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摘要:《自然保护概论》是环境科学与工程专业重要的专业基础课,本文以湖南农业大学为例,总结了该课程的特点,分析了课程教学中存在的问题,在总结前人的教学经验的基础上,探讨了改进教学内容和形式的方法与建议,为相关专业的教学管理部门和授课老师提供参考依据。
关键词:环境科学与工程;自然保护概论;对策
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)49-0062-02
一、课程开设的目的和意义
《自然保护概论》基于生态学的基本原理与方法,研究地球各圈层生物与环境发生、发展过程中涉及的自然干扰、人类活动与自然环境的相互作用与影响,调控与保护自然环境及减少环境污染、生态破坏的一门综合性课程。作榛肪晨蒲А⒒肪彻こ套ㄒ档谋匦蘅纬蹋对丰富学生的基础生态学知识意义重大,促进学生在学习和工作中关注环境领域存在的资源环境问题,理解与掌握人类在资源开发利用与自然环境问题的相互关系,自觉主动地把“自然保护概论”的课程知识与环境科学、环境工程专业的其他课程联系起来,增强环境保护的基础理论与宏观管理意识。
二、湖南农业大学环境科学与工程专业“自然保护概论”课程特点与现状
目前,湖南农业大学“自然保护概论”课程的教学环节主要是理论教学。在课程教学环节存在一些弊端,如下:
1.教材选取未突出专业特色。根据笔者的实际教学经验及查阅的课程相关教材发现,相关教材偏少,知识内容略显陈旧。大部分教材主要侧重对自然生态系统的保护、自然资源的保护、生物多样性的保护、自然保护区和国际自然保护事业等内容。这些课程内容很适合生物学、生态学等专业学生,而环境科学或环境工程专业学生可能会觉得以上内容跟自己所学专业关系不大,自然而然的降低了学习兴趣和学习效果。
2.课程内容与专业其他课程有一定重复。本校环境科学专业在第二学期和第四学期分别还有《环境科学导论》和《环境生态学》等专业基础课。上述两门课程的授课内容与《自然保护概论》有较大的重复度。例如,《环境科学导论》教学大纲中包括生态破坏、水土流失、荒漠化等全球环境问题;《环境生态学》教学大纲中包括自然生态环境、个体生态学、种群生态学等教学内容;上述两门课程的教学内容在《自然保护概论》课程教学大纲中均有涉及。这必然引起知识点重复教学,导致学生的惰性心理。
3.实践教学环节缺失。目前,自然保护概论课程并未开设实践环节。课程教学过程中涉及到的水土流失、生态破坏、湿地生态系统等专题,如果能够在理论授课结束后开展相关专题的野外实践,必将加强学生对专业知识的理解,促进学生的积极性。
针对上述问题,我们以提高学生的学习积极性和主观能动性、促进学生分析与解决问题能力提高为出发点,根据自然保护概论课程特点及环境科学专业对学生知识结构和能力的培养要求,我们针对自然保护概论课程内容体系和教学方法进行改革探索,以期能够充分调动学生的学习积极性和分析问题、解决问题的能力。
三、“自然保护概论”课程理论教学的改革
1.明确专业特色。课程教学内容的选取要结合环境专业的特色,在遵循专业培养方案的前提下,重点阐述合理开发自然资源、保护生态环境、遏制生态破坏与环境污染。笔者在教学过程中,将课程内容设置不同的专题,如:生物多样性锐减、海洋石油污染、水土流失与沙漠化、湿地生态系统、生物入侵和全球气候变化等,每个专题授课2-4个学时。通过对相关环境问题的深入剖析,让学生明确人的和谐的理念和可持续发展观,认识到环境容量的有限性以及自然资源与人类活动的相互关系,牢固树立科学的人口意识、消费意识和文化意识,充分发挥资源的多重功能和资源的利用效率。
2.不断优化教学内容。由于自然保护概论的教材主要倾向于自然生态系统与自然资源的保护、生物多样性的保护、自然保护区的管理等基本原理与知识,因此不能过多地依赖教材,需要补充环境科学的相关知识。这就需要授课老师查阅学科相关的资料,掌握行业最新研究成果并整合,在理论教学中做到深入浅出,详略得当。在讲述全球气候变化的时候,可结合气候监测数据和古书记载,阐释近年来频发的洪水现象、厄尔尼诺现象、臭氧层空洞产生的原因与可能的解决办法。并可适当介绍联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)与非政府间气候变化委员会(NIPCC)两派学者关于全球气候变化模型模拟的可靠性及人类排放的二氧化碳对气温上升的贡献性大小问题的争论。
3.采用专题化合作讨论教学模式。鉴于“自然保护概论”的学科交叉性及课堂教学时间有限、教学专题多且相互独立等特征,可构建“选题-导学-自学-小组讨论-演讲-反馈”的专题化合作讨论教学模式(图1)。授课教师在导学前应高度重视“选题”过程,增加案例切入式选题方式,将小组讨论和自学过程安排在课堂外,灵活安排学生的讨论形式与内容,扮演好学生学习的组织者、环境的创造者和合作的协调者的角色。
