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论文关键词: 环境工程 特色培养 石油石化 工程实践
论文摘要:本文通过分析目前环境工程专业建设中存在的问题,提出环境工程特色人才培养模式建立的重要性。然后结合中国石油大学(华东)的实际情况,从培养目标、培养方案、培养模式等方面探讨了可供参考的特色人才培养方式,强调培养方案的实施应从加强基础、优化课程设置以及实践教学等方面入手。我们也看到本校通过合理的人才培养模式培养了一大批高素质的服务于石油石化行业的特色人才,在环境工程毕业生就业方面取得了可喜的成绩。
一、引言
近几年由于我国资源能源日益短缺以及污染问题不断加剧,国家提出可持续发展战略及能源行业的发展战略,导致环境工程专业人才的旺盛需求。因此各高等院校纷纷针对各自行业优势设置了环境工程专业。中国石油大学(华东)是中石油、中石化、中海油、中国化工和教育部共建的唯一一所重点大学,半个世纪以来在石油石化行业中形成了较强的地位和行业优势,因此也形成了具有特色的环境工程专业。
二、环境工程专业教育现状
中国的环境工程教育始于20世纪70年代末,由于环境工程高等教育的师资和办学基础条件方面的不同,各高校之间存在很大的差距。环境工程专业的历史发展历程,从一定程度上也决定了专业的教学计划设置上会出现不平衡的现象。比如一些院校由于脱胎于原化工、建材等行业,在课程设置上既开设了化学工程、建筑材料类等课程,又开设水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置等环境类课程,课程间的重复现象很多,实验室建设也容易出现重复建设的现象。而且要在有限的教学时间里完成这众多的专业课程,自然是任务繁重、学时紧张,难免是“学习面宽、深度一般”。进而无暇顾及学生实践能力的培养和训练,最终造成毕业生的实践技能不能满足企业的用人要求,这成为环境工程专业教学的一大困惑。各高校应尽快探索出一种适合本校的环境工程专业特色人才培养模式。
三、人才培养
(一)人才培养目标
环境工程专业从根本上讲是一个多学科交叉的新兴学科,加之各个高等院校的发展方向与原始基础的不同,从而决定了环境工程专业在各个高等院校的专业建设、人才培养模式及培养的环境人才上有较大差别,因此应根据自身特点,结合市场对人才的需求,培养特色型环境治理的技术人才。
中国石油大学(华东)充分利用自身的有利资源,坚持环境工程专业与实际生产过程紧密结合,主要培养以石油石化行业和社会环保部门为主要服务对象,具有工程实践能力和创新能力的专业人才。
(二)培养方案的制定
在不同行业环境治理人才的需求下,高校应按照“在宽口径专业内设置柔性专业方向”的原则,制定合适的培养方案,培养带有自身特色的专业技术人才。
本校根据石油石化行业对人才素质的需求,探索和优化环境工程专业人才培养方案、理论课程体系与实践课程体系,形成“重视基础、强化实践、突出特色”三大原则为基础的环境工程专业培养方案。本专业从培养能够从事环境工程有关的宽口径“复合型”高级工程技术人才的目标定位出发,针对专业方向需要,培养方案精心安排了专业选修课程。在培养方案及专业选修课的设置方面,既要面向社会环保部门,又要突出石油石化领域环境工程的行业特色。
(三)培养方案的实施
1.加强基础。学生应比较扎实地掌握环境工程学科的基础理论、基本知识和技能。了解该学科前沿及发展趋势,培养环境工程理论分析,实验研究和解决工程实际问题的初步能力。
本校环境工程专业一向重视基础教育,先后建成了《水处理工程》《环境监测》《物理化学》等校级及国家级精品课程。在本科教学评估中,基础教育环节得到了评估组专家的一致好评。
2.依托优势学科,优化课程设置。课程体系在人才培养计划中占有极其重要的地位。专业课程设置既要服从专业人才培养规格的总体要求,又要考虑学校自身的优势学科,培养具有特色专业知识的人才,增强市场竞争力。
本专业依托“环境化工”学科博士点、“环境科学与工程”学科硕士点、重质油国家重点实验室、国家工科基础课程化学教学基地、中国石油天然气集团公司环境工程研究开发中心,加强学科建设,建成了一支师资力量雄厚的教学队伍,承担并完成了一批国家自然科学基金、国家863项目和中石油创新基金等省部级科研课题,形成了较强的学科优势。
