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環境科學專業核心知識單元,代表環境科學各個知識領域的不同方向,知識點分核心和選修兩種,核心知識單元是所有環境科學專業學生要求具有的基礎知識內容。
其中,專業基礎類核心知識單元包括:①環境問題,核心知識點包括水環境問題、大氣環境問題、固體廢物污染、全球環境問題,選修知識點包括土壤污染、物理性污染和污染物生物效應。②環境科學基本原理,核心知識點包括環境/生態基本規律、環境科學學科體系和可持續發展理念。③環境科學研究方法,核心知識點包括環境科學方法論體系、生態學方法論、環境體系解析方法論,選修知識點包括環境質量調控方法論、綜合/系統分析方法論。
專業原理類核心知識單元包括:①生態過程與效應,核心知識點包括生物對環境的適應、種群及其基本特征、生態系統特征及過程分析、生態學原理的應用。②環境生物過程與效應,核心知識點包括環境污染物在生態系統中的行為、污染物的生物學效應、生物監測原理與方法、環境污染的生物凈化、退化環境的生物修復。③環境化學過程與效應,核心知識點包括環境中典型化學污染物、污染物遷移、污染物轉化、大氣環境化學、水環境化學。④環境地學過程與效應,核心知識點包括地球環境系統的基本組成運動規律及演化過程、地球環境系統有機圈層的組成結構及其功能、各圈層的演變規律及在全球環境變化中的作用、地球環境系統中物質和能量的遷移轉化及循環過程。
專業技術類核心知識單元包括:①水污染控制,核心知識點包括廢污水的物理處理技術、廢污水化學和物理化學處理技術、廢污水生物處理技術、廢污水的自然處理技術、污泥處理處置。②大氣污染控制,核心知識點包括顆粒污染物控制技術原理、顆粒污染物的控制技術、氣態污染物控制技術原理、典型氣態污染物控制技術。③土壤污染控制,核心知識點包括土壤污染源與污染特征分析、土壤污染控制技術原理、典型土壤污染物控制技術。④固體廢物污染控制,核心知識點包括固體廢物分類與特征、固體廢棄物無害化技術與方法、固體廢棄物綜合利用。⑤環境監測,核心知識點包括環境標準、水環境監測、環境空氣監測、固體廢物監測、土壤污染監測、物理性污染監測、環境監測質量保證。⑥環境影響評價,核心知識點包括項目環境影響評價、規劃環境影響評價、戰略環境影響評價。⑦環境規劃,核心知識點包括環境規劃的技術方法、水環境規劃、大氣環境規劃、噪聲污染控制規劃、固體廢物污染防治規劃。
專業管理類核心知識單元包括:①環境管理,核心知識點包括環境管理學的理論基礎、環境管理的制度和政策手段,選修知識點包括企業/產業環境管理實踐、區域一全球環境管理實踐。②環境法律,核心知識點包括環境法基本概念原則、環境法律制度及法律效力、環境污染防治法、自然資源保護法、國際環境法。
專業實踐類核心知識單元包括:①專業實習,核心知識點包括認識實習、生產實習、綜合實習。②科研實踐,核心知識點包括觀察性實驗、驗證性實驗、設計性實驗、研究性實驗。③畢業論文/畢業設計,核心知識點包括文獻查閱、論文開題、論文研究、論文撰寫、論文答辯。
二、建立核心課程體系
圍繞環境科學專業各專業類別的核心知識單元,建立核心課程體系,承載核心知識點。各門核心課程圍繞核心知識點組織基本理論、研究前沿、基本方法、實踐案例等內容,形成系統。同時,設置先導課,為核心課程和核心知識點學習提供必要的基礎知識儲備。例如,“環境化學”課程,就需要無機化學、分析化學、有機及物理化學、環境科學概論、環境監測等課程作為先導課,提供環境化學課程各知識點學習所要求的基礎知識儲備。
專業基礎類核心知識由“環境學基礎”和“生態學基礎”課程為基本載體。“環境學基礎”課程堅持“起點高、容量大和觀點新”的教學宗旨,系統介紹環境科學的產生與發展、人口、各環境要素污染與防治、可持續發展等內容,注重學生基本知識、基本技術、基本能力的培養,課程已經建設為國家精品課程,并積極探索慕課教學形式;“生態學基礎”全面介紹生態學的基本概念、基本原理和基本應用方法,以及現代生態學的最新進展,該課程已經建設成為南開大學精品課程。
專業原理類核心知識由“環境生物學”“環境化學”“地學基礎”課程為基本載體。“環境生物學”介紹環境生物學領域的基本理論和基本概念,結合現實環境中污染物與生物之間的相互作用,培養學生運用環境生物學技術解決實際問題的能力;“環境化學”介紹大氣、土壤、水及生物相諸介質中環境物質遷移轉化的基本原理,環境中主要污染物的來源及其在環境中的歸趨,環境污染控制與修復過程及綠色化學中污染減量及消除的化學原理,“環境化學”課程已經被評為國家精品課程;“地學基礎”課程介紹地殼的基本物質組成特征,氣象要素的基本概念和表征方法、大氣穩定度和逆溫等與環境有關的基本知識,城市氣候的基本特征,地球上水的循環過程,各種水體的基本特征,土壤的組成特征、形態特征、形成因素和成土過程,地圖的基本概念、特征、組成要素、我國基本比例尺地形圖的分幅和編號的基本方法,地形圖的應用,遙感的基本概念、原理、遙感解釋標志和方法,要求學生掌握地學的基本概念、基本規律和形成原因,以及地學基本手段的應用,該課程被評為南開大學精品課程。 專業技術類核心知識由“環境工程學”“環境監測”“環境影響評價與環境規劃”課程為基本載體。“環境工程學”介紹水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢棄物處理與處置工程以及噪聲防治與控制等的基本原理和方法,該課程被評為南開大學精品課程;“環境監測”課程全面介紹根據監測的目的進行調查研究、設計監測方案、選擇監測方法、進行數據處理以及測試結果的分析評價,掌握環境樣品的采集、保存、制備、預處理、測定及質量控制等方法,培養學生實際環境監測問題的分析和解決能力,該課程被評為天津市精品課程;“環境影響評價與環境規劃”全面介紹環境評價和環境規劃的基礎知識、基礎理論、基本方法以及評價與規劃知識的實際應用。
專業管理類核心知識由“環境管理與環境法學”課程為基本載體,“環境管理與環境法學”課程介紹管理學基礎知識和主要原理、中國環境管理的原則與政策、中國環境管理的體制與制度、中國環境法體系及內涵、中國環境法的基本原則和基本制度以及部門環境管理、區域環境管理、工業企業環境管理等。
三、圍繞三條主線推動環境科學專業課程教學
1.環境問題識別和分析主線
環境科學是研究環境問題及其解決途徑的綜合性科學體系,其核心任務是揭示人與環境相互作用規律。環境問題的產生和解決促進了環境科學的產生、形成和發展。圍繞著環境問題的識別和分析,形成環境科學基本原理、技術方法、管理工具以及具體實踐科學體系。圍繞具體環境問題識別和分析,組織核心知識單元、核心知識點和核心課程,課程之間科學邏輯關系緊密,便于學生認知和學習。
另一方面,在我國當前發展階段,資源環境限制與社會經濟發展矛盾空前突出,迫切需要環境科學培養專業人才,應對污染控制、生態修復與環境建設挑戰。圍繞我國面對的實際環境問題,針對性培養專業人才,建立起環境問題與人才培養之間的直接聯系,建立以環境問題識別和分析為主線的人才培養模式,搭建對應的知識結構和課程體系,有利于為國家培養具備解決實際環境問題能力的急需人才。
2.實驗與實踐教學主線
堅持“注重基礎訓練、強化教學實習、突出創新能力、提高綜合素質”實驗教學理念,圍繞核心知識單元和核心知識點,搭建專業基礎實驗教學平臺,建立實踐教學基地群,嚴格畢業論文環節,充分發揮實踐教學對理論教學的有效補充作用。
(1)專業課程實驗。課程實驗和課堂理論教學相輔相成。圍繞核心知識單元和核心課程,開設專業實驗課程,包括環境監測實驗、無機及分析化學實驗、環境化學實驗、生態學基礎實驗、環境生物學實驗、環境微生物學實驗。著重訓練實驗步驟、實驗操作、實驗安全、藥品管理等基礎實驗技能,培養環境科學分析基本方法和技術。
(2)專業教學實習。合理安排專業教學實習時間,既能促進核心知識的理解和認知,又能為后續畢業論文/設計提供經驗。圍繞核心知識點搭建專業教學實習平臺,建立教學實習基地體系,配合大氣污染防治、水污染防治、固體廢棄物污染防治、環境管理等核心知識點和核心課程,建立環境監測中心、環保衛生管理中心、科學院、環保科技公司、垃圾處理廠等實踐教學基地,形成實踐教學基地群,提供直觀認識環境科學專業知識在實踐中具體應用的機會,培養知識運用和理論聯系實際的能力。
