前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇环境设计的价值范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
【关键词】 物联网 智能家居 防火 防盗 报警
引言
智能家居是家居平台物联网化的结果,在计算机技术、自动化技术和通信技术发展趋势下,通过物联网技术将家居中的各种设备相互联接,并能统一协调管理。家居智能化的概念已被很多人所接受,相关的智能化设备也进入到普通百姓家,给人们生活增添了不少便捷,尤其是在防火、防盗方面发挥了很大作用,能减少生命和财产的损失。
本系统利用Arduino平台强大的可拓展性和开源性来开发智能家居系统,选用Arduino单片机芯片作为控制核心,通过自建硬件平台模拟智能家居环境,将硬件传感器获取的数据反馈给自编软件集中处理,用户可通过客户端得知家中温度、湿度、人体警报、火焰警报、烟雾警报等情况并能实时监控。
一、系统设计
1.1系统组成
系统由Arduino控制模块、温湿度探测模块、防盗模块、防火模块、无线通信模块、客户端报警监控模块6个模块组成,如图1所示。Arduino控制模块负责处理温湿度探测模块、防盗模块、防火模块收集到的数据,并将结果反馈给客户端报警监控模块进行分析,最终实现所需功能。
1.2模拟家居环境
采用市面流行的DIY小房子搭建小型家居环境模拟实际家居环境,可将模拟家居环境分为卧室、客厅、大门三个部分。
二、硬件系统设计
2.1单片机控制模块
主控芯片选择Arduino Mega2560单片机控制板,开源且有很强的拓展性。其处理器核心是ATmega2560,具有54通道数字输入/输出口(其中16通道可作为PWM输出)和16通道10bADC模拟量输入,4路UART接口,1个ICSP header,时钟晶振为16MHz。是采用USB接口的核心电路板,通过USB线可与电脑直接连接便于在线进行程序调试。
2.2数据采集模块
数据采集模块包括三个子模块,分别是温湿度探测模块,防盗模块,防火模块。温湿度探测模块采用AM2302数字温湿度传感器,防盗模块采用HC-SR505人体传感器,防火模块再分为火焰探测模块和烟雾探测模块,分别采用YL-38火焰传感器和YL-15烟雾传感器。
2.4无线通信模块
无线通信模块采用E12-TTL无线串口模块,优势是低功耗,控制方式灵活,中心频率为433MHz,具有TTL电平的串口通信接口,支持波特率为1200-57600多达7种波特率。经过复杂的无线通信配置以及传输算法,通过TTL串口连接到设备,2个模块即可取代一条传统的串口线,传输距离远达450m,完全满足家用。
2.5客户端报警监控模块
客户端报警模块分为PC端和移动端。PC客户端使用Visual Basic编程语言编写,这使得平板移动端可以兼容使用,通过串口将Arduino处理过的传感器传回的数据进行分析并予以显示,用户可以得知当前家中的温度和湿度情况以及人体、火焰、烟雾警报,并且在警报响起后可以打开家中布置好的监控设备实时查看家中情况。而手机移动端使用JAVA语言编写,可以在搭载Android系统的移动电话上使用,同样可以通过无线网络或移动数据的方式实时获知家里的情况并且能够查看监控。
三、软件系统设计
3.1 Arduino IDE集成开发环境
Arduino具有类似于Java和C语言的IDE集成开发环境,其编程语言类似于C语言,用户可以通过USB接口直接进行编程和通信。
3.2算法简述
本设计中,客户端会实时显示当前卧室温度和湿度数据。当家中没有起火和无人入侵时,客户端的人体、火焰、烟雾警报不会亮起。
而当家中起火时,YL-38火焰传感器和YL-15烟雾传感器若同时传回警报,则判定为家中某处起火,此时客户端报警;而家中若有人入侵,大门的人体警报会先亮起。当用户收到警报时,可以选择打开监控来实时观察家中情况从而作出对策,达到防火防盗等目的。
3.3传感器处理程序
传感器处理程序的功能是在Arduino上运行的,将传感器采集到的数据进行集中处理后通过E12-TTL无线串口模块反馈给客户端分析显示。以如下部分代码为例:
void loop()
{// 输出2表示传感器感应到某种状态,如火焰、烟雾或人体
// 输出1表示传感器没有感应到
