境微生物学实验、水污染控制实验和大气、噪声控制实验等,这些试验均依托于理论课程,我们先对这些实验内容进行整合,设立以环境监测实验和环境微生物实验内容为主的环境工程专业实验和以水处理实验、固废处理处置实验和大气控制实验内容为主环境工程专业实验,使之成为独立的实验课程。
以环境监测实验和环境微生物实验内容为主的环境工程专业实验的内容各有侧重。在学生完成规定学时学习外,在开放性实验中,设立两个专业实验的选修实验。环境工程专业实验的选修实验侧重大型仪器的分析和使用,例如:气相色谱、高效液相色谱、紫外分光光度仪、原子吸收光谱仪等。环境工程专业实验的选修实验侧重水处理工程实验、水处理工程综合实验和化工原理实验。这样可以保证学生根据兴趣爱好和专业方向选修实验课程。
2.2 增加综合性专业实验
除了安排传统的综合性专业实验外,充分利用湖南城市学院和益阳市周边资源,在环境工程专业实验中开设南洞庭湖水质监测综合实验,校园及周围地下水水质监测综合实验,长张高速公路(长沙至张家界益阳段)空气质量与噪声监测综合实验。此类实验的开设,不仅使专业实验充分与实际生产生活相结合,而且让学生充分认识到所开实验的实际应用意义,加深了对各项环境指标的认识和理解。
3 建立新实验教学体系
3.1 采用开放式实习模式
任课教师将学生分成多个实习小组( 每组2~4名成员),确定1名组长,然后根据监测对象及监测项目选择药品、仪器等设备,分别为各个小组制订计划,明确各小组的监测对象、监测项目、采样位置、时间安排及分析方法;也可以预约实验,即根据学生自己的时间和掌握实验的程度,分批完成实验。以小组为单位分发玻璃仪器、试剂药品,实习期间仪器室及实验室全天开放,以电厂废水处理为例,要求学生自己动手配制污水,对污水进行一级处理、二级处理、深度处理后,还要进一步去除水中多余的阳离子和阴离子。在整个过程中,学生要对每步的处理效果进行分析比对,并检测最终的处理结果。一星期内各小组完成实习项目。实习完成后,全班所有小组集中进行交流讨论实习中存在的问题和收获,每个学生提交一份实习报告。实验教师也可以对学生做单独指导,这样也有助于学生对知识的理解和掌握。采用这种教学模式需要注意的是,对大型精密仪器要进行定期培训,帮助学生掌握现代化的分析、测试手段,提高学生的科研能力。
3.2 毕业论文与工程项目相结合
取消综述性研究的毕业论文,规定撰写的论文要有一定的工程研究背景,以工程性实验或综合性实验为基础。学生的毕业(设计)论文可以采用教师自己主持或参与的工程项目和科研项目作为基础,也可以聘请环保公司或者是环保局的工程技术人员做毕业(设计)论文指导教师,把毕业论文与工程项目及实验挂钩,使学生更投入、更有针对性地进行实验研究,从而提高毕业(设计)论文的质量。
4 结语
通过对环境工程实验教学的改革,实验教学内容、方法与手段都获得了改进,实验条件也获得了改善,湖南城市学院环境工程专业本科生在科学研究中试验设计、试验组织、数据进行分析和处理、实验结果分析等方面得到了全面训练,学生的综合素质以及综合解决问题的能力和创新能力都得到很大提高,
参考文献
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一、实践教学体系的构建
(一)构建实践教学体系的基本原则
环境工程高等教育为我国环境保护事业培养了大批科技人才,为经济建设和环境保护做出了巨大贡献。但随着社会、经济的发展和环境问题的日益突出,原有的实践教学己不能适应新时期环境工程专业人才培养的要求。通过分析近几年来环境工程专业在人才培养方面存在的问题,依据以下三个基本原则,对我院环境工程实践教学体系进行了改革和优化。
1.突出实践教学在整个教学过程中的重要地位,并通过探索新的实践教学模式,切实发挥其在教学中的重要作用;2.突出学生创新能力和工程能力的培养,建立集教与学、课内与课外、校内与校外一体化的实践教学模式,实现学生知识、能力、素质的协调发展;3.将实验内容、方法和手段的改革与现代教育技术有机结合,努力将现代教育技术和模式运用于实验教学过程中。
(二)构建实践教学体系
构建一个完整与科学合理的实践教学体系,需要以人才培养模式为依据,把传授知识、培养能力、提高素质融为一体。从学科特点和社会发展需求出发,我们将实践教学划分为“基础实验教学”、“校内实践教学”和“校外实践教学”三个基本模块。每一个基本模块都是由若干具有自身特点的单元组成。整个体系是按照学生能力形成的不同阶段,从基本实验能力的形成,专业知识的拓展,实践能力的提高,逐步完成由理论到实践到能力的过渡,促进学生知识、能力、素质的协调发展。
二、实践教学体系的改革实践
(一)基本实验教学
基本实验教学是促进学生深化理论知识、掌握基本实验技能和方法、养成科学思维的习惯和严谨的工作作风、培养创新思维的基本模块,主要包括基础实验、技术基础实验和专业实验课等实践教学环节。经过多年的经验积累,这一模块的教学已有比较成熟的模式,但仍存在问题,为此我们从两个方面进行了改革。
1.优化原有实验教学内容,増设设计性、综合性实验。针对传统实验教学大量开设验证性实验,缺乏培养学生工程应用能力的实验的主要问题,我们组织教师对实验教学体系进行了总体优化设计,更新、精简传统教学内容,増加设计性、综业课程实验中,设计性、综合性实验占87.5%。
2.充分利用实验室现有资源,提高实验效果。近年来,随着招生规模扩大,实验教学用房日趋紧张,学院虽然加大了实验设施的投资力度,但仍未从根本上改变资源紧张的局面。为此,我们根据实验教学内容的相似性建设了“多功能实验室”,女“环境监测”、“环境化学”等课程实验安排在一个实验室,既解决了实验室总量紧张的问题,又克服了实验室功能分割、闲置时间长等问题,提高了实验室的利用率,解决了实验室用房与教学要求不匹配的难题。
(二)校内实践教学
1.加强课程设计份量,増强学生工程设计能力。以课堂教学为主线,提出课程设计任务和技能动手的机会。具体措施是:主要技术基础课和专业课均开设课程设计,使设计思想贯穿于教学环节的始终,如“化工原理”、“大气污染控制工程”、“水污染控制工程”等课程安排了1至2周的课程设计,将课堂教学与实践演练有机结合。
2.毕业论文(设计)是高等学校实践教学的重要环节,是对学生在校学习的总结和检阅。为了真正发挥毕业论文(设计)环节在培养学生创新能力和工程实践能力方面的作用,重点实施了如下改革:
(1)严格审查毕业论文(设计)选题。学院建立由教授和退休专家组成的学术委员会,对毕业论文的选题严格把关,要求论文选题要有一定研究或应用价值,并以科研或工程实际为主。
(2)探索“目标”培养模式。近年来,毕业生因去向不同对毕业环节提出了不同要求。为此,在加大毕业设计类论文比例的前提下,尽量安排考研同学结合教师的科研课题做论文类课题;准备就业的同学尽量安排设计类课题。
(3)探索“多途径”培养方式。随着招生规模的扩大,学生人数増多,但师资总量变化不大,毕业论文期间出现了指导教师短缺、实验室紧张等问题。为了保证毕业生培养质量,积极探索多途径保障毕业论文顺利开展的方式,如采取与有科研能力、工程设计能力的研究院(所)、工厂和环保企业联合培养的方式,与相关单位的研究人员或工程技术人员联合指导学生的毕业论文(设计),让学生通过参与实际研究或工程项目得到更全面的锻炼。通过采取上述方式,学生提前参与了实际工作,为就业或继续深造打下良好基础。
(4)督促指导教师加强毕业环节过程监控,并进行前期、中期和期末阶段检查,严把答辩关,提高了毕业论文(设计)的规范化水平和质量。
3.充分利用校内外的科技平台,积极开展课外科技活动。我院环境工程专业是河北省重点学科,依托学科的人才优势和技术优势,先后组建了“河北省污染防治生物技术实验室”、“国家环境保护制药废水污染控制工程技术中心”,该技术中心可开设开放性实验,满足学有余力的学生进行探索性研究和开发;学生从三年级开始实行导师负责制,在教师的指导下,积极组织学生申报学校课外科技活动或参与教师的科研课题:创建“教授论坛”,邀请校内外知名的学者、专家就专业最新热点问题和进展作学术报告,极大地激发了学生的学习热情。
