环境科学与工程导论范文

导语：如何才能写好一篇环境科学与工程导论，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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    环境科学是一门新兴的边缘学科,它跨越自然科学、社会科学和技术科学的学科领域,是针对当前世界面临的重大环境问题而发展起来的,现已成为21世纪最活跃的学科之一。

    针对有色领域的重污染现状,依据中南大学的学科特色和环境工程学科体系的建设规律,在中南大学新世纪本科教育教学改革项目、湖南省普通高等学校教学改革项目等的资助下,经过大量的研究、探索和实践,已形成了有特色的环境工程学科新的教学体系。其中,具有有色冶金特色的《环境科学导论》的教学是新学科教学体系的重要组成部分。

    我们结合近年来在冶金特色环境工程专业《环境科学导论》教学中的经验与体会,谈几点教学改革与创新之处,旨在充分发挥交叉重点学科群的优势,培养冶金环境工程复合型高级人才,重点解决矿冶领域的重污染问题。

    课程性质与特点《环境科学导论》是环境工程专业的基础主干课之一,属于必修课。该课程以人类生存环境是一个自然-社会-经济的复合生态系统的基本原理为基础,着重阐述环境问题的发生和发展,探讨人类活动对环境各要素的影响,特别是对大气、水、土壤、生物等环境要素的影响;阐述污染物在环境中的迁移转化规律;介绍城市、农村区域生态与环境、环境质量评价、环境管理信息系统等新方法和环境科学发展的进展。其教学目的是提高学生的环境保护意识,树立可持续发展的战略思想,激发学生热爱环境保护事业的热情和学习环境科学知识的积极性、主动性,为将来从事环境保护工作奠定基础。

    相对于传统的课程,本课程具有几个明显的特点:研究内容与人类自身利益关系紧密。学科领域覆盖面广,学科知识交叉性强。其涵盖社会科学、自然科学和工程技术诸多领域,涉及化学、化工、土木建筑、机电、物理等多学科知识。

    概念新,出现的新名词多。如清洁生产、循环经济、绿色壁垒、绿色消费等。课程内容与实际结合较密切。如各种污染物控制技术的原理与工程设计紧密相关。研究方法综合性强。各种方法论如系统论、信息论、控制论等在环境科学的研究中均有广泛的应用。

    知识更新快。环境科学目前正处于快速发展期,新观点、新技术日新月异,环境热点不断变化,环境质量动态变迁。

    授课时间有限。当前,大多数高校均强调学生的宽知识面和综合素质培养,学时数大幅度压缩,课堂授课时间很有限。

    我们结合冶金特色环境工程的专业特点。《环境科学导论》的课程特点及在有色冶炼企业进行环境治理的工程实践,经过6年的教学改革与实践,探寻出了一些冶金特色《环境科学导论》的教学方法。

    教学内容的选择按专业性质精选内容,详略得当《环境科学导论》课程内容涉及专业领域广、内容多。在实际教学中,因授课学时所限,不可能面面环境工程本科创新人才培养与学科跨越发展的关系研究《环境科学导论》教学改革与实践俱到,理应"因材施教",即根据冶金特色环境工程专业学生的关注点及培养方向,有针对性地进行详略选择。

    针对冶金特色环境工程专业应重点讨论矿冶行业实行循环经济与清洁生产的主要途径,介绍现有冶金企业面临的环境问题,重点在于让学生建立环境意识,将环境科学与环境保护融为一体。

    按专题备课,补充与调整教学内容备课是教学的首要环节,备课质量对教学质量有很大影响。传统的按节备课法缺乏灵活性和适应性,难以根据课本外的大量新信息补充、调整和组织教学内容,对于环境科学导论课程更是如此。我们按专题进行备课则很好地弥补了该方面的不足。我们根据授课总学时数、教学重点和能够找到的教学材料,将教材重新组合,分为若干专题讲授,很好地突出了重点、热点、难点。为此,不仅需要补充或更新教材内容,往往还要打乱教材现有结构,将最需要讲授的内容梳理出来,重新形成条理清楚、逻辑性强的系统化知识并传授给学生。教学实践表明,按专题进行备课和讲解收到了很好的教学效果。

    教学方法的改革互动式教学为了增加与学生间的互动,活跃课堂气氛,在教学实践中,我们采取下列做法:提前布置下次课的授课内容,并将内容分成若干知识点,学生分成若干小组。将事先准备好的、围绕授课知识点的有关专题发给各个小组,要求各小组利用各种途径查阅相关资料,制作电子课件,每次课抽一、两个小组上台就自己小组的专题作报告。

    如讲"水污染"专题时,除进行三河三湖七大水系的污染状况及治理对策、南水北调工程、三峡工程、湖泊富营养化等专题的讲解外,我们根据冶金特色环境工程专业特点,还列出如下专题:试分析历史上环境事件中有几起是由重金属污染引发的及其内在原因;与重金属有关的湘江镉污染事件、北江镉污染事件、岳塘砷污染事件、株洲新马村镉污染事件等等的原因及对环境的影响。为增加授课趣味性,我们在授课中经常插播与授课内容密切相关的视频材料,让学生始终保持着兴奋状态。

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[关键词]麻省理工学院；环境工程课程体系；分析与启示；公共卫生

麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，简称MIT）环境工程专业设置在土木与环境工程系里（Department of Civil and Environmental Engineering，简称CEE），是获得美国工程技术认证协会认证的专业。多年来，MIT环境工程本科专业一直在全美国排名前十名，2014年被USNews排名全美本科环境健康专业第6[1]，在全美乃至世界上享有很高声誉。科学合理的课程体系无疑是MIT环境工程专业持续保持强竞争力的原因之一。

近年来，我国环境问题日益突出，尤其是因为环境问题而引发的健康问题，已引发人们广泛关注，迫切需要对我国高校环境工程教学内容和课程体系进行改革。借鉴国外知名大学在环境工程教学上的成功经验，对我国环境工程专业课程体系的改革具有重要的参考价值。本研究旨在通过对MIT环境工程课程体系的分析，从中得到对我国环境工程课程体系改革有益的经验。

一、MIT环境工程专业教学计划概况

培养目标：帮助学生掌握基本知识，发展能力，以应对现代社会挑战。使学生能将科学的力量融入社会价值和社会目标中。培养学生成为环境工程领域的专家，具有创新能力的知识界领导者和问题解决者， 富有终身学习的热情。使学生有能力就职于环境工程设计、教育、法律、医学和公共卫生等部门或行业，能够从事相关科学与工程的研究工作。

学制：4年

学位：学士学位（Bachelor of Science in Environmental Engineering Science）

总学分：384 units。说明：MIT几乎每门课都是12units，即每周12小时学时。学时包括课堂教学+实验或设计或野外考察+学生课外准备三部分时间，无实验或设计或野外考察的为0。如Engineering Mechanics I（Units： 3-2-7），即工程力学I，周学时是12小时，其中3小时课堂教学、2小时实验和7小时课外自学（后文中只写总学时）。每学期每门课的1unit=14小时。2个6-unit的实验课程算1门课程。可以把MIT的学时等同于国内的学分。

教学日历：秋季（9月-12月）；春季（5月-8月）

教学计划实施过程大体如下：

（1）大学一年级，主要学习MIT要求的基础科学，如数学、物理、化学和生物学。一般人文、艺术和社会科学课程是每学期上1门。

（2）大学二年级，继续学习MIT要求的基础科学，同时学习专业基础课。

（3）大三、大四年级，学生根据自己兴趣选择环境工程专业课程（必修、限制性选修和任选）。第八学期主要学习毕业论文设计。

获取一个本科学士学位共需完成32～34门课程的学习。

毕业要求：修完MIT和CEE要求的课程，且每门课程成绩不低于3（5分制）。

二、MIT环境工程课程体系

环境工程专业课程体系分为两个部分，即MIT的基本要求（General Institute Requirements，简称GIRs）和CEE的专业要求（Department Program） 。MIT环境工程专业课程体系如下[2]：

（一）基本要求（GIRs）

MIT的基本要求学17门课，共12×17=204学分

（1）6门自然科学

数学：从单变量微积分、单变量微积分及应用和微积分及理论I等3门中选1门；从多变量微积分I、多变量微积分II、多变量微积分Ⅲ、多变量微积分及应用和微积分及理论II等5门中选1门。

物理：从4门不同要求的经典力学课程中选1门；从2门不同要求的电力与磁力课程中选1门。

化学：从固态化学导论和2门不同要求的化学科学原理的课程中选1门。

生物学：从3门不同要求的生物学导论课程中选1门。

（2）人文、艺术、社科 （Humanities， Arts， and Social Sciences，简称HASS）

基础HASS课程：选3门不同类别的课程。

专业性HASS课程：选3～4门课程。

其他HASS选修课程：选2门或1门。

（3）科技限制性选修课

从生态学I： 地球系统、工程力学I和微分方程3门中选2门。

（4）设计实践课程

土木与环境工程设计概论I和土木与环境工程设计概论II。

（5）表达要求

4门写说表达课程。其中2门包含在人文社科类里，不再计算学分；另2门是与专业有关的课程，主修课中已有，也不再计学分。

（6）体育要求

一般要求第四学期结束前修成。要求通过游泳测试；上完4节体育课。

（二）、专业课程要求

（1）必修课程（Required Subjects）

必修课程包括以下四个部分，共168学分。其中，与GIRs重复课程的学分为48。

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关键词：计算机 中职 导论 教学改革

计算机导论课程在中职院校的开展，主要是针对目前社会的发展状况与学生对计算机的学习要求而设立的。教师向学生讲授计算机方面的各种知识、概念和技能，使学生在系统的接受知识后，对自己的学习进行总结，提出学习要求，以利于教师在教学方面的不断进步。

一、中职计算机导论课程的教学目标

1.注重知识的基础性和实践性，呈现实用性和先进性

计算机课程与其他学科有明显的区别，即追随时代脚步，技术革新速度快。教师在基础性教学本方面是让学生充分掌握计算机的各种原理和概念，清楚计算机使用的方法和技术，这对学生以后的学习有很大的促进作用，也为学生学习更复杂的知识打下了基础，同时基础课程的学习还能进一步的提升学生的学习积极性和学习兴趣。计算机的实践性教学主要指教师在讲完基础课程以后，给学生足够的锻炼机会，让学生学会运用计算机，学会教师所讲内容的实践。学生只单纯的听讲是完全不能达到计算机教学目标的，实践能够帮助学生更好的理解计算机基础内容，提升学生的动手操作能力以及对问题的处理能力。实用性是指在教学过程中，教师所讲授的内容必须遵循实用的原则，让学生学会使用计算机解决现实问题，并且将日常学习与工作中的实用习惯带到学习中去，培养学生对计算机良好的使用能力和操作能力。先进性又被叫做是前瞻性，计算机科学技术革新换代速度快，因此学生所学的知识必须具有时代意义，不能出现学过以后无法使用的问题，把时代性和先进性融入到计算机教学过程中，是计算机学科的特点决定的。