chk = DHT.read22(DHT22_PIN);
humValue = (char)(DHT.humidity + 0.5);
msgstr[0] = humValue; //湿度算法
temperValue = (char)(DHT.temperature + 0.5);
msgstr[1] = temperValue; //温度算法
irValue1 = digitalRead(IR1_DATA);
if (irValue1 == HIGH) //人体警报算法
msgstr[2] = 2;
else
msgstr[2] = 1;
fire1DVal = digitalRead(FIRE1_DPIN);
if (fire1DVal == HIGH) //火焰警报算法
msgstr[5] = 1;
else
msgstr[5] = 2;
smoke1DVal = digitalRead(SMOKE1_DPIN);
if (smoke1DVal == HIGH) //烟雾警报算法
msgstr[7] = 1;
else
msgstr[7] = 2;
Serial.println(msgstr);
Serial1.println(msgstr);
delay(1000);
}
四、试验结果
按照本方案设计的基于Arduino平台开发的智能家居系统能够完成温湿度探测、防火防盗及报警和实时监控等功能。但还存在着一些不足,例如对终端的反馈只能做到提供警报,不能智能控制,如可用灭火器控制火势等。对于存在的问题,可在终端增加设备,如加入增湿器和空调来控制温湿度等。
五、结语
本文设计的基于Arduino集成开发环境的智能家居系统,设计简单,成本较低,实时性好,在模拟家居环境中取得了预期实验结果,完成了智能家居防火防盗等基本功能,可广泛应用于智能家居等领域,市场前景广阔,具有很大经济效益。作为开源性互动软硬件开发平台,对于Arduino开发环境的广泛应用具有很好的参考价值。
关键词:低碳经济;背景;建设;环境保护;工程;价值;分析
低碳经济是指在经济发展过程中运用新技术、新手段,通过制度改革和工艺创新减小生产生活中的污染排放,减少石油、煤炭的使用,符合科学发展可持续理念。针对低碳经济发展要求,需要积极建立环境保护工程,促进污染治理和保护。[1]
1低碳经济背景下建设环境保护工程的原因
社会经济发展中,生活生产尤其是工业生产中会耗费大量的石油、煤炭等原料,继而产生大气污染、固体废弃物污染和水污染等。现代经济发展要求遵循科学发展观的理念和要求,因而提出发展低碳经济,关于这一要求的提出反映了经济发展的进步性和时代文明性。低碳经济是一种生产双赢的表现,旨在通过技术研究核算和设备更新提高社会生产力、降低污染排放。石油、煤炭等资源的利用和开发促进了人类社会的文明进步,但是生产过程中排放的二氧化二氧化硫、一氧化碳等会造成严重的大气污染,造成温室效应等。从人类长远发展考虑,要做到节能生产和绿色经济。低碳经济主要是从生产制造、流通运输和利用回收等环节减少谈污染物的排放,控制大气中的二氧化碳浓度。发展低碳经济是时代的要求,也是人们生存发展的基本条件之一。生产生活是人们主要的活动方式,自然资源是有限的,日益增长的人口带来巨大的物质文化需要,因而提高生产率、促进经济发展的同时,工业污染、生活污染加剧,碳污染物排放也不断增加。建设环境保护工程是以经济发展和环境保护为基本目标,重点治理水污染、大气污染、噪声污染、固体废弃物污染和核污染等。环境保护工程建设是有组织、有计划等对特定区域内的环境污染进行综合治理,并利用专业理论和科学手段集中改善区域环境。随着人们低碳意识和环保意识的不断提高,环境保护工程建设的需求将不断增加。新时期的经济发展,离不开能源节约和环境保护,对于出现地区性的环境污染问题,一方面需要采取必要措施予以整改,另一方面需要积极改进生产工艺,促进清洁生产。[2]
2低碳经济背景下建设环境保护工程的方法和价值
2.1能源循环利用,节约成本