(三)校外实践教学
近年来,面对实习经费紧张,招生规模扩大的现实问题,我们在实习方式上动脑筋、想办法,在组织上周密安排^保证了校外实践教学的顺利开展。
1.认识实习内容多样化。综合考虑实习时间、经费和条件等因素,安排2周的认识实习,并尽量保证实习内容多样化,如参观重点企业环保设施、实验室大气污染治理、水污染治理模拟装置;观看污染防治技术的光盘录像、现场调研等。由于实习内容多样化,且考虑到学生步入社会后需具备的专业技能的培养,受到学生的普遍欢迎。
2.生产实习与产学研实践教学基地结合。生产实习是培养学生动手能力、实验能力、思考能力和设计能力的重要环节。按照学生技术基础课程和部分专业课程的学习进程,将生产实习安排在三年级。采取的具体措施是将生产实习和“产学研”三结合实践教学基地有机结合,建立起学生、学校、实习基地之间的联合培养方式。
3.毕业实习注重对学生综合技能的训练。例如针对污染治理设施实习中,要求学生通过实习掌握其工艺过程、设备(构筑物)的功能及设计、操作运行条件、工程的平(立)面布置,了解土建、配电及暖通等基本知识,提高学生的专业技能;要求学生通过实习找出污染治理设施存在的缺陷和不足,并提出改进方案,提高学生发现问题、解决问题的能力;通过技术人员的现场指导和言传身教,提高其作为工程技术人员的责任感和爱岗敬业精神。
4.社会实践内容注重突出专业特点。社会实践是学生以社会为课堂,利用假期和业余时间,以人民群众为教师,主动参与进行人格塑造、角色转换、专业学习、技能培训的实践活动。根据环境工程专业的特点,从方式上采取组织社会实践小分队的形式,在实践内容上主要包括了解区域社会经济发展现状,环境污染及生态破坏现状,群众的环境意识,环境污染防治技术发展及应用情况,环保产业发展,历届毕业生发展等等,让学生通过社会实践,更深入地了解专业内容,并将所学内容运用于社会实践中。
三、实践教学质量保证措施
实践教学是一个系统工程,既要建立完善的基础条件,又要有科学的组织和管理体系,才能真正发挥实践教学在人才培养中的重要作用。
1.充分发挥科技平台作用。学科专业的学术水平、科研水平是决定实践教学水平高低的关键因素。我院充分利用现有的人才优势、技术优势,为学生课外科技活动和开放性实验的设置创造了良好条件。
2.加强实践教学基地建设。实践教学基地建设为实践教学质量提供基础保障。我院坚持为地方经济建设和环境保护服务的原则,在省内积极与相关部门和企业合作进行科学研究、人才培养,开发的相关技术得到广泛的应用,为消除污染、保护环境、实现企业的可持续发展发挥了重要作用。同时也为我院加强实践教学基地建设提供了良好的条件。
3.制定和完善实践教学管理及考核体系。在实践教学中,注重及时发现问题,及时总结修正,构建了较为完善的实践教学管理及考核体系。主要包括编制实践教学管理办法、考核细则、奖惩办法等,为提高实践教学质量提供制度保障。
四、实践教学改革效果
实践证明,我院从基本实验教学、校内实践教学和校外实践教学三个方位展开的环境工程专业实践教学改革,效果明显。
1.基本实验教学改革成效。自2004年我院开始设计性实验的建设,多名教师积极编写设计性实验指导书,在实验指导书中仅给出实验目的、内容、要求和设备操作规范,要求学生根据指导书的要求,利用现有的实验设备自行设计实验方案和自己独立完成实验。三年来,每年有40余名同学参加开放性实验,利用业余时间从事自己感兴趣的实验研究,在实验过程中锻炼了实践和创新能力,并完成了多篇优秀实验报告,有的学生还撰写了学术论文,论文写作能力得到明显提高;学生在自主参加设计性实验的基础上,参加课外科技活动和挑战杯竞赛获省级以上奖励10余项。
2.校内实践教学改革成效。在“大气污染控制工程“水污染控制工程”课程设计环节中,引入工程经济的观点、工程最优化技术和计算机辅助设计,强调学生综合运用相关的原理和技术解决实际环境问题能力的锻炼,改革成效显着,每年都有一些学生被工程类单位接收并成为业务骨干,同时学生良好的综合技能也得到用人单位的好评。近三年环境工程专业毕业设计题目与科研项目、工程设计结合率达到100%。
3.校外实践教学改革成效。其一,我院多年的产学研合作结出硕果,目前有12家企业与我院合作建立环境工程专业的实践教学基地。每年有大批学生到实践基地锻炼和实习,通过深入现场了解生产工艺流程、污染处理效果等方面的情况,通过亲身经历让学生将理论和工程实际有机结合,完成了理论到实际的跨越。其二,将实践教学与社会实践相结合是使学生了解本专业现状和发展、社会对本专业人才要求的重要手段。学院利用寒暑假,积极开展社会实践活动,在实践地点选择上兼顾学生的专业和兴趣,让学生在看、做、体会中提高自己的专业素质,増强社会责任感,明确今后的努力方向。
【关键词】毕业设计;农业院校;环境工程
环境工程专业源于土木工程中的市政工程,作为一门边缘交叉性学科,其发展目标是解决不断涌现的各种实际环境问题。经过20多年的发展,其所涉及的领域越来越广泛,已成为一门集自然、社会和技术科学为一体的综合性学科。环境工程学科不仅研究水、气、固废、噪声等主要环境污染和公害的防治技术和措施,还研究自然资源的保护和合理利用,探讨废物资源化技术,以及对区域环境进行系统规划和科学管理,以获得最优的环境、经济和社会效益。目前,我国设置有环境工程专业的高校已超过300所。由于各高校的基础和重点学科存在明显差别,其环境工程专业发展的侧重点也有所不同。大多数理工科类院校的环境工程专业都源于土木工程中的市政工程,其本科生培养方案注重于对学生工程思维和设计能力的培养。我校的资源环境学院准备新设环境工程专业,在环境工程的人才培养方案上不能照搬理工科类大学,一定要突出农业院校的特色并发挥现有优势,找准适合自己的立足点。
安排在第七学期末开始的毕业设计(论文)是环境工程专业实现培养目标的一个重要的实践教学环节,是对学生所学理论和技能的综合运用和检验,也是保证本科教学质量的最后一道防线。毕业设计(论文)辅导环节对学生的要求主要体现在三个方面:1.巩固与扩展所学的基本理论和专业知识,培养提高学生综合应用所学知识、独立分析、解决本学科领域的实际问题和初步进行科学研究的能力;2.培养学生树立正确的设计和研究观念,发扬理论联系实际的工作传统;3.使学生在方案设计、材料调查与搜集、工程绘图、理论计算、实验研究、数据处理、外文阅读、使用计算机、查阅文献、经济分析、工具书的使用、文字表达等基本技能方面得到进一步的训练和提高。鉴于毕业设计阶段对于本科生培养的特殊重要性,本文就农业院校环境工程专业本科毕业设计设置安排存在的问题和解决的途径提出一些个人的看法,希望能为我校环境工程新专业的建设提供一些可供参考的建议。
和理工科类院校不同,农业院校的环境类专业一般都源于土壤学、生物化学、生态学等学科,其本科课程设置主要是帮助学生形成以土壤、农业化学和农业生态资源等专业的知识体系。因此,农业院校环境工程专业在毕业论文(设计)任务书的安排上,也应与一般的工科院校有所不同。从目前来看,农业院校环境工程专业的毕业论文(设计)主要存在以下几个问题:
1.本科毕业论文(设计)任务书的设置比较单一,重实验轻设计。很多农业院校的环境专业本科生毕业只有毕业论文可做,而无毕业设计的内容供学生选择。由于农业院校环境工程专业一般建设较晚,在师资、课程体系、实践环节方面和工科院校相比都有一定差距。在工程设计及应用的教学、科研方面,农业院校环境类专业的基础显得更加薄弱。因此,目前很多农业院校的环境工程专业的师资力量尚难以开展对学生进行毕业工程设计的指导;同时,由于学生们受专业课程设置所限,他们的工程思维和设计能力与工科学生相比都有较大差距,因此很多学生也不愿意选择他们感觉更为吃力的毕业设计工作。然而,目前环境工程本科生就业的去向主要还是与环保工程设计、施工、运行等相关的公司和企业,而诸如环境管理部门、环境监测站等事业单位现在大多都呈人才饱和状态,可接受的本科毕业生非常有限。由于农业院校环境工程专业毕业生在工程设计能力方面的弱势,在就业时与工科院校同类专业的毕业生竞争时就处于明显的劣势。因此,有必要通过毕业设计来加强农业院校环境工程专业学生的工程思维和设计能力,使他们能够具有环境工程专业毕业生所需要的基本工程设计基础和能力,从而在一定程度上扭转我校该专业毕业生就业时面临的不利局面。