2.积极建设注重基础、提升能力的培养目标体系

在计算机教学过程中注重基础，提升能力可以被总结为一个基础两个能力。一个基础主要是对计算机基础内容和基础知识的教学。两大能力主要是指，中职学生毕业以后在计算机相关的工作岗位上能够具备一定的操作技能和软件运用能力。计算机导论课是学生学习计算机的基础课程，对其他知识的教学起到基础作用。随着计算机科学技术的不断进步和计算机学科的的不断发展，信息量逐渐增大，这就给计算机课程提出了新的要求，教师的计算机导论课程教学必须具有多样化的特点，这样才能适应时代的发展和社会的变迁。教师培养学生全面掌握基础知识的同时，更要着重提升学生应用计算机的能力。

二、中职计算机导论科教学改革

1.中职院校计算机导论课教学内容的改革

第一，教学内容的改革，需要把计算机基础知识和先进性知识进行有机融合。计算机导论课程中基础知识是主线，对于这一部分的教学，学生必须全面清晰地进行理解和把握，因为这是其他内容学习的铺垫。教师在基础知识的教学过程中要秉承扎实稳定的教学原则。例如，让学生对数制、码制和数的定点表示进行进行掌握，然后再进行后续专业课程和专业技能的学习。计算机科学技术的进步，使计算机课程中出现了很多新的知识，这样教师在备课的过程中需要对新技术和新产品进行一一解读。例如，在实际教学过程中可以用比较有新意的电子产品作为课程导论部分，让学生了解新产品的同时学会新知识，另外，这种教学方法还能提升学生的学习兴趣。

第二，对非基础性知识要注意引导。非基础性知识还要注意引导，但是不做深入的分析与探究。例如，教师在为学生讲解数据库的应用时，需要涉及到软件知识，但是教师只需要求学生能够讲出自己课本中所涉及到的内容即可，对于一些深层次的知识只要做到简单的理解即可。这样的教学方式不但减轻了学生的学习压力，还能为学生增加想象的空间，为学生后续课程的学习埋下伏笔。

三、中职院校计算机导论课程教学方法的改革

第一，利用讲座或者演讲的形式，请一些计算机方面的专家为学生讲解计算机软件理论知识和在实际中能够应用到的技术方法。利用这种方式，能够让学生更加清楚地认识到自己所学专业在社会发展中的重要性，认识到自己努力学习方向性，让学生在毕业以后能够更加顺利的进入工作岗位，与其他人有竞争优势。

第二，培养学生的基本技能。计算机导论课程拥有自主学习平台，这种自我学习平台能够培养学生在计算机学习方面的基本技能。计算机导论课程自主学习平台有以下几种作用和环境，分别是良好的交互学习环境、有问必答的学习环境、能够促进学生个性化成长的环境以及对学生学习进行激励评价的环境，在这种学习平台下，学生需要事先抽取习题进行做大，然后系统根据学生的答案给试卷评分，再根据试卷分数状况对学生学习能力进行分析，让学生清楚地看到自己的不足，让学生对自己以前所学知识进行定位，让学生利用平台资源进行再学习。如果网络平台中现有的信息条件不能满足学生对计算机知识的学习要求，那么学生可以给老师留言，教师看到留言后对学生的学习问题进行处理。

第三，多媒体辅助教学方式的运用。计算机导论课程教学离不开多媒体，因为多媒体可以利用有声图像把知识传授给学生，让学生更易于接受和记忆，同时缩短课堂实践，让自己的教学更加具有趣味性。例如，教师在对计算机结构这些知识进行教学时，可以用图形和框架来揭示计算机的各大组成部分，让学生能够紧跟教师思路进行学习。

四、结束语

综上所述，计算机导论课程教学在中职院校的改革中涉及到多方面，往往以计算机基础知识为切入点，重新划分教学目标和培养目标。计算机导论课程是学生学习计算机的基础课程，也蕴含多种内容，所以教育者要注重对学生学习兴趣的培养，跟随时代脚步，及时地更新计算机知识，改革教育方法，促进学生对计算机课程的学习。

参考文献：

[1]董荣胜.计算思维与计算机导论[J].计算机科学，2011，36（4）：50-52.

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关键词：计算机导论；教学内容；教学方法

中图分类号：TP434 文献标识码：A 文章编号：16727800（2013）002017203

0 引言

《计算机导论》是计算机科学与技术专业的一门基础课程，是该专业的前驱课程和核心课程，是计算机专业完备知识体系的概述。国内许多高校在大一都开设了该课程， 然而不同高校在计算机导论教学内容上具有明显的层次性，不同类型学校及学生具备的基础知识差异性较大。在教学中发现，该专业学生对专业知识缺乏全面认识，没有一个整体逻辑体系，学习能力、解决问题能力较差。随着信息技术的发展、知识更新的加快、学科知识的交叉融合，为使学生更好地建立专业思想和学习方法，本文对《计算机导论》的教学内容进行了研究。

1 教学目标

不同类型、层次的高校培养目标各不相同，地方本科院校培养的是应用型技术人才，因此，应符合实际制定专业培养目标，把握计算机导论在应用型的专业培养目标中的定位，发挥计算机导论的“五导”作用：导知识、导方法、导思维、导意识、导职业。

计算机导论涉及的知识范围大而广，新生不可能掌握所有内容，尤其是具体理论及实现能力，教学目标应切合实际。在研究教材及调研基础上提出了如下目标：①系统了解该专业的基本知识与技能和应用前景，为后续课程学习、发展奠定基础；②新生面对一切既新鲜又充满疑惑，应为其学习方向进行良好的引导，激发对专业的兴趣；③培养学生的思维、团队协作、创新及知识重建能力和探究精神；④认知计算机领域解决问题的一般技术方案，从理论上升到应用，注重综合能力的提高，追踪当前热点课题和研究方向；⑤培养良好的职业素养和习惯，了解就业岗位的特性，具备改善就业的能力。

2 教学内容

计算机导论课程构建是计算机教育面临的一个重大问题，教学内容应以全局的视野将知识进行整体串联，学科框架、课程知识、重要知识点、实践能力及相互逻辑联系向学生讲明白透彻，深刻理解计算机对人类社会的推动作用， 培养学生的认知能力，树立科学的方法论，达到教育目标。

2.1 教材内容与特点

目前各高校计算机导论教材版本多种多样，基本都是依据CCC2002中相关内容和精神，或参照ACM和IEEECC2005编写，主要介绍计算机系统、程序设计语言、软件工程等专业的入门知识。主要特点是：

（1）课程以专业课为一章构成。将基础知识、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、软件工程等各为一章节进行编写，专业课缩合拼凑成教材，没有逻辑体系。

（2）将“计算机基础”教材的内容添加进去。没有把握计算机导论的专业基础性质，与课程要求不符。

（3）强调理论、实践少，知识与实验教材内容更新滞后；前沿理论和新技术涉及少、更新慢。

（4）有的侧重广度，强调对计算机和计算机科学的广泛理解；有的侧重深度，以程序设计为主线并解决问题，强调计算机编程；有的则兼顾广度和深度，强调广度的中心主题，深度贯穿于广度之间。

（5）以科普体裁体例编写。与传统教材不同，它采取通俗的文字，以普通故事或典型问题等方式介绍。

2.2 教学内容构建

计算机导论课程比较抽象，教学内容构建没有统一的规范。教材的选择不应拘于某种标准，应通过比较选取一本主要教材，辅以参考教材，优化整合教学内容，合理进行课堂设计。采取72学时进行教学，教学内容构建采取理论―实验―实践相结合的模式，用自顶向下的方法设计，以高屋建瓴的方式提出课题，再追求细节，结合教学实践，在学生反馈的基础上进行充实、改进，确定课程教学内容。

（1）理论教学内容。计算机导论理论内容包括：①计算机基础知识。主要有计算机产生和发展、计算机系统、数据编码和存储、冯・诺依曼模型、计算机体系结构与数据组织、多核技术、计算机应用领域等；②计算学科。主要有计算机学科定义、计算学科划分、知识体系、教学计划与课程体系的核心内容、计算机产业与创新；③操作系统与网络计算。主要有操作系统体系结构、通信与组网、网络协议、安全、网格计算等；④程序设计语言。主要有程序概念、程序设计方法、数据基本结构、算法与复杂性、语言实现等；⑤数据库。主要有模型与信息系统、数据库系统、关系数据库与设计、数据挖掘等；⑥软件工程。主要有软件工程学科、软件开发模型、设计方法、测试与文档编制等；⑦智能系统与人工智能。主要有智能与机器、知识与推理、语言处理、智能计算等；⑧图形学与可视化计算。主要有图形学、图形系统、虚拟现实技术、人机交互与设计、多媒体技术；⑨离散结构与数值计算。主要有集合论、代数结构、图论、数值计算、高性能计算、数学建模与计算机模拟等；⑩社会和职业道德。主要有计算机与道德、职业方向等。

（2）实验教学内容。开设实验教学内容是必不可少的，实验教学内容要突出专业课程特色，针对大一学生，需编写实验指导书，并对原理进一步讲解，通过丰富实例，从实验向实践过渡。理论教学与实验教学可以灵活进行，包括内容与实验顺序。设计的实验如下：①计算机部件认识与组装，网络硬件，组网与环境配置；②安装虚拟机，在虚拟机上安装操作系统与驱动程序，操作物理磁盘上的文件；进程调度、进程管理实验；基于Windows的网络通信验证程序；③信息安全实验，比如以流行的杀毒软件为实例；④程序设计实验（开发平台与语言环境）、数据结构实验等。主要包括数据操作，理解指令系统的组成，掌握机器指令的格式，理解程序的执行过程；结构化程序设计，熟悉程序结构，掌握C语言编写的方法；加深理解递归及迭代的概念，掌握用C语言编写递归及迭代程序的方法；算法综合练习，熟悉结构化程序设计在算法中的应用；理解二分查找法的思想；⑤数据库实验：建立数据库程序、数据库编程；⑥软件开发过程；⑦计算机图形绘制与动画制作；⑧设计网页、构建简单的网站、操作数据库表等内容，认识HTML。

3 教学方法

计算机导论的特点及在计算机专业中承担的角色，决定了在教学中需要采取多种灵活的教学方法。课程对授课的教师自身素质和专业能力有更高的要求，需对计算机科学发展、学科特点、知识结构等有一个整体把握，需长期从事一线教学科研工作的经验体会，以教学目标为基础深化教学方式，对学生进行更好的引导，理清思路，转变学习观念与方法。

（1）基于知识背景的教学方法。在教学过程中将讲授的知识与其背景结合起来，使学生具有探求知识的欲望，为其提供更为广阔的想象与思维空间，有利于培养学生的学科思维和学科意识。

（2）问题式教学方法。通过提出问题引导学生思索。例如，计算机学科的基本问题哥尼斯堡七桥问题引入图论， 梵天塔问题引入递归、算法复杂性问题等，将问题抽象形式化，通过数学方法来解决。

