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1.1教学模块的选择
环境化学本身内容非常丰富、复杂,涉及污染物在各圈层环境介质中的化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。现有的经典《环境化学》教材多分为七章或七章以上,在有限的教学课时里,不可能讲完全部的教材内容,所以必须对现有教材内容进行有机整合。改革后的课程教学内容仍以“水环境化学”、“大气环境化学”、“土壤环境化学化学”和“生物体内污染物质的运动过程及毒性”四大块内容为主体,但把后面的“典型污染物在环境各圈层中的转归与效应”穿插入“水环境化学”部分,把“有害污染物及放射性固体废物”整合入“土壤环境化学部分”。这样的整合既以基本原理为主,又涉及领域广泛,内容丰富,还避免了不必要的重复,形成同时兼顾系统性和前沿性,基础性及创新性。
1.2引入“经典案例”
为了增强教学效果,将一些全球性、公害性的重大环境污染事件作为案例进行引入教学模块。大气环境化学部分放入“洛杉机烟雾”、“伦敦烟雾”和“多诺拉烟雾”等事件,水环境化学部分融入“水俣病”、“痛痛病”和“剧毒物污染莱茵河”等案例,土壤环境化学部分引入“切尔诺贝利核电站泄露事件”,生物体内污染物质的运动过程及毒性纳入“米糠油事件”。这些著名“污染案例”的引入,使枯燥、难记的化学知识转化为活生生的案例,增加了学生对专业知识的理解,营造出了生动而活跃的课堂气氛。
1.3增加“热点案例”
环境问题总是随着科技和经济的发展而不断发展,社会的每个发展时期都有其特殊的热点问题需要研究解决。比如近30年来一直是全球环境热点问题的“南北极臭氧空洞”,“温室效”,近20年来被广泛研究和讨论的“环境内分泌干扰物”、“持久性有机污染物”,目前冬季在我国大多数城市都会出现的“雾霾天气”等。在学习重金属污染时,结合2010年12月发生的安徽怀宁100多名儿童血铅超标。学习有机物污染时,联系2010年4月的墨西哥湾漏油事件。在讲授水体富营养化时,介绍2007年6月发生的太湖蓝藻事件。这些在我们的时代、我们身边实实在在发生的事例,给学生留下了深刻的印象,极大地激发了他们的学习热情。
1.4领略发展新动向
环境化学仍然是一门处在迅速发展之中的交叉学科,其研究领域非常广泛,几乎深入到环境的各个领域,如土壤、大气、水体和生物圈,许多环境污染事件的深入研究和解决都依赖于环境化学的发展。由于新理论、新方法和新技术的不断出现,现有的教材内容会相应的滞后。为使学生了解环境化学的最新发展动向,必须将国内外该学科领域出现的前沿知识和方法技术通过课堂介绍、讨论等形式纳入教学内容。
2教学方式的多元化
2.1采取互动式教学
课堂是需要教师和学生交流的场所,不应该由教师“满堂灌”。在引入“经典案例”和“环境热点案例”时,我们采用互动式教学模式。比如在讲述2005年11月的“松花江污染事故”时,我们让学生分析污染发生的原因、主要污染物是什么,污染物在环境介质中的形态、行为和环境效应如何,最后让学生思考提出合理的解决方案。这个问题的分析和解答过程中,要动用大量的知识点,比如水体有机污染的分布和形态、污染物在水体中是如何迁移和转化的,各种形态污染物对水体、土壤生态效应如何,对水生生物及人体的毒性效应如何。哪些措施可以控制污染物扩散,哪些措施可以促进污染物的较快去除。这种方式的实施明显有助于提高学生的分析问题、解决问题的能力。
2.2建立稳定的校外实践基地