(3)畢業論文。設置畢業論文環節,通過學生參與論文選題、查閱文獻、開展實驗或設計、結果模擬與分析等畢業論文過程,系統鍛煉學生運用理論知識、實驗技能的綜合能力。
3.科研創新訓練主線
營造制度、平臺、師資環境,建立穩定的科研創新體系。通過國家級、省市級、校級、院級各級別科研立項機會,搭建“國家大學生創新計劃”“省市大學生創新立項”“學校大學本科創新立項”“學院創新立項”多層次立體化環境科學專業學生創新平臺,為不同水平學生提供創新立項機會,逐步提高項目研究質量,嚴格過程管理,保障創新立項覆蓋面。通過團隊協作、教師交流、項目答辯等環節,鍛煉學生創新思維和創新能力,提高團隊合作與交流能力,鼓勵學生科研成果報獎。
四、核心課程質量保障
(1)國家級特色專業建設。2010年,南開大學環境科學專業獲批為國家第六批高等學校特色專業建設點。特色專業結合南開大學環境科學多年來的本科教學特色以及相關教育、教學理念,面向國際社會發展及現實中國社會大背景下的特征需求,同時考慮到學科本身的實踐特征、時代特征和應用特征,推動與現階段校內學習相補益的數個社會實踐與互動教學平臺建設。
(2)精品課程群建設。提出并實踐“精品課程群”建設的教改思路,逐步推動各門課程精品建設,形成“精品課程群”體系,有效保障環境科學專業課程教學的高質量。
(3)國家級教學團隊建設。2010年,南開大學環境科學專業基礎課程教學團隊被評為國家級教學團隊。
(4)優質教材保證。作為知識的載體,教材是本科生質量的重要保障。為了提高環境科學專業人才培養的效果,自編出版環境科學專業系列優秀教材。包括1本國家級精品教材《環境化學》,4本“十一五”國家級規劃教材《環境學基礎》《生態學基礎》《環境化學》《地理信息系統及其在環境科學中的應用》等。
(5)推動天津市實驗教學示范中心建設。積極推動實驗教學改革和實驗室建設,建設天津市環境科學與工程實驗教學示范中心,為專業人才培養提供實踐和創新平臺。提出“培養具有創新精神的環境科學與工程現代化復合型高素質人才”的實驗教學理念,搭建“專業基礎實驗、教學實踐、創新教育”的高素質人才培養實驗教學平臺,探索“堅守教學神圣,轉變師生角色,強化開放綜合,學科建設與實驗教學相融合”的實驗教學模式,取得了豐碩的教學改革與建設成果,學生教學效果突出。
(6)推行精細化教學管理。探索精細化教學管理模式并付諸實踐,制訂“教學效果的雙評議制度”“主講教師競聘上崗制度”“教學效果的雙評議制度(教學督導組評議和學生評議)”等規章機制,有效實現對教師“教”的目標導向和過程管理。
實行環境科學專業本科教學的課程小組負責制,實現了本科教學的優質師資資源配備,有效地促進了全體教師對本科教學的關注和重視。保證教授、副教授百分之百地參與本科教學,優化教師隊伍年齡結構和學緣結構,提高教學效果。
實行“本科生課程主講教師競聘上崗”。對列入核心課程群建設的課程實行主講教師競聘上崗辦法,結合學生評教結果,根據教學能力與教學效果優選課程主講教師。
教學實習包括課程實習和生產實習,是實踐教學體系中的一個重要組成部分,是貫徹理論聯系實際的教育方針,是培養社會需要的德才兼備人才的重要環節,是鞏固所學理論知識,提高學生分析問題、解決問題能力,培養創新與創業意識、學以致用和適應社會的能力,增強職業意識、進行基本技能訓練的重要途徑。
1.課程實習。
課程實習安排在大學二年級,在培養計劃及課程教學大綱中明確學分(時)數以及實習要求和考核方式。實習場所包括各類自然保護區、生態園區、大型企業污染治理設施、政府環保部門等實踐教學基地。實習的形式包括參觀考察以及專題調研等。
2.生產實習。
生產實習是學生完成《環境化學》、《環境監測》、《環境工程學》、《生態學》、《環境微生物學》等專業基礎課和部分專業課學習后的綜合性實習,在大學三年級下半學年進行生產實習。實習單位包括企事業單位、政府環保部門、研究院(所)或在本校進行科研實習等,要求學生上崗實習,直接參與教師科研工作。
3.實踐教學基地建設。
與具有良好環境行為、環境績效的研究機構、企業集團、社會團體等組織,以雙贏互惠、共同發展的原則,通過有效科研的合作,建立實踐教學基地,為學生提供一個拓展視野、親身體驗的場所。通過有經驗的環保技術專家指導學生實習,進行現場教育。通過課程實習、生產實習等過程,讓學生深入了解社會需求及自身的不足,明確學習的目的,激發學習的動力,提高綜合素質。
二、社會實踐
社會實踐是大學生思想政治教育的重要環節,對于促進大學生了解社會、了解國情、增長才干、奉獻社會、鍛煉毅力、培養品格、增強社會責任感具有不可替代的作用。環境科學專業社會實踐應當與專業培養計劃有機結合,根據學校培養目標、學生需求、專業特色、學生成長階段和認知規律,實施分類教育。將社會實踐納入本科培養計劃,規定學生社會實踐的學時數,制訂相應的規范。學生的社會實踐形式包括校園文化活動、暑期社會實踐、大學生社會工作、科技學術活動、青年志愿者活動和公益活動等。
目前,我國已有250多所高校開設環境科學本科專業,少數設置于教育部直屬高校,大部分設置于地方高校,普遍存在專業設置時間短、專業建設任務重的問題。環境科學專業在建設過程中,如何結合地方實情,服務于地方經濟發展的實際需要,凝煉專業特色和準確專業定位,是環境科學專業建設中必須解決的問題。揚州大學環境科學專業特色及學生培養目標課題組,對環境科學專業建設中的定位與特色問題進行了相關的教改研究,取得了一些有益的經驗。
一、環境科學專業學科特點
環境科學是以“人類—環境”為研究對象,研究人類活動對環境的影響,受影響的環境對人類反作用的問題。環境科學是一個由多學科到跨學科的龐大科學體系組成的新興學科,也是介于自然科學、社會科學和技術科學之間的邊際科學,具有很強的綜合性與復雜性。
環境科學專業覆蓋面廣,研究方向繁雜,使得環境科學專業學科特色不顯著,影響了學科的發展。我們認為環境科學專業在保證其專業學科內涵要求的基礎上,一定要有自己的特色,要與“眾”不同,在課程設置與實踐性環節等方面不能是簡單的“拼盤”,不能面面俱到,面面俱到的結果是面面不到。
二、專業定位與培養目標
隨著社會經濟的快速發展,環境問題呈現出復雜性與多樣性,對環保人才的素質要求不斷提高,培養基礎扎實、知識面寬、能力強,具有創新精神和實踐能力的高級專門人才應該是環境科學專業人才培養的總體要求。
不同類型的高校,其專業定位與培養方式的側重點應有所不同。研究型大學以培養高層次的理論型和研究型人才為主,教學科研并重的大學以培養應用研究型人才為主,以教學為主的大學重點培養應用型和實用型人才。
專業培養目標反映了人才培養的規格和標準,地方高校因其地區差異和發展水平差異,準確的培養目標定位是專業建設前提。揚州大學系江蘇省屬重點綜合性大學,為教學科研并重型地方高校。依據江蘇省社會經濟發展水平及揚州大學的性質,我校環境科學專業以培養應用型人才為主,兼顧研究型人才的培養。
我們依據畢業生每年的就業情況,不斷修訂完善環境科學專業人才培養方案。在課程設置方面,重點加強與學生就業關系緊密的《環境工程》、《環境監測》、《環境影響評價》等課程的實踐性教學環節,除了與課程配套的相關教學實驗以外,還有課程實習或課程設計,增強學生的動手能力,培養的本科生具有較強的社會適應能力與競爭力。我校環境科學專業從2003年開始招生,已畢業四屆本科生,畢業生大學英語四、六級通過率92%以上,江蘇省計算機二、三級通過率95%以上。每年七月初,畢業生就業率達92%以上,近三分之一畢業生考上研究生,少量進入環境監測站及相關事業單位,多數畢業生進入企業相關崗位。
就目前就業形勢而言,環境科學專業畢業生就業的主渠道應該在企業。環保局、環境監測站、環科所等單位基本處于飽和狀態,這些單位不應作為招生宣傳時環境科學專業學生就業的標桿。許多學生當初報考環境科學專業,總認為畢業后能進入環保局、環境監測站及環科所等單位,事實并非如此。就業事實與期望值相差甚遠,使得環境科學專業畢業生就業率偏低,環境科學專業在社會上的就業“口碑”不佳。我們通過調查發現,主要原因是學生不愿進企業,不愿進基層,服務企業的意識很淡薄,總想進環保類機關及事業單位,而這些單位基本處于飽和狀態,基本不需要招人。我們認為要解決這些問題的關鍵在于,一是招生宣傳要多強調為企業服務,畢業后進入企業相關環保崗位,降低學生進入環保事業單位的期望值;二是學生進校后加強實踐性教學,特別是與企業環保崗位關系密切的相關課程的實習及設計,使學生進入企業后能與工作無縫對接;三是提升學生的能力素質,重視大學英語四、六級,計算機等級考試通過率,安排部分學生在大二階段參與教師的科研工作,為少部分想進一步考研深造的學生打下良好的基礎。