（3）专题式教学方法。涉及到计算机专业的核心课程知识，可由不同的老师做专题讲座。建议在有条件的情况下由学科带头人或骨干教师担任主讲，并使用多种教学手段进行教学。该方法可将密切联系的课程进行整合，体现教师的专业性，获得系统性的知识，打破以往孤立的授课方式。

（4）团队式教学方法。课堂上将学生分成小组，按小组展开相关问题讨论，对一些问题进行大胆的探讨，使学生既融入学习氛围，又培养了团队意识。课后充分利用网络平台教学，建立轻松的学习环境。

（5）实验教学主要以演示、模拟为主，演示具有代表性的实验。有的实验并不要求学生会做出来，通过观察来激发学生思考，使学生更好地领会和理解相关的理论知识并在实验中体会。实行分层次的实验教学，对基础较好的学生提出更高的要求，同时对基础差的学生也是一个促进带动。

4 考核方式

课程的考核方式是检查教学效果的基本手段，反过来又促使教学的改进。计算机导论课程重在“导”，强调总体上的理解，而不是试图要对每一个知识点都详细讲解，因此，应建立多元的课程考核方式，改变过去那种依赖“平时成绩+考试成绩”的模式。适应培养应用型人才目标，加大平时成绩（60%）的考核力度，如问题式教学时的课堂表现、资料收集与整理、团队教学参与情况及总结报告、实验操作技能等；考试成绩（30%）；学习该课程后个人总结及未来规划（10%）。在多元考核体系下使学生自主的参与进来，提高了学习的积极性，既轻松学习，又培养了各方面的能力，取得了良好的效果。

5 结语

《计算机导论》是一门基础课程，但在教学上却是一个难点。本文结合我校的实际情况，根据计算机导论课程的特点及教学中问题的反馈，在教学目标、教学内容及方式上进行了一定的探索和实践。从学生反映来看，普遍认为新的教学方法能有助于更好地吸收课程知识，在学习该课程后对计算机专业有了一个宏观的认识，改变了过去被动式的学习方式。

参考文献：

＼[1＼] 袁方，王兵，等.改革教学方法，发挥计算机导论的“五导”作用＼[J＼].计算机教育，2011（1）.

＼[2＼] 张晓如，张再跃.计算机课程教学与计算科学思想史研究＼[J＼].计算机教育，2008（19）.

＼[3＼] 任子亭.地方本科院校软件专业课程建设与实践＼[J＼].电脑知识与技术，2012（14）.

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[关键词]表面工程技术；研究生课程；教学方法

[中图分类号]G643[文献标识码]A[文章编号]10054634（2016）05004403

0引言

表面工程是指对机械零件表面进行涂覆、改性或复合处理，以改变零件表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，并获得所需特殊表面性能的系统工程。表面工程技术的最大优势是能够制备出优于零件本体材料性能的表面渗层/镀层/涂层等改性层，赋予零件更好的耐磨、耐蚀、抗疲劳、耐高温等性能[1]，已成为现代科学研究高新技术发展和机械工程应用中新材料制备的关键技术之一。

目前，表面工程技术已经成为一门独立的技术和研究领域，世界上各高校均开设相关表面工程类的学科或方向，如英国伯明翰大学冶金与材料学院设有表面工程方向、美国凯斯西储大学工程学院等设有表面工程方向、加拿大阿尔伯塔大学化学与材料工程系设有表面科学与工程方向等等。国内已有大连理工大学开设材料表面工程专业，南昌航空大学开设的材料表面与界面工程专业，这些专业为学校自主开设的专业，为材料科学与工程专业下的二级学科。其它工科类院校虽然没有设立专门的学科专业，但一般均开设有相应的研究方向，如材料表面工程、材料表面改性等。

随着我国科教兴国、人才储备等战略的提出，以及家庭对教育重要性的认识提高逐步，我国各大高校的规模不断扩大，研究生招生的数量也不断增加，如何保证研究生培养质量，对各大高校提出了更高的要求[2]。

1中美大学新生教育内容的比较分析对材料表面工程专业或表面工程方向的学生来说，目前市面上见到的相关书籍或教材主要有徐滨士等编著的《材料表面工程》、赵文轸等编著的《材料表面工程导论》以及王振廷等编著的《材料表面工程技术》等。以赵文轸等编著的《材料表面工程导论》为例，该教材首先从理论上论述了固体表面的晶体构造、理化特点以及表面强度等问题，然后就表面工程中10个大类表面技术的原理、工艺特点、应用领域进行了论证和说明，最后介绍了表面工程中常用的一些分析和测试方法。尽管教材突出了先进性，但其中理论性的内容相对较多，应用方面的内容较少，一些新兴的复合技术等未能涉及[3]。目前大多数高校的教师对材料表面工程类课程的讲解均是以这些教材为蓝本，这对注重基础、课时充足的本科生教学是比较合适的。研究生与本科生相比，是一个特殊的学生群体，学生自身的理解能力进一步增强，且研究生教学学时比本科课时少，往往少于32学时，一般为24学时甚至16学时，因此，如果采取和本科生同样的教学方式，一方面讲解的内容难以取舍和完成。另一方面难以调动学生的积极性，往往教学效果一般[4]。

2适合研究生的新型讲授思路和方法探讨

研究生课程培养目标：通过课堂教学，使学生了解表面工程的相关理论，掌握表面工程技术的工艺方法，为将来从事材料科学与工程方面的生产、管理及研究奠定基础。培养要求：通过本课程的学习，使学生能够了解目前主流表面工程技术的基本原理，掌握典型表面工程技术的制备方法和工艺过程，掌握材料成分、组织结构及性能的测试分析和评价方法，具有获取表面工程技术新知识和运用新知识的能力，将来能够解决材料领域生产及研发过程中遇到的实际问题[5，6]。

基于笔者多年对材料表面工程类课程的学习和笔者对《材料表面工程导论》《功能薄膜等离子体辅助加工技术》和《材料合成与制备方法》等研究生课程的教学实践，根据表面工程学科“综合、复合、交叉、系统”的特色，经认真归纳总结和分析，提出了《材料表面工程技术》研究生课程讲授的结构体系：由传统制备技术到现代制备技术，由固态制备技术到气态（真空）制备技术，由污染环境型技术到环境友好型技术，由单一制备技术到复合制备技术，采用逐步过渡、逐层推进的方式进行讲授。以1门24学时的《材料表面工程技术》研究生课程为例，应该采用的典型教学框架为：基础知识部分4学时，典型专项技术部分16学时，新型复合技术部分4学时，如图1所示。具体讲授方法如下。

课程的第一部分应利用4个学时进行基础知识方面的介绍，包括表面工程技术的意义及发展历程，在这一部分，要首先介绍表面工程技术出现的背景和现实意义，回顾整个技术的发展历程，以及标志性的历史事件，以激发学生的学习兴趣，为进一步学习各种专项技术奠定理论基础。

课程的第二部分利用16学时重点对典型的专项技术进行介绍，主要是基于表面工程技术的发展进步和各类专项技术之间的关系，由传统制备技术到现代制备技术，即先讲授热扩渗技术（包括渗氮、渗碳、渗金属、热浸镀等），再讲授高能束技术（包括离子束技术、电子束技术、激光束技术等），最后介绍沉积技术（包括喷涂、蒸发镀、溅射镀等），各类专项技术之间内在的逻辑联系是改性层与基体之间的结合状态由冶金结合到机械结合逐渐过渡，如图2所示。

各类专项技术的讲授方法是由固态制备技术到气态（真空）制备技术，由污染环境型技术到环境友好型技术。以热扩渗技术的讲授为例，该部分内容可分两个层次进行讲解，第一部分讲授热扩渗非金属元素（包括氮、碳、硼、硅等），由固体热扩渗（固体渗碳），接着讲授液体热扩渗（盐浴渗氮），再讲授气体热扩渗（气体渗氮、渗碳）、真空热扩渗（真空渗氮、真空渗碳、等离子渗氮等），最后讲授该类技术的最新发展（活化屏等离子体渗氮、渗碳）；第二部分讲授热扩渗金属元素（包括锌、铝、铬、钛等），这部分亦是先讲授液体热扩渗技术，再讲授气体（真空）热扩渗技术。

以上这些工艺技术主要通过“渗进去”和“长出来”两种工艺过程实现，使材料表面组织发生相变（化学反应），进而使材料表面具备新的力学性能（硬度、抗疲劳等）或功能性（热、电、磁等性能），达到材料表面改性的目的。因此，在具体讲授某一种技术时，可以采用案例式教学结合生产实践[5，6]，首先向学生介绍该技术的工艺过程，明确该工艺过程实现的是材料的“渗进去”还是“长出来”，接着让学生认识到该工艺过程是否是材料表面组织发生相变，发生什么相变，然后让学生理解发生相变的原因，最后向学生介绍这种技术特点及其应用。

以热扩渗技术为例，在讲授气体渗碳时，可以汽车齿轮渗碳为案例，借助多媒体软件（PowerPoint和视频）进行讲解。首先向学生介绍该技术的工艺过程：即渗碳工艺制定―齿轮预处理―装炉―升温―通入含碳介质―保温―降温―出炉。在讲授过程中要重点强调工艺制度的制定，包括齿轮热处理工艺的制定和渗碳工艺的制定。而预处理的过程包括齿轮的淬火和回火以及装炉前的除油、除垢。通过讲解，使学生认识到：（1）该工艺过程实现的是碳元素的渗入；（2）由于碳元素的扩散渗入，在齿轮的表面与铁元素发生化学反应，形成铁的碳化物，由于表面碳化物的生成，在齿轮表面由表及里形成了典型的ε-Fe3Cε-Fe3C+α-Feα-Fe梯度组织；（3）表面组织的改变，使齿轮表面的硬度、耐磨性和疲劳强度显著提高，实现汽车齿轮的改性。其中在（2）的介绍中，向学生重点强调在碳元素在扩散过程中，碳浓度的变化规律，然后结合Fe-C相图，分析扩散过程中可能生成的新化合物相。这样，在整个技术讲授过程中既有理论又有实践，两者协同统一，达到良好的教学效果。

鉴于表面工程新的发展趋势以及复合表面工程技术的优越性，在各类专项技术讲授完毕后，在课程的第三部分利用4学时讲授一些新型复合表面工程技术，如热扩渗和气相沉积薄膜复合、离子注入和磁控溅射镀膜复合、微弧氧化和强流脉冲电子束复合、等离子喷涂和激光氮化结合等。

以上是以24学时为例进行说明的，如果讲授学时少于或多于24学时，教师只需要对上述各个部分、各个层次内容的学时作相应的调整即可。

3结束语

针对研究生教学对象和教学课时的特殊性，根据笔者多年学习和讲授经验，设计出更适合表面工程类研究生接受和学习的新型讲授体系、思路和和方法，经笔者及相关教师的教学实践证明，教学效果良好，受到学生的普遍欢迎，值得推广应用。

参考文献

[1] 师昌绪，徐滨士，张平，等.21世纪表面工程的发展趋势[J].2001（1）：17.