校外实习基地是理论知识和实际应用衔接的纽带。我们与地方环保部门、污水处理企业、垃圾填埋厂、固体废弃物公司、研究机构、社会团体等多个组织签订了长期的教学实习基地协议,这些基地的建立为环境化学的实践教学提供有力的保障,同时也很好地促进了地方与学校的通力合作、共同发展,以达到高校产业化目的的关键环节。将课堂枯燥的理论知识与我们身边的实际环境问题紧紧地结合起来,使抽象的问题具体化,极大地调动起了学生的能动性与积极性,学生毕业后很受用人单位的好评。
2.3以科研带动教学
将科研融入教学有助于培养学生创新能力,实际情况学生的确更愿意参与到科研活动中来。近几年我校实行了“大学生科技创新训练”计划,在项目中我们实施了优秀学生的导师制,学生可以从低年级就直接参加到科研工作来。另外,我们还将老师新的科研成果改编成具体实验,使学生能接触到最前沿的知识和技能。以科研带动教学的实施,使学生毕业时已具备很强的实践操作能力,并初步具备了科研能力。
3考核机制的结构化
生的培养目标及现状近年来,我校环境科学与工程学院充分依托学院“环境科学与工程”湖北省重点(特色)学科、“矿区重金属污染防治与资源化”湖北省协同创新中心、“矿区环境污染控制与修复”湖北省重点实验室、黄石市环境工程省级生产力促进中心等省级优势科研平台和持有的国家环境影响评价、环境工程设计等资质,按照培养“面向环保行业、服务区域经济、注重工程实践”环境工程专业人才的科学定位,以培养应用型环境工程高级技术人才为目标,以服务地方经济为根本,将环境工程的产、学、研有机结合,努力建立注重创新意识、创业精神和实践能力的全日制专业学位硕士研究生培养模式。目前,我校与武汉大学、武汉理工大学等重点高校及武汉工程大学等省属地方高校开展了环境工程专业学位硕士研究生的联合培养工作。截至2014年3月,我校已联合培养环境工程专业学位硕士研究生7人,其中已毕业4人,在读3人,硕士毕业生受到社会的一致好评。
2我校环境工程专业学位硕士研究
生联合培养模式的探索我校联合培养硕士研究生分为2个阶段完成。第1阶段为硕士研究生第1年在招生单位修完规定的专业基础课。此阶段将为硕士研究生提供系统的专业理论课程学习,为后续开展本领域的应用基础研究奠定基础。第2阶段为硕士研究生到我校开展毕业论文的相关工作。此阶段实行双导师制,以我校兼职硕士研究生导师培养为主,双方共同指导硕士研究生完成学位论文。硕士研究生通过2个阶段的学习,既发挥了招生单位理论教育的优势,又充分利用了我校服务地方的科研和实践平台,以地方需求为依托共同培养硕士研究生。在第2阶段的培养过程中,坚持以当地经济社会发展进程中生态环境建设需求为导向,以硕士研究生职业需求为目标,全面提升硕士研究生的专业实践应用能力和科研创新能力,将人才培养和项目紧密结合,强调理论与实践相结合,注重多渠道协同创新。这一阶段将突出项目案例剖析和实践研究,灵活运用团队指导、现场调研、室内实验研究、模拟训练等方法,着重培养学生研究实际问题的意识和能力。在具体的硕士研究生培养过程中,始终坚持“项目带科研、科研促工程、工程促培养”的应用型环境工程专业硕士研究生培养原则,通过参与项目和解决实际问题来提高专业学位硕士研究生的创新能力和实践应用能力。其中,与武汉理工大学联合培养的专业硕士研究生殷斌结合黄石市磁湖水污染控制工程实际,开展磁湖底泥重金属污染生态风险评价,对底泥资源化过程中重金属的溶出规律进行了相关研究,该课题获得了湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队项目和湖北省水利科研重点项目资助。