现代经济发展需要由粗放型向集约型转变,工业生产中,人们对煤炭等资源的使用量较大,煤的使用范围广,但是煤炭综合利用和煤污染处理技术尚且有待提高。低碳经济发展要求综合利用自然资源,以循环经济的形式提高能源利用率、降低生活生产污染。低碳经济理念下建设环境保护工程,需要研究碳利用技术,节约煤炭资源的使用,明确高效生产和清洁生产的目的。环境保护工程建设中通过提高煤炭利用技术,以循环再生的形式实现生产过程的能源再分配。例如在焦化厂需要不进行煤干馏处理,一般是对煤原料进行高温加热,产生获得焦煤等,在这个过程中生成的煤粉、碳粉等可搜集后再次用于原料加热中,作为二次燃料使用;对于产生的有机化合物如甲苯、苯和二甲苯等,可以用于农药、染料、溶剂和洗涤剂等其他合成此材料中。发展低碳经济一方面是提高能源利用率,减少煤炭原材料的使用,降低二氧化碳等的排放,另一方面则是综合利用煤原料和煤生成物,以废物利用和循环利用的形式促进环境保护。环境保护工程建设中通过生产技术和生产模式的改进,促进能源的有效利用,使经济效益和生态效益双向提高,这也是现代社会低碳经济发展的基本要求之一,符合科学发展观的理念。[3]
2.2发展新能源经济,提高生产效率
工业经济促进工业文明的进步和发展,但是工业生产带来巨大经济效益的同时,也造成能源消耗和污染。环境保护工程建设是为了通过技术革新促进能源资源的节约,在建立循环生态系统的基础上,可以积极促进新能源的开发和利用。传统的经济生产中,人们习惯利用化石能源进行时生活生产,化石能源属于自然衍生物,化学性质属于碳氢化合物,如石油、煤炭、天然气等,这种类型的能源燃烧不充分时会产生有毒气体,危害人体和大气健康,是有利有弊的燃料。现代经济发展对能源的需求量不断提升,运用先进的科技技术能够开发和利用其它新型能源,如太阳能、风能、地热能等,这些能源属于可再生的清洁能源,制取方便,且绿色环保无污染,使用效益高。低碳经济下,要求降低污染物的排放,提高能源利用率,因而可以利用太阳能发电代替煤炭发电,也可以生产制造新能源汽车,如电动汽车等,减少石油、汽油的使用。环境保护工程建设不仅需要利用新技术、新工艺促进工业技能和减排,同时要积极开发和应用新能源,全面构建低污染、低能耗和零排放的工业经济体系。[4]
2.3建设公共设施,提高人们生活质量
现代社会发展中,人们生活水平提高,对生活质量要求也不断提高,国家大力提倡低碳经济,不仅是指在生产领域要做到节能环保,同时对人们的日常生活也提出低碳环保的要求。我国是人口大国,且人口数量正处于不断增长的趋势,人们的出行、饮食等均需要耗费大量的能源、资源。以出行来说,私家车的数量不断增加,造成严重的交通拥堵,同时大量汽车尾气的排放对大气污染严重,容易形成城市“热岛效应”,汽车鸣笛产生的噪声污染也影响人们的生活质量。因而在环境保护工程建设中,政府相关部分需要做好积极引导,鼓励人们低碳出行,减少一次性物品的使用,同时倡导文明消费和绿色消费。政府应该加大公共设施投入,如修建地铁,完善城市公共交通系统,鼓励人们搭乘公共交通共军,缓解城市道路交通压力。此外对于私家车的购买和出行,政府需要出台政策予以限制和控制。对于园林绿化、防燥隔音实施的建立,政府也需要加大投入力度,在改善人们生活质量的同时促进人们生活观念和生活方式的转变。低碳经济的理念贯穿在生产、生活的各个方面,人们在日常生活中需要养成节约环保的习惯,践行健康科学的生活方式,维护环境保护工程假设成果。环保工程建设不仅包括环境污染治理,还要在政府部分的协作下,完善城市公共基础设施建设,改变人们的生活习惯和出行方式,为人们提供更加便捷、经济的生活服务,引导人们环境保护从身边小事做起。[5]
3结束语
现代社会发展不能一味追求经济利益的增长,同时需要关注环境保护问题。低碳经济的发展理念与科学发展观的内容和要求一致,强调在经济发展中提高能源资源的利用率,降低工业污染和社会污染,尤其是要减少、碳污染物的排放。环境保护工程的建设则是利用现代技术和手段增加新能源的开发和利用,从源头控制污染排放;对于已经形成的大气污染、水污染和固体废弃物污染,则需要才有高效、科学的手段跟俊污染类型和污染程度针对性解决,保护生态平衡和自然环境。低碳经济背景下建设环境保护工程有利于社会经济发展和工业文明进步。[6]
参考文献
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关键词:环境公益诉讼 环境权 诉权 价值体现
一、环境公益诉讼的理论基础