環境科學專業內涵為解決以人類為中心的各種環境問題,環境問題可謂包羅萬象,紛繁復雜。在確定專業目標定位,制訂人才培養方案時,高校既要考慮專業學科內涵所規定內容,又要有所側重。揚州大學為地方綜合性高校,主要面向地方,為地方經濟發展服務。江蘇南、北地域經濟差別很大,發展很不平衡,蘇北經濟薄弱,人才相對缺乏,而蘇南經濟體量大,人才濟濟。因此,我校環境科學專業的定位是以人才需求為導向,培養基礎扎實、專業面寬、動手能力強、肯吃苦,愿意到蘇北及蘇中地區企業環保崗位建功立業的專門人才。
三、專業特色為專業之生命
許多高校環境科學專業都是在傳統學科基礎上建立起來的,其課程設置無論是基礎課還是專業課,基本上是在原專業所設課程的基礎上的適當增減,即減少幾門專業課,或增加幾門環境類課程,“母系”的痕跡很深,普遍存在著基礎不廣,培養口徑過窄、太專的問題。
1987年以來,國家教育主管部門對高校本科專業目錄進行了幾次調整,環境科學類本科專業實行以綜合性整體化為主,加強基礎,拓寬口徑,環境類相關專業合并為環境科學專業。隨著本科專業目錄的幾次調整,各高校環境科學專業課程設置幾乎一樣,一副面孔,雖然“母系”的痕跡少了,但沒有了自己的特色。
我國地域遼闊,社會經濟發展極不平衡,各高校設置的環境科學專業如沒有自己的特色,培養的學生就沒有競爭力,不能很好地為當地方社會經濟發展服務。
環境科學專業特色應從當地社會需求及具體的實踐活動過程中凝煉而成。具體思路如圖所示:
揚州大學環境科學專業特色與學生培養目標建設實施過程主要有以下幾方面。
1.以需求為導向,面向基層,面向蘇中、蘇北等區域,培養環境科學專門人才,鼓勵畢業生服務基層,扎根基層。
2.專業課程設置不求多而全,只求少而精,重點突出《環境監測》、《環境影響評價》等課程的課程實習及課程設計,使學生畢業后進入企事業環境監測、環境影響評價等崗位能“無縫對接”。
3.大學二年級開始實施本科生導師制,學生與專業教師雙向選擇,每位專業教師至多帶5名本科生,學生參與教師的部分科研工作,教師在價值觀、人生觀等方面零距離對學生進行潛移默化的影響,引導學生樹立積極向上的世界觀、切合自身實際的擇業觀。
4.第七學期即開始畢業論文(設計)工作,形式多樣,少部分考研的學生可以在校內參與教師的科研工作做畢業論文,鼓勵其余的學生帶著問題到相關企業做畢業設計,學生在企業做畢業設計的過程中學會了許多實用技能,為他們畢業求職作了一定的鋪墊效應。
四、結語
地方高校環境科學專業在保證專業學科內涵基本要求的前提下,一定要有自己的特色,沒有特色就沒有優勢,沒有優勢就沒有生命。課程設置要突出與學生就業關系密切的相關課程,專業課程不宜多而全。少數考研的學生參與教師的科研工作做畢業論文,為他們進一步深造夯實科研基礎。其他學生盡可能到企業做畢業設計,企業與學生之間也有一個相互了解的過程,實踐證明此方法能明顯提升學生的就業率。
關鍵詞:畢業實習指導;創新能力;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)38-0218-03
“勘查技術與工程”專業屬于培養應用類人才的專業,隨著國家經濟建設的發展,國家的資源勘查、環境監測和工程建設等領域獲得了較快的發展,“勘查技術與工程”專業的應用領域也得到空前的拓展,畢業生分配去向為全國各地的資源、能源、環境、工程建設、質量檢測、儀器制造等多種行業和部門。各行各業的工作環境和背景差異很大。畢業生如何能適應這樣廣泛的領域,畢業后能夠盡快承擔工作任務,是畢業實習期間需要解決的問題。為了培養出適合用人單位需求的合格畢業生,桂林理工大學在課程體系、教學內容等方面進行了探索和改革,研究培養高質量人才的思路和方法,其中畢業實習安排和畢業論文指導是其中的重要內容之一。“勘查技術與工程”專業的畢業實習時間為16周,實習內容主要為:野外實習、完成畢業論文和畢業答辯。兩者的有機結合,對畢業實習效果至關重要。
一、野外實習
野外實習是“勘查技術與工程”專業學生畢業實習期間的重要實踐部分。學生參加野外實習的形式有多種:參加學校實習基地單位的科研或生產項目;參加教師的科研工作;或到學生即將就業的單位參加科研或生產工作。這些實際的科研或生產活動讓學生近距離接觸工作現狀,了解勘探行業發展情況。在實習期間檢驗學生掌握知識的情況、培養自己處理問題的能力。
在這一階段,教師需要根據實習項目對畢業生進行指導。在出去實習之前,要求畢業生做實習準備。例如,資源勘查類的科研或生產項目,要求學生了解礦床、成礦理論及所需的地球物理方法原理等內容;工程、水文或環境勘查類的項目,要求學生研究巖土層的地球物理特征及該精度地球物理方法原理等內容;而工程質量檢測方面,則需要了解質量檢測規范及應用地球物理檢測方法原理等。在野外實習結束之后,要求學生作實結,從野外工作施工技術、資料解釋、成果展示及報告編寫等方面總結實習過程。
二、畢業論文
畢業論文是本科教學工作的最后環節。指導“勘查技術與工程”專業畢業論文的主要環節有畢業論文選題、論文編寫等。
1.畢業論文選題。選題是做好畢業論文的關鍵環節,也是學生走向工作崗位前的綜合訓練。因此,指導學生畢業論文題目的選擇是教師的重要工作之一。“勘查技術與工程”專業培養應用型高級人才,畢業論文的選題應結合科研和生產單位的需求。畢業論文選題的時間安排在四年級的生產教學之后,學生已經基本掌握了地球物理各方法的理論、野外工作方法和資料解釋。有了各自的專業興趣和對各專業課教師的了解。因此選題是選擇專業方向和專業教師,在選題中注意以下幾個方面。①讓學生自己選擇畢業論文方向。我們將畢業論文的選擇權交給學生。尊重學生的意愿和興趣,先了解學生的個人興趣,以后從事工作的意向以及個人能力。②選題結合實際科研或生產項目。參加野外畢業實習的同學,根據在科研或勘查單位參加的科研和生產實際工作選題。這些結合實際的選題符合科研或勘查單位的需求,具有實用性。使學生所學的專業知識與科研、生產實際需求緊密結合起來,并且能夠在畢業后最短時間內達到工作單位所需的能力要求。這樣學以致用的論文題目,相當于一次實際工作練習。③專業教師的選擇。學生選擇好論文方向后,為了能夠順利地完成畢業論文,并得到良好的相關方面的鍛煉,選擇教師是很重要的一環。因為每個教師都有自己擅長的一面,比如有些教師擅長工程勘查、有些老師擅長資源勘探、有些教師擅長能源勘探、有些教師理論研究等。學生應該根據自己的選題方向,選擇相應的教師,以便得到最佳指導。④教師在論文選題過程中的指導作用。學生選題只是選擇了論文研究的方向,其中的細節需要教師進一步完善。確認學生適合的那種題目是應用型還是研究型。對于有明確目的的學生,例如畢業后從事地質找礦工作的學生、已經考取研究生的學生、有一定的計算機編程能力的學生、對某種地球物理方法有特殊興趣的學生,針對不同的學生確定不同特點的畢業論文題目。主要的選題原則有以下幾方面:一是從科研項目中選題。對于今后繼續深造,具有較高的計算機編程水平和對地球物理方法有興趣的學生,引導他們參加教師的科研項目,或到有關的科研單位參加研究工作,使他們盡快了解專業發展的新水平、新動向,參與到科研工作中,學習科學研究的系統方法,提高科研能力。學生在科研工作中,會鞏固專業知識,了解自身的能力。二是從工程項目中選題。對于已經確定了就業單位,準備進入地球物理勘查實踐的同學,選題可以來自勘查單位的工程項目。通過這些聯系實際勘查項目的題目,學生對勘查單位的設備、勘探領域、資料解釋方法有全面深入的了解。同時也認識到勘查單位對人才的要求,通過做畢業論文可以有目的提高學生自身的綜合能力。在上述論文選題的指導思想下,近幾年,桂林理工大學勘查技術與工程(物探方向)專業的畢業論文題目呈現多樣化(如表1所示)。從表中可以看出,選擇實踐型題目的人數在近四年中是最多的,約占64.8%,選擇結合型題目的人數約占18.1%,選擇理論型題目的人數約占17.1%。這一比例符合我校勘查技術與工程(物探方向)培養高級應用型人才的培養目標,同時,也滿足了一部分同學想要繼續深入研究的愿望。