[2] 王辉，徐晓莉，王环.浅谈研究生实践教学与理论教学[J].中国科教创新导刊，2012（29）：4547.

[3] 赵文轸.材料表面工程导论[M].西安：西安交通大学出版社，2003.

[4] 张微，张津，曾英.“材料表面工程”课程教学改革[J].四川兵工学报，2008，29（2）：125126.

[5] 王云龙，王淼，秦月梅. 将“表面文章”做到实处―高校“表面工程”课程教学初探[J].考试周刊，2012（84）：155156.

[6] 谭晓京，李本昌，胡颖慧，等.高等工科院校全日制专业学位研究生实践教学的探究[J].课程教育研究（新教师教学），2013（16）：16.

Discussion on a new teaching method for graduate course of material

surface engineering technology

Liu Ruiliang1，Yan Mufu2，Qiao Yingjie1

（1. Key Laboratory of Superlight Material and Surface Technology of Ministry of Education，College of Material Science

and Chemical Engineering，Harbin Engineering University， Harbin，Heilongjiang 150001，China；

2. National Key Laboratory for Precision Hot Processing of Metals，School of Materials

Science and Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin，Heilongjiang 150001，China）

篇6

关键词：CDIO；专业导论；课程考核方式

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）08-0105-03

近20年来，发达国家都在从观念、目标、教育内容到教育方法对工程教育进行整体改革。环顾欧美各科技强国不难发现，科技发展的加速化、综合化、产业化、国际化和一体化，对各国的工程教育改革提出了更新、更高的要求。

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思-设计-实现-运行（CDIO）过程的背景环境基础上的工程教育。通过精心规划项目的CDIO，可以引导学生对核心专业课程产生浓厚的学习兴趣，从而达到能力培养、综合发展的目的。

CDIO工程教育模式与以往培养计划的不同点之一是：通过开设导论性的基础课程，从起始阶段就将工程实践引导入门，激发学生兴趣，让学生尽早领略工程技术的精华，并且让他们亲手制造一些简单的东西。

大学生在进入大学之前，绝大部分只是凭专业名称或十分简单的专业介绍对所学专业有一个直观理解，对自己专业认识较少，甚至不知道所开设的课程对从事本专业工作有何作用，导致入学时找不到学习方向和目标，对专业课程的学习缺乏动力。而现有高校的教学计划中，很少有学校开设引导类的课程，帮助学生全面了解所学专业，提高学习兴趣。

在新生入学时开展专业引导教育，开设《专业导论》课，通过相关核心工程学科的应用激发学生的兴趣，明确学习动机。同时，学生CDl0教学大纲要求的主要能力发展也能有较早的起步。广东白云学院从2010年开始，在高职“2+1”人才培养模式改革的基础上，为培养高级应用型人才创出一条新路，对机械设计制造及其自动化专业实施基于CDIO工程教育理念的人才模式改革试点工作，开始了对《专业导论》课程教学及考核方式改革的研究与实践。

《专业导论》课程的教学内容

根据CDIO教学大纲中对导论课程的教学要求，其教学内容和项目的设计建立在对学生的引导及激发学习兴趣上，结合专业人才培养目标要求，坚持理论联系实际、学以致用的原则，在学生入校时即对学生进行全方位的专业知识教育。将《专业导论》课程的教学分为理论教学和项目制作实践两个部分。

理论教学内容的设计 《专业导论》课程强调教学的系统性、全面性、前沿性以及与国际化，强化学生工程能力的培养。通过精心设计，理论部分内容通过开设10次学科前沿及发展的讲座，让学生了解所学专业的最新发展及应用领域。讲座主要内容如下：机械工程发展简史、工程图学概论、工程材料概论、机械设计概论、机械创新设计、机械制造概论、模具技术发展、机电一体化技术发展、机械工程师职业能力素质要求等。在开展讲座的同时有针对性地带学生去相关企业参观见习，进一步了解和认识专业。

项目制作实践内容的设计 项目制作实践让学生初步体验机械产品的设计制造、装配调试过程及工程图的表达方法，为学生了解本专业、深入学习本专业的知识打下必要基础。对模具方向的学生引入模具结构测绘项目，让学生以模具实物为载体，通过对模具的拆装及测绘，完成简单模具二维装配图和零件图的输出；对机械设计制造方向的学生以齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器为载体，测量并绘制典型零件图和装配图。这样，以工程图学基础理论和实验装置为依托，以工程绘图为载体，对实物装置进行结构分析和研讨，在实践中互动，在讨论中争辩，激发了学生创新意识，达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目的。学生在完成项目的过程中，掌握本专业所需掌握的工程语言——机械制图及零件测绘，直接培养学生对工程图的识图、绘图能力，并对模具结构、常用的机械产品结构有了初步的认识，培养学生的工程意识。

教学方法与教学手段

CDIO改革并不是要淡化理论课程的学习，而是要改革教学方法，采取能激起学生兴趣的教学方法，理论课程的教学不能采取传统的“满堂灌”的教学方式，而应采取基于问题的学习、师生互动主题研讨、案例教学、论文研究、项目训练等教学形式，着力培养学生的自主学习、发现问题、解决问题和创新思维能力。主要通过以下几种方式提高学生的学习兴趣和学习效果：

一是实施教学和研究互动、课内和课外互动、寓学于研的培养模式，设置基于课程的科研训练项目和自主科研训练项目两类，资助学生开展研究工作。基于课程的科研训练项目由研究型教学课程责任教师组织课程教学团队教师指导。自主科研训练项目一般为学生进入高年级后，在导师的指导下自主选题，经学院审批后开展科研训练工作，并以小组的形式参加创新设计大赛、机械设计竞赛、力学竞赛、挑战杯等科技竞赛活动。较好地完成科研训练项目的学生可以取得实践教学环节学分，鼓励学生以科研训练项目研究成果为内容撰写毕业论文，完成毕业环节。

二是在知名企业建立学生实践基地。学生可优先获得去该类企业实习的机会，并鼓励其在企业中开展科研训练项目的研究工作。

三是通过组织科研训练团队、社会工作等途径培养学生的组织、沟通、协调等领导能力。

四是定期组织开展学术讨论。在导师的指导下对各自研究的课题，发表各自观点，营造良好的学习交流氛围，激发创造力，提高学生的表达和沟通能力。

CDIO人才培养模式下的课程考核方式

理论教学部分的考核方式 学生结合10次讲座所讲授的内容，独立查阅中英文文献，开展市场调研，撰写不少于5000字的调研报告或课程论文，并制作讲授课件，参加课堂上模拟的“21世纪制造业前沿国际论坛”，对调研报告或论文内容进行讲授。教师根据学生调研报告或论文撰写质量和课堂讲授的表现，以及平时教学活动全部环节的表现，确定此部分的分数。

项目制作实践部分的考核方式 （1）项目制作实践的组织形式及成果提交。项目制作实践时学生以4～6人为一个项目小组，每个小组配备一名指导教师。项目制作实践以小组为单位，在理论课堂外执行；项目组内活动方式有：座谈式交流研讨，专题式讲解介绍，边做边探讨式互动，系统性总结等。组间活动主要采用总结介绍方式。项目完成后团队需提交的成果资料有：零件图，总装图，工作原理介绍，项目工作总结或课程论文等。（2）项目制作实践考评方式与标准。项目制作实践的成绩分为优（>90分）、良（80～89分）、中（70～79分）、及格（60～69分）、不及格（

课程教学的成效

《专业导论》课程教学及考核方式改革的研究与实践主要取得了以下成效。

培养了学生的自主学习、团队协作、动手能力等，提高了综合素质 在 “模具结构测绘”实践项目教学环节，要求学生完成后提交的资料有：项目工作报告（装配体的工作原理、拆装顺序、装配简图等）；全部零件（标准件除外）正式零件图；装配图（每人一张）。据统计，采用实践项目教学后，在学时与原来相同的情况下，45名学生共完成零件图119 张（A4～A1 不等），A1 装配图39张、A2装配图6张，比往届多绘制了装配图，并且零件的种类结构形式也有所增加；学生首次对典型模具机构进行了拆装和测绘。学生解决问题的能力和实际动手能力有明显的提高，促进了实践过程与工程实际接轨。虽然学习难度和工作量增加了，但由于学生自主学习的热情被激发出来，在项目团队的协作和交流中，大大促进了学生的思维能力、沟通能力、动手能力及合作精神，其综合素质得到较好的培养，成绩明显提高。

以项目小组为单位的答辩环节，提高了学生的口头表达能力、团队意识和集体荣誉感 项目制作实践在最后环节进行以项目小组为单位的答辩，采用答辩方式，不仅可以锻炼学生的口头表达能力，还可以培养学生的团结协作精神和集体荣誉感。在答辩时，回答问题的不是“个人”，而是代表团队，每个成员都可以抢答或补充回答，以体现团队的真实水平。该实践教学环节的成绩首先是团队的成绩，然后是在此之下的个人成绩，每名学生的成绩都和自己团队的表现息息相关。

教师的教学能力得以提高 基于CDIO工程理念的课程教学，其主要理念是通过项目制作实践环节，让学生在项目制作的过程中掌握理论知识。这就意味着教师决不可以袖手旁观，而是正好相反，对教师的要求也更高。教师要根据每个项目组学生工作的进展情况给予引导和适当的指导，帮助学生学会如何进行自主学习，使学生面对不同的情况和对象，会灵活选用和综合运用各种知识、手段。教师还要根据各组不同的工程项目，分别对学生讲解必须注意的问题和必要的解决问题的方法及基本原则，介绍一些可供参考的途径和技巧等。

结语

《专业导论》课程教学，根据不同专业方向的人才培养需求，分别设置了模具结构测绘、齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等项目实践，测量并绘制了典型模具的零件图和装配图，典型零件图和装配图；以工程图学基础理论和实验装置为依托，以工程绘图为载体，对实物装置进行结构分析和研讨。在实践中互动，在讨论中争辩，激发了学生的创新意识，达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目标。

根据课程特点，建立了基于CDIO工程教育理念的课程考核方式，对课程教学中的理论教学部分，以课程论文代替传统考试；在项目制作实践部分，将学生的成绩与团队成绩挂钩，学生成绩由个人和团队两部分成绩组成，采用团队成员之间互评、团队之间互评及导师评价三部分组成，通过课程考核方式的改革，培养了学生的合作意识、团队沟通和协作能力，提高了学生的综合素质。

参考文献：

[1]顾佩华，沈民奋，陆小华.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]陶勇芳，商存慧.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究，2006，（11）：81-83.

[3]杨善林，潘轶山.专业导论课——种全新而有效的大学新生思想教育方法[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2004，18（4）：1-3.

[4]杨景常.成功的《专业导论课》将影响学生的一生[J].高等教育研究，2007，23（1）：38-38，41.