在联合培养硕士研究生的过程中,我校环境科学与工程学院建立以硕士研究生导师为主导的科研团队,从而解决了学院教授—青年教师科研团队项目开展、硕士生—本科生—专科生3个层次学生培养和高中低年级“传帮带”中的难题。在硕士研究生导师的科研项目背景下,青年教师校级创新团队带领硕士研究生指导本科、专科学生积极参与各项科研活动。此外,通过聘请“楚天学者”等高层次人才的方式,与外单位合作,充分利用外单位的科研条件和师资力量培养硕士研究生。其中,与武汉理工大学联合培养的专业硕士研究生刘玮玲联合中国科学院地球环境研究所,根据当前黄石市大气环境的实际,率先开展了黄石地区大气微细颗粒物中碳气溶胶污染来源解析研究,为下一步黄石市大气颗粒物污染源成分谱的建立和大气污染防治工作奠定了良好的基础。这样既提高了硕士研究生的创新意识和实践能力,也提升了青年教师的学术水平和服务区域经济社会发展的能力。经过几年的努力,我校环境科学与工程学院专业学位硕士研究生的培养取得了一些阶段性的成果,但同时也面临一些急需解决的问题。这主要是由于我校联合培养专业硕士研究生学科较分散、规模较小,且我校又缺乏系统和专门的管理培养体系,导致出现培养方式单一、学术氛围淡化、学术社团活动缺失、专业导师队伍偏少、项目研究经费不足等问题。
3我校环境工程专业硕士研究生联合培养的主要对策
我校环境工程专业硕士研究生联合培养的主要对策如下:
1)科学合理定位,构建应用型研究生培养模式。
由于专业学位教育要凸现职业性和实践性的特点,传统的学术型硕士研究生培养模式将难以适应专业学位硕士研究生的培养需求。除了制定符合应用型专业学位硕士研究生人才培养方案的课时和学分之外,更应该使科研实践环节目标考核机制具有指导性和可操作性。实践环节的实施,可通过提前进合培养导师课题组、到重点科研院所短期交流、到相关企业实习等方式,构建全程化、多层次的综合实践能力培养模式,以弥补课程学习中科研实践环节的不足。
2)加强导师队伍建设,完善导师遴选和管理制度。
应用型高水平硕士研究生的培养,离不开高水平的导师队伍,在通过重点实验室、协同创新中心等省级重点科研平台吸引和巩固高水平人才队伍的同时,应与招生单位硕士研究生导师资格要求保持一致,逐步完善校内兼职导师遴选制度,形成一支年龄结构合理、职称比例合理并拥有丰富服务地方经济社会发展经验的导师队伍。只有建立完善、规范的遴选机制和相应高水平的导师队伍,硕士研究生的培养才能真正实现量和质的双重飞跃。例如,我校在积极筹建院士工作站、引进楚天学者等高层次人才的同时,利用多种渠道资助青年教师到国内外高水平科研机构访问学习和交流,并定期开展与本地企事业单位的相互交流。
3)加强协同合作,建立开放型硕士研究生培养模式。
除利用自身已有的科研平台和师资力量之外,还可组建包括高校、研究所和企业在内的协同创新中心,这种开放式合作方式为联合培养专业学位硕士研究生提供了更广阔的学术视野和科研实践平台。以相关企事业单位的需求为目标,以项目牵引合作,在生产实际中解决急需的技术难关,既能有效地利用校外科研单位的科研资源,又能加强各单位间的学术交流,有助于提高硕士研究生的学术水平和科研实践能力。通过这种开放式合作方式使专业学位硕士研究生的培养实现了围绕服务地方经济社会发展的“教学+科研+生产+开发”培养模式。例如,与武汉工程大学联合培养的硕士研究生王振根据磁湖水体富营养化较严重的环境问题,用曝气生物滤池亚硝酸型生物脱氮技术实现水体脱氮,其研究成果已申请发明专利1项。
4)营造良好的学术氛围,完善学术监管机制。