2.教師在論文編寫過程中的指導作用。“勘查技術與工程”專業需要具有綜合素質和先進技術的人才,畢業論文寫作期間,要注重培養學生收集信息、應用英語、計算機編程和解釋軟件使用等能力。①查閱文獻的指導。論文題目選定之后,學生需要了解相關地球物理方法的發展、研究現狀及應用情況。在查閱科技文獻過程中,教師對相關方向的現狀及學生存在的疑問進行講解和指導。②計算機應用的指導。在“勘查技術與工程”專業畢業論文撰寫過程中,教師要安排一定的計算機編程和學習使用最新地球物理資料解釋軟件的工作量。將這部分內容和畢業論文有機地結合起來。對于計算機基礎好、能力強的學生,鼓勵他們獨立編程,激發他們的創新精神。對于計算機能力弱的學生,則重點學習現有軟件的使用方法和技巧。指導學生靈活運用廣泛應用的辦公軟件對資料進行簡單處理,比如運用Grapher、Surfer、Excel等的電子表格計算視電阻率等一些簡單的處理。③地球物理資料解釋和繪圖技術的指導。在“勘查技術與工程”專業畢業論文撰寫過程中,資料解釋和繪制成果圖示是論文的核心內容。指導教師要對這部分進行重點指導。指導學生寫出明確的解釋依據、解釋思路、解釋結果,并繪制出規范、符合要求并美觀的圖件。規范的插圖和附圖是“勘查技術與工程”專業畢業論文的重要組成部分,在論文寫作過程中,教師要指導學生學習必要的專業繪圖軟件,能夠熟練地掌握繪圖技巧,做出能為畢業論文提供有效證據和支撐的圖件。④論文寫作的指導。在畢業論文的撰寫過程中,指導教師要將資料解釋部分作為論文的重點部分。不僅要有解釋思路、解釋依據,解釋理論和解釋結果的討論,還要有規范的寫作格式、規范用語、規范地引用圖件,以明確各部分的邏輯關系。在論文的寫作過程中,提高學生的科技寫作能力。
三、畢業答辯
畢業答辯是學生從事工作后項目匯報的一個預演。因此,準備答辯的過程實際上也是學生工作能力的一種培養。由于很多學生第一次準備類似的演說,在準備過程中,難免會胡子眉毛一把抓,得不到要領。因此,教師有必要指導學生設計和組織答辯演講稿,清晰地表達研究內容,恰到好處地使用輔助器具,靈活地應對提問等。
從目前用人單位反饋的信息來看,近幾年我校勘查技術與工程(物探方向)專業的畢業生,絕大多數受到單位的重用,經過一年的實習期以后,基本上可以獨立主持生產項目,成為單位的骨干。由此可以說明,有目的、有意識的畢業實習指導,會使學生的知識積累出現一個飛躍,為從事相關地球物理勘探的工作做好準備。
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[關鍵詞]畢業論文(設計) 理工科本科生 畢業論文(設計)質量 研討會
[中圖分類號] H642.477 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)09-0111-03
畢業論文(設計)是高等學校本科專業人才培養計劃中的最后一個綜合性實踐教學環節,是學生在系統掌握專業知識、技術及平時教學訓練的基礎上,在畢業之前提交的一份綜合性答卷。畢業論文(設計)的質量不僅能反映出本科生的專業水平和參與科研的能力,也在很大程度上反映出學校的實驗教學質量和效果。近年來,隨著高校教學改革的進一步深入,學生畢業論文(設計)無論在實驗內容或格式規范上都有了很大的提高,但是本科生畢業論文(設計)的指導工作和教學實踐中還存在著這樣或那樣的問題。筆者就在日本學習期間的經歷和接觸到的畢業論文(設計)做法,比較了日本與我校和兄弟院校理工科本科生的畢業論文(設計)做法,重點分析了日本理工科本科生畢業論文(設計)設置的一些特點和值得我們學習、借鑒的實驗方法和經驗,為本科生畢業論文(設計)教學的進一步改革提供參考。
一、畢業論文(設計)的定位、起始和完成時間
日本和我國本科生的畢業論文都定位為學士學位論文,是本科生畢業之前提交的一份綜合性答卷。在修完教學計劃中所有課程的同時,本科生通過畢業論文(設計)答辯才能獲得本科畢業資格和學士學位。在日本,大學三年級的學生首先確定自己的專業方向,而后已經確定研究方向的學生直接去找指導教師,根據雙向選擇來確定本科生所屬研究室及導師。本科生做畢業論文的時間為一年,從第七學期開始,本科生在修第七學期計劃課程的同時就開始從事畢業論文(設計)相關的工作。本科生在最初的幾周或幾個月里要了解情況、參與和熟識相關的研究工作、收集和了解相關的資料、掌握有關儀器的使用方法和操作規程,最后和導師協商,選定研究題目。而各研究室也為新生舉辦特別研討(輪講)會,在研討會上,首先由研究室負責人介紹本研究室的總體情況、各成員的簡歷、研究課題及項目、年度活動計劃(學術報告會、實習、參觀、調查、旅游、聚會)等情況。接下來由幾位學生(包括博士生、研究生、四年級學生等)報告最近一段時間內的科研情況,最后還舉行一個小型聚會,給新生創造另一個“近距離”相互了解的機會。而我校和國內部分高等院校大多是在第七學期末時由教師出畢業論文題目給學生,學生只看題目和導師就選題,根本不了解該題目的研究內容。由于這時已經是學期末,學生正處于最緊張的復習考試階段,教師也處于出題改卷、計算考核成績的最忙時期,大部分教師對學生沒有安排實際性的任務。第八學期開學后,學生才著手了解情況、查閱收集資料、制定實驗計劃,并購買相關藥品材料,開始做實驗。因布置時間過遲,學生沒有充分的時間準備,不能及早進入狀態。加之最后一個學期也是很多學生參加就業招聘會、研究生面試、考各種資格證和畢業補考的時間,諸多因素使得學生難以集中精力進行畢業論文(設計),這對畢業論文(設計)的質量造成了影響。
二、畢業論文(設計)過程中提倡循序漸進
在日本,本科生進入實驗室后,導師不要求學生馬上就開始做實驗(設計)。他們首先給學生創造一個適應、了解和掌握畢業論文(設計)做法的條件,要求學生重復和了解前人的工作,選修有關的課程,收集資料,自學有關的知識,并在此基礎上在研討會上作簡單的報告。總而言之,第七學期是學生適應、了解和掌握有關畢業論文(設計)工作和初步進入正式制作畢業論文(設計)的階段。在此階段導師鼓勵學生發揮自己的創新及自主意識,在已了解和掌握的知識的基礎上初步確定畢業論文(設計)題目和內容。在第七學期末的某次研討會上就專門作本科生畢業論文(設計)的開題報告,爭取導師和研究室人員的指導意見和建議。各種條件準備就緒以后,再開始做實驗。相比較而言,我們只有一個學期(實為14周,有些學校甚至只有半個學期)的時間做畢業論文(設計)。在這種情況下,學生不僅沒有創新性,連自主性也很難有了。
三、畢業論文(設計)過程中注意培養獨立自主的性格
在本科教學中,畢業論文(設計)是大學生綜合素質培養、鍛煉和提高的重要環節,是學生離校前對其掌握理論知識程度及其實際應用能力的最后檢驗,是對其創新意識與科研水平等方面的綜合訓練和升華。培養學生的創新精神比向他們傳授具體知識更重要,授人以漁勝于授人以魚。在本科教學培養計劃中,畢業論文(設計)是實踐性教學環節時間最長的一個環節,是培養學生創新和獨立自主意識的重要環節。只有培養出學生的獨立自主的精神,學生才能有所發展,有所創新。在日本,在實驗課和制作畢業論文(設計)的過程中,學生都要親自動手,獨立完成有關實驗和儀器的操作。此外,學生必須親自查閱、收集、整理資料,擬定實驗計劃,訂購儀器、藥品,訂做實驗裝置。從掃描儀、投影儀、復印機到大型復雜儀器設備的使用,導師一般是不會親自去教的,他們要求學生自己看說明書解決問題,有關畢業論文(設計)的所有實際問題也要求學生自行解決。
四、畢業論文(設計)是培養自覺性和提高綜合素質的實踐過程