在专业基础课程和专业课程的课堂教学、实验教学、课程设计、综合大实验以及在毕业设计中,教学内容涵盖了石油勘探过程、石油开发过程和石油加工过程等背景知识和对环境工程技术的需求。同时,教师及时地将科研项目中的成功案例编写进教材或讲义中、将科研成果带进课堂教学,提高了教学水平。
3.培养工程实践能力。实践和实践教学是获取新知识的源泉,是知识与能力、理论与实践、学与用相结合的关键,是训练技能、培养创新意识的重要手段,在环境工程专业教学体系中占有重要位置。
本校依托校内外各类实践、实习基地等培养工程实践能力的教学实验资源,根据本专业的培养方案,以培养德才兼备型人才为目标,以重视理论基础、强化实践能力和突出石油特色为原则,以石油石化和地方环保为背景构建产学研相结合培养模式,创造了培养工程实践能力的条件。
(1)“211工程”建设和中国石油天然气集团公司环境工程研究开发中心为培养工程实践能力提供了良好的实验资源。自启动“211工程”建设和中国石油天然气集团公司环境工程研究开发中心建设以来,充分利用学校为环境工程专业实验室累计投入近500万元的建设经费,创建了独具工程或接近工程特点的实验条件和研究场所,总面积约达1300平方米。其中最具特色的有:①水处理工程实验室,包括石油石化污水处理及回用的实验装置等,可进行油田开发、石油炼制过程中排放污水的处理及资源化利用的实验与研究;②恶臭污染控制实验室,包括多组分动态配气系统、动态嗅觉检测仪、恶臭污染评估及控制系统;③环境微生物实验室,针对油田开发过程中落地油污染土壤的问题,筛选高效石油降解菌群,构建石油污染土壤微生物修复技术;④环境监测实验室,包括炼化废水中难降解有机污染物分析监测技术、石油污染土壤中石油组分监测技术、石油炼化企业中挥发性有机污染物监测分析的实验与研究;⑤固体废物资源化利用实验室,可进行油田开发及石油炼制过程中产生的“三泥”进行控制及资源化利用的实验与研究。所有这些实验室及设备,工程实践性强,可达到与生产企业的情况接近或一致,为保障训练学生工程实践能力提供了实验平台。
(2)完整的工程实践能力培养体系。通过学校、企业、科研院所和相关部门的紧密结合,根据石油石化行业对环境工程专业人才素质的要求,创新和优化环境工程专业人才培养实践课程和环节的结构体系,做到了“工程实践四年不断线”。
一年级学生进入基础性实验室,结合无机及分析化学、有机化学等课程的学习,在公共基础实验平台开展实验技能训练;二年级学生进入专业基础实验室,开展环境化学等专业基础实验技能训练,鼓励学生参加实验技能竞赛,提高学生的实验和实践技能;三年级学生进入学科专业实验室和研究性实验室,并开展课程设计等综合实验,通过认识实习提高实践能力;四年级学生进入专业课学习,通过专业综合大实验、校外生产实习、理论联系实践的毕业设计等环节,提高学生工程实践能力。
总之,实现了四年内工程实践能力培养专业实践训练不间断、应用能力培养不断线,依托中国石油大学半个世纪以来在石油石化行业中形成的地位优势,使本专业的工程实践能力培养与石油石化企业紧密结合,形成了有效的工程实践训练的产学研链。
(3)创建了因材施教的平台,实现因材施教的教育原则。在专业教学过程中,根据学生的实际情况,创建了因材施教的平台,具体措施是:对于成绩优秀的学生,实行优异生导师制,安排硕士生导师进行指导,让学生参与科研过程,激发学习兴趣;对于动手能力强的学生,安排其进入实验室,参与实验室的建设,为学生提供培养实践动手能力的机会;对于创新能力强的学生,鼓励并引导其参加国家大学生创新试验计划等竞赛活动,指导其进行发明创新,并申请专利。对于基础较差的学生,安排专业教师在课程教学过程中,实行一帮一制度,力求做到学困生不掉队。通过上述措施,实现了因材施教的办学理念,获得了良好的教学效果。近几年来,共有55人次获得科技奖励,有十几名学生获得了社会实践方面的奖励。
(四)培养模式
根据本专业的培养方案,建立石大科技集团炼油厂、胜利油田稠油厂、胜利油田东辛采油厂、齐鲁石化公司、中国石化青岛炼化公司等认识实习和生产实习基地,并在实习过程中聘请石油石化行业专家作专题讲座。全国大学生化学实验大赛、国家大学生创新实验等成为大学生科技创新活动的重要平台,构成了有效地产、学、研相结合培养学生工程实践能力模式。