有关环境公益诉讼的内涵,学界有不同的表述,其中有代表性的观点:环境公益诉讼是指社会成员,包括公民、企事业单位、社会团体、国家机关依据法律的相关规定,为维护环境公共利益,在环境已经受到或可能受到污染时,针对有关主体或行政机关提讼的制度。
(一)理论基础
1、环境权理论
环境权是指特定的主体对环境资源所享有的法定权利,它涵盖了个人、单位、国家所享有的环境权利,可以分为国家层面、个人和单位的层面。从国家层面来看,环境权就是环境资源管理权,从个人的层面来看,环境权主要包括对环境状况的知情权、环境资源的利用权和环境侵害的请求权。
随着环境问题的日益严峻和人们环境意识的提高,环境权理论被提出并逐渐发展起来,1969 年美国《国家环境政策法》率先对环境权做出了规定,1970 年 3 月召开了公害问题国际座谈会,发表的《东京宣言》也提出了环境权,世界上很多国家法律都把环境权作为一项实体性权利加以规定,这种权利如果被侵犯,环境法律关系主体就不能正常地生存和发展,在确定实体权利的同时,应当给予程序方面的救济,使权利主体能够通过司手段维护自己的合法权益。
2、诉权理论
在环境公益保护方面,诉权应当充分发挥作用。按照西方学者的观点,权利与救济相伴随,没有救济,就没有权利,与此相反,无权利也无救济。在公益保护方面环境权不应当是一种理论上的权利,该项权利能够发挥实际作用。应赋予权利人诉讼的资格,即诉权,诉权是“国家法律赋予社会主体在其权益受到侵害或与他人发生争执时,请求审判机关通过审判方式保护其合法利益的权利”, 当事人的诉讼行为和国家审判机关的审判行为是诉讼程序得以进行的必备因素,二者缺一不可,环境公益保护的重要措施是赋予原告一定的资格,保护诉权的实现。我国在《宪法》、《环境保护法》、《水污染防治法》等一系列法律中都作出了规定,赋予个人和单位保护环境的义务及对污染环境的行为具有检举控告权。
有关环境公共利益保护的规定在根本大法、基本法、单行法律中都有所体现,但相关的法律规定主要集中在实体法方面,程序法中规定的过于笼统,缺乏可操作性,一项权利如果缺乏有效的司法救济,那么该项权利也不能正常地行使,因此保障环境公益诉讼中当事人的诉权是十分必要的。
二、环境公益诉讼的价值体现
(一)保护社会公益的需要
近些年,随着工业化进程的加快,环境问题也不断地出现:水质,土壤,大气等方面都受到不同程度的污染,环境危机不仅严重威胁着人民的生命健康,而且制约经济的发展、侵犯社会整体的公共利益,环境的治理是一个长期、复杂的工程,它不仅需要民众环保意识的增强,更需要一系列配套制度的建立,环境公益诉讼制度便是其中重要的法律制度之一。
环境公益诉讼的目的不同于其他的诉讼,这种类型的诉讼是针对多数人的公共环境利益提出的。虽然,在现实生活中环境公共利益实现的同时也会使个体利益或者局部利益得到保障,但这项制度设立的初衷及最终目的都是为了维护公共利益,并不是对个案和个别群体进行救济,环境公益诉讼的直接目的是防止环境被污染以及被污染的环境得到有效的恢复,所以,该项制度具有明显的社会公益性。
(二)实现公平正义的需要
公平正义是衡量一个国家发展的标准,也是和谐社会的重要特征,构筑公平正义的社会,需要全社会长期的努力,应提高全体公民的的素质,使人们有渴求公平正义的意识与行为。对于法制建设而言,不仅包括实体方面的公平正义,还包括程序中的公平正义。在工业高度化的当今社会,环境污染已严重地影响到了社会民众的生存和发展。现实生活中,公民因环境侵权导致财产和人身方面损害的案件频发,如果被害者的合法权益得不到救济与保障,环境侵权者的违法行为得不到规制和处罚,社会公平正义的维护就无从谈起。
(三)弥补执法资源的需要
长期以来,在环境监督管理方面政府一直是主导力量,在这种管理体制下,社会各界在环境保护中的作用没有得到有效的发挥。因为环境污染的案件多,政府监管部门人力、物力是有限的,仅依靠有限的力量去治理环境污染,很难收到良好的效果。当前,行政权力的干扰、行政监督的缺位,地方保护主义的影响等诸多原因使行政机关难以全面担当维护环境公益的任务。按照行政诉讼法的相关规定,原告只能针对具体行政行为提讼,不能对抽象的行政行为提讼,而一些地方政府为了经济指标的完成做出的决策极有可能忽视了对环境的影响,环境公益诉讼制度原告主体资格多元化的建立可以有效弥补行政权力在保护环境中的不足。