2.本科毕业论文(设计)任务书的设置未能充分突出农业院校的特色,尚未充分体现农业院校学生现有知识体系的优势。与工科院校相比,农业院校的环境工程专业在专业的历史沿革、学科组成和行业特性上都有自身的特殊性。因此,为了提高农业院校环境工程专业人才的竞争力,需要在毕业论文(设计)这一人才培养的关键环节上充分体现农业院校的特色与优势。农业院校的环境工程人才培养模式不能照搬工科大学的方法,而应走有生态特色的办学之路,培养出可投身于农村环境污染防护的人才。农业院校一般都具有生物、生态学科的优势地位,毕业生相对于工科院校的学生具有更扎实的生态学知识。此外,当前环境工程毕业生就业的一个重要方向是环境影响评价咨询工作,生态环境影响评价又在其中占据主要地位。因此,可以考虑让一部分学生在完成毕业论文(设计)时从事生态环境评价的工作。这样一来可以发挥农业院校学生生态学基础扎实、生态知识结构较全面的优势,提高毕业论文(设计)的质量,二来可以提高学生的社会竞争力并适应市场需要,为从事生态环境评价特别是农村地区环境评价的单位输送可用人才。
3.毕业论文(设计)立题与实际联系还不够紧密,约束性题目难以调动学生的创新热情。由于教师设计的毕业论文(设计)题目未能全部追逐科技前沿或来自于实际的工程项目,部分题目陈旧甚至经年不变,摆在学生面前的是一些旧知识旧问题,使得设计成果没有实用价值和科学意义。这在一方面打击了某些学生在完成毕业论文(设计)的热情和积极性,也使得某些本来就对毕业设计(论文)重要性认识不足的同学更加放松了对自己的要求,对工作应付了事。
为提高农业院校环境工程专业本科生的毕业论文(设计)的完成质量,进一步加强农业环境类专业学生的市场竞争力,在毕业论文(设计)的设置和指导上可以考虑以下的一些改进措施:
1.加入一些和农村环境保护治理相关的设计类题目。由于目前工科院校的环境工程大多是在给水排水专业的基础上发展而来,因此,工科院校的环境工程专业在毕业设计的内容上受给水排水专业的影响较大。在水污染控制方面主要为排水管网和城市污水处理厂的设计。农业院校如果照搬工科院校的设计内容,由于专业基础所限,无法与之进行有力的竞争。因此,应在设计内容上着眼于和农村地区和农业环境相关的工程。如目前农村受污染地下水的治理和农村污水的处理都是国家十二五规划的重要内容,相关的工程也建设了不少。可以设定一些如农村小型给水站或分散性生活污水处理站的课题。在处理工艺选择上,由于农村地区的特殊条件,一般应选择操作较简单且成本较低的常规处理工艺,这样更符合农村地区的实际需要。比如用吸附工艺处理污染地下水,或用人工湿地处理畜禽类废水,都是可行的设计题目。学生经过这些设计工作的锻炼,将有助于他们在毕业后从事农村环保治理的相关工作,不仅提高学生的就业率,也可为农村环境的治理培养可用人才。为达到这一培养目标,学校在青年教师的引进和培养上也要考虑有工程背景的环境工程专业人才,同时可以通过帮助青年教师去设计类单位进行工程实践等措施,提高他们的工程素养和设计能力,从而达到辅导学生的要求。
2.在本科生毕业设计(论文)工作中体现资源与环境的紧密结合,设置适量的生态环境影响评价的题目。工科院校的环境专业一般更侧重于各种污染治理技术工艺的开发与研究,对环境与资源的重视不足。农业院校则注重于从宏观侧面上分析环境与资源的关系,将自身对土壤学、气象学和生态学等学科的研究优势体现在资源和环境管理方面。为进一步体现农业环境院校学生在这方面的特点,有必要在毕业设计时通过设置合适的环境影响评价的课题来提高学生的相关能力。另一方面,环境影响评价咨询工作在当前对环境工程本科毕业生来说是一个重要的就业方向,其中主要的一个部分就是生态环境影响评价。和做工作设计不同,由于农业院校学生在生态学方面有较扎实的基础,因此和工科院校学生相比并不逊色,甚至某些方面他们做的比工科院校的学生要更加深入,相关的知识结构也更加全面。为本科生毕业设计设置适当的环境影响评价课题,不仅发挥了农业院校学生在生态环境评价方面的一些优势,也可为学生的就业提供有效的帮助。当然,这同样也对学校的师资力量提出了更高的要求。不仅在课程设置上需要加入环境影响评价的课程,对青年教师的引进和培养,也要做好相关的准备工作。一个可取的方法是鼓励青年教师考取国家的环境影响评价注册工程师,通过提高教师队伍的素质来保障本科生培养的质量。
3.将毕业论文与教师主持的科研项目或课题联系起来,培养学生的科研素养。环境工程专业由于本科就业的压力较大,相当一部分的学生选择毕业后继续攻读本专业的研究生。对于准备攻读研究生的本科生,特别是已取得报送推免资格的学生而言,在本科毕业阶段通过完成毕业论文来得到一定的科研能力的锻炼是很有必要的。对于无需复习考研和找工作的保送生,可以安排他们尽早进入毕业论文的课题。在课题的选择上,应尽量从老师的在研项目中选取适当的一部分让学生来参与并完成,而不是只是简单的让本科生给在读硕士生打下手。根据笔者的经验,只要老师进行有效的辅导,并选取学生力所能及的课题,充分发挥他们的主观能动性,本科生同样可以参与到实际科研项目中,并做出较好的科研成果,有些本科生的科研成果在高度上甚至不逊于在读的硕士研究生。对于要复习考研和找工作的毕业生,也要尽早安排他们进入毕业论文的课题。老师要帮助学生按安排好时间,一方面要让他们认识到毕业论文的重要性,另一方面也要照顾到学生复习考研和找工作的实际情况,尽量做到两头兼顾。
综上所述,为了提高农业院校环境工程本科生的培养质量,有必要在毕业论文(设计)环节的进行适当的调整,提高毕业内容的多样性,加强其实践性,并突出农业院校的特色,为培育出更多可投身于农村环境治理的人才而贡献一份力量。
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根据环境科学学科的特点、发展趋势,特别是社会对环境科学专业人才的需求,要求我们必须培养高素质的环境科学创新人才及高级专业人才.创新人才应具有扎实的理论基础、科研技能和创新能力,毕业后主要从事环境科学教学科研和高层管理等;高级专业人才,应具有较扎实的理论知识、很强的实践技能,主要从事环境咨询服务、工程实施、环境管理等工作.重庆文理学院于2000年开设了应用分析与环境监测专科专业,在此基础上,根据21世纪经济可持续发展对环境保护的要求以及西部大开发对环境科学专业人才的需求,于2002年申报本科4年制环境科学专业,并得到重庆市教委批准,2003年开始招生.2007年环境科学成为重庆文理学院的重点学科,2008年成为重庆市的特色专业建设点.目前,该专业具有环境监测与评价和环境治理工程两个专业方向.重庆文理学院环境科学专业人才培养目标为:培养适应社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,知识面宽、专业技能扎实、实践能力强、综合素质良好,在企事业单位和行政部门从事环境规划、环境管理、资源管理、环境监测、环境评价、生态修复和环境治理等方面的生产技术、技术开发、应用研究和管理工作的高素质应用型专门人才.根据环境科学专业的人才培养目标,重庆文理学院环境科学专业的实践教学目标为高素质应用型人才的培养.近几年,重庆文理学院环境科学专业在应用型实践教学体系方面做了大量的改革与探索,正逐步建立具有自身特色的应用型实践教学模式.