四、特色人才培养的成效
无论是过去计划分配,还是现在的自主择业,本校环境工程专业毕业生就业率达到90%以上,主要就业方向为石油、化工企业环境管理部门、环保企业以及政府事业和研究机构,有些已成为该行业的环境工程领域中高级专家和技术骨干,就业形势较为乐观。
“环境工程”作为环境科学与工程领域的一个重要本科专业,与目前我校许多石油主干专业相比,它面向石油石化行业以外的社会环保部门和研究单位就业适应的面要宽得多,尤其是随着我国可持续发展战略、节能减排战略的实施,对环境工程专业的毕业生需求量不断扩大。不仅如此,在石油石化领域,随着我国石油石化工业现代化进程的加快,尤其是随着“绿色油田”的建设与发展,大量的环境保护和节能减排技术在石油钻井、采油、油气集输、油气加工等领域获得了十分深入而广泛的应用,并且已经获得了巨大的经济效益。因此,迫切需要本专业毕业生能将环境工程方面的专业知识与石油石化行业的应用相结合,使本学科培养的毕业生在知识结构上既兼顾面向社会,又具有自己的“油味”特色。本专业的这种“双重面向”特色化建设,对于提升本学科毕业生的就业适应面和竞争力具有重要的现实意义,也是我校作为石油高等学府对于石油工业发展所肩负的责任。
五、专业需求及前景
随着中国资源与能源短缺问题的加剧,社会经济发展导致的人们对生活环境要求的提高,解决人与环境之间矛盾问题包括环境治理行业将会逐步实现快速发展,特别是国家能源战略的重大调整,如倡导节能减排、新能源开发,进一步推动了对环境工程专业领域的人才需求。
与环境工程专业密切相关联的产业是被称之为“朝阳产业”的“环保产业”。随着我国政府GDP中用于环保比例的逐渐增加以及减排目标要求的提高,国家、社会投入到环保产业的资金将逐渐增加,企业投入到污染源治理的费用也将逐步增加,因此污染治理这个行业必不可少,环保产业的发展将进入快速增长阶段。
环境工程专业10年以前就被提出是“未来人力资源短缺十大职业之一”。目前的调查结果表明,与往年相比,2010年环境工程专业毕业生的就业形势明显乐观,目前民营环保企业和国有大中型企业环保部门开始招聘环境工程专业毕业生。随着经济的发展和环保投入的增加,环境工程专业学生的需求将出现上升的势头。可以预见,在未来较长一段时间内,对环境工程专业的人才需求将会不断增加,专业发展前景广阔。
参考文献:
[1]彭永臻,曾薇.环境工程专业课程体系改革[J].中国大学教学,2007,(6):36-37.
[2]谭文轶.对地方高等院校新建专业应用型人才培养的思考——以环境工程专业为例[J].江苏科技信息,2008,(10).
[3]吴烈善.高校环境工程专业就业形式和人才培养定位浅析[J].广西大学学报(自然科学版),2007,(S1).
Abstract: The paper studies the advantages of chemical engineering of environmental engineering specialty in Qingdao University of Science & Technology relying on the environmental engineering and other fields to discuss the possibility of chemical pollution prevention and control. Through the necessity of chemical characteristics, the construction of teaching staff, Improvement of quality of personnel training, scientific research results into teaching, enhancement of practical ability and so on, this specialty will be built in to the engineering specialty with distinctive and outstanding features.
