水污染课程设计范文

时间:2023-10-11 17:24:10

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水污染课程设计

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【关键词】广西特色行业 水污染控制技术 课程设计

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2012)08C-0132-03

冶金、制糖、造纸、石化等是广西有特色的优势产业,但也是污染大户。面对这些结构性的污染问题,广西已开始大力推进工业循环经济,把优势产业推向减排第一线。广西优先发展的14个千亿元产业中的污染大户也都在紧锣密鼓地建设污水处理设施。广西经济的快速发展,需要大批从事环境监测与治理技术的专业人员。而高职院校环境监测与治理技术专业旨在培养面向生产一线的,懂技术、会管理的监测评价人员、污染治理人员、生态产业人员等高技能应用型专门人才。本文拟基于广西特色产业对高职水污染控制技术课程进行设计,以期有助于相关人才的培养。

一、水污染控制技术课程的设置和能力目标

水污染控制技术是环境监测与治理技术专业的核心课程之一,是环保类毕业生从事工业废水处理、城市污水处理及污水再生利用等岗位必备的核心知识与技能的集合,它是对前导课程相关知识与能力的具体应用,能直接为学生取得三废处理工和水处理工等职业资格证书奠定知识技能基础。

(一)水污染控制技术课程的前修、后续课程

水污染控制技术的前修课程有无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析、环境工程基础、环境工程CAD、环境微生物技术、环境监测、环保设备及应用、环境影响评价等。这些前修课程可为该课程的学习起到良好的知识结构支撑作用,水污染控制技术则是这些课程知识、技能的综合运用,并为生产实习、顶岗实习等后续课程奠定扎实、良好的基础。

(二)水污染控制技术课程预期能力目标

高职教育尤其注重实践教学,在坚持“开门办学”的基础上,与企业紧密合作,参照三废处理工和水处理工职业资格认证标准,结合水污染治理行业的发展状况及岗位能力需求,确定课程能力的培养目标。其能力目标包括三个方面:专业能力目标、方法能力目标、社会能力目标。各能力目标具体如表1所示。

二、水污染控制技术课程设计的理念与思路

(一)课程设计理念

水污染控制技术课程设计的理念应为:根据教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》的精神,以社会需求为引导、以提高课程的教学质量为核心、以学生职业能力提升为主线、以校企合作为平台,改革课程教学;密切跟踪当前国内国际职业标准,以职业技能鉴定为依据、以实际工作岗位的技能要求构建教学内容;利用网络、录像、多媒体课件、工程实例、仿真实训等,采用教学做一体化、学生自主学习和讲训一体化、全真环境和仿真实训一体化、实景训练和课程设计一体化等教学方式培养学生的知识能力、方法能力与社会能力,达到知行合一的目的。

(二)课程设计思路

1 密切跟踪国内外职业标准,以工作任务为载体,结合地方经济,以实际工作岗位的技能要求重构课程内容。围绕区域经济特色和企业特点,以工作任务为载体,将课程内容整合、序化为8个教学情境、19项学习性工作任务,内容涵盖水污染控制技术的知识和技能。理论内容选取以必须和够用为准则,合理删减原有教学内容中的落后技术,所有实训项目均来源于实际工作岗位的工作任务,教学内容、教学目标与实际工作岗位的要求相对接,提高实训教学的技术含量。

2 在教学过程设计上,以学生职业技能的提升为主线,设置教学情境,进行情境式教学。教学内容确定后,按照工作任务的难易程度,以及工种鉴定的层次,进行教学情境的划分。每个教学情境中没有章节,只有工作任务,学生经过每个教学情境的训练后,其知识能力、方法能力、社会能力逐步得到提高,最终实现课程培养与岗位能力有效对接。

3 采取多种方式并用的教学方法和手段,全面促进课程教学手段的变革。针对不同的教学情境采取不同的教学方法和手段,如教学做一体化、学生自主学习与讲授一体化、全真环境和仿真实训一体化、实景训练和课程设计一体化等,以学生为主体,现代教育技术为突破口,展开教学,促进课程教学手段的变革。

三、水污染控制技术课程教学内容的设计

(一)工作任务与职业技能分析

水污染控制技术课程在整体设计上遵循课程设计理念,以培养废水处理工的职业能力为目标,密切跟踪国内外职业标准,同时根据广西水处理行业、企业发展的需要,结合毕业生工作岗位所需要的知识、技能、素质要求构建课程内容,适用于三年制环境监测与治理技术专业高职专科学生。工作任务与职业能力分析如表2所示。

(二)教学内容的选取

根据工作任务与职业技能分析,将主要工作任务化为8个教学情境,19项学习性工作任务。课程教学内容的选取上不仅包含了水处理领域的知识与技能,同时也体现了区域经济和行业发展对人才需求的特点,符合高职教育人才培养的宗旨,具有普适性和针对性。具体对应关系如表3所示。

(三)教学内容的组织与安排

水污染控制技术课程是以实际工作岗位的技能要求(初级、中级与高级废水处理工)构建教学内容,按废水处理工由初级、中级到高级这种逐步递进的职业技能成长规律编排教学情境,每个教学情境下主要选取广西重点处理的污水项目为具体工作任务,以废水处理工的实际工作过程为导向,以工作任务为驱动,系统化编排“学习性工作任务”,以实现教学目标。课程具体教学组织与安排如表4所示。

(四)教学内容的具体表现形式

1 校本教材。开发工学结合系列校本讲义,将内容以任务形式表达出来,并融入水污染控制新理论和新技术以及地方特色产业(冶金、制糖、造纸、石化等)污水的治理技术,使课程内容涵盖水处理领域的知识与技能。教学中以典型工作过程为导向,任务为载体,训练学生的专业技能。

2 多媒体教学课件。可灵活运用多媒体课件技术,将工艺流程及设备、污水核心处理技术等教学内容以动画、声像等形式表达出来,突出教学重点,解决难点,提高教学效果。

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卓越工程师培养是促进高校培养适应社会和经济发展需要人才的一项质量工程。该计划是一种全新的人才培养理念和模式,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类高质量工程技术人才,全面提高工程教育人才培养质量,促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国。

湖北工业大学是一所省属的工科院校,于2011年10月获批成为教育部第二批卓越工程师教育培养计划高校,环境工程专业有幸成为其中的一份子。因此作为一名专业课老师,思考在卓越工程师的培养模式下,如何构建新的课程体系、优化课程设置、调整教学内容、创新教学方法、强化实践教学训练使其符合卓越工程师人才培养要求。水污染控制工程是环境工程专业的重要主干课程之一,主要讲授污水处理中最常用的物理、化学、物理化学及生物的处理方法,将污水水质指标、污水处理理论、原理和工艺技术设计计算紧密结合,并对常见的处理工艺进行系统介绍,使学生对不同水质的水处理理论的方法有全面、系统的认识。水污染控制工程是一门综合性很强的课程,涉及化学、物理、物理化学、环境工程微生物和流体力学等学科。课程的设置不仅包括理论与实验教学,而且还涉及课程设计以及实习实践等环节的内容。该课程作为一门实践性较强的课程,对学生的动手能力,工程设计能力有着更高的要求,因此,如何提高学生自身的素质和竞争力,为学生今后的发展奠定了坚实的基础,需要我们教师根据课程特点,结合社会的需求不断改进教学方法和手段,培养出合格的人才。主要采取以下措施。