2多模块、多层次实践教学体系的建设与改革
我国环境科学专业实践教学在培养高素质环境专业人才中发挥了重要作用,并形成了由课程实验、课程/教学实习、社会实践、毕业论文/实践构成的实践教学体系.近年来,重庆文理学院在建立应用型人才培养体系方面做了积极的探索.目前,重庆文理学院的环境科学专业已初步建立了多模块、多层次的实践教学体系,该体系由实验教学、专业实习、科研训练3个模块组成,包含基本训练、提高型训练、研究创新型训练3个层次.实验教学模块由基础型、综合型、设计型实验组成,重在培养学生基本实验技能、方法和手段,使学生的科学思维能力和创新意识得到初步训练;专业实习模块由认知实习、课程实习、课程设计、生产实习、毕业实习、社会实践等组成,强化学生的社会实践感性认识,培养学生分析和解决实际问题的能力;科研训练模块由创新实践、学科竞赛、课外科技活动、毕业论文(设计)、参加教师科研项目或工程项目等组成,使学生得到科研训练,提高学生的创新意识和科研能力.
2.1实践教学平台的建设
重庆文理学院化学与环境工程学院利用学校自筹资金、日元贷款项目和中地共建项目等,建立了“环境科学与工程实验中心”、“化学教学实验中心”和“分析技术实验中心”,总面积约为3500m2,仪器设备价值1200余万元.开设的学科基础实验包括无机及分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、仪器分析实验,专业基础实验包括化工原理实验、环境化学实验、环境监测实验、环境微生物实验、环境生态学实验,专业方向实验包括室内环境监测实验、土壤与农化分析实验、环境工程学实验、水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验、固体废物处置与资源化实验、环境科学综合实验、环境治理综合实验.目前的教学平台已能满足我校环境科学专业及相关专业学生基础实验教学和专业实验教学的需要.实习基地是实践教学的重要载体,基地建设的成效将影响实践教学的质量[4].为便于学生实习、见习,经过几年的努力,重庆文理学院已在市内各区县建立了稳定的实习基地,在永川区环保局、永川侨立水务有限公司、渝北肖家湾污水处理厂、重庆市环境科学院、江津污水处理厂建立了稳定的见习基地,基本能满足学生实习、见习的需要,较好地为学生提供了拓展视野、亲身体验的场所.在学生见习或实习期间,还请有经验的环保技术专家指导学生实习,进行现场教育.通过见习、专业实习、毕业实习等过程训练,让学生深入了解社会需求及自身的不足,明确了学习的目的,激发学习的动力,提高了综合素质.
2.2实践教学内容的建设与改革
一般来说,高校本科生毕业至少要修完160学分,其中实验课程、教学实习及毕业论文等约为30学分.重庆文理学院环境科学专业加大了学生实践能力的培养力度,本科生毕业需修完186学分(其中第二课堂素质拓展10学分),实验课程环节为26学分,集中性实践教学环节(包括军事理论与训练、见习/社会实践、学年论文、专业实习、技能训练及证书、毕业实习、毕业论文)为35学分,显著增加了实践环节的时间,有利于学生综合应用能力的培养.
2.2.1实验教学的建设与改革
近年来,重庆文理学院环境科学专业实验教学条件得到了极大的改善,有力地促进了课程的改革与发展,促进了学科专业的课程建设[5].学院现有重庆市精品课程《无机化学》,校级精品课程《有机化学》,校级重点课程《分析化学》、《环境学导论》、《环境监测》、《环境化学》和《水污染治理工程》等8门基础学科和专业课程.为了培养学生的综合应用能力和设计创新能力,结合教师的科学研究成果和新的研究方法、技术,于2009年自编了实验教材《环境科学综合实验》和《环境治理综合实验》,并于2010年试用于2007级环境科学专业的学生,取得了良好的效果.1)实验课程体系的科学化.环境监测与评价方向:目前,在这方面的人才培养普遍存在只重视环境科学专业教学,而忽视环境工程教学.学生对环境工程知识了解少,实际中的应用能力差[6],且普遍重视水体和大气污染物质的测定,而弱化甚至忽视室内污染物质、土壤污染物质的监测[7],不利于培养具有良好综合素质的应用型人才.为了适应现代社会对应用型环境监测和评价人才的需求,重庆文理学院环境监测与评价方向在专业课程别设置了环境工程学(实验)、室内环境监测(实验)、土壤与农化分析(实验)、环境科学综合实验.环境治理工程方向:目前,这方面的专业课程设置尚无统一的标准,主要根据各校的办学情况或所依托的学科专业自行设置[8].一般开设的实验课程主要为水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验和固体废弃物处理处置实验.但是,仅开设这些实验课程,无法满足用人单位对学生工程应用能力的要求,学生的综合能力、设计能力和创新能力培养无法得到保证.为了适应社会对环境工程人才的需求,重庆文理学院在这个方向的专业理论课程上增设了工程力学、测量学,实验课程增设了测量学实验和环境治理综合实验.2)实验教学课程内容改革的深化.随着我国社会经济的高速发展,需解决的环境问题愈来愈复杂,因此环境科学专业教学必须与时俱进.但目前我国环境科学专业实验教学主要以满足各课程的基本要求为目的,多数高校的实验教学内容相对稳定,一些实验内容陈旧,课程实验基本以单一实验为主,很少开展现场实验和集成实验,缺少学生自主设计实验,既不能体现实验教学的先进性和实用性,也难以培养高素质的环境科学创新人才和高级专业人才[9].重庆文理学院环境科学专业的实验教学始终坚持与时俱进的原则,结合实验室的建设,逐年改进、更新了部分实验内容,加大了综合性、设计性实验项目的比例,促进了学生对知识的综合应用能力和创新能力的培养.如表1所示,与2006级学生相比,2009级学生的专业实验项目由原来的75项增加为161项,增幅达114.7%,基础性、综合性、设计性实验项目分别为77、72、12项.其中,原有实验课程(环境化学实验、环境微生物学实验、环境生态学实验、环境监测实验、水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验、土壤农化分析实验)的基础性实验项目显著降低,由60项降为41项,而综合性、设计性实验项目分别由12项、3项增加为40项和8项,且改进实验项目10项,新增实验项目达42项.同时,新增了6门专业实验课程(包括室内环境监测实验、环境工程学实验、环境科学综合实验、固体废物处置与资源化实验、环境治理综合实验、测量学实验),新增实验项目达72项,其中基础性、综合性、设计性实验项目分别为36、32、4项,形成了具有一定代表性和自身特色的实验教学项目.此外,重庆文理学院环境科学专业适应国家环境保护和实验先进性的需求,将教师的科研成果或新的研究方法、技术改编成实验,进一步培养学生的应用性和创新性能力.如将“聚乙烯醇包埋活性炭小球处理含铬废水的研究”和“聚乙烯醇包埋活性炭/纳米TiO2微球处理含铬废水的研究”的研究成果及研究方法,改编成“聚乙烯醇包埋活性炭微球吸附废水中的铬(VI)”实验,将“粉煤灰絮凝剂处理实验室废水实验研究”的研究成果与研究方法改编为“粉煤灰絮凝剂的制备及其实验室废水处理”实验.另外,还根据学校所在的环境条件,设置了具有自身特色的一些实验项目,如“星湖校区空气质量评价”、“湖水中溶解氧含量的日变化”、“水体富营养化程度的评价”、“富营养化湖中藻类的测定”等,不但提高了学生实验操作能力,同时也激发了他们对专业研究的兴趣.