由于畢業論文(設計)是實踐性教學,學生擁有足夠的自由時間和空間,因此畢業論文(設計)的順利完成和質量取決于學生的自覺性和綜合素質。在日本,從家庭到學校以及全社會都非常注重個人的道德修養,整個社會的道德素質也很高。這個從做畢業論文(設計)的學生身上也可以體現出來。每個研究室和導師給學生提供電腦,每個實驗室也都有電話,電話隨時可打到世界的任何地方,但是利用網絡進行聊天、玩游戲等娛樂性活動的學生很少,而將研究室的電話用在私事上的情況就更沒有了。研究室的所有學生都配有鑰匙,筆記本電腦、數碼相機等各種貴重物品也放在桌子上,不鎖門也是很正常的事情。公用實驗室和大型儀器設備24個小時開放,學生(提前預約)隨時都可以使用。相比之下,我們學生的素質教育,道德建設還需加強。另外,日本學生的穿著打扮也相當樸素,在實驗室和校園內幾乎看不到幾個一起閑聊的學生。導師經常提醒學生一天只睡四五個小時就夠了,很多學生已養成了這種習慣或遵循這個規則,在實驗室熬夜的大有人在。他們既樸素、勤奮又自覺的精神給了我們很深刻的印象。這點值得導師在指導畢業論文(設計)的過程中在學生面前反復提倡,更值得我們的學生學習。
五、在畢業論文(設計)過程中提倡環保意識
在畢業論文(設計)完成過程中,學生面臨親自配制各種溶液,處理各種廢物等問題。這種問題的處理不僅影響室內環境和個人的健康,而且影響室外環境和他人的健康,如果處理不妥當會直接影響本人和他人的健康,從而間接地影響畢業論文(設計)的進度和質量。在日本,每個研究室根據自己的特點制定了包括管理水暖電、儀器藥品、廢品處理、學生行為規則等各種規章制度的學生手冊。導師也經常提醒并監督這方面的工作。在研究室鋰電池、金屬、玻璃、塑料、紙張、可燃物、不燃物等廢棄物都分類裝箱,化學廢棄物也要分類存放。酸類、堿類、有機物、無機物都有專門的回收桶。而對于那些毒性很大的廢棄物,研究室單獨設立了回收桶。連紙盒的小釘子,玻璃瓶的金屬蓋子都分別存放。如有違規行為,環境監測部門就馬上通知學校有關部門,調查肇事者,并對其進行處罰。可喜的是師生們已經把遵守這些規章制度當成了理所當然的事情,很少出事故。在寸土寸金的日本,學生做實驗的場地很小,一般每個學生只有1-2米長的實驗臺,人員密集,但實驗場地還是很干凈、很整齊。在學校每位教師基本上都有屬于自己的書房和實驗室,教師幾乎每天從早上九點工作晚上七八點,甚至很晚都在那兒備課、從事研究和處理日常事務。學生也都有學習備課的房間。實驗室與學習備課區是嚴格分離的。這樣業余時間既可以把教師留在學校,也可以保護師生的身心健康。而我們很多學校不僅沒有把垃圾分類存放的制度,就連有毒物品也不進行特殊處理和特殊存放。大部分教師在學校沒有自己的書房,只有實驗室,實驗室和學習備課室也沒有嚴格的區分。
六、畢業論文(設計)過程中的研討會制度
日本大學里都有研討會制度。[2]一般每周一至兩次,每次2-3小時。研究室的所有人員包括導師(教授、助教、講師)、博士生、研究生、三~四年級學生都參加。他們(每次幾個人)輪流介紹自己的科研情況或國內外的科研動態,匯報自己最近一段時間內所作的研究工作,遇到的問題和今后的計劃,并回答師生提出的問題。導師圍繞某問題引導學生進行討論,對于有些問題導師會進行重點講解。要投稿的論文也先在研討會上宣讀并征求意見,然后再進行修改。當科研上有所進展時,其摘要或全文會貼在走廊里,供師生參閱,這樣既可傳播和交換信息,也可炫耀自己的實力,吸引更多、更好的學生或項目,獲得社會的支持和尊重。
這種研討會制度有以下優點:1.由于每個學生,無論是博士生還是本科生都得每隔一段時間在眾人面前作匯報,這就給學生增加了一種無形的壓力,使其既要認真做準備,也要抓緊時間在限定的時間內完成任務。2.給學生提供了鍛煉多種綜合能力的機會。從查資料、擬定實驗計劃,訂購藥品,使用儀器到數據處理,歸納總結寫成文稿,制作多媒體等都得學生親自完成。3.導師、博士生、研究生及本科生都要參加討論,這就提供了互相學習、交流思想、集體合作、互相提高的機會。4.臺上的學生得到鍛煉,臺下的學生受到啟發,這提高了學生的積極性,活躍了學習和研究的氣氛。有時,某個學生對其他學生的激勵與啟發作用比教師講課的效果還好。在研討會上學生敢思考,學方法,大膽發表自己的意見,這對培養學生的科學精神和創新能力大有益處,值得借鑒。
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[關鍵詞]產學研合作 教育創新型人才 環境科學與工程
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)20-0046-03
環境科學與工程學科是隨著環境問題的產生和日趨嚴重而發展起來的新興學科。近30年來,我國環境教育發展迅速,據教育部環境科學與工程教學指導委員會的統計,到2009年為止,我國共有371所高校開設了各類不同層次的環境教育專業,其中197所開設了環境科學專業本科教育,向社會輸送了數以萬計的環境專業人才,為我國乃至世界環境保護事業做出了積極貢獻。然而,目前我國環境保護產業人才仍然嚴重不足,尤其缺乏能在生產領域解決實際問題的高素質環保創新型人才,這使得環境專業創新型本科人才的培養變得更加迫切。我國高等院校在產學研合作教育培養創新型人才的運行機制上進行了多年探索和實踐,證明產學研合作教育是全面貫徹落實黨的教育方針的一種較好模式,體現了當前我國推進素質教育的要求,在培養高素質創新型人才方面具有明顯的優勢。
一、產學研合作教育的內涵
產學研合作教育是由學校、企業、科研院所合作,將理論學習與實踐訓練相結合,培養學生實踐能力和創新精神,全面提高學生素質的一種新型的教育模式。這種教育模式主要以培養學生的綜合素質、創新能力和就業競爭能力為重點,充分發揮學校、企業與科研院所三種不同的教育資源和教育環境在人才培養方面的各自優勢,造就一批有學識、能做事、善為人,適應社會需求的知識、能力、素質協調發展的創新型人才。產學研合作教育具體包括兩個層次的含義,一層是從宏觀的角度來理解,即教育要與整個國民經濟發展和社會發展相結合;二層是從微觀的角度來理解,即高等學校的教育教學過程和科研活動要與生產勞動相結合,以利于高等學校教育、科研和社會服務三大職能的發揮。產學研合作教育對經濟、科技、教育和社會進步具有巨大的促進作用,日益受到世界各國政府的高度重視。
二、產學研合作教育對培養環境科學與工程專業創新型人才的作用
(一)產學研合作教育彌補了課堂教學的不足
環境科學與工程專業教學涉及面很廣,涵蓋了生物學、化學、地理學、物理學、工程學、數學以及社會學、經濟學和法學等多種學科,同時具有很強的實踐性和應用性。從人才培養方面來講,環境科學與工程專業對人的培養是綜合型的,既注重理論研究,更強調實踐應用,培養出的人才要直接能夠解決現實的環境問題。高等學校作為教育機構,具有消化、重組和傳播知識的優勢,但缺少真正意義上的實踐知識和技術創新。企業和科研部門較學校教育能更直接地接觸到知識、技術創新的實際情況,在創新技術的掌握與應用、創新環境的設立等方面蘊藏著巨大的教育潛能。這種優勢一旦補充到大學,對創新型人才的培養產生優勢互補式的飛躍。
(二)實施產學研結合,為環境科學與工程專業學生創新能力的培養搭建平臺
我國環境科學與工程專業的人才培養模式定位于“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質、重創新”,即培養理論知識全面、應用能力強的多層次、多規格的環保復合型人才。學生畢業后具備從事環境污染治理、環境監測、環境質量評價、環保設備研制與開發、環境規劃與管理等工作的能力。以上這些能力的培養離不開實踐過程,學生只有通過社會生產實踐,才能主動發現問題,追溯問題根源,然后主動去查閱相關資料,思考和探究解決問題的方法和對策。產學研合作教育為學生提供了一個真實的實踐環境,讓學生在真實的實踐中感受體驗知識,激發求知欲,釋放創新激情,形成敢于質疑、勇于挑戰、善于超越的創新品質,在實踐中達到自我塑造、自我發展、自我完善。
(三)產學研合作教育有利于提高環境科學與工程專業學生的綜合素質,加速人才成長
人才培養是一項極其復雜的系統工程,需要多方面的努力才能逐步形成一個完備的充滿活力的體系。我國傳統的高等教育一貫以傳授知識為中心,重理論教育,輕實踐教育,忽視學生創新思維的發展,實踐環節能力培養不夠,培養出來的人才不能很好地滿足社會的需求。環境科學與工程專業強調人才綜合素質的培養,注重實踐,突出專業技能和創新精神。產學研合作培養模式把人才的培養置于學校、企業和科研院所三種完全不同的環境下交替進行,在企業、科研院所都要求學生有一定的獨立工作能力、良好的心理素質、管理協調能力及與他人的合作能力。在這種邊學習、邊工作的實踐鍛煉中,學生可以親身體會到社會需要什么樣的人才,增強學習的主動性、責任感、使命感與緊迫感,從而自覺地加強對自身創新能力和實踐能力的鍛煉,樹立學以致用、理論聯系實際的觀念,為畢業后早出成果、多出成果打下了良好的基礎。