一 课程教学内容改革探索

1 调整优化教学内容,增加课程的先进性

随着工业的迅速发展,工业排放的废水越来越复杂,传统的废水处理技术已经不能满足处理的要求。因此随着科学技术的快速发展,水污染控制新技术和新装备也日新月异。教师在上课时必须紧跟科技发展,积极掌握水污染控制技术及设备的最新进展,及时将新技术、新工艺和新理念融入教学内容,如高级氧化法、生物絮凝剂、复合絮凝剂、膜生物反应器等高效新型的技术纳入到课程中。学生在掌握传统技术的基础上,掌握最新的行业技术,使他们在以后的就业和学习中,立于较高的基点。

2 面向工程,强化特色

水污染控制工程作为环境工程专业的一门核心课程,其课程建设与改革应根据环境工程专业的人才培养目标,面向工程,加强学生的动手能力、工程实践能力、创新能力的培养与教育,做到教学、科研和实践的有机结合,不断丰富实践教学的内容、方式和途径,以有效提高学生面向环保产业生产一线的工程素质。教师在课堂上介绍一些工程实例,通过讲解其工艺原理及工艺参数的选取特点,强化学生理论联系实际意识和工程意识,同时根据我校轻工特色,增加大量的轻工行业的污水治理的实例如造纸废水、食品废水等。同时工程案例和项目要不断更新,紧扣学科热点问题,密切跟踪企业发展急需解决的问题,真正做到企业需要什么,学校就教什么。并结合《室外排水设计规范》根据其给出的废水工程的设计原则和设计的指导,跟踪行业发展,树立规范意识。

3 与职业资格考试相互结合

注重授课内容与注册环保工程师考试的要求相适应。随着2005年9月1日起《注册环保工程师制度暂行规定》的施行、2007年注册环保工程师资格考试的首次实施,中国在环保行业逐步实行执业注册制度。水污染防治(即水污染控制工程)是注册环保工程师资格考试的四个专业方向之一。

结合注册环境工程师的考试要求,将相关内容整合到教学过程中,保持教学软件与工程实际应用软件的同步,使学生所学内容能够和工程设计与管理实践相接轨,从而构建理论教学、实践教学以及注册环境工程师培养三位一体的课程内容体系和实践教学体系。

二 采用多种灵活的教学方法

1 多媒体与传统板书相结合

水污染控制工程作为专业主干课,公式和工艺流程多,基本原理和工程技术应用多,针对这一特点,教学中选择了传统板书和多媒体课件并重的教学方式。多媒体教学可以集文字、图像、动画、声音于一体,把相关的内容和图像生动、直观地投影到屏幕上,通过声、光对信息的传递将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化,激发学生学习兴趣,调动其主动学习的积极性。例如在讲述构筑物结构时,既有实际构筑物的图片,又引入AUTOCAD图纸,使学生不仅了解构筑物的外观形式,而且深入了解构筑物内部构造和关键的设计点,这有利于增加学生对构筑物构造的感性认识,加深印象,从而强化学生对相关知识点的学习和理解。又如在介绍处理工艺流程时,既可先借助流程图的图片介绍流程的工作原理,然后又引入实际污水处理厂的flash和DV,使学生对工艺流程的理解从感性和理性上都会得到强化。

传统板书传递给学生的是一种视觉信息,是教师在课堂上利用视觉形象与学生交流信息、传递知识的重要教学方式。科学研究表明,在进入人脑的各种信息中视觉信息约占75%,可见板书在课堂教学中非常重要。因此将传统板书和多媒体相结合,使学生不仅学习积极性很高而且接收的信息量大大增加。

2 讨论式教学

为了避免“填鸭式”的教学,可以采用讨论式教学,即教师首先提出问题,将学生分为几个学习小组,每组分配一个问题。经过充分的查阅资料、认真讨论和总结后,各小组派代表发言给出总结,教师在此基础上进行点评,并给予优秀学习小组的肯定和奖励。这种教学方式不仅可以激励每位学生都热情饱满地参与到学习活动中,还有效避免上课思想抛锚的情况发生,通过讨论可以使重要知识点明朗化,有助于学生的记忆,达到事半功倍的效果。

3 采用教学团队进行教学

教师是课程建设的关键,教师的能力和水平决定了人才培养的质量。为了更好地实现该精品课程的教学目标与建设目标,改变传统教学方式——“一个教师教一门课”,采用教学团队进行教学,教学团队由教授、副教授、讲师组成,由工程经验丰富、教学水平高的带头人领衔负责,以中青年教师为主体,建立知识、年龄、学历结构合理的教学团队。任课教师不仅具有丰富的理论知识,而且具有实际工程经验。教学团队建设的过程不仅要提高团队成员整体素质,而且要优化组合,有效促进水污染控制工程课程教学改革与建设,不断提高教学效果,提升教学水平。

三 加强实践性教学环节,提高学生综合素质

1 整合实验内容,提高学生动手能力

在授课过程中,安排验证性实验,此类实验以加深学生对水污染控制技术基本概念、基本原理、基本方法的理解,以及基本实验技能的培养。在授课结束后,安排设计性实验、综合性实验,让学生对所学的内容进行综合运用,充分调动学生的探索积极性,培养其独立思考能力、综合运用所学知识解决问题的能力以及创新能力和团队合作精神。根据我院的特色专业——造纸、食品等专业,可选取造纸、食品生产废水,通过水质分析、设计出自己认为最佳的处理方案,再通过实验加以验证。

水污染控制工程涉及的实验内容多而广,通常所用的时间较长,传统的实验课程无法满足学生对实验的全面了解。因此可在传统实验课程的基础上,设立开放实验室。让学生在实验室统一开放的时间,利用课余时间进行实验,如氧化沟处理废水实验,进行实验的设计、参数的选择、污泥的培养、装置的运行、处理后废水指标的测定等过程。这样不仅能培养学生的责任心和自我管理能力,而且能最大限度地让实验室资源得姬充分的利用。

2 课程设计选用实际工程案例

该课程的课程设计主要是针对完成水污染控制工程课程学习后进行的一个重要的实践环节,也是一个总结性的教学环节。其目的是使学生在掌握了水污染控制工程的基本原理、基本理论和设计方法后有针对性地进行模拟设计,学会查阅资料、使用手册、选用数据和公式、合理确定工艺流程、正确进行设计计算、用技术经济的观点评价设计结果,用AUTOCAD画出合理的平面、高程图。另外还要结合认识实习,将认识实习安排在水污染控制工程理论课结束后,课程设计前进行,这样使学生已经对污水处理厂有了一个初步的认识,课程设计更加合理,符合实际。

3 开展多渠道实习形式

在传统的认识实习、生产实习、毕业实习的基础上,拓展更多的实习渠道,如学术讲座、校企合作等。举办专题讲座,邀请工程实践丰富的技术人员或专家给学生做专题报告,结合工程实例讲授工程设计、施工、运营过程等实际问题,启发和引导学生去寻求解决问题的方法。

与一些污水处理厂、环保公司建立长期实习合作关系.选派学生到公司进行长期实习,参与公司污水处理厂设计、营运的整个过程。同时,结合湖北工业大学膜技术研究所的研发和工程实践,让学生参与多项课题的立项、研究、项目实施和项目运行。

总之,高等工科学校卓越工程师培养计划是实现建设具有中国特色新型工业化国家、建设创新型国家、人才强国等国家发展战略的重要教育举措。水污染控制工程是环境工程专业重要的一门专业课,因而课程的建设应以培养学生的工程实践能力和创新能力为目标,采用恰当的教学方法,丰富教学内容和加强实践环节,切实提高教学质量,把学生培养成真正高素质的技术应用型人才,对于“卓越工程师”的培养有重大意义。

参考文献

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[2]李凡修,张竹青.水污染控制工程课程建设的实践与设 想[M].北京:高等教育出版社,2008.

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[4]徐进,李红艺,水污染控制工程课程教学改革初探[J].时 代教育,2011(9):50-51.