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关键词：遥感 实验室建设 本科 思考 实践

中图分类号：G6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）09（c）-0133-04

Reflection and Practice on Constructing the Laboratory for Undergraduate Education of Remote Sensing

ZHOU Ji LI Shihua ZHANG Xu

（School of Resources and Environment， Center for Information Geoscience， University of Electronic Science and Technology of China， Chengdu Sichuan，611731， China）

Abstract： Laboratory is an extremely important platform for undergraduate education of remote sensing. Because of the characteristics of remote sensing， both theories teaching and applications are required by a laboratory for undergraduate education of remote sensing. By selecting the laboratory for environmental remote sensing as a case， this paper describes the principles for constructing this laboratory and the detailed designed experiments. Furthermore， results for this laboratory are presented from four aspects， including the teaching of undergraduate courses， innovative training for undergraduate students， works on the bachelor theses， and the newly designed experiments by teachers. With the shared reflections and practices on this laboratory， lessons can be learned by other universities.

Key words： Remote sensing； Laboratory construction； Undergraduate education； Teflection； Practice

b感技术是空间信息技术的重要组成部分之一，目前各国都把发展遥感技术作为抢占未来科技制高点的国家战略。随着卫星及其应用产业纳入国家战略性新兴产业体系，以及高分辨率对地观测系统等国家重大专项的持续推进和新的应用领域不断兴起，遥感信息产业未来将保持高速增长[1]。目前，遥感技术已被广泛应用于防灾减灾、资源探测、环境、国土、农林业和水利等众多行业，并在相关领域取得了重要成果。

遥感实验是获取实测数据、强化方法应用、实践遥感理论、发展遥感技术的重要基础手段，对于大学本科期间相关遥感课程的学习具有举足轻重的作用。遥感本科实验室主要面向地理信息科学、遥感科学与技术、空间信息与数字技术及相关本科专业的遥感基础理论实践和遥感应用分析等的专业人才培养。该类实验室强调理论与实际应用相结合，通过开展遥感图像判读、数据采集、分析和应用等，增强学生对遥感知识的专业理论实践理解和应用分析能力，为测绘、国土、资源、环境、农林业、水利、减灾及气象气候等行业提供高技术专业人才[2-5]。该文以电子科技大学面向空间信息与数字技术、环境工程等专业本科教学建设的环境遥感本科实验室为例，介绍对该实验室建设的思考和实践成效，以期为国内相关高校的遥感本科实验室建设提供参考。

1 建设背景

电子科技大学资源与环境学院于2012年1月成立。学院成立初期有空间信息与数字技术、环境工程（按环境信息技术方向培养）两个本科专业，2015年新增地球信息科学与技术专业。为满足空间信息与数字技术等专业的教学，在学校的大力支持下，学院于2013年启动“环境遥感实验室”“地理空间信息工程实验室”和“环境工程实验室”的规划与建设工作。其中，环境遥感实验室主要依托于学院在遥感方向的专业人才队伍。

2 建设思路与规划

2.1 建设目标与总体思路

环境遥感实验室定位为学院遥感本科教学的理论与应用中心和实现培养空间信息与数字技术、环境工程实用型专业人才战略目标的重要支撑。实验室建设目标为较为先进的环境遥感教学实验平台、配置较为齐全的实验仪器，满足空间信息与数字技术、环境工程等专业的教学实验，直接支撑本科课程《空间信息导论》《遥感原理》《资源环境遥感》《数字图像处理》和《遥感综合实验》等的开展，使得学生在环境遥感实验室开设的实验项目中得到充分的实践锻炼。同时，实验室还将服务于本科毕业设计和创新训练项目，增强学生理论联系实际和实践动手能力。除该学院的相关专业外，实验室还将为本校电子工程、通信和航空航天等空间信息应用专业提供环境遥感实验平台。

根据学校本科实验室建设的总体规划，环境遥感实验室主要分2013年3―12月、2013年9―12月两期建设。综合考虑遥感类课程教学的需要、学校的电子通信学科背景和特色以及学校的经费投入，实验室第一期建设的指导方针为“涵盖基础理论、涉及重点领域、满足信息处理”，第二期建设的指导方针为“补充基础理论、增加重点领域、支撑信息处理”。其中，本科阶段遥感类课程涉及的主要基础理论知识点是地物反射、发射辐射理论，应用领域知识点则包括遥感在植被、土壤、大气、水环境等的应用，遥感信息处理知识点包括影像显示、预处理、增强和分类等。图1为环境遥感实验室的总体建设思路。

2.2 实验设计

环境遥感实验室建设之前，空间信息与数字技术、环境工程的本科教学中，与遥感紧密相关的课程实验仅有“土地利用遥感调查”。该实验依托于《遥感原理》，共10学时。为加强对学生实践能力的培养，在本实验室第一期建设中，共设计了6个实验，分别如下。

实验1：遥感图像处理与专题信息提取。主要内容：遥感图像处理软件的使用方法、遥感图像判读与土地利用现状调查方法等。共28学时。依托于《数字图像处理》和《空间信息导论》。

实验2：地物反射光谱采集与处理。主要内容：典型地物的光谱测量方法及其反射光谱特征分析。共8学时。依托于《遥感综合实验》。

实验3：地物辐射参数采集与处理。主要内容：典型地物红外辐射特征测量方法、相关热辐射仪器的定标方法等。共8学时。依托于《遥感综合实验》。

实验4：植被参数遥感采集与处理。主要内容：植被参数野外测量、植被参数的遥感建模及分析方法等。共8学时。依托于《遥感原理》和《资源环境遥感》。

实验5：土壤环境参数采集与处理。主要内容：土壤环境参数的采集与分析方法、土壤含水量的测定方法、土壤各层真实温度的采集方法等。共6学时。依托于《遥感综合实验》。

实验6：大气环境参数采集与处理。主要内容：近地面大气环境参数、气象因子观测方法。共6学时。依托于《遥感综合实验》。

第二期建设中，共设计了两个实验，分别如下。

实验1：水环境参数采集与处理。主要内容：水质采集测量方法、水质参数遥感建模及分析方法等。共16学时。依托于《遥感综合实验》和环境工程专业相关课程。

实验2：地球物理参数采集与处理。主要内容：地表主要地球物理参数的采集与分析方法，包括反照率等。共12学时。依托于《遥感综合实验》。

2.3 仪器设备购置

根据环境遥感实验室建设中设计的8个教学实验，规划购置的主要实验仪器设备（含专业软件）包括ENVI/IDL软件（含扩展模块）1套、地物光谱仪2套、植物冠层分析仪1套、叶绿素仪3套、激光测距测高仪3套、电子天平3套、在线固定式测温仪3套、黑体辐射源1台、手持式测温仪4套、烘箱1台、土壤水分监测仪3套、气象辐射站1套、多参数水质监测仪1套、土壤温湿度自动监测系统2套、植物冠层分析仪1套、台式计算机10台等。学校共投入经费约128万元。

3 实践成效

3.1 本科教学

环境遥感实验室遵循“边建设、边使用；边实践、边总结”的思路，于2013年秋季学期即投入本科教学。至2013年12月，环境遥感实验室第一期、第二期建设基本完成，并顺利通过学校组织的验收。利用已购置仪器，2013―2014学年秋季学期和2014―2015学年秋季学期，依托《遥感综合实验》课程，开设了32个学时的实验课程，参与学生分别为28人、21人，实验内容涵盖了上述大部分实验项目。2013―2014学年夏季学期依托《数字图像处理》课程，开设了相关实验，参与学生数为50人。2014―2015学年秋季学期依托《资源环境遥感》课程，开设了10个学时的实验课程，参与学生为24人。图2为《遥感综合实验》课程学生室外实验照片。

3.2 本科创新训练与毕业设计

除支撑课堂教学外，本科实验室的其他重要职责还包括支撑本科创新训练、毕业设计等。截至2016年，该实验室已支撑了多名学生的本科毕业设计，如“基于ASTER数据的成都平原土壤水分反演”“基于MODIS EVI-Ts特征空间的土壤水分反演”“基于MODIS数据的中国西南地区干旱时空特征分析”“建筑表面温度的日变化特征及其影响因子分析”“校园水环境水质测量及其光谱特征分析”“土壤湿度对土壤剖面温度与表面温度的影响分析”等。还支持了本科生的本科创新训练项目“基于MODIS数据的中国西南干旱时空特征分析”“我国多云雾地区地表温度时间序列构建与应用”“针对AMSR-E地表温度的验证与评价研究”“基于三维激光点云数据的园林植被立体实测建模”“校园水体颗粒污染监测研究”等的开展。通过参与上述工作，学生得到了充分锻炼，一方面增强了对遥感的兴趣；另一方面促进了对课堂教学内容的理解。

3.3 教师新实验项目开发

在学校“新实验建设专项”的支持下，空间信息与数字技术专业教师也依托于本实验室，不断设计与开发新实验项目，如“植被叶面积指数测量及遥感反演”“基于Matlab的RS图像处理方法设计”“地物反射、辐射测量与遥感波段匹配实验”“基于三维激光扫描的空间地物建模”“典型地物热红外图像采集与处理实验”“典型地物方向反射/发射特征观测与分析实验”等。所开发的新实验项目，也陆续应用到本科课程教学中，并实现对实验室原有实验项目的更新升级。

3.4 实验室管理规章制度建设

为保证实验室的有序运行，该实验室由专人管理，并相继形成了《环境遥感实验室设备目录》《环境遥感实验室管理制度》《环境遥感实验室仪器管理制度》《环境遥感实验室仪器借用登记表》等规章制度和文档材料，做到仪器设备的有序、规范化管理。从3年的运行效果来看，实验室仪器使用率合理，实验室仪器设备目录、仪器介绍、仪器设备管理制度和仪器借用都有严格规范管理和相应记录文档，未出现仪器设备事故。

4 结语

环境遥感实验室自2013年开始建设，同年底初步建成，至今已运行三年，较好地支撑了《空间信息导论》《遥感原理》《资源环境遥感》《数字图像处理》和《遥感综合实验》等课程的教学以及本科生的本科毕业设计、创新训练等，达到了预期的目标。此外，部分设备还支撑了研究生的教学和教师的科研工作。环境遥感实验室作为学院遥感本科教学的理论与应用中心，成为我校培养空间信息与数字技术、环境工程等专业人才战略目标的重要支撑。下一阶段将根据电子科技大学的学科背景，开展实验室在“遥感+信息”融合方面的探索，并支撑《遥感原理》等融合课程的建设。

参考文献

[1] 张曼倩.中国遥感发展四十年，如何在下一路口抢占先机[J].卫星应用，2016（9）：33-36.

[2] 陈文波.非遥感专业课程教学面临的问题与解决途径. 实验科学与技术，2016，14（4）：117-120.

[3] 曾永年，谭柳霞，王慧敏.我国高校遥感科学与技术专业现状分析[J].测绘科学，2016，41（5）：168-172.