2.2.2教学实习的建设与改革
教学实习是大学生实践教学体系中的一个重要组成部分,是贯彻理论联系实际的教育方针,培养社会需要的德才兼备人才的重要环节;是巩固所学理论知识,提高学生分析问题、解决问题,培养创新与创业意识[10],学以致用和适应社会的能力,增强职业意识,进行基本技能训练的重要途径.虽然,重庆文理学院环境科学专业的实习、见习基地已能满足学生的实习、见习需要,但是也存在着显著的缺陷,主要表现在基地单位的性质较为单一,主要为各区县的环保局和污水处理厂,长此以往将不利于专业的发展和学生综合应用能力的培养.因此,有必要加强与具有良好环境行为和环境绩效的研究机构、企业集团、社会团体等组织,以双赢互惠、共同发展的原则,通过有效的科研合作,建立实习教学基地.前期的调查表明,众多的企事业单位愿意与高校通过科研纽带建立长期的互惠合作关系,多元化的实习基地建设应是可行的,目前这方面的工作正在逐步地开展.根据人才培养目标和学科特色,重庆文理学院环境科学专业建立了分年级、分阶段、分层次组织实习教学的机制.但是,随着我校应用型高校的定位,实习时间过短、时间段不合理的问题日益凸显,特别集中体现在毕业实习上.经认真的调查研究后,我校环境科学专业毕业实习由原来的9周调整为26周,时间由原来的第7学期1~9周调为第7学期第8周后(即毕业论文之后),从而在时间上为学生的实习效果提供了充分的保障.这也在一定程度上解决了实习单位对学生实习时间过短的不满,有利于加强与实习单位的长期合作.
2.2.3科学实践的建设与改革
科学实践是培养高素质环境科学专业人才的重要环节,主要包括学生参与教师的科研课题、科研申请、毕业论文/设计等.以往,由于教师担心学生的科研能力,不愿意学生参与自己的科研课题,即使有,也仅限于个别的高年级学生.但是,这种状况是极其不利于学生创新能力培养的,而且也不利于营造良好的学习风气.为了解决这一问题,重庆文理学院环境科学专业逐步建立、完善了学生参与教师科研的激励机制,每年均选择部分低年级(主要为二年级)的优秀学生(约为学生总数的10%~20%)补充进入教师的课题组从事科研工作,并且鼓励教师指导学生参与学校校级科研课题的申报、立项课题的完成.近3年学生校级科研立项达25项,涉及学生100余人,近10篇;特别是2008级学生科研课题达14项,涉及学生近半.无论是教师科研还是学生课题,过程中始终坚持以学生为主,教师指导的原则.经过2~3年的培养,这些学生毕业时均初步具备了开展科学研究的能力,整体素质较高.目前,环境科学专业逐步形成了学生科研能力培养的梯级机制,高年级学生逐渐成为教师科研的有力助手,能够有效地协助教师完成对低年级同学的辅导.学生科研创新能力的提高,极大地促进了学生参与各类科技竞赛的激情.近年来,学生在各类科技竞赛活动中获得了优异的成绩:1人次获“挑战杯”全国大学生课外学术作品全国三等奖,1人次获“全国大学生英语竞赛”二等奖,3人次获“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛重庆赛区二等奖,2人获“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛重庆赛区金、银奖,3人次获重庆市大学生“数学建模”比赛一等奖,2人获重庆市大学生“校园之春”活动之“我型我塑”环保服饰设计大赛及环保工艺品展二等奖,1人获重庆市大学生校园之春”社团之光“摄影展”之“我在社团”摄影大赛三等奖等.毕业论文/设计是本科生在校期间创新性科研实践的最重要环节,毕业论文体现了学生的科研水平,也反映了学校实践教学的水平[10].重庆文理学院环境科学专业狠抓学生毕业论文各教学环节,在学生毕业论文中安排所有具有讲师及以上职称的教师担任指导教师,并建立了相应的管理及考核制度,有效地提高了学生毕业论文/设计的水平.2006~2010届学生毕业论文经专家评审论文合格率均为100%,获得学校优秀毕业论文/设计的学生占毕业生总数的10%,优良论文占50%.
2.3实践教学管理的建设与改革
良好的管理是保证环境科学专业实践教学取得成效的关键[11-13].重庆文理学院化学与环境工程学院以教学副院长为责任人,教研室主任为组织人,教师为执行人,建立了实践教学的管理与考核机制和制度,并将学生的社会实践纳入正常的实践教学体系,建立和完善了实践教学成绩评定方法.近年来,我国的就业压力使大部分的高年级学生不能安心毕业论文/设计等实践环节,既影响了学生潜能的发挥,也影响了实践教学的质量.自2007级学生开始,重庆文理学院环境科学专业学生的毕业论文/设计时间由第8学期的第1~8周调到第7学期的第1~8周,避免了学生毕业论文/设计完成时间段与学生就业时间段的冲突,从而有利于进一步提高学生的毕业论文/设计的质量.同时,学生的毕业实习时间由第7学期的1~9周调为第7学期第8周后,实习时间也由9周延长为26周,不仅确保了学生能专心实习,有利于学生就业,也进一步增强了实习单位对学生的接受度.
3实践教学的成效
重庆文理学院环境科学专业应用型实践教学体系正逐步建立,已为国家培养了一批优秀的环境科学专业高级人才.从2007年第一届学生毕业至2010年,环境科学专业已经有4届毕业生,80%以上的学生取得了1~2个高级职业资格证书,且毕业生的综合素质和应用能力均得到了社会的认可.各届毕业生一次性就业率均在90%以上,最终就业率达100%,主要在区县环保局、企业、自来水公司、污水处理厂、环境咨询机构等生产第一线从事环境监测、水质监测、室内污染物监测、环境管理、污染物治理、水处理和环境评价等工作.从用人单位反馈的意见表明,学生在工作半年以后都能独立地开展工作,并具有较强的分析问题、解决问题的能力,有相当一部分毕业生已经成为了所在单位的技术骨干.当然,随着我国社会经济的高速发展以及环境问题的日益复杂化,对环境科学专业人才综合应用能力的要求也呈快速提升趋势,对环境专业应用型人才的培养提出了更高的要求,这对于我校环境专业的发展既是一次挑战,也是一次难得的发展机遇.如能顺应社会经济发展的需求,准确把握发展的方向和机遇,进一步构建更完善的环境科学专业应用型实践教学体系,将极大地有利于我校环境科学市级特色专业的建设,有利于我校环境科学专业应用型高级人才的培养,并且也有利于打造一支具有团结、拼搏和奉献精神的教学、科研队伍,促进学术梯队的形成.如在实验教学改革尝试中,许多实验内容是当代比较前沿或前沿的技术和方向,涉及的知识面广,教师不但要有本学科扎实的理论基础,较高的实验技能,还要加强业务学习,不断更新自己的知识,才能够胜任实验教学,从而有效地促进教师实验教学水平和科研能力的不断提高.