《宪法》赋予了公民参与管理国家事务的权利,公益诉讼权利也应包括在内,缺乏司法救济的权利必然成为虚设,环境公益诉讼制度是以向法院提起公益诉讼的形式来保护公共利益,鼓励社会各界积极地参与到对国家环境的监督和管理过程中,该项制度也是依法治国的重要措施之一。
参考文献:
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关键词 :可变模糊评价法 退役铀矿山 辐射环境质量评价
Abstract :Based on the theory of variable fuzzy, combined with the binary comparison method to determine the weight of index, author proposed evaluation of radiation environment variable fuzzy assessment approach in uranium mill tailings. This method can reasonably identify the relative membership degree between the sample index and standard interval of each level index and determine properly the assessment level of each sample by changing the model and its parameters, so that the reliability of assessment can be improved. The proposed method is applied to evaluation of radiation environment in uranium mill tailings. The evaluation results show that the method is feasible and high reliability.
key words : variable fuzzy assessment; uranium mill tailings; evaluation of radiation environment assessment1
1. 引言
铀矿是国防军工和核电能源的重要战略性资源,铀矿山开采几十年后面临着退役,退役铀矿山整治工程旨在保护工作人员和附近居民免受残存放射性物质的辐射危害和其他可能的危害。为了了解退役治理完成的铀矿山是否稳定、环境污染是否严重及退役治理效果、代价利益的最优化等,需要对退役铀矿山进行辐射环境质量评价[1]。目前退役铀矿山辐射环境质量评价的方法有很多,主要包括层次分析法[2] 、综合指数法[2]、TOPSIS法[3]、模糊综合评判法[4]等,但由于受到诸多因素的影响及方法自身的不足,至今仍没有一个广泛认可的评价模型。如层次分析法和综合指数法中权重不好确定 [5];模糊综合评判中隶属函数和权重矩阵难以构造[6],造成评价模式难以通用。
本文以可变模糊集理论[7]为基础,提出了退役铀矿山辐射环境质量可变模糊评价法,并选取江西某典型退役铀矿山运用可变模糊评价法,通过MATLAB编程计算,对其辐射环境质量进行等级评价。
2. 退役铀矿山辐射环境质量可变模糊评价模型[7]
设有个待评价的辐射环境质量评价对象
(1)
评价对象的特征用个指标特征值来表示
(2)
则个评价对象的全体指标特征可用阶矩阵表示
(3)
式(3)中:为第个评价对象第个指标的特征值,;。
评价对象依据个指标按个级别的指标标准特征值进行识别,则有级指标标准特征值矩阵。
(4)
式(4)中:为级别指标的标准特征值,。
参照指标标准矩阵和实际情况确定退役铀矿山辐射环境质量评价可变集合的吸引域矩阵与范围域矩阵
(5)
根据各级别的实际情况确定退役铀矿山辐射环境质量评价吸引域中的点值矩阵,可根据待评对象级别对优、劣模糊概念的物理分析确定[7]。对优级即,;对劣级即,;对为奇数的中介级,。对于的其他级别,的点值通用模型为
(6)
根据待评对象指标的特征值与级别指标的值进行比较,若落在值得左侧,其相对隶属度函数为
(7)
若落在值得右侧,其相对隶属度函数为
(8)