篇8

关键词：定性；定量；学科体系结构；系统工程思想

作者简介：魏萍（1975-），女，河南新乡人，中国石油大学（北京）信息学院，讲师；许亚岚（1977-），女，湖北襄樊人，中国石油大学（北京）信息学院，讲师。（北京102249）

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）11-0048-02

系统工程是为了解决日益复杂的社会实践问题而形成的，从整体出发合理组织、控制和管理各类系统的综合性工程技术学科。在现代科学知识体系中，系统工程是系统科学的一个分支，实际是系统科学的工程技术应用。中国石油大学（北京）自动化专业开设选修课“系统工程导论”，共有32学时。而系统工程涉及知识范围广，需要基础理论多，为了在课时不多的情况下，实现系统工程“导论”任务，有必要首先明确本门课程的教学目的，然后具体思考教学过程中需要关注的一些问题。

一、确定“系统工程导论”教学目的

作为系统工程的“导论”型课程，教学内容包括：绪论、系统工程理论基础和一些系统工程具体方法。“绪论”是关于系统工程的基本介绍。“系统工程理论基础”部分介绍少量基础科学内容，如：自组织和他组织理论、非线性系统理论等；另外介绍少量技术科学部分，主要是运筹学中的数学规划、图与网路、系统优化等。“系统工程具体方法”主要讲述系统分析与系统建模、系统评价、决策分析、网络计划法等。教学内容包含方面较多，容易给学生形成杂乱的印象，所以教学中一定要做到明确学科体系结构，突出系统工程思想。

1.使学生能够充分认识系统工程

通过本门课程的学习，学生能够认清系统工程是什么，对系统工程有一个全面整体把握。这要求从横向、纵向明确系统工程学科归属，理解系统工程理论基础；明确系统工程发展状况，理解系统工程方法论意义。

2.使学生能够掌握系统工程技术思想及方法

系统工程强调宏观研究，兼顾微观研究，“宏观调控，微观搞活”是系统工程的基本原理，对大小系统普遍适用。在处理工程问题时，不能只顾局部，忽略全局，必须至少上升一个层次考虑问题。系统工程方法一贯体现“定性到定量的综合集成”，对于理工学科的学生，一定要避免过多倾向定量研究，忽略定性研究。

3.使学生能够建立全面综合的思维习惯

在日常教学中常常发现，当前学生普遍存在一个特点：进得去，出不来。也就是，太专注于细节，而忽略了整体掌控。这样不利于知识的学习和运用，更不利于独立钻研习惯的形成和开拓创新精神的培养。而系统工程可以使学生养成全面综合的思维习惯。

二、“系统工程导论”教学中需要关注的几个问题

1.明确系统科学体系结构，理解系统工程理论基础

现代科学技术体系包括自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、信息科学、思维科学、人体科学、行为科学、地理科学、军事科学、建筑科学、文艺科学。所以“横向”看，系统工程属于现代科学技术体系中的系统科学。[1]

另外按照现代科学技术体系中的钱学森框架，不同学科门类可划分为基础科学、技术科学和工程技术三个层次。其中，最接近社会实践，直接用来解决实际问题的是工程技术；给工程提供理论指导的知识体系是技术科学（应用科学）；给应用科学提供理论指导的知识体系是基础科学。所以“纵向”看，系统工程属于系统科学中的工程技术层次，且三个层次间有自上而下的指导关系。[1]

掌握了系统工程在整个科学技术体系中的“横向纵向”关系，相当于理解了系统工程在现代科学技术体系的位置，从而能进一步理解层次间的指导关系。系统工程理论基础包括两个方面，一个是属于系统科学基础科学层次的系统学，另一个是属于系统科学技术科学层次的运筹学、控制论等内容。关于系统学，由于当前并没有完全建立起来，所以在认识上不太统一。在很多教科书里都会介绍耗散结构、协同学、突变论等等产生于其他学科的具体自组织现象。自然科学的基础科学层次包含物理学、生物学等，参照来看基础科学表达和描述的是研究对象本质上具有的属性和功能，即系统本来的属性和功能，如：系统的基本概念、动态系统理论、线性及非线性系统理论、自组织和他组织理论等。而那些具体的自组织现象多产生于其他学科，是系统学内容的具体表现，如耗散结构、协同学、突变论体现了系统的非线性动态特性以及自组织他组织能力，可作为具体例子。系统科学技术科学层次包含控制学、运筹学、博弈学等内容，在教科书中一般都这样认为（自动化专业一般以介绍运筹学为主）。[2]

2.体会“综合即创造”的系统工程思想

系统工程的著名范例――美国“阿波罗登月计划”，该工程包含三百多万个部件，耗资244亿美元，参加者有两万多个企业和120个大学与研究机构，整个工程在计划进度、质量检验、可靠性评价和管理过程等方面都采用了系统工程方法。在工程实施过程中及时向各层决策机构提供信息和方案，供各层决策者使用，保证了各个领域的相互平衡，体现出高度的“综合性”。[3]负责“阿波罗登月计划”实施的总指挥韦伯先生说：“阿波罗计划中没有一项新发明的自然科学理论和技术，全部工作都是现有技术的应用，关键在于综合。”系统工程的一个重要价值，就在于综合运用现代科学技术各个领域的相关成果，协调一致，解决复杂环境的复杂问题。

钱学森院士曾指出“系统工程是一门组织管理技术”，“系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法”。[4]涉及的工程问题越大型，越复杂，就越能体现系统工程的“综合即创造”思想。

体会到系统工程的综合思想之后，就不会认为系统工程只是简单包含一些具体工程技术方法，甚或将系统工程直接等同于具体的工程技术。

3.认识复杂与简单的关系（复杂与简单的相对性）

如果研究对象是结构良好的系统，即，系统具有可以精确观测的特征量，可以获取完备的数据资料，且这些特征量之间关系可以用明确的数学形式表示出来，原则上这类系统属于简单系统。反之，若系统存在一些无法精确观测的特征量，不可能取得完备的数据资料，或无法建立精确的数学模型，要么两者兼而有之，这就是结构不良系统，具有无法简化的复杂性。[1]这样比较来看，简单系统相关问题为简单问题，复杂系统相关问题为复杂问题。如果需要解决的问题，有可以依据的基础理论和客观具体的方法，则为简单；反之，则为复杂。理解简单与复杂的关系，有助于正确认识系统工程技术中的关键点所在，正确认识系统工程技术中的主观定性内容。例如在系统决策和系统评价中，相关方法步骤比较简单，但方法中与主观、定性有关的量的确定，则比较复杂。

4.强调系统工程中的定性与定量关系

定量是指数量指标和数学方法的应用，定性是指借助非量化的途径对研究问题做分析、判断等。系统工程中无处不体现出定性和定量的密切结合。1987年，钱学森院士就提出了定性与定量相结合的系统研究方法，并把处理复杂巨系统的方法命名为定性定量相结合的综合集成方法，表述为从定性到定量的综合集成技术。1992年，他又提出从定性到定量的综合集成研讨体系，进而把处理开放复杂巨系统的方法与使用这种方法的组织形式有机结合起来，提升到方法论的高度。[5，6]

在具体研究应用中，一般是科学理论、经验认识和专家判断力相结合，从而提出经验性假设。通常这些经验性假设很难以严谨的科学方式证明，只是定性的认识。从定性到定量的综合集成方法论，实质上就是将专家群体、数据和信息资料与计算机技术有机结合起来；把各门科学理论与人们实践经验知识结合起来，发挥整体优势和综合优势。此方法论的特点是定性分析与定量分析结合，而后上升到定量认识；科学理论与经验知识相结合，宏观与微观相结合，人与计算机相结合。[5，6]

系统工程教学中，注意强调系统工程中的定性与定量关系，避免学生注重定量，忽略定性的思维习惯。

5.清楚系统工程与具体工程技术的关系

“系统工程”中的“工程”是指把各种科学理论和基础知识的概念和原理用于研究，创造和设计各种系统。从系统看工程――用系统的观点和方法解决工程问题；从工程看系统――用工程的方法建立系统和解决系统问题。系统的方法主要是系统分析和系统设计方法；工程的方法是处理工程问题的方法，包括原理应用和结构构思，确定技术、经济原则，对结构材料、参数和整体进行计算。系统和工程的结合，即系统的方法和工程的方法融为一体，使人们能在系统思想指导下以工程的方法作为工具，从定量角度描述系统元素间的关系、设计、建造和管理人们需要的系统。[7]

与一般工程相比较，系统工程是一种知识体系，不是工程实践；是普遍适用的方法，一切工程都适用；是工程技术，不是科学理论，讲究实际工效；系统工程的精华是系统观点，强调从总体着眼构思，从局部着手实现，从全局出发用好局部，从全过程出发关照好各个阶段。[1]

“系统工程导论”教学课堂中讲授一些具体系统工程方法，如：系统模型技术、系统网络分析技术、系统评价技术等。一些学生会认为系统工程只是包含类似的一些具体工程技术方法。只有真正清楚了系统工程的概念与意义，才不会造成这样的误解。

三、结论

上面关于“系统工程导论”教学中需关注问题的几点思考，更要注重教学中的落实。首先在绪论中要表达清楚，其次在各章节教学中涉及部分要做课堂提示，使学生真实体会到这些问题的存在，从而使其在学习本门课程之后，能够对系统工程有一个全面整体的把握，掌握系统工程技术强调宏观研究、兼顾微观研究的思想，以及定性到定量的综合过程。另外，期望该课程能够影响学生建立全面综合的思维习惯，提高知识学习和运用的能力。

参考文献：

[1]苗东升.系统科学大学讲稿[M].北京:中国人民大学出版社,2007.

[2]魏萍,邓先瑞.《系统工程导论》课程体系探讨与教学实践研究[J].煤炭技术,2010,(2):222-224.

[3]夏绍玮,等.系统工程概论[M].北京:清华大学出版社,1995.

[4]钱学森,等.论系统工程[M].长沙:湖南科学技术出版社,1983.

[5]王众托.系统工程[M].北京:北京大学出版社,2010.