从专业结构看,国外发达国家大多专业方向丰富,专业设置呈现多元化发展的趋势;在我国,过去环境科学专业受母学科制约,专业方向划分过细。目前我国的环境专业本科生教育正在向宽口径、适应面广等方向发展,以改变过去那种在本科就开始培养“专业人才”,以至分配面窄,很难适应实际工作的状况。从办学要求看,无论在国内和国外,其办学导向都是与社会需求尽量取得一致。在培养目标上,各国普遍强调要对学生能够进行全面的文化素质培养,在“知识”“能力”和“做人”三方面做到有机统一和结合;在国外,比较重视“知识”和“能力”的培养;我国对本科生的培养目标多年以来强调培养“专家”和“专门人才”,着眼于毕业后的职业,要求毕业后能“专业对口”。因此,培养学生只重深度,不重广度,近年来虽已逐步扩大培养口径,但还不够。在由计划经济向市场经济转变的过程中,这种缺陷已经暴露出来,表现最突出的是毕业生工作适应面窄,适应能力差。致使毕业生就业困难。
在课程体系和学分制实施方面,国外设置的课程类别大致与我国相同,全部课程包括公共基础必修课、专业必修课和选修课。国外实施学分制与我国一个明显的不同点是,国外学生在选修上的自由度非常大。专业课数量众多、涉及面广,在指定选修课和必修课中也设置若干门课程让学生自由选择,甚至允许在校内其他系或学院选修其他领域的课程;在我国,学分制中规定的必修课学分多而选修课学分少,而且在选修课中,也只有本系开设的选修课程或一些全校性的选修课可供选择,而这些选修课少到若漏选一门则可能学分不够,使学生在近乎完全同一的模式中学习,这就造成了培养出的人才知识结构单一,难以应付实际工作中的各种问题。正是由于这个原因,导致国外不严格限制学习时间,学生只要修满学分即可毕业,而我国依然实行四年制本科教育。
二、环境科学专业教学改革发展方向
环境科学的独特性决定了高校环境类专业所需基础课内容广,专业课门类多。然而,学生在校时间有限,如何在课程设置充分体现以培养“综合型”人才为目标,制订出较为合理的教学计划,至关重要。
1.拓宽基础,文理渗透环境问题不仅仅是自然科学和技术工程范围内的问题,而且是一个社会经济问题。在解决具体的环境问题时,往往需要综合考虑环境、资源、技术、经济、市场等多方面的因素。因而,课程设置时应考虑多渗入经济、人文及行为科学的内容,加强文理渗透,提高人文修养,尤其是必须进行经济、管理、政策、法律等方面的教育。欧美发达国家高校环境类专业的课程设置无统一模式,但其共同的特点是具有宽厚的基础,几乎数理化、天文、地质、生物及社会科学等方面的内容都设有必修课或选修课。基础课主要集中在数学、化学、力学、经济、人文及行为科学等方面。美国佛罗里达大学环境类专业其文科课程约占总学分的13%,体现了文理渗透、加强素质教育的意图。美国杜克大学环境学院还开设职业写作、职业技能等多门职业素质教育课程。Brown大学环境科学中心执委会成员的职责之一就是指导学生根据各自的特点和爱好制订有效的和多样化的专修课程计划,使所选课程密切相关,并以一体化的论文为终点。这些做法都值得借鉴。
2.发挥特长,办出特色我国目前办环境类专业的院校不少。各高等院校应发挥各自特长,办出自身特色,不应强求统一模式。要注重专业课程的补充更新,通过开新课或在原有的课程中补充若干新章节来更新充实教学内容,使之能及时敏锐地反映学科的新进展以及当前环境决策和举措中的新观点和新动向,尽可能使学生能跟上时代的发展。
3.多设选修课,扩大选课自由度目前,我国高校选修课程占总学时比例小,可供学生选择的范围非常有限。这样的教学计划必然导致同校同专业的学生所学课程都相似,极大地制约了学生的个性发展与能力培养。国外高校这方面做得较好,如德国Stuttgrat大学选修课约占总学时的30%。英国的一些大学为解决因师资不足造成选修课缺乏现象,甚至可跨校、跨国选修课程。这些做法值得我们参考与借鉴。此外,可让学生自己选择毕业论文的研究方向与内容,并让他们在高年级阶段围绕该研究方向与内容选修相关的专业课。这样同一学校同一专业毕业的学生,所学的专业课可能差别较大,以避免知识结构单一。
4.加强实践性教学环节由于环境科学具有很强的实践性,培养学生从事科研和工程设计与实践的能力显得特别重要,因而不可忽视实践性教学环节,包括实验室工作、项目设计、野外实习等形式。对于实践性强的课程,讲课时间应少于实践课时间,精讲多练。通过实践性教学环节可以让学生了解环境科学专业的性质,加强培养学生的实际工作技能、实验能力、科研和工程设计能力,同时掌握科技论文写作方法,参与学术交流。让学生在大学阶段多参与一定的科研工作或参与完成实际工程,对提高就业率也是一个行之有效的途径。
三、环境科学专业教学模式探讨
1.环境科学专业课程模块和内容体系我国环境科学专业的课程模块大致如图3所示。环境科学专业的知识结构和体系应体现强化专业基础,拓宽专业方向,重视专业技能的改革的基本原则。其基本思路就是:第一,把环境科学的课程体系作为一个系统,按照课程体系的知识结构层次和认识规律的要求,确定各门课程的地位和作用,组织、选择和合理安排课程的教学内容及相应的教学要求。第二,按知识体系的功能与作用将课程体系分为理论基础、技术基础、工程原理基础和专业基础以及专业课五个基本模块,各模块所设基本课程见图4所示。这样的课程结构能更好的反映不同层次的课程所能提供的知识内容,更能反映社会发展对人才质量的要求。在具体办学当中,各大学依据自己的办学特色和对学生的不同要求对于专业课程的安排各有不同。如综合性大学的课程设置比较全面,涉及到了化学、环境管理学、环境工程学、环境伦理学、环境生态学等各个方面;工业类大学则侧重工业的特点,开设了一些偏重于环境工程方面的课程,如哈尔滨工业大学将大气污染控制工程、水污染控制工程、固体废物处理与资源化、环境影响评价与环境规划等作为其主干课程;地矿类大学将其专业课偏重于地质学方面的内容,如中国地质大学开设了水文地质学基础、环境地学等地质类的课程;师范类大学侧重环境管理和生态学方面的培养,主要开设了环境规划与管理,环境生理学、植被生态学、城市生态学、污染生态学等作为其主要专业课程;林业类大学主要开设了环境与资源保护法学、水土保持学、生态学等偏重于资源和水土保持方面的课程而体现出其专业特色;化工类大学主要开设了有机分析、现代生命科学导论、分子生物学、化工工艺学等偏重于生物和化学类的课程作为其基础课程,体现出其在化学工程和生物工程方面良好的专业基础;农业类大学则十分重视土壤、资源和生态方面的课程,主要有土壤学、植物营养学、土壤地理与调查、土壤-植物-环境分析、养分资源管理、资源环境信息技术、普通生态学,农业生态学等课程。