[5]刘艳娟,沈丽,张志众.水污染控制工程课程教学与实践 [J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2011,11(3):126-130.

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关键词:教学改革;课程体系;水污染控制工程

随着我国专业设置的调整、人才培养和教学模式的改革及对所培养人才规格要求的日益提高,仅进行单门课程的教学内容、方法和手段的建设和改革,难以促进专业教学的整体效果。本文从水污染控制工程的知识结构出发提出了其课程体系改革方案。

1、水污染控制工程课程体系改革的基本思路

为培养面向21世纪、具有良好人文素质和扎实宽广的专业技术基础知识的应用兼开拓型环境工程专业人才,必须对现有的课程体系进行改革。课程体系的建立是教学计划制订的重要组成部分,后者不仅是前者的充分体现,而且又为各课程教学内容的安排和要求提出了明确的规定,为各课程教学大纲的制订和教学过程的实施、教学方法和教学模式的改进提供了纲领性的导向和依据。

据此,提出建立新课程体系的基本思想如下:(1)根据改革要求,以工程应用型人才培养为目标,改革现有课程体系,根据环境工程专业教育教学的基本要求,构建新的课程体系。(2)按照课程体系知识结构的层次要求及实施工程任务的规律,确定各课程的作用和地位,组织、选择和合理安排课程的教学内容及相应的教学要求,运用“工程集成”的概念来组织基础和综合应用类的课程内容,把水污染控制工程课程体系作为一个系统,将其划分(为若干模块,根据模块的功能提出不同的教学模式。(3)借鉴有关研究成果,以“知识利用体系”的观念及知识利用的角度将课程体系中不同的知识层次分为通识教育平台、学科基础平台、专业教育平台三个层次,依据课程特点进行课程内容的组合乃至整合,以达到精简和优化的目的。(4)注重素质教育。加强和改革实践性环节的教学,发挥和调动学生主动学习的积极性,提倡将知识应用于知识,重视对知识的应用和获取能力的培养;逐步改变课堂教学形式,提倡有准备的课堂研讨式教学方法,给学生相当的课余自学时间,营造良好的学习和学术氛围。

2、水污染控制工程课程体系

水污染控制工程课程体系是以水污染控制学科为主线、与工程应用(技术设计、研究和开发)所需知识结构有关的上述三个知识层次的各课程的有机集合体系。各课程各具其在课程体系中的地位和作用,相互关联、彼此依托,并不断向专业教学不同知识层次的目标要求发展。

2.1 水污染控制工程课程体系框架

该课程体系(表1)首先对其中各课程的地位和作用进行分析,然后根据各课程的作用地位,明确各课程在整个课程体系中所应提供的知识内容,必要时进行课程设置的调整。

表1中水污染控制工程课程体系未列出通识教育平台课程,因为通识教育平台课程是所有大学生都必须学习的基础课程,主要包括政治、外语、体育、数学、计算机等方面的大学生必备的基本知识。

水污染控制工程有关的学科基础平台和专业基础平台课程列于表1。学科基础平台分为三个部分,大类基础课程包括13门课程,共计512学时、32学分;学科专业基础课程包括6门课程,共计272学时、17学分;相关基础课程包括3门课程,共计136学时、8.5学分。

专业基础平台分为两部分,专业核心课程包括8门课程,共计248学时、15.5学分;主要方向课程(水处理方向)包括13门课程,共计368学时、23学分。

这些课程所应包含的知识层次依此由低到高逐渐发展,构成环环相扣、前后呼应又明确服务于专业教学教育目标的水污染控制工程课程结构。改革后,课程体系进行了较大范围的扩展,将与水污染控制有关的课程都列入了本研究的内容。这样做的目的是在更宽的视角去加以整体的研究,以建立更完整的课程体系,有利于各课程作用地位,各课程在教学内容的安排和教学过程的实施手段的相互衔接和协调。

该课程设置充分考虑了所有环境工程专业的学生对水污染控制工程的基础课程和核心专业课程的学习,更考虑了选择水处理方向的学生能通过学习专业方向课程能更全面、更系统地掌握水污染控制工程的相关知识,培养出更能适应从事水污染控制工程领域工作的专门人才。

2.2 重视实践性环节的教学

在工程类专业的教学中,实践性教学环节是一座架接理论知识和实际工程实践的桥梁,其在水污染控制工程课程体系中尤其如此,因而必须加以高度重视。如表2所示,水污染控制工程课程体系中所涉及到的实践性教学环节主要有各类课程设计、集中实习和毕业设计(论文)等,共计27周,27学分。与课程相关的实验性实践环节已列于表1中,表2不包含这一部分实践性教学内容。

目前的问题是,由于教学设备条件的限制及实习基地建设的困难、资金的不足、学生人数的众多,无论在实验教学环节的实施,还是实习教学环节的实施,都仍然严重地存在学生主动参与机会少的问题。因而应通过加大资金的投入及重视校外实习基地的建设,不断地提高上述教学环节的效果。以水污染控制工程的生产实习为例,由于缺乏良好的实习基地及众多的学生数,难以寻找供学生蹲点操作实习的基地,因而建立规模适当的校内实习基地就显得很重要。

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关键词:水污染控制工程;教学改革;应用型人才

我国的高等学校依据人才培养类型的不同可分为三种基本类型,即综合性研究型大学、专业性应用型多科性或单科性大学或学院、职业性技能型高等院校[1]。其中,第二类高校主要目标是培养应用型人才,这类高校构成了我国高等教育体系的主体部分。21世纪初以来,应用型人才已经成为了我国普通高校人才培养的核心任务[2]。随着我国“科教兴国”和“创新型国家”战略的深入推广和实施,进一步要求作为发展核心驱动力的高校更必须将应用型人才,尤其是应用型创新人才培养,作为本科人才培养的首要目标和主要价值取向。国发(2014)19号文《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》中明确指出,采用试点推动、示范引领等方式,引导一批普通本科高等学校向应用技术类型高等学校转型,重点举办本科职业教育,招生、投入等政策措施向应用技术类型高等学校倾斜[3]。由此可见,基于应用型创新人才培养目标的本科教育是当前高校教学改革的重点和必由之路,也是第二类非研究型本科高校发展的重要机遇与挑战。应用型创新人才培养目标在高等院校中的实施具体到不同的学科或专业就需要结合专业自身的特点来进行布局或安排,不可能采用统一的模式。环境工程类专业是我国很多高校的主干专业,截止2017年全国开设环境工程专业的高校数量为330所,大多数工、理、农科高校都设有该专业,其中不少高校还将其作为重点专业[4]。在环境工程专业中,水污染控制工程课程属于专业核心课程,对培养学生专业能力和素养具有举足轻重的作用。因此,结合环境工程专业自身的特点,探讨基于应用型创新人才培养目标的水污染控制工程课程教学内容和方式的改革具有重要的实际意义,它对环境工程专业课程体系教学改革具有重要的指导作用。

1专业及课程特点分析

水污染控制工程是环境工程专业的一门专业核心课程,是一门工程应用性非常强的学科,同时也是一门涉及数学、物理、力学、化学、生物等学科交叉的课程[5-6]。本课程主要内容包括废水的物理处理、物化处理及生物处理等方法的基本理论、工作原理及设计计算。课程重视环境工程设计的实践性,提高学生分析和解决问题的能力。随着2015年《水污染防治行动计划》及一系列配套政策文件先后出台,水污染防治成为我国环保领域的重大政策举措。国家对高素质环保人才的需求日益迫切,如何使学生在扎实掌握水处理理论知识的基础上,进一步提高学生的实践能力,使学生做到“能处理、会设计”,这将是水污染控制工程教学的重要任务。