样本对级别的综合相对隶属度
(9)
式(9)中:为评价对象关于等级概念对吸引性质的非归一化相对隶属度;为指标权重;为模型优化准则参数,为最小一乘方准则,为最小二乘方准则;为距离参数,为海明距离,为欧式距离;其中为评价指标序号,。
由式(9)可知,可变模糊评价模型是一个变化模型,可广泛应用于模糊概念的识别问题,通过不同参数组合,可对评价结果的可靠性进行验证。
由可变模糊评价模型可得非归一化的综合相对隶属度矩阵
(10)
将式(14)归一化处理得到综合相对隶属度矩阵
(11)
级别特征值公式为:
(12)
级别特征值判断准则公式[8]为:
(13)
3. 退役铀矿山辐射环境质量可变模糊评价法实例分析
3.1 评价指标及指标标准区间的建立
根据铀矿冶退役设施退役竣工验收标准,建立退役铀矿山辐射环境质量评价指标包括以下各个项目:废石场氡析出率、大气中氡浓度、水中放射性核素(包括、、总、总)、土壤中放射性核素(包括、(上层和下层))[4,12]。指标标准区间的确定,采用韦伯-费希纳(Weber-Fischna)提出的指数标度法(W-F定律)[13],结合《军工铀矿冶设施退役工程治理设计的暂行规定》,将各指标的治理效果分为四级标准:Ⅰ级(优)、Ⅱ级(良)、Ⅲ级(中)、Ⅳ级(差)。构建的评价指标及指标标准区间如表1所示。
3.2 评价指标数据的采集
选取南方某典型退役铀矿山做为评价对象,对该退役铀矿山辐射环境连续三年进行实地监测及取样分析,所得实验数据如表2所示。
3.3 有序二元比较模糊决策分析法确定指标权重[14,15]
四项评价指标重要程度与该退役铀矿山周边人口分布、种植业、畜牧业等有关,综合考虑各项因素确定水中放射性核素最为重要,以其作为标准与其他各项指标进行二元比较分析,得到二元比较判断矩阵并作一致性检验,土壤中放射性核素含量处于 “同样”与“稍稍”边缘,废石场氡析出率与大气中氡浓度在“稍稍”与“略微”之间,确定权重为。
3.4 可变模糊评价模型的评价结果
通过MATLAB编程计算可得,该典型退役铀矿山辐射环境质量评价等级如表3所示。
将上述评价结果与文献[4]所采用的模糊数学法的计算结果进行比较,如表4所示。
由表4可以看出,可变模糊评价法的评价结果与模糊数学法的评价结果基本一致,且可变模糊评价法通过改变模型中的参数,使得评价结果具有动态性。
4.结论
本文用相对差异函数表征退役铀矿山辐射环境质量评价指标与评价等级间的吸引特性与排斥特性,结合二元比较模糊决策分析法确定指标权重,运用可变模糊评价模型对退役铀矿山辐射环境质量等级进行评价。评价结果与模糊数学法的评价结果基本一致,表明该方法的合理性。该方法通过改变模型中的参数,使得评价结果具有动态性,可信度更高。综上所述,该方法计算简便,评价结果合理,可信度高,可应用于退役铀矿山辐射环境质量的评价。
参考文献
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基金项目:
国家自然科学基金项目(41174089);江西省教育厅落地计划项目(赣教高字[2012] 135号)
[关键词] 工作过程 专业建设 培养模式 课程改革 实践基地 教学团队
随着高等职业教育改革的深入,职业教育要想让企业对教育质量满意,职业院校学生应当具备一定工作能力和基本工作经验,为此,许多职业院校正着力探索与实践基于工作过程的职教理念。我院环境监测与评价专业以人才培养模式改革为切入点,引领课程改革与实践、构建实践教学创新模式、建立校内外实践基地和教学团队建设,在基于工作过程的专业建设探索与实践方面已取得一些经验和成果。
一、以工作过程为导向的“1+1+1”人才培养模式
1.人才培养模式构建
21世纪,我国环境保护工作进入了广泛参与、科技创新、持续发展的新阶段,给高职环境监测与评价专业带来新的机遇与挑战。高职人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性,因此,探索高职环境监测与评价专业人才培养模式成为专业建设首要解决的问题。
近年来,我们广泛调研环境监测与评价专业的人才结构与市场需求,通过与企事业单位专家及一线技术人员交流讨论,定位了专业职业岗位群,完成了基于工作过程的职业能力分析。提出以水和废水监测、大气和废气监测、室内污染检测、土壤监测与环境影响评价为专业主要职业岗位,辐射岗位为化工分析、废水处理操作、废气处理操作、环境管理与监察执法。