关键词: 环境工程;专业建设;化工;污染防治
Key words: environmental engineering;specialty construction;chemical industry;pollution prevention
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)24-0231-02
0 引言
环境工程专业本身就与化学工程有着千丝万缕的关系。我国本科环境工程专业的发展始于上世纪70年代初,当时个别学校在给排水工程、化学工程、冶金工程等本科专业中开设了与环保相关的废水、废气治理等专业方向。在化工生产过程中,污染物的来源不同,一般可以分为废水、废气、废渣等。在“三废”的治理过程中,许多环境工程单元是化工过程,如多效蒸馏、分馏、吸附、离子交换、高级氧化等大多涉及“三传一反”化工原理[1]。在工业各部门中,化工排放废水占第一位、废气第三位、废渣第四位。随着我国工业化和城市化进程的加快,化工行业快速发展与污染加重之间的矛盾日益严重。山东省是我国的工业强省和化工大省,仅淄博市就有5000余家化工企业,化工行业环境污染形势非常严峻。企业对既具有环境工程专业技术,又具有化工污染防治知识的人才需求极为迫切。
目前,许多环境工程专业开设了化工原理等课程,但是由于师资力量,培养过程等不系统,导致学生在环境工程方面拥有大量技术,但缺乏在化工过程中的基础知识。青岛科技大学在我国化工领域有着近60年的历史积淀,学科优势明显,特别在山东省及周边地区影响很大。如何结合本校化工特长,提高环境工程专业的教育水平和教学质量,培养适应社会需求、具备专业素养和循环经济意识的环境工程技术人员是环境工程专业在人才培养应给予关注和考虑的问题[2,3]。本文从化工特色必要性、师资队伍建设、人才培养、成果转化、创新创业等方面,研究建设化工污染防治为特色的环境工程专业的可行性。
1 化工污染防治为特色的必要性
多年来,社会培养的环境人才大多是通用型人才,具有化工环境特色的人才很少。随着我国化学工业的迅速发展,治理污染的任务在加重,化工环境保护面临的形势依然很严峻。这既为环境工程专业的发展提供契机,也为环境工程专业的相关人员提出挑战。化工行业的环境问题具有许多不同于其他工业部门的特点,生产装置危险性包括燃烧性、爆炸性、腐蚀性、高温高压、毒性等,一旦发生环境、安全事故,后果危害往往更严重。为此,国家安全监管总局、教育部2012年联合召开高等学校化工安全复合型人才培养工作座谈会。会议提出要进一步优化课程设置体系、强化理论与实践相结合的培养体系,加快化工安全复合型人才培养。因此,为化工行业培养大量的与当代乃至未来发展相适应的环境工程工程专业人才,显得十分迫切。当前培养化工环境复合型人才需要解决的问题很多,其中强化学生实践创新能力的培养也是其中需要解决的突出问题之一。
青岛科技大学环境工程专业成立于2002年,起步相对较晚,但其在化工污染治理方面具有得天独厚的优势,依托化学工程等专业的优势,可以将环境工程专业建设成一个以化工污染防治为重心的特色鲜明、优势突出的工科专业。将环境工程专业建成国内化工特色鲜明的环境工程学科,为区域经济发展培养实用型、创新型的工程技术和管理人才,迫在眉睫。
2 建设化工污染防治环境工程特色专业研究思路
结合环境与化工专业领域综合性、交叉性及边缘性的特点,依托青岛科技大学化学化工等学科优势,着力发展多学科横向交叉,突显区域经济服务功能,逐步形成化工环境控制为特色。从师资队伍建设、提高人才培养质量、科研成果融于教学、增强实践能力等方面进行建设,将环境工程专业建设成为在化工领域具有优势、交叉学科特色鲜明的专业。
2.1 师资队伍建设
通过本项目的研究,拟建设一支高水平的师资队伍。环境工程专业依托山东省海洋环境腐蚀与安全防腐工程研究中心、青岛市海洋环境腐蚀与安全防腐工程研究中心、安全与环境功能材料二级学科博士点、环境科学与工程一级学科硕士点开展建设,学科平台较高,为高水平专业人才培养奠定了较高的专业平台基础。同时,通过内引外联机制,建设一支高水平的师资队伍。近年来,环境工程专业聘期多名青岛科技大学化工学院的教师作为兼职教师,担任化工原理及相关实验的任课教师,同时建设化工实习基地。返聘化工学院退休教师,指导学生环境工程相关设计。
与此同时,从山东大学、南京大学等引进具有化工实践背景的教师,增强本专业在化工污染防治方面的能力,为进一步加快环境工程学科平台和师资队伍建设打下良好基础。
2.2 提高人才培养质量