2课程教学改革探讨

2.1理论教学改革

目前大多课程教材是针对废水中污染物不同的存在状态,分别介绍其去除的原理及设计计算。这种教材编写形式系统的介绍了污水处理过程中各操作单元技术,有助于学生良好的掌握污水处理的基本理论知识,但是学生解决实际问题的综合能力得不到锻炼。实际上废水里面的污染物的形态多种多样,学生面对这些废水选择相应的处理工艺时,感觉难以入手。学生对于知识的结构成“块状”,不能系统的串联起来。为了避免上述问题,提高教学效果,适当地压缩污水生物处理原理等在《环境工程微生物学》课程中涉及到的知识,在讲授污水处理原则的基础上,增加许多不同类型废水的工程计算实例,使学生在解决问题、分析问题的过程中提高工程能力,让学生做到“能处理、会设计”。《水污染控制工程》教学内容信息量大,由于课时限制,老师讲授进度较快,学生在课堂上没有足够的时间进行理解、消化和吸收。为了解决这个问题,我们对多媒体课件上的文字进行精简,突出重点内容,对于难理解的如氧化沟工艺、UASB工艺等的基本结构和流体运动状态,采用flash的手段进行教学,使学生能够直观形象的了解此部分内容。老师授课时,遇到较难或者信息量较多的部分,有意识的放慢讲解速度,让学生有充分的时间理解和做笔记。其次,每周设有固定的答疑时间,课后帮助学生解答学习中遇到的各种问题。

2.2实践环节改革

(1)强化设计能力培养。通过设置的《水污染控制工程设计》课程设计,以工程应用为背景,培养学生工程意识,训练学生的工程设计能力。课程设计以小组为单位,根据老师给出的设计任务书,在老师的指导下进行废水处理工程设计,包括选择废水处理工艺,编制废水处理设计计算书,绘制废水处理构筑物及工艺设计图纸,通过这些练习可以增强学生对所学理论知识的掌握和灵活运用的能力。(2)加强综合性和设计性实验教学。在传统的水处理实验教学中,都是将水处理的各个实验分开进行验证性实验,用以加深学生对污水处理技术基本概念、基本原理和基本方法的理解[7],但是却缺乏系统性和连贯性,为此我们开设了《环境工程综合实验》课程,让学生根据自己在《水污染控制工程设计》课程上设计的污水处理流程,做小试实验,验证设计的合理性。虽然这门课程的开设使专业需要负担的教学经费较多,但是却取得了非常好的效果。学生可以根据实验结果,直观看到自己设计中存在的问题,加以改正,对学生知识的巩固起到了非常好的效果,赢得了学生的高度评价。(3)增加多元化的现场教学。除了让学生进行综合设计性实验以外,我们还为尽可能的为学生安排现场参观实习,就近安排学生到生活污水处理厂、工业废水处理站等现场实地了解和学习各种污水处理工艺流程、处理设施的工艺参数和运行参数。(4)开展专题报告会。邀请水务企业总工、技术总监等实践经验丰富的高级工程师为学生介绍他们所在环保领域的发展动向、普遍存在的技术问题及解决措施等,让学生更好地理解课程专业知识是如何与实际应用相结合的,通过与专家的互动提升学生的专业热情和对专业发展动态的理解。(5)组织参加行业会展。2016年广州环博会期间,我们组织学生进行了现场观展,取得了较好的效果。学生普遍反映,在参观的过程中,通过现场近距离参观、交流的方式,极大的促进了他们对现代水处理理论与技术的理解,现场的各种展览模型也引起了他们的极大兴趣,大部分学生都通过观展确定了自己感兴趣的专业方向,激发了主观学习动力。(6)广泛联系企业开展生产实习。以学生就业为导向,广泛联系企业开展与实际岗位操作相结合的生产和毕业实习,加强工程训练,这也有助于学生在毕业进入工作岗位后,大大缩短实习时间,尽快进入工作状态。

3结语

水环境保护事关人民群众切身利益,事关全面建成小康社会,事关实现中华民族伟大复兴中国梦。当前,我国一些地区水环境质量差、水生态受损重、环境隐患多等问题十分突出,影响和损害群众健康,不利于经济社会持续发展,这就需要有更多的合格污水处理人才。高校作为培养此类人才的机构,应当积极探索改革教学方式和方法,激发学生学习的兴趣和积极性,努力提高学生的能力,有利于为社会培养高素质的环境工程技术人才。

参考文献

[1]潘懋元,石慧霞.应用型人才培养的历史探源[J].江苏高教,2009(1):7-10.

[2]刘建国,黄顺年.应用型创新人才培养:问题,原因及对策[J].当代教育理论与实践,2013,5(3):39-42.

[3]中华人民共和国国务院新闻办公室.国务院关于加快发展现代职业教育的决定[OL].

[4]张焕祯,匡颖,王智丽,等.环境工程本科人才需求与教育教学改革研究[J].环境工程,2013(s1):685-687.

[5]孔惠,陈家庆,周翠红,等.水污染控制工程课程教学与专业人才培养模式探讨[J].化工高等教育,2009,26(2):34-37.

[6]聂丽君,陈梅芹.建设水污染控制工程多元化教学体系[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、工艺方法和设计计算,内容多,学时有限,学生反映记不住,理不清知识体系,导致该门课程学习效果不佳。针对这些问题,首先我们从教材选用上入手,选用优秀的教材,并对教材内容重新进行整合。既要保证内容完整够用,还要满足职业岗位要求,突出能力培养。其次,在教学内容的组织上,污水的各种处理方法均按照基本原理、工艺流程选择、设计计算、运行维护及问题解决措施等过程来讲授,让学生形成一条主线思路,不易混淆,有助于理解和掌握。最后,在课程内容的讲授上,将当下先进的水处理技术引入教学中,及时更新教学内容。

二、教学方法及手段改革

2.1采用启发式教学,提高学生学习兴趣

为了增强课堂上学生与老师的互动性,充分调动学生的积极性,我们采用了启发式教学。例如,在讲授新的工艺理论知识之前,先给学生看一些水污染的照片(选自网络新闻热点污染问题图片),启发学生可以想出什么办法达到处理目的又能保护环境,学生们兴致勃勃提出各种各样方法,如何确定出最佳方法呢,学生在思考的同时,抛砖引玉出本堂课的授课内容。通过引出实例问题,引起学生的兴趣,学生容易接受,也不易遗忘。

2.2走出课堂,走进现场教学

以往,水污染控制工程课程的理论教学与实践教学是分开进行的,学生在学习该门课程前先进行认识实习,课程结束后组织学生进行生产实习,大三第二学期进行几个月的毕业大实习。这几种形式的实习与课堂教学之间时间相隔较长,学生所见所学很容易遗忘,在实习中不能很好的用理论知识去解释和解决实际具体问题,从而降低了课程学习效果。现在,我们与周边和当地的企业、环保公司建立了稳定的实习基地,采取随时需要,随时实习,事先做好实习计划,将课堂搬进污水处理现场,并聘请他们的工程师进行现场实地教学。这种身临其境的教学方法,让学生感到晦涩难懂的知识点,到现场后变得容易理解了,而且印象深刻,达到了事半功倍的效果。