2.环境科学专业实践性教学环节改革目前,环境科学专业实践教学环节还仍然比较薄弱,还不能完全与课堂教学内容相适应,不能满足学生动手能力和创造能力培养的需要。因此,为培养合格的环境保护人才,全面提高环境科学专业学生的科学素质,加强环境科学实践性教学以提升教学质量和教学效果则显得尤为必要。针对环境科学专业的性质和培养目标提出环境科学专业实践教学环节应包括认识性环境实习、环境专业课程设计、生产实习和毕业论文等四个环节。认识性环境实习。主要包括:①一定区域内自然环境、人文环境的现状,如森林、灌木、草原的天然分带性,草原生态环境现状,干旱戈壁、沙漠环境现状,城市环境特征及现状;②环境演化及其环境效应,如河流源区的森林涵养水源效应,沙漠绿洲的形成演化及其环境效应;③生态环境问题和环境污染问题,如干旱内陆河流域的水环境问题,戈壁、沙漠生态环境及问题,矿山环境问题,城市环境问题等;④环境保护措施和污染防治技术,如生态环境保护措施,土地荒漠化及沙漠治理技术,“三废”污染防治技术等。(2)环境专业课程设计。环境专业所开设的专业课程都是实践性很强学科知识,这就决定了所有专业课程的教学都应包含有实践教学的内容。例如,《环境监测与评价》必须要有各种监测仪器使用操作的实践教学内容,也包括对取得的数据进行环境质量评价的过程;《水污染控制原理与技术》课程应有污水净化机理的实验和污水处理工艺流程等实践教学内容;《大气污染控制原理与技术》课程应安排大气颗粒污染物物理性能检测、大气污染物净化等试验和安排去火电厂参观烟气除尘装置;《固体废物处理处置及资源化》课程实践教学内容主要包括固废的收集、转运、分类贮存,压实、破碎、分选、固化,发酵堆肥,热解、焚烧,填埋处置及资源化利用等技术过程。(3)生产实习的内容。环境科学专业生产实习的内容既包括专业课程设置所涵盖的内容,也包括教科书中还没有反映的相关内容。主要有环境现象和环境问题调查分析方法,环境质量监测技术,环境影响评价方法,污染控制原理和治理技术方法,环境地质灾害预测评价,环境政策、法律和环境管理等。环境生产实习要求学生亲自参与环境保护实践工作,如参与区域生态环境现状调查分析,对大气、水、土壤污染状况进行监测,参加一项建设项目的环境影响评价工作等。(4)毕业论文的内容。毕业论文实行导师制,即由一名本专业讲师以上职称的老师或校外相关技术人员担任导师,指导3~5名学生进行毕业论文的写作。内容可涉及环境科学相关专业所有知识点。
四、结语
农业院校的环境工程专业因办学条件的限制,难以达到像清华大学、同济大学等国家重点工科院校办环境工程专业的要求。农业院校的环境工程专业应有自己的办学方向和专业特色,发挥自己的特点。高等农业院校和农村、农民联系比较紧密,比较熟悉农村的生产、生活和生态问题,并且在土壤学、植保学、生态学及环境生物学学术研究领域有较强的优势,这些正是高等农业院校培养人才的优势。因此,我们开设了“环境生物修复工程、环境微生物工程、农业生态工程及其设计”这样一些比较适应农村生态建设的课程。在开设水、大气环境污染物和噪声监测等环境工程专业常规实验项目的基础上,增设土壤污染物、农产品污染物、畜产品污染物、水产品污染物的监测分析实验,拓宽实验面,以突出高等农业院校环境工程专业的特色。
二、变实验室为模拟生产现场
环境工程是实践性很强的专业,培养学生从事工程设计与实践的能力至关重要,为此,我们购进一批大气、水相关实验的模型设备,模拟工业生产过程。模型设备均用有机玻璃制成,有园型曝气池、气浮池、絮凝沉降池、活性碳吸附、生物塔式滤池、生物膜转盘、钭板沉淀池、普通快滤池、XT型高效填料气体净化塔、YQJ型(旋流板式)气体净化器、旋风除尘器等模型,使学生非常直观清楚地了解相关大气、水处理设备的内部构造,在生产实地这些内部构件如果不是停产检修也难以看清。模拟生产过程,进行实验操作,测得相关的实验数据,这样的实验非常接近工业生产实际,通过实验学生能充分体验到专业基础和专业课理论与生产相结合的典型事例,缩短学生对生产工程的距离感、生疏感。学生对这些实际处理工艺的运行操作,对整个工艺以及设备有了一个更完整的认识和掌握,有效地提高了学生的专业操作技能。
三、实施开放式实验
环境监测是我校环境工程专业主要专业课之一,而环境监测教学实习是培养学生独立开展监测工作的重要措施。为了使学生能真正掌握大气、水、土壤、噪声等常规监测项目的实施方案和监测方法,我校进行了环境监测教学实习改革,即“开放式”教学实习。任课教师和实验员根据现有的仪器设备、药品等拟定监测项目和监测对象,将全班学生分为若干个实习小组(一般每组3~5人),每个实习组分别制定实习计划,确定本实习小组的监测项目、监测对象、采样地点、分析方法和时间进度;以小组为单位领取试剂、玻璃仪器,配制实验试剂,实习期间实验室和仪器室全天开放,1周内每个小组要独立完成对水质、大气,土壤、噪声等10个以上项目的监测。实习结束后,每小组将所领取的药品试剂、玻璃器皿等洗净归还,并且最后各小组进行交流讨论实习的收获和存在的问题,每人交一份实习报告。试行“开放式”实验,可让学生根据现有的仪器设备和药品,自己外出取样,然后根据采样点及其周围环境状况可能导致的水质来确定监测项目和监测方法,学生各自制定不同的监测方法来测定水样中不同的污染物,学有余力的同学还可以就不同的监测方法进行比较实验。这样一方面增加了学生的实验兴趣,更有利于培养其创新能力和解决实际问题的能力;另外根据实验过程中出现的问题,教师可指导学生查阅参考资料、文献对某些实验项目进行方法上的改进,激励学生的求知欲望,使学生具有独立思考、自由发挥、自主学习的时间和空间。通过这种“开放式”教学实习,学生的动手操作能力有了很大提高,对整个环境监测过程有了清楚的认识,同时通过对校园周边环境的监测,更清楚地了解到环境的质量现状。
四、加强师资队伍实验教学能力的建设
由于历史的原因,高等农业院校环境工程专业的教师大多出自综合大学的理科或农业院校,来自工科专业的很少,教师专业结构不够合理,实验教学能力较差。近年来,我们通过以下4种方式加强了师资队伍的建设:(1)从工科院校毕业的研究生中补充新鲜血液,近年来争取了浙江大学、东华理工大学等环境工程专业的研究生3人。(2)加强包括实验技术人员在内的现有教师的培训、培养,鼓励他们到工科院校听相关的课程,使他们向工程学科靠近。(3)通过科研提高解决环境工程实际问题的能力。(4)鼓励教师参加各式各样的短期环境教育研讨班,获取从事环境影响评价、环境工程设计的多种上岗资格证。这样一方面提高了教师的业务水平,扩展教师从事社会实践的机会,另外还提升了学校在社会上的知名度,为学生的就业提供了更多的机会。
五、对环境工程专业实验教学的建议
1.增加工程实验课
环境工程实验教学改革和创新的目的在于培养具在较强动手能力和创新精神,善于理论联系实际的环境工程专业毕业生。为此,对传统的实验课体系与模式应加大力度调整,增加工程实验题,要求学生根据社会上某一具体的生产或工程单位的实际生产活动为背景。这些工程单位包括学生在生产实习、社会实践和外出顶岗中接触的单位,可由学生自己联系,也可由学校帮助联系,以提交实验报告或工艺设计、工艺流程的形式完成。
2.实验与毕业(设计)论文挂钩