地方高校长期以教学为主导,学术监管机制不完善。作为地方高校,应建立与招生单位的长期沟通机制和联合培养硕士研究生的管理办法,将联合培养研究生纳入双方学校的统一管理,并通过开展各种学术交流活动和建立科研激励机制来调动硕士研究生的学习积极性,提升学校的学术氛围,同时通过招生单位和联合培养单位导师的相互配合,加强对硕士研究生思想品质、学术道德等方面的引导,将其贯穿于联合培养过程的各个环节,如研究方案的制定、实验及实践效果的监督、开题报告和中期报告的考核、学位论文的检查、毕业答辩的预评审等,使学生能够自觉遵守学术道德规范、抵御学术不端行为。
4结束语
1.优化课程结构体系。我校设置了人文社科、公共基础、学科基础、专业课程、实践教学、素质教育、创新创业教育七大平台,各平台既相互联系又逐层递进,体现了人才培养的基本规格和全面发展的共性要求,实现了人文素质教育、科学教育、工程教育和个性化培养有机结合。环境工程专业培养方案充分体现了各门课程的相互关联与衔接。从环境化学、环境工程微生物、环境监测,到水污染处理工程、大气污染控制工程和固体废弃物处理处置等,从时间安排和教学内容上将专业基础课、专业课系统地整合为一体。在学科建设中围绕学科发展前沿和社会发展需求,注重学科的渗透与融合,环境工程专业课的设置,既要面向社会环保部门,又要突出化学工程领域环境工程的行业特色。
2.进一步增加选修课比例,提高选修课程的多样性和灵活性。2009版培养方案选修课比例为23.5%,2014版方案已增加到24.2%。为满足社会对环保应用人才的需求,增加了与环境工程专业相关性较强的选修课,如给排水工程、化工安全、管道工程、工业通风与净化、工程技术经济和造价管理和环境法学等,引导学生根据自己的兴趣和特长主修某些专业模块,拓展其专业视野,提升其专业综合实力。还设置了环境工程CAD制图课程,注重实例与理论相结合,重点培养学生的工程设计和CAD技术应用能力。同时,还利用学术讲座的形式,从市政设计院请来工作经验丰富的工程师讲解“毕业设计CAD图纸规范”相关内容,这更有利于拓展学生的视野,弥补课堂教学的不足,提高了学生的工程制图能力。
3.以综合为导向,引导学生学会运用综合知识去解决实际问题。在教学模式上,不断增强课程的系统性,注重知识与能力的综合传授及多种知识间的相互联系,培养学生多角度的工程思维模式与综合应用能力。环境工程专业课程的课堂教学、实验教学、课程设计、综合大实验及毕业设计,教学内容涵盖了化工开发过程和化工加工过程等背景知识和对环境工程技术的需求。注重从思想、方法、推理上培养学生渴望学习、善于学习的科学思维素质,鼓励学生大胆创新勇于实践。在加强基础教育的同时,专业教师在课堂教学中还让学生了解本学科的国内外最新动态与发展趋势,培养学生获取新知识和运用新知识的能力。在2014年本科教学评估中,环境工程专业基础教育环节得到评估组专家们的高度评价。
二、强化实践教学,促进人才创新精神和工程实践能力的培养
1.近两年根据工程教育认证标准,环境工程专业进一步加强了公共实践环节、专业实践环节等教学内容,大幅增加了实践教学环节的总学时。通过毕业实习和生产实习、工程实训等环节,多方位、多角度地引导学生积极思考,加深学生对工程项目设计和实施的认识,使学生真正感受到教学活动和所学知识的实践意义。在2014版培养计划中,已将环境专业课程实验又增加了20学时;又新增了污染控制综合试验,学时数为48学时;环境监测课程增加16学时的实验内容;将认识实习和生产实习增至七周;进行为期十八周的毕业实习和毕业设计。当然,强化实践教学,不仅仅是在形式上增加总学时和总学分,还应改革实践教学方法、内容,提高实践教学质量。