2.3传统教学与现代信息技术教学相结合

传统教学方式,教师在讲台上一边讲授,一边书写板书,学生在下面记笔记,遇到图形时,板书不能反映出图形的空间结构,学生很难想象。此外,该门课程涉及的基本原理、基本方法较多,一味的讲授,内容枯燥,学生易疲倦,出现注意力不集中,导致教学效果不佳。随着现代信息技术的发展,多媒体教学越来越多地应用于课堂教学中。多媒体教学可以集文字、图像、动画、声音于一体,把相关的内容和图像生动、直观地投影到屏幕上,通过声、光对信息的传递触及学生的多种感官,使整个教学活动在生动、直观、形象中进行,这样就有利于提高学生的求知欲望和学习兴趣。然而,全程进行多媒体的播放与讲授,老师与学生之间缺乏有效互动,而且学生长时间面对高亮度的投影屏幕,易造成视觉疲劳,从而降低学生学习的兴趣,影响教学质量。因此,我们将传统教学与多媒体教学相结合,对于公式推导及工艺设计、计算部分,采用传统的板书;对于工艺流程、基本原理、构筑物、技术方法应用等采用多媒体教学。通过对学生发放问卷调查,发现学生对改革后的教学方法较满意,既提高了课堂教学的生动性、直观性,又便于理解和记忆。

三、课程考核评价方式改革

水污染控制工程是一门应用性、实践性很强的专业课程。为了突出学生的应用能力,分析解决问题能力,我们对该门课程的考核评价方式进行了改革,平时成绩占10%(包括课堂提问、考勤、学习态度),课程设计作业占20%,实验成绩占30%(包括实验操作和实验报告单),期末考试成绩占40%。通过考核评价方式的改革,增强了学生学习的积极性,提高了学生的操作和设计技能,学生的综合素质提高了。

四、结语

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(一)设计环节

环境工程的专业设计包括“水污染控制工程课程设计”“大气污染控制工程课程设计”“环境管理课程设计”“环境规划课程设计”和“毕业设计”。课程设计与毕业设计是培养学生工程实践能力的关键环节,但是农林院校环境工程专业的教师几乎都没有到企业进行实际锻炼的经历,缺乏现场经验。像“环境工程原理”课程理论性强,抽象难懂,一般教师在教学中很少给出工程意义上的解释,致使学生无法进行创新性设计,所以教师在工程实际上的经验急待提高。其次,课程设计过于理论化,与实际脱节。由于教学内容更新慢,所以制定的毕业设计选题普遍落后、陈旧,存在着大量的综述性课题,难以体现创新性内涵。最后,课程设计涉及多门课程,但是这些课程之间没有有效地整合、协调各个设计层次和内容,使得这些课程设计变为了简单的课程重复。

(二)实习环节

环境工程专业的实习环节包括“认识实习”“金工实习”“生态环境综合实习”“环境监测与评价综合实习”“环境工程综合实习”“环境与市政工程实践训练”。首先,环境工程专业的实习基地匮乏,实习基地建设落后于实践教学需要。由于环境保护工作岗位具有很强的专业性,同时环境工程专业学生的实习无法给实习单位带来效益,致使实习单位能提供的实习岗位有限[1]。即使允许实习,一般也都不让学生进行实际动手操作,导致学生走马观花式的参观,难于完成需要跟班操作的“金工实习”等实践性教学任务。其次,实习经费短缺和实习基地容量的限制,也影响了专业实习的质量。目前按实习学生数下拨的实习经费仅满足在距离学校较近的地区进行就地实习,对于实习条件好,路途遥远的异地实习难于安排。2008级环境工程专业目前有65人,所有实习单位都不能一次性提供容纳近50人的生产实习场地。由于种种原因,使得环境工程专业的实习只能是流于形式。由于实践教学环节存在着诸多薄弱地方,所以对农林院校环境工程专业实践教学环节的改革势在必行。

二、农林院校环境工程专业实践教学的改革措施

(一)以设计性实验开发为切入点推动专业实验的教学改革

实施满足学生创新能力培养的综合性、设计性实验教学模式是当前高等学校实验教学改革的方向。《教育部办公厅关于〈普通高等学校本科教学工作水平评估方案(试行)〉的通知》对于工科院校各专业的实验有如下要求:A级综合性、设计性实验课程应占实验课程总数的比例≥80%,效果好;C级综合性、设计性实验课程应占实验课程总数的比例达50%~60%,效果较好[2]。设计性实验是培养学生提高实践能力的有效途径。在整个实验过程中,依据教师给定的实验目的和要求,从实验方案设计到实验器材选择、实验过程以及后期实验数据的获取和整理等均要求学生独立完成。综合性、设计性实验的开设,改变了传统的“填鸭式”教学模式,使学生学习的积极性得到有效调动;综合性、设计性实验突破了实验教学总是依赖于课堂理论教学的传统观念,开拓了学生的创新能力和实践能力,形成了工程教育和创新教育相结合、理论教学与实验教学相依托的创新型人才培养模式。以西北农林科技大学资源环境学院的“水污染控制”“大气污染控制”“土壤污染控制”“固体废物处理与处置”实验为例,根据实验教学内容形成分析、检测、评价等多个实验模块,分为基础验证、综合设计以及研究创新3个层次的实验,设计了“区域生态环境质量监测与评价”这个综合性实验题目。该实验主要包括以下两个方面内容:首先由学生选定某一特定区域后,对其大气、水、土壤和生物等环境要素的基本情况进行实际监测。之后在对各环境要素进行环境监测的基础上,结合各环境要素的环境质量标准对所选区域进行现状评价,见表1。在综合性、设计性实验的教学实施过程中,应注意以下原则:①将教师的科研课题引入实验教学,引导学生对现行的实验内容进行重新设计,给予学生设立选题的主动权,为他们进实验室提供宽松的条件,对他们完成每个实验题目的时间给予宏观控制。②通过独立设计监测方案、开展指标监测、完成分析报告、编制环境质量现状评价报告等环节,培养学生进行文献检索、实验总结、组织协调的能力。③增加复合污染控制实验方面的内容。例如土壤生物中重金属污染控制的实验,应结合铅、锡、锌的复合污染现状,由学生依据所学基本知识结合查阅资料,拟定实验步骤,老师给予适当指导,学生来进行实际操作。通过综合性、设计性实验教学使学生建立了对农业生态环境综合监测的全面认识;提高了学生的实际动手能力和合作精神;使学生初步掌握了数据处理分析和环境评价的方法。

(二)紧密结合农村生态环境建设的实际提高设计环节的教学质量

为了解决农林院校环境工程专业设计环节指导教师的水平有待进一步提高的问题,西北农林科技大学资源环境学院先后引进了多名具有较强工科背景的硕、博士来校工作。同时送出了部分优秀教师赴国外著名环境工程研究室进行研究和攻读博士学位,把握国际研究的前沿。学院规定2008级以后的毕业设计必须以工程实验为背景,要求指导老师必须有一定的科研经费才能具备指导资格,杜绝毕业设计中出现综述性课题。环境工程专业课程设计计划的制定既要考虑到农村的生态环境,保证设计内容不重复,又要注意各门课程之间的衔接,有效整合课程设计的层次和内容。

(三)利用影像资料和可视化教学满足实践教学的需要

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环境工程专业是多学科的交叉学科,需要如化学、化学工程、材料化学等学科的理论、实验方法和技术来支撑、扩展和延伸自己的内涵和外延[2]。实验教学的基本任务是通过实验活动,对学生进行科学方法和实验技能训练和培养,使学生能够完整地、系统地掌握实验的基本原理、方法和技能以及实验技巧等。同时,学生通过实验的实际操作,实现理论和实际的联系,掌握技能,并能在此过程中提出问题,促进思考,从而使解决问题的能力得到提升,达到自主创新能力培养的目的[3]。在实验教学环节中,将原实验课程教学安排和内容进行改革,改变原来实验内容与理论课程学习同时进行,以验证型实验为主的实验教学。对环境工程专业实验教学进行调整,在完成基础化学实验、环境微生物实验、环境监测实验教学的基础上,将水、气、固、声的专业实验整合为一门环境工程专业实验,共48学时,集中在第七学期末的两周内进行,其中水方面专业实验25学时。实验技能的培养使学生不仅巩固了理论知识,训练分析、判断、综合逻辑思维能力和独立解决问题的能力,还初步培养开发学生的创新能力。