通过人才培养方案的改革与实践,建立新的模块化环境工程培养体系,将化工相关教学环节设置一个模块,加强课程建设、改革教学方式,使教学水平逐年提升。同时增加化工相关实践环节,环境工程专业积极响应并安排每位经验丰富的老师作为本科生的良师益友,取得明显成效。本专业组织“环保宣传进学校”、“环保演讲比赛”、“科大环保周”、“李村河生态调研”、“关于青岛市公交系统安全现状的调研”等活动,鼓励学生参加下企业、进工厂等活动,充分理解化工生产工程,为更好地服务社会奠定基础。实践证明,近几年环境工程专业本科生经过科学系统培养,大多数成为具有良好道德修养、专业水平高、化工污染防治特色鲜明的高素质人才。
2.3 科研成果融于教学,凸显化工环境污染控制的专业优势
组织10位年轻教师到齐鲁石化等工厂学习调研,强化其化工环境概念;“科研进课堂”,充分利用科研成果,以科研促进课堂教学。实验教学方面,提高综合性、设计性实验所占比例;“科研进实验”,注重将科研所取得的成果纳入实验课的教学中;将科研成果中设计制造出的实验仪器等应用于实验教学中。清洁生产审核是环境工程专业的一大特色,在进行清洁生产审核的同时,积累了丰富与化工环境污染控制相关的知识,可通过开设《清洁生产》课程和《环境保护与可持续发展》课程,课堂上传授给学生生动案例分析,同时作为导师,经常带学生进企业,使学生掌握课本上不能获取的专业知识。学生在实践中得到锻炼,学习积极性也得到提高,为其更好地了解本专业和社会需求有重要意义。
2.4 增强学生创新与实践能力
环境工程专业教学过程中注重与化工企业实际的结合。由于环境工程专业属于综合性专业,没有特别针对性强的行业支撑,此外新专业历史很短,与企业联系较少,这些问题对工科专业的发展非常不利。首先环境工程专业的青年教师可以赴齐鲁石化公司、琅琊台集团、核工业烟台同兴实业有限公司、中国铝业山东分公司等大中型企业学习实践和调研。或通过邀请上述公司的管理技术人员开设研讨班,丰富专业教师的实践经验,也促进教学与实际的结合,从而提高教学质量[4,5]。
3 效果分析
在以上研究思路的指引下,通过内引外联的方式扩大环境工程师资队伍,尤其是在化工污染方面大力引进相关高级人才,近两年,环境工程从山东大学、南京大学等引进高级人才3名,增强了师资力量;择优选用最新化工污染治理相关教材,丰富了课堂教学内容,所有教材均采用国内最新最权威教材,在教材的选用上重视化工背景的篇章;通过建立实习基地、实验室建设等手段,实现环境工程专业高级人才的动手实践能力。最近与污水处理厂、海水淡化场、电厂、垃圾填埋场、市政设计院等十多家企业、设计单位签订学生实习协作协议;鼓励环境工程专业从事化工污染治理相关领域的创新创业活动,近几年环境工程专业学生在“国创”、“挑战杯”、“创青春”等创新创业活动取得了优异成绩,在全校专业排名中名列前茅。
值得一提的是,环境工程专业在2015年底获得“工程教育认证”申请资格,目前专业全体师生为了通过认证,开展了大量有意义的工作,中国工程教育专业认证协会已经同意于2016年6月进校考察,这对环境工程专业的快速健康发展提供了契机。
4 结论
本文首先总结了环境工程专业与化学工程的渊源、相互关系,指出在当前形式下,环境工程专业应具有化工污染防治特色的必要性。结合学校优势学科,从师资队伍建设、提高人才培养质量、科研成果融于教学、增强实践能力论述本研究的可行性。从近期取得的成果来看,青岛科技大学环境工程专业用短短的十年时间,从一个边缘化专业成长为一个获得“工程教育认证”申请资格的专业,与该专业的准确定位与建设思路密不可分。
参考文献:
[1]刘尧.大学内涵发展的背景与前景[J].青岛科技大学学报(社会科学版),2014,30(3):86-89,108.
[2]肖谷清,王姣亮,谢丹.面向“化工污染控制”方向的环境工程专业办学特色的研究与实践[J].广东化工,2012,39(5):244.
[3]陈士明,徐颂,江学顶.面向环保产业的环境工程专业建设[J].佛山科学技术学院学报(社会科学版),2013,31(6):58-61.
【关键词】环境工程;专业实验;课程体系;共建共享
1引言