2.采取新的举措,加强毕业设计教学环节的管理。为保障本科生毕业设计的质量,实行校、院、系三级严格管理和跟踪考核制度,将毕业设计分为初期考核、中期考核和答辩考核等几个不同的考核阶段。初期考核阶段,以环境工程系为单位进行学风教育、开题报告及方案设计的考核审查;中期考核阶段,分别由学院和学校督学组对毕业设计的进度、完成的质量进行考核,针对考核结果和建议,专业导师及时督促、指导学生进行调整、改进;最后进入答辩考核阶段,由5~7名专业教师组成答辩委员会,考核内容包括毕业设计(论文、设计结构方案、图纸、图表、计算及外文)的质量和数量,设计(论文)的新见解及成果,自述及回答问题情况等,对不合乎要求的需重新修改,应付了事的打不及格成绩者需参加二次答辩,二答仍不合格者需重修。通过对毕业设计的严格要求、层层把关,使学生充分认识到毕业设计的重要性和严肃性,端正学习态度、养成良好的学习风气,从而提高毕业设计的质量。
3.加大综合性、设计型实验开放,推行创新性实验,培养科学思维能力和实践动手技能,为培养学生创新精神和实践能力打下坚实基础。自2012年开始进一步开放实验室,提高实验室利用率,学校设立实验室开放基金,保证学生更好地于实验室根据需要自主地进行实验研究、产品开发等,不断加强学生的实验技能和动手能力。环境工程实验室也不断加强建设、积极创造条件,加大对在校本科学生的开放,采取全天开放、阶段性开放、预约开放等多种形式,吸引有兴趣或特长的学生进入实验室学习。
4.加快校内实践基地建设。自启动吉林省教育厅高教强省项目———环境工程专业综合实验平台建设以来,充分利用省教育厅和学校为环境工程专业实验室累计投入的近300万的建设经费,创建了独具工程特色的实验条件和研究场所。新建了一批能够充分体现环境工程基础知识和专业知识的实验装置;同时建立了具有仿真和操作功能的污水处理的综合实训实验系统,包括传统活性污泥曝气系统、Orbal氧化沟系统、MBR池和二次沉淀池等;还新引进城市污水处理厂工程设计和实训软件、通风与大气污染控制工程实验模拟软件。这些实验平台建设,工程性强,极大地提高了学生的工程意识,为训练学生工程实践能力提供了有力保障。
三、加强素质教育,培养全面发展的应用型人才
1.长春工业大学将专业教育和素质教育紧密结合,在传道授业解惑的同时,更注重学生的情商培养,为其立足于社会打下基础。学校完善了教育教学、咨询服务和危机干预“三位一体”的大学生心理健康教育工作体系,建立了校、院、班三级的危机预防和干预系统,形成“125-要爱我”的心理健康宣传教育格局。在素质教育课程平台中,开设《大学生心理健康教育》2学时必修课程和与心理健康教育相关的近20门必选1学分课程。我校为了体现“为学生健康成长服务”的办学宗旨,提出并实践了“离学生最近的教育”,形成了自己的人才培养特色。
2.坚持素质教育贯彻于教书育人过程始终的教育观,促进人文教育与专业教学的融合。我校环境工程专业人才培养方式,注重培养学生提高哲学素养,不断地提升学生的人文精神和职业道德修养。在培养计划的品德与业务素质模块中,已将基本原理概论实践、思想道德修养与法律基础实践等作为必修课程。通过对学生哲学素养教育和人文综合教育与专业教学的有机融合,能够加强学生分析问题的能力、提高学生看待事物的全面性与整体性,有利于学生工程思维方式的建立,更好地将联系的、发展的、辩证的观点和工程思路运用于工程设计、施工以及污染治理,更好地适应社会科技迅速发展的需求。
四、加强师资队伍建设,保证高素质应用型人才培养