以职业岗位群、岗位职业能力、支撑岗位能力的典型工作任务来重构课程体系,以真实工作任务为载体确定课程内容,以真实工作项目开展“教、学、做”一体教学活动,通过摸索与实践,创立了以就业为目标,工作过程为导向的工学结合、校企合作“1+1+1”人才培养模式,即1年“学习能力+基本技能”培养、1年“职业能力+职业素养”培养、1年“企业顶岗实习”,该模式也可称之为“就业引领型”人才培养模式,如图1所示。
2.人才培养模式特色
“1+1+1”人才培养模式在高职院校和用人单位之间架设了供需默契的桥梁,一端基于学院的培养,一端深入企业的顶岗,具有如下三特色:
“三接轨”:专业与市场接轨,课程与岗位能力接轨,教学内容与工作项目接轨。
“三真”:真实工作项目,真实实训环境、真实实训报告。
“三双”:教学有“双师”:“双师型”的专任教师和企业的技术骨干兼职教师;实践有双基:校内实践基地和校外实践基地;学生持双证:毕业证书和职业资格证书。
二、以工作过程为导向的课程体系改革与实践
1.课程体系重构
以工作过程为导向的课程理念是上世纪后期在德国形成、发展和成熟起来的,我们借鉴德国基于工作过程导向的课程开发方法,结合岗位职业能力,参照职业标准重组课程体系。
以熟悉岗位工作过程的生产、服务与管理第一线的环保专家为主体,对职业工作过程进行分析,确定职业岗位群工作任务分析表。由本专业实践经历资深的专业教师牵头,在职业岗位群工作任务分析表基础上,梳理、归类和整合职业行动能力和典型工作任务,以典型工作任务为主线重构专业课程体系。重构后的课程体系为:公共必修课、专业必修课、专业限选课、专业选修课、公共选修课、职业能力拓展课、综合实践环节、顶岗实习8个模块。
2.课程开发与精品课程建设
开发专业课程是课程开发的核心,由企业技术骨干和有实践经历的资深专任教师联手以环境监测、环境影响评价、废水处理、环境监督与执法的工作过程和工作任务为载体开发《环境监测》、《环境影响评价》、《水污染控制技术》和《环境管理与环境监察》等专业核心课程内容,以工作项目编写教材。根据职业能力和职业素质要求调整公共必修课内容,如把高等数学与环境统计两门课程整合为一门课程。从拓宽和延伸职业能力方向设计拓展课程,以提高学生综合素质为目的,培养学生的创新意识,发挥学生特长来设置公共选修课程。
校企合作积极有序地推进精品课程建设,先后建设了4门院级精品课程和《环境监测》1门浙江省精品课程。在精品课程带动下,各课程逐步形成了项目化、职业化、岗位化的课程特色。
3.融“教、学、做”一体的多样化教学方法
教学中,教师改革传统以教为主的教学方法,采用现场教学法、案例教学法、项目教学法、讨论式教学法和任务驱动式教学法,融“教、学、做”为一体,使教学地点和实践地点相结合,学生在实践中学,教师在学生实践中教,达到理论、技能与实践有机融合,强化学生职业能力的培养。
《化学分析》、《环境监测》和《环境CAD设计与应用》教学过程在教、学、做一体化实训室进行,《水污染控制技术》和《大气污染控制技术》通过仿真实训和现场设备、实际操作相结合,起到了事半功倍的效果。
4.建立多元化考核评价机制
高等职业院校要强化质量意识,重视过程监控,吸收企业兼职教师参与教学质量评价。通过多年探索,环境监测与评价专业建立了多元化考核评价机制,有利于全面考察学生所掌握的专业技能水平与职业素养。
(1)形成性考核:由考勤、平时讨论与作业、实训实习、期末考试四项按照一定比例综合计算课程成绩。
(2)实践考核:采用项目操作、口试+操作、论文+答辩等考核方式,建立实践考核试题库和详细的评分细则。
(3)校内考核与企业考核相结合:在实训或顶岗实习阶段,由校内指导教师与实践基地指导教师对学生分别打分,综合评定学生的实训实习成绩。
(4)课证融合:对于参加职业资格证书考核的课程,课程成绩评定与职业考证成绩融合。
三、创立实践教学模式
教学团队通过多年的实践教学探索,创立了“2个部分+5个层次+2个补充”的实践教学模式,建立接近真实环境下的实践教学条件,全面提升学生实践能力、创新能力和创业能力,培养高技能型应用人才。
1.2个部分
实践教学由校内和校外两部分组成,充分利用学校和企业双方的教学优势,体现校企合作、工学结合的特点。