篇9

在分析了《工程教育专业认证标准》对环境工程专业课程体系各项要求的基础上，以青海大学环境工程专业为例，对环境工程专业核心课程群的设置及教学内容优化进行了初步的探索与实践。新构建的核心课程群体现了专业特色，并将认证标准落实在课程教学环节中，为快速提升环境工程专业人才培养的质量提供借鉴，为青海大学环境工程专业通过工程教育专业认证奠定基础。

关键词:

工程教育专业认证;培养目标;环境工程;专业核心课程群

随着高等教育类型结构的多元化发展，工程应用型人才培养已经成为社会经济发展和高等教育发展的必然要求。当前，中国高等学校培养的工程技术人才中，应届毕业生数量和历届毕业生数量均居世界前列，但创新意识强、应用能力强、能迅速创造生产力的人才数量远远不及发达国家的水平。世界经济论坛的《2012－2013年度全球竞争力报告》中指出，美国高校工程专业毕业生中八成以上的人能够立刻胜任工作，国内只有一成左右毕业生能迅速投入实际工作。因此可以看出，目前国内工科院校中，课程体系的内容与学科发展前沿衔接较差，教学内容与社会需求脱节。为解决这些问题，切实提高工科教学质量，教育部、财政部决定从2007年开始实施“高校本科教学质量与教学改革工程”(质量工程)。后续又跟国际接轨，开展了工程教育专业认证工作。此项专业认证工作对于提高工程教育质量具有重要的推动作用［1］。工程教育认证是由专业性认证机构(协会)组织工程技术专业领域的教育界学术专家和相关行业的技术专家，以该行业工程技术从业人员应具备的职业资格为要求，对工程技术领域的相关专业的工程教育质量进行评价、认可并提出改进意见的过程［2］。关于工程教育学历互认的3个国际性协议中，《华盛顿协议》签署时间最早、缔约方最多，是世界范围知名度最高的工程教育国际认证协议。目前，国际上已经逐步形成了以《华盛顿协议》为核心的工程教育专业认证和工程技术人员职业资格认证的国际协议体系［3］。2013年，“国际工程联盟大会”在韩国首都首尔举办，在此次大会上我国成为《华盛顿协议》成员国的预备成员，由此，我国高等学校工程教育专业认证工作得到了《华盛顿协议》成员国的认可［4］。工程教育认证的根本目标是保证和加强毕业生培养质量和促进高校通过修改教学计划不断提高教学质量［5］。为此，我国教育部门制定了相应的《工程教育专业认证标准》。这是目前我国现行高等学校工程教育本科专业的最高认证标准，该标准包括两部分:通用标准和补充性专业标准。其中通用标准包括学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍、支持条件七项内容。这些内容为高校的人才培养方向、人才培养计划、课程体系设置等具体实践工作做出了明确的指引。

1基于工程教育专业认证标准的环境工程专业培养目标

工程教育专业认证强调以学生为中心，旨在评价该专业所有学生是否达到认证规定的基本要求，具体评估如下因素:教育———从招生入校到专业学习，从指导教学到素质教育，从学分积累到就业服务等多方面举措;培养———适应环境发展特别是环境污染变化的趋势，加强毕业生的实践能力要求;教学———贴合社会、企业对新入职环境专业学生的实际要求;支撑———根据要求优化配备各类支撑力量，如教师、实验环境、实践环境等因素的合理配置。专业认证通用标准在“培养目标”部分明确规定专业应该有“公开的、符合学校定位的、适应社会经济发展需要的培养目标”。而且，专业认证支持学校的办学自主性与特色性。各工程教育专业应根据自身的优势、所在的区域及自己的人才培养面向，制定各自的人才培养目标，突出各自的优势特色［6］。根据国家教育部制定的高校本科环境工程专业规范和本科专业认证标准要求，基于青海大学化工学院化学工程与工艺专业盐湖化工方向的优势地位，目前青海大学盐湖化工专业已经成为化工学院的带头力量，已初步建立以盐湖化工为基础的教育体制，因此在环境工程专业教育发展之始，就确定了“理论实践并重”的培养方针。在充分考虑工程教育专业认证标准要求的大背景下，近年来不断坚持“寓教于践”、“赋学于实”的原则，力争培养出适应我国经济建设需要，掌握环境工程领域的基本理论，基本知识和专业技能，熟悉与环境相关的工程专业的基本方法，并能在工厂、企事业、科研院所等部门，从事环境污染控制工程设计、技术开发、环境监测与评价以及环境规划和管理等方面的科研和教学等工作，具有创新意识、实践能力和国际视野的宽口径、高素质、高级应用型工程技术人才。

2基于工程教育专业认证标准的环境工程核心课程体系

课程教学是高校实现专业人才培养目标的核心要素，因此课程体系与内容也必须体现学校的办学目标，包括人才培养的水平与特色。环境工程是近年来新兴发展的新学科，和化工、动物、植物、微生物、地球物理、地球化学、土壤等细分学科紧密结合、不能相互割裂。这个特点决定了环境工程区别于其他学科的教学方法和培养模式。因此，在工程教育认证的整体规划和要求下，平衡基础学科与专业学科的比重，加以与之适应的辅助支撑工作，不仅可以满足教育认证的宏观要求，而且可以加强毕业生的理论与实际的融会贯通，在简单的实验、实操的基础上，快速适应实际工程、现有工艺，迅速做到从学校到社会的华丽转身。

2.1环境工程专业课程设置现状及存在问题

纵观目前全国的高等院校，除了较早开设环境工程专业的少数几个高校专业体系设置完善、起点较高，其余高校此专业起步较晚、发展缓慢，与当今社会严峻的环境污染形势严重脱节。国内基本情况如下:基础课程设置类似，差别较小;专业课各自为政，差异明显。在专业课程体系中，理论部分知识高度统一且缺乏更新，实践部分验证类偏多而设型类缺少。目前在课程设置上主要存在如下三方面问题:(1)专业基础课结构不合理:有的课程内容之间有重复，有的课程开设时间不够合理，还有的课程学时设置不够合理。另外课程设置中水污染专业涉及的课程较多、占据重要地位;而固体废弃物、大气污染、物理性污染等处理与控制的课程偏少。(2)实验课程结构不合理:验证性实验较多，且均偏重单纯的分析测试，体现工程原理和工程实践能力培养的综合设计性实验较少。专业课程设计及认识、生产、毕业实习所占学时比例过小，学生提交的实习报告及图纸质量较差，表明实习效果没有达到预期。(3)教师工程实践背景欠缺:大部分教师均为硕士、博士毕业后直接引进，完全没有工程实践背景，进校后也较少参与企业的工程实践，校企合作基本未有效开展。教师队伍工程教育经验不足，必然导致学生工程设计教育的效果较差。

2.2环境工程专业核心课程群设置探索

在前期收集资料、高等学校和企业调研，并邀请企业、行业专家参与培养计划和培养方案的修订工作的基础上，教学团队不断探索，确定了以《环境学导论》、《环境监测》为核心专业基础课;《大气污染控制工程》、《水污染控制工程》和《固体废物处理与处置》、《环境评价》为核心专业课;《环境化学》、《物理性污染控制》、《环境规划与管理》、《给排水管道工程》、《环境法学》、《清洁生产》、《环境工程施工技术》、《环境工程技术经济》等课程作为选修课程的青海大学环境工程专业核心课程群。重新设置后的专业课优化体系与毕业生应有的知识结构形成了更合理的对应关系。

2.2.1根据毕业设计倒查，解决课程设置问题

《工程教育认证标准(2015版)》对毕业生做出了明确的要求，“应通过评价证明毕业要求的达成”。从近年青海大学环境工程专业学生毕业设计的效果可以看出，固体废弃物方面的内容学生掌握的不够好，设计垃圾填埋场时出现了很多问题。根据此问题追溯倒查发现，有的课程内容重复，如水处理方面的课程重复较多、比重偏大;而固废和物理污染等内容偏少。《固体废弃物与噪声控制》只有32学时，目前固体废弃物讲授26学时，噪声6学时。此类课程设置的不合理，直接反应在毕业设计的焦点问题中。因此，在修订2016级培养方案时，我们教学团队经过充分的讨论并与行业专家论证后，将《固体废弃物与噪声控制》课程更名为《固体废物处理与处置》，并将噪声污染控制的重要内容纳入新开设的《物理性污染控制》课程。在实行学分制的前提下，课程学时不断被压缩，如何在有限的学时内优化教学内容，将知识精华传授给学生，也是教学团队一直长期努力解决的问题。例如“可持续发展理论”在《环境管理学》、《环境规划》、《环境学导论》和《清洁生产工艺》中教学内容有重复，浪费了有限的课时。以本次培养方案修订为契机，我们将《环境管理学》和《环境规划》两门课程合并为一门《环境规划与管理》，《清洁生产工艺》更名为《清洁生产》并不再讲述“可持续发展理论”。对于课程开设的顺序，也根据修订好的培养方案和教学计划进行了调整。如《环境监测》是核心专业基础课，是后续专业的重要基础，但是目前开设在三年级第二学期，造成了很多基础概念学生都没有学过，就直接开始专业课学习的不利局面。此次将开课学期调整到三年级第一学期，为学生后续的专业课程学习打好基础。此外，《专业英语》《环境规划与管理》等课程的开设时间也进行了调整。调整后的课程体系更加注重选修课的设置并做到与专业认证标准的要求相协调。

2.2.2追踪学生就业薄弱点，调整专业教学重点

通过追踪发现，毕业生就业后应聘到化工、热电、机械等行业中，进行大气污染治理的能力普遍严重不足。根据此问题倒查，发现目前实验设置还不够合理，主要还是偏向于水处理方面，大气污染监测及控制的实验过少。在认识实习、生产实习中也主要偏向水处理技术和垃圾填埋技术的相关内容，对大气污染控制方面的关注度不够。目前我校对《水污染控制工程》和《大气污染控制工程》这两门课程设置的理论课时均为48个学时，教学方式仍以典型的课堂模式为主，教学中教师以黑板板书平面向学生讲述，至多借助PPT、MULTIMEDIA等方式展示所有平面或过程变化，或者演示简单案例，复杂的3D设备、多维化学过程则无法详尽解释。因此，学生和老师之间无法形成有效沟通，并且无法形成时间、空间、性状等重要的直观印象，学生对知识的理解和掌握十分有限。而这两门课程都是环境工程专业的核心课程，主要内容在理论基础上涉及水和大气污染的基本概念、原理，以及如何防控;在实践基础上涉及污染防控装置的工艺设计、及指标计算等知识，建立毕业后实际分析、处理液体和气体污染的能力。这两门课程只是在《专业实验》课程中安排了相关实验，而且目前实验设置还不够合理，主要还是偏向于水处理方面，大气污染监测及控制的实验过少，针对性严重不足。因此，教学团队需要不断整合已有实验资源，在新版《专业实验》教学大纲中增加了大气污染控制实验的学时数，培养学生在大气污染控制方面的实践能力。如何在有限的实践学时内增加学生到大气污染控制企业实习的机会，不断努力寻找可以合作的大气方面的实习企业，是教学团队今后需长期努力解决的问题。

2.2.3继续开展实习实训，不断拓展学生视野

环境工程专业课都是实践性很强的课程，要达到较好的教学效果，教师本身必须具有扎实的理论基础，而后才能在授课中举一反三，形象生动的完成讲授;同时，也要具备丰富的工程实践经验，而后才能在指导课程设计时知识面宽广，真正能够从实际出发指导实践。推进校企合作，是达到较好教学效果的有效方式。目前青海大学校企合作工作基本处于空白，特别是环境工程方面的校企合作，仅仅停留在学生实习等表面工作，深度的知识合作、技术合作和科研合作并未有效开展。因此，任课教师的理论联系实际也仅仅依靠教师个体的努力，在授课中两者的联系深度、广度也参差不齐。体制化、流程化的校企合作已经迫在眉睫，急需在课程群建设工作中尽快开展。继续拓展与企业合作共建实习和基地、工程实践的平台。建立与我省大气污染、水污染治理企业和环保公司互动，优化完善学生毕业设计、论文选题方向;并邀请行业或企业等外部专家参与培养目标的定期修订。在此工作的基础上，可以加强毕业生“校门到厂门”的迅速转变，实现从学术型人才到工程应用型人才的迅速转型。