1.强化演示验证的实验内容

专业实验中演示验证实验内容是不可缺少的,相关的实验内容能加深学生对理论知识的认识和理解,加强动手能力和思维能力。演示验证实验中设置了水中常见阴离子的测定、颗粒自由沉降实验、离子交换实验等内容,同时注意专业实验内容与环境监测实验内容不重复设置。

2.突出以学生为主的原则,开设综合设计型实验

综合设计型实验以学生为主,教师为辅的形式进行实验。设置了混凝+过滤(吸附)实验、含重金属酸性废水处理实验。学生根据实验的基本原理,自主设计实验方案、准备实验所需药品、进行实验研究、分析实验现象和讨论实验结果。在整个实验过程中,教师对关键设备进行讲解和回答学生提出的问题。通过训练,学生对文献查阅、实验方法、分析仪器使用等方面知识的运用,提高了他们的知识综合运用能力、观察能力和动手能力。

3.培养学生的科学研究能力,开设研究探索型实验

在研究探索型实验中开设了生物转盘处理生活污水的动态实验和结合大学生科技创新项目、教师科研的研究型实验。在生物转盘处理生活污水的动态实验中要求学生自主设计实验内容和实验路线,设计诸多影响因素对生物转盘生化处理生活污水的各指标的去除效率,自行选择1~2个影响因素和1~2个指标的去除效率完成实验。掌握实验原理,完成实验数据处理,得出结论。在实验中学生巩固了理论知识和水质指标的测定方法,进行了文献阅读训练,迫使学生进行深层次的思考,如比较和分析实验结果合理性,分析生物转盘后续四个生化池溶解氧,回流比等对去除效率的影响。在大学生科技创新项目、教师科研的研究实验中是鼓励学生积极申请每年的大学生科技创新项目,鼓励教师结合自己的课题研究,引导学生参与部分研究工作。通过科研经历养成学生严谨的科研态度,学会搜集资料、查阅文献、设计实验思路,培养学生的科学素养和创新能力。

二、强化“两个能力培养”的工程实践教学环节

根据专业培养的目标,为更好推动工程实践能力的培养,学院多渠道积极加强对外联系,建立多家典型水处理运行单位作为校外实习实训基地,为学生提供了认识实习、生产实习、毕业实习和毕业论文(设计)等实践环节的场所,有力地保障了本科生实践能力的培养效果。由于用人单位往往更青睐有一定环境工程设计经验和实践操作能力的学生,因此在教学过程中必须加强课程设计、实习和毕业论文(设计)等教学环节训练。实践教学环节中,把所学的理论知识应用到实践中,培养学生的工程设计能力;通过认识实习、生产实习和毕业实习的实践教学,培养学生实践操作能力,增强学生运用专业知识和系统解决实际问题的能力,使学生在工程设计和创新能力方面都得到较系统的训练和全方位的提高。水污染控制工程的课程设计,时间为一周,每2~3人一组,在理论教学内容完成后进行。要求学生完成一个设定进、出水水质工艺方案的设计,在教师的指导下进行工艺计算,绘制图纸、完成设计说明书的编写,完成一个典型水污染治理工程的方案设计,使学生进行工程设计能力的训练。认识实习培养学生的专业思想,包括对企业生产和典型工艺的感知、对职业的成就感,主要以查阅资料结合实地参观为主。生产实习环节与理论教学相衔接,结合实习基地的具体情况,熟悉典型水污染控制工程处理工艺、单元处理技术与设备、处理效率,加深和巩固对专业知识的理解。生产实习选择企业运行稳定的生活污水处理厂,进行各工段跟班生产,掌握企业概况,工艺技术和运行参数,主要构筑物和设备的原理、结构和运行指标,自动控制和能源状况。提高学生水污染治理工程设计能力、实践能力和施工能力。毕业实习和毕业论文(设计)在第七学期末根据学生自主选择进行毕业设计和毕业论文,严格做到一人一题,指导老师下达任务书。第八学期开学提交开题报告进行答辩。进行毕业设计的同学到相关企业再次进行实习,依据任务书内容资料收集;选择毕业论文的同学按照任务内容要求进行大型仪器的操作学习、主要实验手段和方法的学习、完成实验材料设备的准备工作,初步培养学生的科研能力,提升学生的创新思维和创新能力。通过工程实践的系统训练,使学生增强工程实践能力与应用能力,突出综合性、整体性和系统性思维的训练。

三、结语

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关键词:工程教育专业认证;地方高校;环境工程专业;实践教学体系

环境工程专业是一门综合性较强的专业,除了要求学生要有较强的基础知识和专业知识外,解决实际复杂工程问题的能力也是必不可少的实践技能,这些要求也符合工程教育认证的相关精神[1]。虽然全国很多高校环境工程专业在实践教学方面进行了相应的改革,例如:兰州大学、北京林业大学等,但这些高校或者是综合性大学,或者是非工科院校,他们得出的实践教学经验并不适用于普通工科院校环境工程专业,因此探索地方工科院校环境工程专业实践教学培养模式就显得尤为重要。工程教育专业认证的理念,即“学生中心、产出导向、持续改进”,已被国内外大部分高校所接受。基于此背景,黑龙江科技大学环境工程专业从2014年开始比较、梳理和分析我国工程教育专业认证的一般标准和补充标准与专业之间存在的一系列问题,提出了具有针对性的整改方案,并在2017年通过学校立项工程认证建设的评审,正式启动专业认证建设工作。本文以我校环境工程专业为例,介绍了基于专业认证视角的环境工程实践教学体系的建设及取得效果,为地方院校相关专业的工程认证工作提供参考。

1存在问题

首先,大部分地方工科院校由于专业建立时间较短,以及资金投入等方面的原因,实践教学体系并不完善,都还没有形成以“学生”为核心的培养体系。“专业认证”要求只要“产出”的人才实现了培养目标即为合格。其尤其重视实践教学,要求重点培养学生的动手能力、实践能力、对社会及工业的适应能力,很多地方高校在这一方面有所欠缺。第二,很多高校“重理论轻实践”,压缩实践学时及实践经费,在实验室建设和实践基地建设方面投入的人力物力和财力较少。因此多数实习或者实践由长期动手实践变为短期参观接触,这种参观形式的实习,并不能满足专业认证的相关要求[2]。最后,认证需要工业界参与到人才培养过程中来,与高等学校一起制定人才培养方案、课程体系等,建立面向工程教育专业认证的人才培养体系,以便学生培养能适应社会的需求,使企业真正成为高等工程教育的有机组成部分[3]。但以上提到的重要性,往往被地方高校所忽视,地方院校在与工业界联系方面有待改善。

2实践教学体系构建与实践

2.1深化产教融合,注重“走出去,请进来”

校企合作是高校开展产学研合作的一种重要形式,是落实国家“工程教育专业认证”的重要举措[4]。学院邀请省内外各大设计院、环保企业专家,优秀企业校友作为实践教学指导教师,每名校外专家除了指导学生外,还同时配备一名青年教师为助教,在校内校外配合协作基础上,学生和青年教师实践能力均得到较大提升。此方法还对促进青年教师的实践教学水平有较大帮助。另外,本专业积极鼓励青年教师在入职一年内进入当地环保企业进行挂职锻炼。这样不但能提高青年教师实践教学能力,还能加深企业和高校的联系。本专业校企合作方面已取得不错的效果。实习(实践)基地覆盖了城市生活水处理、工业废水处理、大气污染物处理、固体废弃物处理与处置、给水处理等领域和方向。构建的“面对面零距离”合作模式,使学生在科研创新能力培养、实践技能训练等方面有了显著提高[4]。