三、產學研合作培養環境科學與工程創新型人才的探索與實踐
吉首大學資環學院環境科學與工程專業結合專業特色和地方社會發展需求,走產學研合作教育的人才培養模式,堅持“技能培養型教學”和“創新開放性教學”相結合的原則,著重培養學生的創新能力和實踐能力,以適應環境科學與工程專業發展趨勢以及就業多元化的需要。近年來,結合產學研合作教育在校內實踐教學、校企合作、科研實訓等方面進行了大膽的嘗試和探索。
(一)整合校內資源,建立科學合理的實踐教學體系
實踐是創新的源泉,實踐教學不僅有助于學生及時深入理解、消化理論課的知識內容,將其轉化為內在的實際技能,而且可以增加學生的學習興趣,培養學生的創新意識和創新思維,使學生在實踐過程中養成以研究的眼光去觀察事物和探究學習的習慣。圍繞環境科學與工程專業的培養目標、培養方案和課程要求,校內實踐教學重點抓好實驗教學、課程設計和畢業設計(論文)三部分。
1.實驗課教學。傳統的實驗教學主要依附于理論教學,內容單調,驗證性實驗多,綜合性、設計性實驗少,學生的思維能力、創造能力得不到鍛煉,極大地限制了創新型人才的培養。環境科學與工程專業在實驗教學內容設置上打破了課程的界線,按基本技能訓練、綜合能力培養、創新思維開發三個層次由淺到深螺旋推進。在一、二年級進行基本技能訓練,如各種環境監測儀器的使用,環境中水質、大氣污染物、固體廢棄物、噪聲等的測定;二、三年級以綜合性實驗、設計性實驗和課程設計為主,如借助環境生物學、環境治理、環境評價、環境生態修復等課程的相關內容,應用所學的理論知識和實驗技能培養學生解決實際問題的能力。實踐證明,這種循序漸進的模式遵循了從感性認識上升到理性認識,再用于指導實踐的辯證過程,提高了學生的綜合能力和創新能力。
2.課程設計。課程設計是本科生教育中的重要一環,是培養學生工程意識、提高學生綜合素質的主要途徑。環境科學與工程專業在環境監測、環境影響評價、水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢棄物處理等課程設置上分別安排為期各兩周的課程設計。在課程設計題目的選擇上,要求指導老師一方面注重課程設計與理論教學的相互銜接,互為補充;另一方面題目盡可能與近年來企業的生產實踐相關,難度適宜。通過課程設計使學生進一步消化和鞏固了所學的內容,全面提高了學生的分析、計算、使用技術資料、工程繪圖、總體設計和編寫設計說明書的能力。
3.畢業論文(設計)。畢業論文(設計) 是本科教學體系中最為重要的實踐性教學環節。環境科學與工程專業建立和完善了畢業論文(設計)規章制度,明確規定了指導教師和學生在畢業論文(設計)過程中的職責,制定了嚴格的選題、開題、過程指導、中期檢查、答辯、成績審定制度。在選題上,考研同學以畢業論文為主,題目盡量與老師們的科研課題直接聯系,使學生的選題緊跟國內外科技發展的前沿,且有一定的研究深度和創新性,又提高了學生的理論水平。畢業后工作的同學以畢業設計為主,題目盡量與畢業實習緊密結合起來,讓學生研究實際生產問題,培養學生的應用能力。
(二)加強校企合作,夯實校外實踐實習基地
校企合作是產學研培養創新型人才的重要途徑。生產實踐教學既是獲取知識的過程,又是綜合運用知識、培養學生分析問題和解決生產實際問題能力的過程。自2006年以來,環境科學與工程專業與吉首市污水處理廠、懷化市污水處理廠、常德市污水處理廠、湘西自治州環境監測站、湘西自治州環境保護局、花垣縣環境保護局、小溪國家級自然保護區、中科院會同生態定位研究站等10個實習基地簽訂了校企聯合培養協議。學生在實習基地的生產實踐分為三個層次:一是認識實習,安排在大學一年級結束時,由專業老師帶隊對不同類型的實習基地進行為期兩周的參觀實習。參觀過程中,由實習單位的專業技術人員對主要的實驗儀器、功能實驗室及相應工藝流程作詳細的講解,使學生對今后專業課程的學習及未來從事的工作形成一個整體的、概括的認識。二是工廠綜合實習,學生在部分專業課程結束后,依據自己的興趣選擇合適的實習基地,在與基地技術管理人員協商的情況下,利用寒、暑假或所有節假日,以個人或小組的形式進行。學生按照技術管理人員的安排,到車間班組跟班運行。學生通過跟班上崗,虛心向工人師傅和技術人員學習,增強了對具體的實際工藝流程的認識,鍛煉了學生動手、動腦和獨立工作的能力,學會了利用原有專業課的知識分析、解決實際問題能力。三是畢業實習,在第七學期課程結束,安排學生到實習基地進行為期兩個月的畢業實習,畢業實習要求學生以職業人的身份每天深入到崗位從事生產性或科研性工作,認真履行實習單位安全責任、崗位責任制度,每天撰寫實習日記、實習報告和實習心得,通過嚴格的畢業實習,學生較早地接觸社會,在實際工作中增長了才干。轉換角色,作為大學進入社會前的專業實戰演練,能極大地提升大學生的實踐技能和就業能力。
(三)參與科研實踐,培養學生的科研意識和創新能力
科研實踐是讓大學生參與科學研究的全過程,明確科學研究的基本要求,掌握科學研究的基本方法,提高大學生運用所學知識發現問題、分析問題和解決問題的綜合能力的實踐活動。強化大學生科技活動,廣泛開展大學生科研實踐是提高大學生創新能力的有效途徑。環境科學與工程專業以校級優勢學科為依托,從培養學生科研興趣、設立科研創新學分、提供基礎保障等方面促進學生積極參與科研實踐。
1.培養大學生科研興趣。將學生參加科研實踐納入教學計劃之中,要求專業教師在傳授知識的同時,向學生教授從事科學研究的基本方法,將與課程相關的科研成果和科研動態介紹給學生,開闊學生的視野,激發學生科研的熱情。學院結合專業開展多項課外科技活動,如學術講座、環保協會、大學生挑戰杯賽、大學生創新論壇、大學生科技文化節等,使大學生對本專業的學科領域、未來發展以及職業前景有初步的認識。
2.設立大學生科研創新學分。設立大學生創新學分是激勵大學生進行創新實踐的重要舉措。借鑒國內外優秀大學的經驗,環境科學與工程專業嘗試設立科研學分,學生的小發明、小制作、科研成果、學術論文、申請的創新性實驗項目、社會實踐調查等經考核達到一定標準,學院給予相應的創新學分。
3.優化管理,為大學生參與科研實踐提供保障。環境科學與工程專業以環境科學與工程校級優勢學科為依托成立研發中心,設立大學生科技創新項目,挑選一批科研能力和創新意識較強的教師作為大學生科技活動的指導教師,成立大學生科技創新實驗室及相關功能室。該實驗室及其相關配套室施行全天候開放,專職管理人員負責相關儀器設備的調配和藥品供應。在實驗室內學生可接受專業教師的師徒式傳授,學生獨立完成從文獻查閱、項目撰寫、實驗準備與操作、數據處理、實驗報告乃至學術論文的撰寫等過程。學生申請到的創新項目、發明創造、研究成果、學術論文既可以參加學院每年舉行的學術講座、科技文化節、創新論壇等活動進行交流獲得獎勵,又可以獲取相應的科研創新學分。參與科研實踐的學生形成比較完善合理的知識結構,實踐動手能力較強,畢業生廣泛受到用人單位的青睞。
四、結語
21世紀是一個國際競爭日益激烈的時代,競爭的決定性因素是人才,培養大學生的創新能力,全面提高學生素質已經成為世界各國高等教育面臨的重大課題。環境科學與工程專業具有很強的實踐性,培養大學生的創新品質和實踐能力十分重要。產學研合作教育作為一種新的教育模式,在人才培養方面打破了傳統大學教育單純在校園內部環境中對學生進行培養的單一格局,為學生提供了參加生產實踐、社會實踐和科研實踐的機會,真正實現了教學、科研、生產三結合及優勢互補,培養了學生的創新能力和實踐能力,同時也提高了學生的就業競爭力。在新形勢下積極探索產學研合作教育,對我國高層次創新型人才的培養有十分重要的現實意義。
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此外,筆者摒棄了以往實驗教學完全依托理論教學的“依附性”、“驗證性”實驗,將有關儀器分析、環境監測、環境工程原理、環境土壤學等課程的實驗納入環境科學專業實驗體系,進行單獨設課,在大學3年級開設。同時,利用實踐教學和畢業論文等教學環節,為學生提供更多自主設計實驗、開展科學研究的機會,鍛煉和提高學生的獨立工作能力。