当前,我国环境保护进入快速发展阶段,以互联网为核心的新一轮科技和产业革命蓄势待发,新技术、新产品、新业态的快速发展,对环境工程专业的教学改革提出了新的要求[1-3]。在我国环境保护的新形势下,迫切需要新型环境工程人才的支撑,需要面向未来探索信息化与传统工程教学相互融合,具有多样化和个性化特色的教学新模式[4,5]。环境工程是应用性与实践性很强的工程学科,故该学科的实验与实践教学十分重要。随着我国环境保护的形势日趋严峻,环保需求日益增长,环境工程专业的建设与发展成为当今社会环保产业升级与发展的迫切需求。这就要求深化高校环境工程教育改革,以满足我国环保产业和绿色经济发展的现实需求。然而长期以来,受各方面教学条件的限制,国内高校环境工程专业的实验教学与工程实践教学体系尚不完善,主要表现为工程实验平台信息化程度弱,专业分支体系交叉跨度不大,工程实验与实践资源的共建共享薄弱等方面,难以满足新工科建设背景下跨学科资源整合的教学需求[6,7]。因此,需要结合新的环境保护形势,以互联网+为代表的信息化技术为研究手段,探索信息化与新型工程教学实践模式深度融合的方式方法。紧密围绕化学化工、环境工程、生态工程等环境工程相关学科的教学内容,构建“互联网+”背景下新型工科高度信息化、跨学科交叉集成的教学模式和体系。针对环境工程专业的实验课程教学特点,应当从“立足区域生态环境实际,保证质量凸显环境治理特色”“打破学科壁,促进工程实验与实践创新”和“促进环境资源信息化及共建共享”的总体思路出发,对环境工程专业的实验教学的信息化方式方法进行探索和实践,力争从新的教学视角创建环境工程实验教学的新模式。为此,本文将首先阐述环境工程专业实验课程建设面临的主要问题,然后提出该专业实验教学改革的重点措施。在此基础上,探讨该专业实验教学的合理化教学模式,为构建和优化环境工程专业实验教学体系提供新的思路。
2环境工程专业实验教学体系建设面临的问题
当前,在新工科建设的新形势下,环境工程专业实验教学及专业建设面临着诸多难题。首先,在环境工程专业领域,有关深度融合信息化与工程实验教学,并且具有多样化与专业化的综合性工程实验教学模式比较缺乏。在信息化时代的今天,环境工程专业实验教学需要体现出三个方面的“融合”。一是工程教育模式与信息化技术的深度融合;二是工程实验教学方式专业化与多样化的相互结合;三是环境工程专业与相关学科的交叉融合。纵观国内大专院校的环境工程实验教学模式,都普遍存在一定的问题,主要包括信息化程度不高,教学手段多样化有余而专业特色不鲜明,多学科的交叉集成跨度不大等问题。其次,具备资源共享功能的环境工程专业实验教学实践平台亟待建设。目前而言,对于大多数高等院校来说,环境工程专业实验教学资源可能并不缺乏,但这些教学资源的共建共享平台的建设却十分薄弱。调查显示,绝大多数高校的环境工程专业实验设备大多只对本院系开放共享使用,跨校共享工程专业实验仪器和设备面临不小的困难。因此,探索跨校和远程资源共享功能的环境工程专业实验教学体系是十分必要的。
3环境工程专业实验课程体系的建设措施
3.1强化环境工程实验教学专业化与信息化,促进资源共建共享
环境工程专业的实验内容主要包括水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与利用、噪声污染控制等相关实验。因而该专业实验的教学内容存在着一定的高污染及高消耗等特点,其实验课程教学过程中不可避免的面临着难度大、危险性偏高、教学效果不突出等问题。因此,需要将专业实验教学与信息化技术有机结合,依靠计算机网络化技术,强化该专业实验教学的信息化程度,促进环境工程专业实验教学资源的共建共享,进而切实提高环境工程专业实验教学的效率,更好地实现新工科信息化专业教学的目标。首先,为使环境工程专业实验教学体现高度的信息化和集成化,在构建跨学科实验课程体系的同时,有条件的高等院校可以依托一些虚拟仿真实验教学的硬软件平台,通过校企合作、自主开发等手段逐渐充实和完善自身的信息化工程专业实验课程体系,以互联网+模式的实验教学素材、实验软件、教学平台等方式对专业实验课程内容进行信息化改造,通过深度融合的课程内容、更加直观的教学手段增加师生互动程度、调动学生学习积极性,更好地促进环境工程类专业实验教学效果的提升。其次,多渠道促进不同之间学校环境工程专业实验教学资源的整合与共享。一方面,可以将环境工程类的基础实验、专业实验、实训等教学模块进行整合升级,另一方面对该专业实验的平台性能进行拓展和优化,以提高平台使用顺畅程度,使其能更好地应用于学校及邻近高校的实验教学共享。第三,校企合作开发环境工程实验教学辅助软件,提升教学效果。联合计算机企业进行校企合作,对教师在环境工程专业领域所取得的教学科研成果进行创新实验软件的联合开发。一方面使其成为教学的优良资源,另一方面加强专业学术成果的转化,以科研成果促进工程教学。
3.2打破学科壁垒,促进工程创新