2.2以课外实践为平台,加强科研创新能力的培养

综合创新性实验对学生的综合能力要求较高,可以充分锻炼学生团队合作、自主学习以及解决实践中遇到复杂问题的能力。综合创新性实验指导教师结合实际项目开展相关指导工作,如实验项目“菌藻共生系统建立及应用”就来源于本校老师主持的国家自然科学基金项目。实验指导教师应紧跟国际前沿研究的热点问题,选择开放性、趣味性强的实验项目,让学生“学中乐、乐中学”,才能真正做到以学生为中心。同时在实验成绩考核方面进行了改革探索,通过改进实验课考核方法,改善实验教学的效果。除了注重实验结果,更加关注学生的参与过程,全面了解和掌握学生实验的整体情况,真正做到“学生中心、产出导向”[5]。

2.3深入课程设计改革,培养团队合作意识和能力

课程设计是在课程之后进行的一项重要实践教学环节,根据课程内容组织要求学生完成相关工艺设计计算,并完成4-6张图纸的绘制。我校环境工程专业共设置4门课程设计内容,按开设顺序,分别是泵站与管网课程设计、水污染治理课程设计、“大气”课设、“固废”课设。基于工程专业认证背景下以学生为中心的OBE教学理念,改变了传统课程设计任务单一、内容简单、评价单一的弊端,教师给出的题目增加了深度和广度,提高了设计难度。例如,水污染治理课设内容在原来的二级生物处理工艺设计计算的基础上,增加了深度处理工艺设计,并增加了高程设计计算,并根据设计难度由原来的一人一题调整为二人一题或多人一题,明确分工,不仅学生的绘图计算能力得到了加强,更锻炼了团队合作意识,增强了学习积极性和责任感。在结课评价环节中,增加了答辩和学生互评两项考核体系,可以促进学生真正的学懂知识,避免“浑水摸鱼”。

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1.课程设置。在环境工程专业的教学计划安排上,环境材料学为36学时,设置在第5学期或第7学期。其先修课程为无机化学、物理化学、有机化学、环境学原理、环境生态学、环境工程原理等课程。结合实际教学情况,环境工程专业培养侧重水、大气、固废的污染控制和治理,这些专业基础课程作为先修内容被充分掌握,有利于本课程中重点和难点内容的理解和学习掌握。

2.实践教学环节。“厚基础、宽口径、强能力、高素质”是本科教育致力实现的培养目标,对于工科专业而言,实践教学环节是不可或缺的重要环节,这在环境材料学课程的教学中也应有所体现。实践教学通常包括专业实验课、课程实习和课程设计等内容。专业实验课教学可锻炼学生动手能力,培养其创新思维。课程设计把理论课程中学习到的理论知识、工程规范、计算方法等串联起来。目前,受限于教学学时、师资力量等因素,环境材料学仅设置课堂理论教学,这不利于学生充分理解和掌握教学内容。

3.教学内容、模式单一。依据不同专业的学科特点和培养目标,环境材料学的课程教学重点和内容取舍也有所侧重,笔者所在的环境工程专业具有较强的工程实践性,要求学生更多地掌握环境治理材料、环境功能材料等内容;同时要求学生具备将所学知识与环境工程现场实践相结合的能力,目前的教学内容相对单一,教学模式相对简单,基本处于教师单向讲解、学生被动接受的层次;如何在相对较少的学时条件下,改进教学模式、扩展教学内容并突出重点值得深入分析和探讨。

二、课程改革的初步建议

1.课程设置。学生对与材料学相关的有机化学、高分子化学等基础课掌握程度不深,在有限的课堂教学学时内,学生的知识结构和体系没有完全建立,这对环境材料的教学开展较为不利;针对目前状况,笔者认为应加大前修课程,应该引导学生高度重视,从而为本课程学习打下坚实基础。例如,本课程的第八章为环境治理材料,其中重点介绍了大气污染和水污染两种类型材料,大气污染治理材料中涉及了多种过滤及吸附用纤维材料的类型、特点、功效等,这些内容需要对大气污染的产生机理、过程、治理方法等有深入学习和理解后才能更好地为学生所掌握。针对目前情况,笔者认为应加大前修基础课程的学时,同时应该把课程设置由第五学期向后延至第六或第七学期,这样,在完成了相关专业课的学习后,学生在环境材料学的后续课程中才能更好地掌握相关内容,遇到一些教学难点、重点才不会产生畏难情绪而影响学习。

2.完善实践教学。本课程以理论教学为主,但是开展适当的实践教学对学生建立完整的知识架构和体系也是有很大促进作用的。例如可以在环境治理材料一节中设置关于水污染治理材料的实验,针对目前最有发展前景的膜处理技术,设置相关课后实验。膜分离法的基本原理是利用天然或人工合成的膜材料,以外界能量或其他类型的化学位差等为动力来源,对待处理水中含有的一定无机盐、金属离子、有机大分子、胶体粒子采用分离、分级、提纯的方法。按膜分离的不同种类和分离处理级别,可以分为微滤、超滤、纳滤、反渗透等,这些不同种类的基础和核心就是制备成膜的基质材料的不同。通过不同的实验装置及材料组合可以为学生形象地展示不同膜材料的分离处理效果。微滤膜的分离粒子直径在0.1~1μm,主要可以除去水中的一些较大粒径的悬浮颗粒物,目前此类滤膜多由聚四氟乙烯(PTFE)或聚偏氟乙烯类材料制得,具有优良的热稳定性和化学稳定性、可适用于各种复杂工作环境;超滤膜的分离物直径可以达到0.002~0.01μm,对分子量在1000~10000范围左右的大分子有机物有过滤作用,可以有效分离去除,超滤膜目前主要由有机型的醋酸纤维素材料及无机型的陶瓷、金属膜材料制得,比较适于水相体系中胶状悬浮物的去除;纳滤膜的分离直径可以达到0.001μm即1nm的级别,可以截除大部分的糖类、小分子有机物、二价盐等分子量在200~400范围左右的物质,目前主要纳滤膜材料有磺化聚醚砜类等;纳滤类膜材料相对于仅可容水分子通过的反渗透膜,其操作压力更低,较好的耐压密性和较强的抗污染能力,相对于超滤膜来说其过滤能力又具有较大程度的提高,因此在对截留物质要求不苛刻的场合较为实用。通过对以上膜分离材料的实验操作及分析,学生比较容易建立起直观而深刻的认识,达到举一反三、触类旁通的效果。在实验结束后,以小组为单位,组织学生针对各组所用膜材料的结构、性能、处理效果进行分析、讨论,促进教学内容吸收理解的同时又可以锻炼学生讨论和表达能力。

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论文关键词:高职教育 环境专业 市场需求 专业结构调整 课程体系结构 实验实训

论文摘要:通过对西安航专2006与2007年环境监测与治理技术专业毕业生就业情况的对比分析,认为目前环境类专业的就业形势发生良性转变,需求范围增加,同时就业单位对毕业生的专业技术能力、技术管理能力等也提出了更高的要求。据此,我们从专业发展方向、课程体系结构以及实验实训三个方面进行建设与调整来满足就业单位的需求。