(1)校内实践教学:在开设基础实验实训基础上,开设了综合设计性实训、自选实训和职业技能训练,学生根据具体工作任务进行资料检索、设计实验实训方案、开展实训和撰写实验实训报告。实训过程中,按照“思考设计实践总结”的学习方法,坚持以“学生为主,教师为辅”的方针,充分发挥学生的自主能动性与创造力。
(2)校外实践教学:为实现毕业即能上岗的职业教育目标,学生在校外实践基地实训和顶岗实习,充分共享基地先进的仪器设备和优秀的专业技术人员,参与实际的生产过程,作为校内实践教学的补充和深化。
2.五个层次
实践教学在高职人才培养过程中起主干支撑作用,从实践教学的认知规律出发,由易到难,由简单到复杂分为层层递进的五个实训层次。通过这五个层次的实训实践,全面提升学生的实践能力、创造能力和就业能力。
(1)基础实验实训:在校内实践基地进行,培养学生实训素质与提高动手能力,训练学生基本专业技能,要求撰写实训报告。
(2)综合设计性实训:在校内实践基地进行,以学生为主,教师为辅,培养学生综合设计与综合实践能力,要求撰写设计方案与实训报告。
(3)自选实训:结合环境热点、环境污染、学习兴趣和技能拓展需要,由学生自选实训项目,在校内实践基地开放时间内完成,要求撰写实训方案与实训报告。
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(4)职业技能训练:在校内实践基地进行,根据考证项目和内容,对学生进行强化训练,要求学生能取得1~2门职业资格证书。
(5)顶岗实习:在校外实践基地顶岗实习,参与企业的实际岗位工作,实现与就业岗位无缝对接、零距离就业。
3.2个补充
(1)假期自主实习:学生利用寒暑假期自主进入企业参观、调研、实训等实践活动,激励学生积极参加社会实践、尽早接触和了解企业岗位职责及工作程序,巩固和实践已学过的专业知识与技能,提高实践能力及社会沟通交往能力。
(2)第二课堂:定期开展环保知识竞赛、环境热点演讲、主题班会、环保社团、环保志愿者等活动,拓展学生的专业学习兴趣。组织学生参加“技能大赛”和“挑战杯”创业大赛等活动,提升学生创新思维和创业能力。
四、建立工学结合的校内、校外实践基地
拥有一定数量、具有良好实训设备的校内外实践基地是培养学生专业技能的基础条件。我院环境监测与评价专业已建成化学分析实训室、环境监测实训室、大型仪器室、天平室、微生物实训室、土壤监测室和环境工程仿真7个实训室,形成了仪器设备齐全、实训实习开出率100%,体现职业氛围的校内实践基地。
按照工学结合、校企合作人才培养模式开展校外实践基地建设,已建立涵盖本专业岗位群范畴的8个校外实践基地,其中2家已挂牌为紧密型校外实践基地,形成稳定的校企结合、工学结合的学生校外实践教学平台。
五、“双师型”和“专兼结合”的教学团队建设
“双师型”和“专兼结合”的教学团队是以工作过程为导向的工学结合人才培养模式的需要,是高素质技能型专门人才培养的保障。我们通过校内培养、校外引进和企业聘请优化教学团队结构,建立提升教师素质的激励保障机制,倾心打造了一支勇于开拓创新、结构优化和实践教学能力强的浙江省省级教学团队。
1.建设专兼结合的省级教学团队
从企业生产一线聘请技术骨干担任实践教学兼职教师,兼职教师不仅承担实践教学而且参与课程开发、实训教材编写,使教学团队实现了梯队结构合理、专业素质高、实践教学能力强的专兼结合特色。
2.建立提升教师素质的激励保障机制
(1)建立青年教师培养计划:为新引进的教师开展培训讲座,实施老教师“传、帮、带”计划;开展各类教学活动,如教案交流、教学观摩和教学法研讨;举办各项教学比赛,如说课比赛、技能比赛、教案比赛、课件制作比赛等,尽快提高新教师的教学水平和技能水平。
(2)支持教师的继续教育:支持教师攻读在职硕(博)士学位和职称提升。
(3)加强“双师型”教师的培养:学院制定“双师型教师认定和奖励办法”,有计划地安排教师赴企业研修、顶岗实践和职业培训。
(4)激励教师参与科研、教改及技术服务:学院制定“绩效考核办法”,将教学、科研、教改和技术服务四项考核与年终奖励挂钩,鼓励教师把科研和教改成果及时应用于实践教学中。
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