环境工程是典型的学科交叉性较强的工科专业。学科交叉是21世纪科学发展的典型特征,现代科技的学科界限愈加模糊,同时现代环保工程问题的解决通常会涉及到环境科学、给排水工程、化学化工、资源科学等多个相关学科。通过多学科的协同合作,利用工程学科融合理念开展环境工程专业教学,打破学科界限与壁垒,可以给学生传授多学科融合理论,赋予其创造性解决新时期环保问题相关复杂问题的能力。通过课程内容的融合、课程体系的重构、专业构架的重塑、跨学科课程体系的信息化等措施,逐步构建起融会贯通的信息化跨学科课程体系,为环境工程专业实验教学探索改革路径[3]。
3.3立足区域生态环境实际,保证教学质量凸显专业特色
环境工程专业实验旨在培养学生对一般性环境污染问题的解决能力,如水体污染、空气污染、土壤污染和垃圾处理等问题。我国幅员辽阔,生态系统类型多样,不同地区所表现出来的环境问题各有不同。因此,不同地区所开设的环境工程专业实验,应结合区域的生态环境实际情况,体现出一定的特色和差异。例如针对青藏高原地区的生态环境退化问题,长江经济带的水环境污染问题,太湖、巢湖、滇池的湖泊水体富营养化问题,北京上海等大城市的垃圾围城问题等,开发特色鲜明的环保污染治理专业实验。在此基础上,将这些专业实验教学资源进行共建共享,以此实现工程专业实验教学的良性循环发展。
关键词:环境工程专业;培养方案;应用型人才
一、调研过程
围绕人才培养方案的制定,分别对13家环保研究院、环保企业和10所高校进行了调研。通过调研发现:(1)环境工程的工作领域由传统的污染控制逐渐扩展到环境修复新方向,如广西地勘院、云南地勘院、北京建工环境修复公司等开展了土壤修复;(2)在具有行业特色的高校中,环境工程专业开设一些和行业相关的特色课,如西安石油大学开设“石油工业污染与控制技术”课程,辽宁工程技术大学开设“矿山环境修复与治理”课程;(3)一些高校除了传统的污染控制类的课程外,逐渐开设一些相关领域的课程,如河北工业大学开设了“建筑给水排水”课程,辽宁工程技术大学开设了“环境生物修复技术”课程。
二、培养方案的框架
(一)依据与思路
环境工程课程体系的构建基于“基础适度、口径适中、特色突出、实践能力强、综合素质高”的人才培养要求,依据“普通高等学校本科专业目录和专业介绍”、“工程教育认证标准”、环境工程就业方向、学校特色和环境工程校级重点学科具备的基础,构建思路主要有:在保留污染控制方向基础上,增加生态修复方向选修课模块;满足专业核心知识和能力的培养;重视实践能力的培养;加强课程、实践的整合与衔接;融合学校行业特色。
(二)培养体系
1.素质培养。通过开设思想政治类课程、军事体育类课程、语言文学类课程等,培养学生具有正确的理想信念、较好的人文科学素养、较强的社会责任感和良好的职业道德;通过开设安全科技概论、安全法律法规、大学生心理健康等特色课程,培养学生具有较强的安全意识与安全素质。2.知识培养。通过构建“通识教育、学科基础、专业基础、专业方向及专业前沿”四大模块课程,培养学生具备环境工程的基本理论和基本知识,掌握环境保护工艺及工程的设计、设施运营与管理、环境监测等方面的知识和技能。此外,开设“环境生态学”、“环境污染修复技术”、“场地污染风险评价”、“矿山生态修复”等选修课,扩展生态修复领域的知识。3.能力培养。通过系统的实践性教学环节,包括集中实践教学、自主开放实验、科技创新活动、社会实践活动等,培养学生具有良好的工程设计及表达能力、综合运用知识解决问题的能力、综合实验能力、工程实践及工程综合、自学能力等基本能力,具有一定的创新能力和批判性思维能力。
(三)课程体系
课程体系由理论教学与实践教学两部分构成。理论教学包括通识教育模块、学科基础模块、专业教育模块。实践教学有教学实验、课程设计、毕业设计(论文)、实践训练、科技活动、认识实习、生产实习、毕业实习和社会实践等形式。其中,必修课中实验(上机)的总学分为12学分,因此,实践总学分为42学分,占总学分比例为26.3%。
(四)课程与实践的设置
应用型专业的课程体系需要突出实践能力的培养[2]
(五)培养环节
1.课堂环节。理论课堂教学是高校本科培养的主体环节,应充分利用现代化教育教学方法与手段,同时探索慕课、翻转课堂等新型教学模式[3],提高教学效果和培养质量。理论课堂教学的学分总数为118学分,其中必修94学分、选修24学分。2.实验环节。构建了“普适基本技能、学科专业技能、专业技术应用与综合技能”3大模块、15门课程的实验训练,倡导每门含实验的课程开设综合类、设计类实验项目。实验环节的学分总数为12学分。3.实践环节。集中性实践教学环节主要包括认识实习、污染源调查实训、环境工程识图与绘图实训、生产实习、课程设计、毕业设计等,学分总数为30学分。目前,已建立三河环境监测站、常青污染源治理有限公司、唐山陡河电力实业总公司、北京高碑店污水处理厂、北京市环卫集团二清分公司五个校外实习基地。4.课外环节。课外活动是本科素质教育的重要组成部分,主要有自主开放实验、社会实践、科技创新、各类竞赛等,学分数为4学分。