在过去10年内,我国的高等专业环境教育有了高速的发展,全国的普通高校中开设环境专业的高校有300所以上,在一些学校中还设有2—3个专业。西安航专于1998年开始筹备建设环境专业,并于2001年正式招生,2003年被确定为陕西省教改试点专业。目前已有200余名毕业生。

毕业生的就业状况是高等学校办学水平和人才培养质量的重要反映。因此,要在认识人才培养对社会经济发展战略性基础作用的同时,重视人才就业市场对人才培养的调节作用,认真研究21世纪职业岗位和人才就业市场发生的新变化及对高校人才培养提出的新要求。为此,我们通过对西安航专毕业生的就业情况进行对比分析,从用人单位的需求出发,探索实现人才培养规格和模式多样化的途径,以满足当前我国对环境专业人才的需求,增强我校人才培养的社会适应能力和专业活力。

1专业结构调整的依据

根据西安航专2006与2007年环境监测与治理技术专业毕业生就业情况进行对比,从用人单位性质、所处地域以及毕业生进入公司后所处的岗位分布来分析近年来环境专业的毕业生就业质量与特点,并借鉴兄弟院校相关专业的课程体系内容,作为我校环境监测与治理专业结构调整的依据。

1.1用人单位性质结构的变化

通过对毕业生就业单位性质对比,如图1所示。从图1可以看出:环境专业就业单位的主体发生了一定的改变,从集中于私有制企业向股份制企业转移,同时作为前几年的就业主体之一的国有企业的需求也有了一定程度的增加。从各类型企业的分布不难看出各类企业呈良性分布,这反映出环境专业的市场需求在经过前几年的萎缩后开始出现明显的返弹。

1.2近几年环境专业毕业生去向统计及对比

通过对毕业生就业单位地域统计,结果如图2所示。从图2可以看出:就业单位的重心向以浙江、上海、深圳等地为代表的东南沿海地区转移,就业单位也以各类环境工程公司为主体,这反映出经济发达地区对毕业生需求的特点: 注重于毕业生的动手能力、专业技能以及良好的沟通能力。

1.3用人单位对毕业生能力需求的变化

通过对2007级已签约毕业生在企业中所从事岗位的分析,可以看出从事环境工程技术类工作的占一半以上,其次为市场销售类,还有技术管理类(包括储备干部),具体见图3。从图3中的结果并比较往年毕业生就业情况来看,专业对口率明显提高,这也与1.4.1相符合。毕业生所从事的岗位以技术类为主体,其次为市场销售类,同时今年出现明显的特点在于对技术管理类(包括储备干部)的需求开始增加这就对毕业生的技术管理技能提出了新的要求。

1.4兄弟院校相关专业发展的经验

针对目前环境专业的就业形势,一些兄弟院校对环境类专业的课程进行了一些调整,如广州职业学院对环境专业开设了《环保设备设计与计算》课程增强学生对污染物治理工程设计的能力;又如安徽工业大学增开了一门《IS014001与I909000》课程用以提高学生在进入企业后对于日常管理的适应能力。

根据以上的信息可以看出环境类专业的就业市场已经发生了很大的变化,为了使我校毕业生能够更好的为用人单位所接受,我们必须作出相应的调整。

2专业现状与市场需求的差距及改革思路

在前文中我们通过对于过去两届毕业生就业情况的分析,得到了一些有价值的信息,按照以就业市场为导向调整专业及教学发展的思路,我们认为应从专业发展方向、课程体系结构以及实验实训三个方面进行改革,以满足就业市场的需求。

2.1专业发展方向方面

目前我们开设的专业为环境监测与治理技术,没有形成二级专业发展方向,这与就业市场专业化日渐提高是不相适应的,从目前环境类专业的就业来看,我们认为可以逐步发展形成3个专业发展方向。

2.1.1室内环境检测方向

随着我国经济的发展,房地产业得到了蓬勃发展,由此而引发的对于建筑装饰装修行业服务质量的争论也日趋激烈,特别是与广大人民身体健康息息相关的室内环境污染问题则成为争论的焦点,由此一大批室内环境检测与治理公司应运而生,而具备室内环境检测与治理技术的专业人才相对稀缺。这为我们发展室内环境检测方向提供了极好的历史机遇。

今年,该专业有三名同学与一家室内环境检测与治理公司签约,由于公司专业技术人员缺乏,目前已经进入该公司进行实习。

2.1.2水污染治理工程方向

目前的污染治理行业中,水污染物的治理占了很大的比重,相当多的环境工程公司都以水污染治理工程为主业,从技术的角度来看,对于污染物治理的关键在于工艺设备设计,与相关专业如化工、建筑、给排水相比,环境类专业的优势在于对于污染物治理过程的理解程度要更为透彻。这就为我们的毕业生提供了一条就业途径。今年我专业有两名同学进入中兴西仪环保公司,从事污水处理的技术工作。

2.1.3环境质量评价与环境管理方向

近年来由于国家先后修订出台了《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法律法规,特别是2002年10月《中华人民共和国环境影响评价法》的出台,使社会上对于环境影响评价的关注度显著提高,从圆明园环境评价事件到怒江水利发电厂环评事件,整个社会都在关注建设项目环境影响评价,而国家在2005年开始实施注册环境影响评价师考试制度,使环境影响评价迅速成为一个热门行业,我们的设想是通过建立环境影响评价发展方向,培养学生在环境影响评价方面的特长,为就业后从事环境影响评价工作乃至考取环境影响评价师打好基础。

2.2理论课程体系结构

作为陕西省级试点专业,环境监测与治理技术专业近年来在课程体系结构调整以及课程设置方面进行着有益的探索与尝试,获得了一定的经验。通过课程体系调整使环境专业的课程设置日趋合理,日趋科学。结合目前的信息,我们觉得有必要继续对课程体系进行结构调整。主要集中于以下两个方面:

在《环境学导论》、《环境管理》、《环境法规》、《环境评价》、《清洁生产》等课程中都不同程度的提到ISO14001环境管理体系的内容,有的还作为单独章节进行讲述;同时由于大多数企业都已经通过或者准备通过ISO14001环境管理体系以及IS09000质量体系认证,在毕业生进入单位后都会或多或少的接触到此类工作;为了增强毕业生的适应能力我们考虑将目前开设课程中将涉及ISO14001以及ISO9000的内容单列出来,形成一门《环境、质量、职业健康管理体系》,作为选修课程供学生选修。

针对用人单位对于环境工程工艺及设备设计计算方面的要求,综合学生反映出在废水处理工艺及设备设计计算方面的欠缺,除加强实验实训环节的考核外,考虑对《环保设备与应用》、《废水处理工程》的课程教学大纲进行修改,增强相关内容的要求,同时增开《环境工程定额与预算》作为选修课,以优化学生在此方面的知识结构。

2.3实验实训方面

作为高职高专教育的特色之一,实验实训环节一直受到重视,目前环境专业共开设《废水处理工程课程设计》、《环境监测实验》、《环境认识实习》、《环境生产实习》、《环境毕业实习设计》等9门课程实训,这些实训课程的开设,有力的保证了学生动手能力的提高,增强了我校毕业生的竞争力。但是经过这几年的实践也存在以下一些问题需要改进:

从实验实训性质上来看,我们目前开设的实训项目仍然停留在验证实验层面,与就业需求单位所需要的设计实验能力有很大的距离;

从实验实训的内容上来看,一些实训课程题目与理论教学内容不相匹配,造成理论与实践的脱节,达不到教学效果;从实验实训的监控上来看,对实验实训效果的评价体系仍不健全,我们认为对于实训环节不仅要从结果上进行监控,对于实验实训的中间过程检查也同等重要,换言之,只有经过良好的过程环节控制才能保证实验实训良好的结果从而达到实验实训的效果。