2.2.4核心课程教学软件完善

在工程实践类课程学时不足的现实情况下，学校拨款购置了环境工程类的课程实训软件(水污染处理技术方面)，教学团队也在不断努力丰富课程设计案例，编写课程设计内容，修订专业实验指导书，这些举措进一步完善了专业核心课程的教学软件，为后续开设大气及固废污染与控制方面的综合实践类课程做好了基础的准备工作。

2.3环境工程专业核心课程群教学内容优化

按照环境工程专业规范与认证标准的要求，开展对青海大学环境工程专业核心课程内容的优化工作，突出与目前严峻的环境污染形势相结合，并融入创新精神，将现有课程体系中理论基础课与污染防控技术一一对应，相辅相成。青海大学环境工程专业现开设的课程中，《大气污染控制工程》《水污染控制工程》和《固体废物处理与处置》《环境评价》是环境工程专业的核心专业课程，经典理论内容与技术发展内容需要进一步优化。三门污染控制课程涉及物理、化学、生物、数学、地学、气候等学科内容，三门课程需要在各个不同学科的理论课基础上实现延展，因此，在授课过程中应注意对课程的知识体系进行梳理，结合省情与实际应用，改变传统重理论的教学方法，对课程内容进行优化。例如，在《大气污染控制工程》中压缩“概述”和“大气污染和全球气候”两章的内容，删去与《环境学导论》和《环境化学》重复的教学内容;压缩“大气污染气象学”和“大气扩散浓度估算模式”内容，移在后续开设的《环境评价》课程中进一步学习;增加“颗粒污染物控制技术基础”、“除尘装置”的教学强度，减少其与《化工原理》中重复内容的讲授;将教学重点放在“常用除尘设备设计及选型和废气吸收、吸附、催化设备设计”上，为后续增设“燃煤锅炉烟气除尘脱硫装置设计”、“脱除烟气中低浓度二氧化硫的吸收塔设计”等课程设计题目打下基础;将“工业通风”部分内容引入“除尘管道系统设计”章节，增加相应教学内容，培养学生的工程设计能力。以《环境学导论》《环境监测》为例，根据工程教育专业认证标准的要求，在《环境学导论》中要加大对水污染、大气污染、固体废弃物污染及物理性污染控制技术的介绍，压缩“绪论”等部分的课时。对《环境监测》课程方面，注重讲授基本原理在实践方面的应用，淡化一些复杂的模型、化学反应，注重学生实验技能的培养。《专业实验》中需开设一些综合设计型、开放型的实验，在原有水污染控制实验的基础上，增加大气污染、固体废弃物污染及物理性污染与控制实验的学时数，培养学生发现问题、解决问题的能力，突出学生工程应用能力的培养。

3工程教育专业认证对环境工程专业人才培养的促进作用

层出不穷的恶性污染事件，表明我国目前水污染、大气污染的治理任重道远，经济社会对水资源保护、大气环境治理工作的要求越来越高，也表明高校对环境工程人才的培养需要进一步贴近现实社会的要求，同时也进一步突出环境工程专业课程的重要性与特殊性。在充分考虑工程教育专业认证标准要求的大背景下，如何做到化工结合环境、理论结合实际、基础结合创新、教学结合育人、学习结合生产，成为了新时期教学团队面临的巨大机遇与挑战。我们教学团队在继承先前摸索实践十余年的宝贵成果之上，积极响应国家“大众创业、万众创新”的号召，构建了专业核心课程群，实施了环境工程专业核心课程内容的整合与完善，以期提高我校环境工程专业学生工程应用能力，凸显工程应用在专业课教学内容的突出地位，树立工程应用在专业课教学中的意识，发挥其在企业应有的实际作用。优化后的环境工程核心课程体系将充分实现青海大学教书育人的宗旨，“送出校门，送入社会”，环境工程毕业生在走入社会之际就能成为出色的环境保护工作者，在精益求精的创新课程体系的过程中，老师们在追求成为“育人工匠”的同时，必将培育出一批又一批合格的“环保工匠”。

作者：陈莉薇 王晓 严刚 赵玉杰 盛莉 王晓宁 单位：青海大学化工学院

参考文献

［1］姜理英，陈浚.工程教育专业认证背景下环境工程专业教学改革探析［J］．浙江工业大学学报(社会科学版)，2014，13(3):256－260.

［2］林健.工程教育认证与工程教育改革和发展［J］．高等教育工程研究，2015(2):10－19.

［3］王玲，雷环.《华盛顿协议》签约成员的工程教育认证特点及其对我国的启示［J］．清华大学教育研究，2008，29(5):88－92．

［4］程翔，孙德志，力，等.基于工程教育认证标准的环境工程专业课程教学体系的构建———以北京林业大学为例［J］．中国林业教育，2017，35(1):35－38.

篇10

【基金项目】2013年度广西高等教育教学改革工程项目（编号：2013JGA120）；广西师范大学2013年校级教改立项项目（A类）“《环境学》‘三导三学’教学模式研究与实践”。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）03-0234-01

一、学生创新意识培养机制的改革

环境类本科生是以环境保护为宗旨，学习环境污染防治技术的尖端人才为培养目标。面对我国日益发达的经济和社会，环境污染的恶劣引起越来越多的人关注。这就要求培养环境类的专业人才的同时，强调创新意识和实践能力的改革。

创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。全面推进素质教育的重点就是培养学生的创新精神和实践，这在环境类专业的本科生教育中显得尤为重要。因此，我们尝试在环境专业基础课程《环境学》的教学过程中培养学生的创造性思维，希望通过新的教学方法和教学改革，尝试让《环境学》课堂教学更积极有效的同时，也能培养学生的创新意识。

二、学生实践能力的培养机制的改革

大学本科教育中，学生实践能力的培养相对于高职学生较为弱化，是亟待教育工作者去改善与弥补的缺项。教师教学重点均在理论知识与技术的讲解，以往的实习活动仅限于参观考察等基础性实践活动，不能有效的结合所学理论知识的运用，对今后的工作技能没有帮助，学生时代与工作阶段缺乏衔接。

在《环境学》课程的教学改革中，我们力求以“三导三学”教学模式，激发学生实践动手能力，结合课前课中课后的一系列活动，让学生主动学习，积极实践，从基本环境问题与治理技能上寻求答案，加深学习兴趣，提高学习效率。

三、《环境学》课程“三导三学”教学模式改革与实践

“三导三学”教学模式，源于基本的课堂讲授方式，但又积极突破传统方法，拓展课堂范围与教学时间，不仅改善了枯燥的教学过程，又增长了学生的创新与实践能力，在《环境学》课程的教学过程中取得了良好的效果。“三导三学”主要内容为以下几点：

课前“导”和“学”：采用任务驱动法，激发学生的学习兴趣。由教师根据课程内容采用不同方式导入相关问题或任务，以学习小组的形式通过学生自主观察或亲身体验、探索，达到激发学生对课程相关内容的学习兴趣。

课中“导”和“学”：以教师为主导、学生为主体，根据课程不同内容采用恰当的教学方法，让学生参与教学，提高学习效果。课堂上将课前问题适当解答或总结，并结合启发式教学、案例教学等方法导入课程主要内容，并适时地进行师生互动、生生互动，以充分发挥学生在学习上的主观能动性，达到提高学习效果的目的。

课后“导”和“学”：知识拓展，能力培养。课后教师注意引导学生关注与课堂所学某些重要内容相关的社会问题及某些重要问题的研究热点和进展，通过自主涉猎相关文献、参与各种实践活动和科研活动等形式拓展学生的知识宽度和深度，拓宽学生的专业视野。

四、《环境学》课程“三导三学”教学模式对培养学生创新意识和实践能力的效果

《环境学》是高校环境科学与环境工程专业的专业基础入门课，也是专业核心课程之一，重在建立环境科学的基础理论体系，集中阐述环境学基本规律、环境学基本原理及应用，为深化和整合环境类专业课程体系、为学生学习后续专业课程奠定理论基础。通过该门课程的教学，不仅要让学生在学习环境学基本知识和理论的基础上，对环境科学领域有较全面的认识，还要培养学生对本专业的热爱，激发他们对后续专业课程的学习兴趣，坚定他们维护环保的信心。

由于《环境学》课程教学内容涉及面广、知识点较多，相对后续的专业课程来说知识内容比较浅显，学生在学习过程中往往会表现出不重视、学习积极性不高的特点，从而很难达到预期的学习效果，因此，教学模式和教学方法改革势在必行，教师在教学过程中不能沿用传统的“讲授-接受”式教学模式，而应采用更具有现代意识和提高学习效果的教学模式。

目前，国内高校的《环境学》课程教学普遍以课堂教学为主，相关教师已经认识到课堂教学应以教师为主导，以学生为主体，让学生参与教学过程，以利于教学效果的提高，此外，他们也已经关注到实践活动的重要作用。有关该课程教学方法的研究也有不少报道，如福建师范大学苏玉萍等对《环境学》类课程的教学方法进行了探讨；广州大学的张鸿郭等初步探讨了参与式教学方法在“环境学导论”课程中的应用；华南师范大学的曾丽璇等对环境科学专业课《环境学导论》从教材选择、教学过程、教学内容及教学方式、鼓励学生课外参与环境保护志愿活动方面提出了一些实践心得，这些足以体现了任课教师对《环境学》课程教学改革的希望和需求。

“三导三学”是目前较为新颖和有效的教学模式，其核心是通过课前、课堂、课后三个有机联系的“导”、“学”环节达到提高学生学习效果的目的，但不同学科、不同课程应该根据课程的特点和学生对象来采取不同的具体实施方法，以取得最佳效果。本项目旨在针对大学本科《环境学》课程的特点和定位，通过课前、课中、课后教师采用不同方式的“导”，让学生在观察、探究和参与实践和科研活动中不仅“学”到理论知识，而且“学”会如何发现问题、分析问题并进一步尝试解决问题，同时也在实践中培养学生的语言表达能力、写作能力、沟通能力和团队协作的能力；期望通过“三导三学”教学模式的建构和实践，调动学生的专业学习热情，激发学生对后续专业课程的学习欲望，同时在课程三个有机联动的教学环节中逐渐培养学生的专业思维和专业素养。

参考文献：

[1]张桂菊；肖才远.基于学生创新能力培养的机械类实验教学研究；科技创新导报；2012（5）

[2]徐志兵；陈书琴；钮志远.环境类专业大学生创新能力的培养，安庆师范学院学报，2013（1）

[3]徐志兵；孙慧群.环境科学专业课程体系和教学方法改革， 安庆师范学院学报，2008（1）