2改進教學模式
通常實驗儀器設備難以滿足單獨實驗要求,或者實驗過程多、任務重,實驗時間有限,有些實驗須采用小組實驗。而小組實驗中,有些學生有惰性和依賴心,不利于對實驗的理解和掌握,動手能力和獨立解決、分析問題的能力得不到培養,不利于獨立科研創新能力的培養和教學目標的實現。鑒于此,筆者在教學中將小組內實驗分配到個人,合理安排每位成員的任務和作用,進行合理分工和合作,培養學生的合作和協作精神,同時應盡量減少人為因素的偶然誤差,保證實驗數據的科學性。環境科學專業實驗每學期12個實驗,由3個教師分班教學,采用10~12人/組分組進行講解,做到每人過關。由于課程教學時間有限,教師可針對某實驗中的一個方面進一步研究設計實驗方法,如活性炭吸附實驗僅考慮了活性炭投加量對其的影響,而活性炭的制備原料和方法、孔隙大小、振蕩時間長短、不同的溫度和pH值也對實驗結果有一定影響,因此可以進行進一步研究,也可以作為本科生創新實驗和本科論文的選題。
3加強對備課和實驗報告的重視程度
3.1做好預備實驗工作
培養學生分析問題和解決問題的能力在實驗教學中,教師做好預備實驗至關重要。認真做好預備實驗,可以確保實驗教學效果,指導學生應對操作過程中每一個細節問題,培養學生發現問題和解決問題的能力。此外,教師應認真鉆研,了解相關實驗原理,并動手操作,結合實際進行調查。如,筆者對照有關教材和國家標準,對GB/T12496.10-1999木質活性炭試驗方法“亞甲基藍吸附值的測定”實驗進行了改進,采用標準硫酸銅比色法,在標準條件下初步得到的吸附值約為11ml。
3.2認真批改實驗報告
培養學生科技寫作和語言表達的能力實驗課實驗報告是實驗過程的總結與分析,是學生的實驗成果和寫作成果。因此,筆者改革以往當次實驗課上交實驗報告的模式,要求學生做下一個實驗時上交上一個實驗報告,這樣學生有充分的時間查閱相關科研資料和分析處理數據,對實驗的結果進行科學的論斷,進一步提高學生分析和解決問題的能力。教師認真批改實驗報告體現了對學生勞動的尊重,在批改過程中,認真分析學生的實驗步驟是否規范、實驗數據是否合理、問題分析是否正確、語言表達能力是否準確,以激發學生的學習興趣,培養學生認真學習的態度。
4完善評價體系
考核評價既是對學生綜合能力的評定,又是促進學生不斷提高綜合素質的動力。傳統的以實驗報告作為考核的方式,往往造成學生死記硬背或者抄襲數據和報告,大大挫傷了學生實驗的積極性。在新的考核體系中,要注意實驗報告與操作考試、設計與操作、理論與實踐等多種形式的結合。還可以要求學生對實驗以外專業知識進行綜合運用,促進學生創新精神的發展。采用平時實驗報告成績和操作考試進行綜合評分,實驗報告成績占50%(為每學期12個實驗的平均分),操作考試成績占50%(結合儀器和藥品進行有關實驗的操作考試,并進行現場提問,要求學生回答)。
5結語
廣西大學農學院農業資源與環境科學專業的農業環境監測與分析實驗課程安排在大學2年級第2學期,共計64學時,每周1d,8學時。該實驗課程主要是對水、大氣和土壤以及植株品質進行測定分析,包括樣品的采集和處理,分析測試、數據處理和綜合討論評價等。存在的問題有以下幾個方面:一是課程學時太少,實驗的準備工作如藥品試劑的配制、樣品的采集和預處理、實驗儀器設備的檢查、調試和使用等均由實驗員來完成。由于缺乏對實驗準備工作的認識,學生難以理解實驗準備工作對實驗結果的影響,不加以重視。等到參與做科學研究或完成畢業論文時,連最基本的儀器設備都不會用,試劑配制操作不規范,甚至不正確,重復實驗的結果數據差別特別大,監測數據不準確。二是上實驗課時,一般由任課教師詳細講述實驗目的、方法、原理、步驟、數據處理、儀器設備的操作方法等,學生則按部就班機械地進行。導致學生對一些實驗現象的產生原因不清楚,實驗數據處理只機械地套用,很少加深理解公式的來源與原理,對實驗結果的討論缺乏深度,學生做過的實驗印象不深刻,如果自己再重新動手做科研時,錯漏百出,不知所措,對于實踐的指導沒有太大的意義。三是課程最終成績的考核中實驗成績一般只占20%,比例太小,不能引起學生的重視。學生在實驗時,幾個學生為1組,只有少部分學生積極主動參與,個別學生僅是配合他人機械地去做,有些學生甚至不動手,實驗結束后寫實驗報告時互相抄實驗記錄來應付。由于學生人數多,任課教師只根據實驗報告評定的實驗成績不能客觀反映學生的動手能力。
2對策
2.1整合實驗體系
很多實驗指導書沿用時間太長,實驗方法陳舊,驗證性實驗多,一般只模仿和重復教師演示過的實驗,反映現代科學技術新成就的實驗少,同一專業不同實驗課程多,但課時少,有些類似的和相互交叉的實驗各自分離,結合起來的綜合性實驗和設計性實驗少。這些均不利于學生對科學創新能力意識的培養,不利于激發學生的學習興趣,沒有自由發揮的余地,不能激發學生的積極性。如果學生沒有濃厚興趣,實驗教學的質量就難以提升,并且不利于學生適應社會需要,一旦走上工作崗位,面對變化的環境和條件往往就會無所適從。建議對一些相關專業農業環境類實驗進行整合,調整、重組和增補,增設綜合性、設計性實驗,形成一門農業環境大類實驗課,由學生結合所學的知識,通過查找資料,寫方案設計實驗,以小組為單位,選做自己感興趣的實驗項目,獨立設計出初步實驗方案,然后討論篩選,并經過任課教師指導修訂,形成可行性方案,由學生獨立完成。對于環境監測實驗項目的選擇力求全面性,內容涉及水、氣、噪聲和土壤植物等各個環境要素。
2.2改變包辦的實驗準備工作,盡可能開放實驗室
以往在實驗過程中學生主要是按照指導書,由任課教師講解,用調試好的儀器設備按步驟一步一步地完成實驗。這種保姆式的教學方式實驗過程中缺少思考、提問和討論,抑制了學生的創新思維能力,沒有滿足學生的創新心理。因此,需要把教師傳統的“灌輸式教學”變為“開放式教學”,改學生“被動式”變為“主動探索式”學習。在任課教師的指導下,進行實驗準備工作,由學生來準備藥品試劑和儀器的調試和使用等,從基本儀器的使用到試劑標準溶液的配置均由學生親自動手,按照自己設計方案來完成實驗,使學生具備了基本的實驗技能和實際操作能力。既能培養學生的思維和創造能力,又提高學校資源的綜合利用效率和達到資源共享,最大限度地發揮儀器設備的投資效益。
2.3改革考核方法
實驗考核的目的是為了促進學生學習,調動積極性。有些學生對實驗課學習的重要性認識不足,只是完成任務似的把實驗內容重寫一遍,不經頭腦,不能把理論和實際很好地結合起來,達不到實驗的預期效果;有些學生對實驗課不感興趣,不是請假,就是人在心不在,沒有積極性,認為沒必要親自動手,只要把理論知識學好,考試即可得高分,做不做實驗都不影響結果。只注重實驗表面現象,不認真分析本質,敷衍了事,出現問題,不認真深度思考尋找原因。根據實驗教學要求,實行實驗單獨考核制度。要求學生課前預習,寫報告,課上記錄數據、現象、結果,對結果進行分析討論,實驗過程中允許學生有開拓視野的空間,要求學生實事求是地分析實驗數據,即使是錯誤的結果也能找出為什么,任課教師也要對這樣的學生給予充分的肯定,并且著重檢查動手能力的訓練;著重檢查學生掌握和運用知識的能力及觀察、分析和判斷問題的能力,重點檢查學生實驗方案的可行性及方法、儀器設備等的合理選用及解決實際問題等各方面的能力;注重平時成績與實驗報告相結合。對于學生在實驗報告后的討論,如有認真深入思考,有獨到見解的創新思想,應加以肯定,在期末考評時酌情加分,從成績上鼓勵學生獨立思考和創新的積極性。
2.4鼓勵學生積極參與創新實驗和科研項目
大學生創新實驗科研項目是培養創新型綜合型人才的重要措施,也是培養大學生科研創新能力、創業技能和提升創造性品質的一個非常重要的舉措。廣西大學實驗設備處設立了大學生實驗技能和科技創新能力訓練基金項目,學生可以在教師的指導下,通過查找資料,編寫課題申請書,立項后開展實驗,對實驗數據結果分析,撰寫論文和結題報告等一系列的鍛煉,培養大學生在探索解決相關問題中獲取知識的能力,激發和提升創新能力。實驗室先進的大型儀器設備和豐富的共有資源是培養學生科研能力的重要保障。大學生通過對這些大型儀器設備的了解和使用,將理論知識和實踐技能相結合;通過與科研人員的交流,參加學術報告會,可以掌握最新的科研動態,有助于延伸和拓展自身的知識面,提高科研創新能力。