一、构建完整可行的集中性实践教学体系
在现代大学教育中,应该是理论教学与实践教学并重,两者既相对独立又密不可分,互为补充,要想培养出好的毕业生,被社会认可度高的技能型人才在整个的培养体系中,就应该有一套可行性高、教学效果好的集中性教学环节。我专业学生普遍对实践部分感兴趣,喜欢动手操作,实验技能好,喜欢设计性创新性实验,针对这一特点,结合本专业的培养目标与应用能力指标,为确保培养应用性、职业型,开放式专门人才方案的实施,本专业的实践教学链包括实验、课程设计、生产实习、毕业设计及毕业论文等环节单独计分。第一部分:主要以实习为主,包含了军训、认知实习、金工实习、课程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等环节。让学生在实习中熟悉专业,在实习中慢慢认知社会,为就业打好坚实的基础。第二部分:基础实验课为主,主要内容为各主干课程的专业实验,要做到理论基础实验与工程设计实验并重,为理论课提供辅助理解,为综合设计实验打好前期基础。实验课程由主讲教师与实验课教师共同制定教学大纲及基本技能的应用能力指标;增加实验方案设计与实验技能的考核指标,单独设课、单独计学分,实验操作与技能的考核应占实验成绩的50%~60%。
二、综合设计类实验比重增加,提高学生的自主设计能力
我院环境工程专业实验课打破了以往的课程内容,不再以验证性和重复性实验为主,采用综合设计类实验,每门实验课除了基础的必须掌握的知识点与操作点外,多给学生布置实验内容,实验内容不重样、不单一,学生以分组的形式形成各实验小组,查找资料、选购药品,在与指导老师商量确定后独立进行实验,老师在一旁指导,效果良好,具体做法如下:
1.将环境工程专业的环境监测、环境化学等几门专业实验合并为一门大的综合实验,分几学期完成,实验内容为将以前的实验室配制废液测定项目变为现场取样,回实验室测定项目,把大的综合实验命名为学校环境质量调查表,学生去下水道取水,去操场测噪声和空气中污染指标,回来后分析结果,给出结论,最后完成后以书面的形式上交学校。
2.将环境工程专业的环境化学、仪器分析等几门实验合并为一门综合实验,在学生毕业前开设,实验课开课前给学生布置任务,以组为单位查找资料,找一些操作性强又和自己切身相关的污染案例,大家热情空前高涨,各组将找到的资料与指导老师反复协商,最终确定实验方案,出去采购实验耗材,已完成的题目比如江鱼体内重金属残留等。
三、以市场为导向,建立稳定的校外实习基地
实习是大学实践教学环节非常重要的一环,没有好的实习保证,专业要求的能力指标都不能落到实处,没有好的实习基地,实习也不能有针对性地保质保量地完成。没有好的实习和实习基地,就业率也很难有高水平的保证。实习基地建设担负建设特色专业与培养特色人才的重任,因此不断拓展好的实习基地和不断完善现有实习基地是保障实践教学环节顺利进行的重中之重。我校环境工程专业已经把“职业培训”“职业资格证书”“注册环保工程师”“环境影响评价上岗证书”“注册环境影响评价工程师”等纳入应用性、职业型、开放式专门人才的培养模式与教学计划中。针对本专业特点,根据本专业的应用能力指标体系,已分别与黑龙江省省环境监测站等监测单位,哈尔滨供排水集团、九三油脂集团哈尔滨惠康食品有限公司、江苏新琦环保有限公司、江苏蓝天沛儿膜科技有限公司等监测检测、研发设计、工程施工等有特色的单位签订实践基地协议,进行生产实习,实施开门办学。
四、现有实践环节存在的问题及今后改进措施
目前,很多高校实践类教学环节都普遍存在一种共性问题,就是缺乏自己的特色,一般高校特别是比较注重实践能力的高校和专业培养模式与科研型院校混同,导致了学生导向不明,就业方向不明的问题。本专业非常注重学生专业特色的培养,但在实践过程中仍然存在着许多问题。另外制约学生实践水平高低的因素是指导教师的指导实践水平,目前的问题是实习基地教师有实践经验,但理论指导方面有欠缺,而学校专业教师理论能指导上去,但实践能力不足也不能很好地指导学生,因此要求我们教师要多多深入到生产第一线,主动地去“下场充电”,去增强自身的工程实践能力,才能培养出好的学生。
五、结语