环境工程专业毕业生的毕业(设计)论文必须具有工程背景,必须以综合实验或工程实验为基础来撰写。取消目前大量存在的综述性的毕业论文课题。学生的毕业论文应以自己亲手做的研究性实验,或亲身参与的工程项目为基础进行撰写,没有研究项目的教师不能做论文指导教师。聘请一批长期在生产第一线的工程技术人员担任毕业(设计)论文指导教师,通过把实验与毕业(设计)论文挂钩,使学生在做实验的时候更投入、更有针对性,同时也可使毕业(设计)论文的质量得到提高。
3.引用最新的科研成果,体现学科前沿
作为肩负高素质人才培养使命的教师,应积极参与科研,时刻关注、跟踪环境工程学科的前沿,关注了解最新研究方法与手段,并尽快将其引入实验教学,不断更新实验手段。要积极为学生开展第二课堂活动,让学生利用课外时间尽早参与教师的科研活动,使他们在科研活动中学到书本上学不到的知识,以培养其实验动手能力、组织实验能力和科研能力。
4.实验过程绿色化
作为环境保护事业的参与者,在实验的全过程(从实验内容的设计到实施)更应注意环境保护问题。首先在实验的设计上,尽量做到微量化,减少化学物质的环境投放量,尽可能地选用对环境不造成二次污染的药品试剂;此外,对于实验过程中产生的有毒、有害化学物质,决不随意排放,应用专门的容器收集,再送有关部门统一进行无害化处理。
女科学家卡逊于1962年出版的《寂静的春天》,因为是当代环境保护运动的第一本著作而闻名于世。我有这本书的中文版,我知道。只是由于不断地搬家,不知道放在哪个纸箱里而已。某日,评读一位学生的毕业论文,是讨论环境问题的,论文引用了卡逊在《寂静的春天》中的几句原话,然而却没有标明出处,参考文献中也没有列出卡逊和《寂静的春天》。我一时冲动,翻箱倒柜,想找出那本久违的旧书。但当我真找到它的时候,却大吃一惊,书的封面上清清楚楚地盖着方印“XX学院图书馆藏书章”和书号“221176”。XX学院就是现在的某大学的书,竟然在我的手上,原来那位同学找不到所引文献的责任,还在我的身上。
不过,我很快就释然了:书后更加清清楚楚地盖着一个“注销”的方印。回忆起来,这本书是我在当年学校图书馆廉价处理旧书的时候买下的。那时图书馆书库狭小,不时要处理旧书,以便新书入库。因此,《寂静的春天》被我碰巧从旧书里觅得。该大学1979年恢复,图书馆大概亦是1979年重新建立的吧。《寂静的春天》中文版也是1979年第一次面世,被当作旧书处理是在1987年左右。那时,卡逊的书乏人问津,8年内可能无人借阅,自然应当处理。
不知道是写作论文的同学偷懒,没有去查找图书馆仍然藏有的《寂静的春天》的复本,还是图书馆不再藏有这本书了――两者都是令人遗憾的。但无论如何,值得欣慰的是,从1979年《寂静的春天》的乏人问津,到现在越来越多的学生以环境保护为题撰写论文。在我们的身边,已经有越来越多的人关注环境问题,这是可以告慰于生前饱受围攻的卡逊之灵的进步。
《寂静的春天》不是学术著作,作者写这本书的目的,不是建立理论,而是以振聋发聩之势来冲破阻力,“唤醒民众”。当下,每日难以忍受的空气污染,已经唤醒了我们的环保意识。比《寂静的春天》写得更好也更新的环保读物已经很多,因此,我们大多数人没有特别的必要去了解卡逊的原话或者原著,也没有必要像我评读的论文的作者那样为此而思索。我们所要做的,大概仅仅是用我们已经觉悟了的环保意识,提醒自己离开房间时顺手关灯、丢弃垃圾时随手分类、可走路时无须乘车、能耐受时不必空调……
实践教学不像课程教学可以通过考试分数来直观的展示学习成效。实践教学存在难以量化学习成效,难以衡量教师的付出和学生的收获,这也是导致实践教学容易被忽视的一个原因。
应对举措
实践教学是课程教学重要的补充,结合环境工程就业需求,既能使学生巩固理论知识,又能锻炼实战能力,既能掌握专业知识,又能培养综合素质。针对如上存在的实践教学中存在的问题,可以通过如下的举措来应对。
(1)解决对于实践教学的认知问题
通过对用人单位的人员要求的分析可以得知动手能力是用人单位考虑毕业生的重要方面。学校可以引入用人单位现身说法来提升学生和教师对于实习等实践教学的重视。具体的方式可以用往届生、用人单位的HR部门的人员来学校进行交流的这种方法来实施。
(2)解决实习基地和实习管理的低效问题
①加强实习基地建设,构建实习基地共享平台基地建设是实习管理的重要环节。可以通过联合几所大学的环境相关专业的实习基地方面的优势和力量,构建环境实习基地示范区,培训一批合格规范的环境实习基地指导教师。该实习基地示范区可以作为区域各高校环境科学、环境工程、生态学、生物技术等专业共享的实习基地,避免不同专业低水平的重复建设,实现资源共享与优化配置。
②优化配置实习时间考虑到食、住、行的方便,将环境保护监测站、城市污水处理厂、大型环保公司等单位作为各高校环境科学与工程类本科专业认知性环境见习、生产见习和毕业实习的基地,一般一个实习基地以一次性容纳20~30名学生实习的规模为宜。因此,区域内各高校有必要探讨如何将彼此的实习时间错开,并与毕业论文(设计)有机衔接,避免“人满为患”,提高实习基地的利用效率
③加强分散实习的研究采用集中实习和分散实习相结合的方式.分散实习是集中实习的延伸,是学校把握用人单位需求和动态的一个窗口。分散实习在经费上比较节省,对于培养学生的独立工作能力和社会适应能力也很有帮助,但要避免“散放羊”,对分散实习的模式、指导方式和考核方式加以适当的考核和跟踪调研,加强对分散实习的管理.
④改革毕业论文和课程设计的选题方法让学生积极参与到指导老师的课题研究中。将实验、实习、毕业论文设计有机地结合起来,进行综合性的实践教学。
(3)建立实践教学的量化考核
实践教学实施的结果需要有一种量化考核的方法来进行显示呈现,方便说明、比对,方便实践教学的改进。首先建立评价机制。
①对于实践教学全过程的评价实践教学过程评价方为实习单位、用人单位,实习单位可以对近期实习活动进行评价,用人单位的评价指的是用人单位对于毕业生的评价。实习单位的评价的获取比较方便,但仅仅能评价当前过程;用人单位的评价获取稍微困难一些,但可以获取长期的评价。如上的两个评价可以结合使用。
②对于实践教学教师的评价实践教学教师的评价方为实习单位和学生,通过实习单位和学生的双重评价可以获取实践教学教师的过程表现,包括态度,付出度等。③其次是评价结果的引用有了评价结果,下一步比较关键的就是评价结果的应用。把这些评价应用到实践教学教师的业绩贡献中。
④最后是博取众长优化实践教学环节理论与实践相结合,首先调查国家指导方案及国内环境工程专业的实践教学课程体系的设置和改革情况,了解目前环境工程专业的就业去向和市场需求,根据学校环境工程专业的建设及发展状况,设定合理的实践教学比重;同时,听取指导教师、应届生和往届生的意见,对实践教学中存在的问题进行总结,并结合其他学校先进的教学模式,建立适合我校的实践教学模式。具体的操作方法:收集文献资料,学习研究国内外先进的实践教学经验;组织用人单位座谈,了解市场就业需求;组织教师学生座谈查找实践教学中的问题;对实践教学计划、教学大纲和实习指导书等文件进行修改完善,并在学生中进行实验教学。
总结