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一、環境工程專業實驗課程存在的問題
在環境工程專業實驗教學中,學生除了要掌握基本實驗技能、大型儀器、廢水廢氣固廢等處理設備的基本原理及實驗數據記錄、處理以外,還要加強對學生作為環保工作者的責任感、榮譽感、家國情懷科學精神等綜合素質的培養,從而提高環境工程專業實驗教學質量,為學生將來從事環境工程相關工作奠定較好的基礎。根據以上環境工程專業培養目標,針對目前的環境工程專業實驗課程急需要解決的問題如下。
(一)環境工程專業實驗教育與思想政治教育分離。隨著社會的發展,每個行業對人才的思想品德及職業道德要求提高,但高等院校存在思想政治教育與專業教學不相容現狀,學生不能夠將所學的思想政治內容有機滲透到專業理論和實踐課程學習中,滿足不了新時代對人才培養的需要。從前幾年的環境工程專業實驗教學來看,學生存在重專業輕文化的現象,實驗課過程中,出現大聲喧嘩、不注意衛生等缺乏素質的現象,以及對思想政治課程的教學興趣薄弱,導致出現職業道德感、社會責任感薄弱及崗位適應性差,缺乏嚴謹的科學態度和艱苦奮斗的科研精神等現象。
(二)環境工程專業實驗教學模式與應用型人才培養目標相脫離。鹽城工學院將環境工程專業實驗課程和理論課程合并作為一門課程,實驗課作為理論課的依附存在,課時只占1/4理論課時,在實驗課時嚴重不足的情況下,學生往往會出現理論基礎過硬,但動手能力及創新能力不夠的情況,無法滿足高等教育應用型人才培養目標。目前環境工程專業實驗課程大多學生只是按照教師設計的實驗內容、步驟,按部就班的完成實驗操作和記錄實驗結果、整理實驗報告,在整個實驗過程中,學生缺乏主動思考,自己單獨動手操作實驗設備的機會少。另外實驗內容與實際生活和專業內容相差較遠,導致學生缺少學習興趣。
二、環境工程專業實驗教學改革措施
環境工程專業實驗課程的任務,是使學生掌握必要的實驗技能、儀器和設備的使用技能,培養分析解決實際問題的能力及創新技能。專業實驗課程需要實現“傳道”和“授業”相結合,培育學生的家國情懷、職業道德和科學精神。
(一)將思想政治教育內容與專業實驗內容有機融合。目前,鹽城工學院已經編制環境工程專業實驗課程教學大綱,在講授專業實驗知識中講解“課程思政”。比如:環境監測與儀器分析實驗課程中講解“氣相色譜法測定空氣中總揮發性有機物的含量”、“土壤中農藥殘留量的測定”、“水中氟化物和氰化物的測定”等實驗,將教學目標分為知識目標和思想情感目標,不僅講監測實驗原理及實驗步驟,大型儀器的使用步驟,操作規范等,而且剖析造假給個人和社會帶來的危害,強調誠信的基本職業道德,引導學生樹立正確的社會主義核心價值觀,提高其作為環保工作者的責任感和榮譽感。環境化學實驗及環境工程學實驗教學中要讓學生充分認識到環境工程專業的重要地位,增強專業信心、提升專業認同度,熱愛專業,把對專業的熱愛轉化為學習的興趣,以濃厚的興趣化為學習的動力,肩負起促進專業和行業發展的使命。水污染控制工程實驗中,講授各種廢水的處理技術過程中,將國內外最新水處理技術和先進的環保理念引入課程,讓學生進一步認識到預防環境污染、保護生態環境的意識比破壞后再進行治理的技術重要,進一步增強學生的社會責任意識,使學生把愛護祖國的生態環境作為自己的使命。
(二)完善環境工程專業實驗教學內容。環境工程專業實驗內容不斷更新,需要及時更新或補充實驗內容,不僅能夠保證學生在專業實驗中用實驗去驗證所學理論知識,而且還能夠運用所學理論和實踐知識對實際工程設計進行分析和思考。比如:在環境化學專業實驗中,選擇兩種組成不同的底泥作為吸附劑,吸附水中的各種濃度的苯酚(設計并計算苯酚的濃度),測量底泥對苯酚的吸附量,計算得到底泥對苯酚的吸附常數,從而比較兩種底泥對水中苯酚的吸附差異。通過此實驗可以使學生更好地了解水體中的底泥對水體的自凈作用,提高學生運用理論知識對實際工程設計和創新能力。在水污染控制工程實驗中,結合水處理實驗、環境監測與分析儀器的實驗內容,把監測儀器安裝在水處理流程的各個單體和生活污水的進口和出水口處,形成一套污水處理綜合型實驗。本套生活污水處理主體工藝由預處理———生物處理單元———深度處理單元組成。基本流程為:進水→格柵→調節池→初沉池→厭氧反應池→缺氧池→好氧池→二沉池→活性炭吸附→出水。監測分析實驗過程中水處理各個工藝的進口和出口水質指標(濁度、酸堿度、溫度、COD、BOD、氨氮等)。學生可以更好地掌握環境監測的手段,也提高對監測儀器和水處理設備的操作能力。在環境監測實驗中,某化工廠液氯儲罐泄露事件,讓學生應用所學知識制定突發性環境污染事件應急監測方案,掌握環境應急監測的布點及采樣方法、監測頻次與跟蹤監測方案的制訂等,熟悉事故應急監測的整個過程。
(三)開展開放性實驗教學。學院依托江蘇省新型環保重點實驗室重點實驗室和鹽城工學院污水處理站,以及江蘇易達檢測科技有限公司合作,開設開放性實驗項目。一是對校園中河水的濁度、色度、生化需氧量(COD)、生化耗氧量(BOD)、pH、氨氮等的監測,校園及周邊空氣環境中TSP、PM10、NO2、SO2等的監測。運用已學習的理論知識,對校園的地表水環境及環境空氣定期監測,評價校園的地表水環境質量和環境空氣質量。通過這些實驗項目拓寬學生環境監測方面知識面,同時培養了學生動手操作能力和解決相關環境問題的能力。二是校園食堂廚余垃圾的收集及處理。從垃圾的收集到預處理及好氧堆肥處理,每天監測反應裝置中物料的各項指標(含水率、pH、生物降解度、溫度、N、P、TSS、VSS)。通過實驗學生可以進一步鞏固對實驗儀器、環境工程的工藝流程、工藝參數等相關知識的認識和理解。加深了對有機固體廢物好氧堆肥化全過程的了解,好氧堆肥化過程的各種影響因素和控制措施。實驗內容與實際生活和專業內容一致,提高了學生的學習興趣。三是生態功能區地表灰塵重金屬含量分析及分布規律。學生分組完成查資料、確定方案、實驗報告分析、以小組形式匯報,全面了解生態功能區概念及劃分、地表灰塵的采集方法及原理,掌握重金屬含量的測定及原理,為針對性進行區域生態建設政策的制定和合理地環境整治提供依據。提高學生的創新思維和實際動手能力,提高學生駕馭知識的能力,培養學生實事求是的科學態度,百折不撓的工作作風,相互協作的團隊精神,勇于開拓的創新意識。通過這些實驗項目的開展,將有利于學校培養社會所需要的高素質、創新型人才。
此外,學院針對環境工程專業實驗課程學時少,并且大部分是驗證性、認知性實驗項目,創新性、設計性、綜合性的實驗項目太少的問題,開展了8學分的環境工程綜合訓練課程(第四學年第一學期6周),集中實訓的內容包括:環境工程仿真訓練(1周)、污水處理設施運營與管理(2周)、模塊訓練(工程設計能力訓練、環境影響評價和規劃實訓、環境監測能力訓練、科研能力訓練),運用所學知識、技能、新技術應用,并同環境監測、水處理實驗、環評計算軟件應用、工程設計等理論與實驗技能結合,加深學生對環境專業課程理解。使學生具備進行環境監測、科研實驗、環境評價、工程設計的基本能力,培養學生的綜合科研素養。
(四)加強課題式實驗教學。為提高學生的創新能力和實踐能力,開設與教師科研項目相關的實驗課題,引導學生主動進入實驗室。比如:設立大學生創新實驗項目、實驗室開放項目,由學生選擇導師指導題目或學生自擬題目,開展創新創業訓練項目。跟導師加入科研工作,與素質與能力拓展學分掛鉤或作為畢業論文前期工作,最終以完成實驗報告或者提交小論文的形式獲得相應的學分。另外學校還開展了“挑戰杯”、“節能減排社會實踐與科技競賽”、“全國環境友好大賽”等課外學術競賽活動,同時學校主辦的鹽城市環境監測技能大賽活動。另外,學校也加強了對校內重點實驗室實訓基地和鹽城工學院化工廢水處理中試平臺和校外實訓基地的建設。比如:鹽城市城南污水處理廠、鹽城市鹽龍湖水廠、鹽城匯源飲料有限公司、鹽城市鹽龍湖飲用水源管理處等十余個校外實訓基地。在教師和企業工程師的指導下,學生完成現場調查、監測計劃設計、優化布點、樣品采集、分析、監測、數據處理和綜合評價等。通過實驗和實踐,學生得到更多動手操作的機會,創新能力得到提高,并能夠認識社會、適應社會,對環保相關企業有更多的了解。