4.改革课程考核方式。“自然保护概论”课程的教学效果,一方面取决于授课教师的知识水平和敬业精神,另一方面则取决于学生的学习方法和学习态度。而学生的学习方法和学习态度又与课程的考核方式密不可分。授课教师应当重视创新能力的考核,考察学生是否能够对于某个问题提出与已有观点相悖的观点,敢于提出并能用已有的资料去证明的行为就应该鼓励。并通过采用案例、专题等形式教学,激发学生思考,授课教师及时根据学生的反馈调整教学内容,鼓励学生课后钻研。对于出勤率高、课堂表现积极、作业按时完成的同学应该得到更高的平时成绩分数。为培养学生的团队意识和合作精神,授课教授可采取课程论文的期末考核方式。几个学生共同完成一个题目的课程论文,每个人分别查阅资料撰写,完成自己的部分,最后综合成稿,教师根据每个同学在论文撰写过程中的贡献给出成绩。
四、增设实践教学环节
1.增加实践教学环节及相关经费投入。为加强学生对课堂理论知识的理解和认知,建议在理论教学结束后增设实践教学环节。实践教学环节可开设一个周,重点考察典型的生态破坏、水土流失、湿地生态系统等地形或生态系统。同时,为保障基本教学实践活动的有效开展,需增加必要的经费投入,主要为野外实习经费。给野外实践教学以经常性投入,才能解决目前的问题。
2.选择多方式实践教学途径。为克服实习经费短缺带来的限制,同时调动学生的积极性,自然保护概论的实践教学可打破原来的统一组织安排的模式,采取多方向、多课题、多时段、多地点进行。首先,授课教师可根据教学大纲框架列出几个大的方向,如参观水土流失、森林生态系统、湿地生态系统和荒漠化等,由学生选题。或者由学生自主拟定方向,呈报授课教师审查和批准。如此一来,学生可以选择自己感兴趣的课题方向。
实习场所也可以安排在学生家乡周边、课余活动场所、郊游场所或其他课程实习场所等,由学生自主选择。合理安排实习时间,教学实习安排在理论课程结束后,距学期末有1-2个月的时间,学生还可以结合所选实习地点的情况,利用周末或假期,在完成其他活动的同时关注周边的自然资源和生态环境状况以完成实习。
总之,笔者认为《自然保护概论》课程的改革并不是一蹴而就的,教学过程要及时发现问题并加以调整。在教学的各个环节都要做到理论与实践相结合,同时增加最新研究进展等内容,突出教学过程的专业性、趣味性和互动性。
参考文献:
(1)实习的最终目的和效果难以保证
一般认识实习时间太短,一天时间安排学生参观一个公司或者企业集团,这种认知实习的形式使教师和学生把该环节作为一项任务,走马观花。生产实习过程中由于与实习单位缺乏沟通,不能达成共识,往往只安排学生参观,很少允许学生亲自动手,从而使得学生得不到技能的锻炼和从事工作的切身体会。
(2)实习基地的有限
高校在实习环节的经费十分有限,而且大多数公司企业认为学生的实习会影响其正常工作和生产,还存在学生的人身安全问题,所以企事业单位对于高校学生的实习活动很少予以支持。这样一来,经费紧缺问题和实习接收单位不予以配合,使得专业建立的实习基地不仅数量少,而且实习内容单一,达不到预期效果。
2课程设计和毕业设计环节
(1)题目数量较少,内容单一
一般课程设计和毕业设计题目年年重复,更新数量少。尤其是课程设计常常出现“多人一题”的现象。所以在课程设计的过程中不免出现个别学生之间相互抄袭,课程设计对学生的锻炼目标难以实现。
(2)题目与实际脱离
很多青年教师缺少实践经验,凭空捏造题目,导致毕业设计和论文严重脱离实际现象的发生。(3)缺乏指导教师一个指导教师往往在指导课程设计时,同时要带数十名学生,甚至同时指导一个班级的学生,这种情况在实际的操作过程中既辛苦了指导教师,又不利培养本学生实践能力创新能力。
3对实践教学环节改进的探讨
3.1完善开放式实验室建设,以科研促进教学
我校环境专业积极发展开放式、研究性及综合性实验室,鼓励和指导学生自行组织小组,自行设计实验方案与步骤,这样有助于培养学生动手能力和及时分析解决问题的能力,同时培养学生的团队协作精神,促进学生工程意识和创造性思维。建设开放式实验室已初见成效,实践表明教学实验室全天候开放,实验设备和仪器使用率提高,也为学生提供一个良好的科研平台,学生的科研积极性大大提高,很多学生发表多篇高质量科研论文,学生自身的综合素质与创新能力有了长足的进步,深受用人单位的好评。
3.2构建合理的实习方案
我校通过与环境专业相关的企事业单位沟通,建立了多个生产实习基地,例如汉中市环境监测站,洋县、勉县、城固等县环境监测站,汉中市污水处理厂,略阳电厂、略阳钢厂等。在今后的实习过程中,争取延长实习时间,同时安排学生在不同实习单位进行实习,过一段时间后交换实习单位,尽可能多的让学生了解不同行业的环境污染物处理工艺和流程,积累多种工艺运行管理方面的经验。同时我们还应该充分了解当地的环境资源特点,充分发展与当地经济社会和环境特点相符的环境专业实践。例如,我校处于陕西南部,汉江上游流域,深处秦岭和巴山之中,我们的环境专业实践应该紧紧联系当地的自然资源环境特点,大力开展关于水源地保护、流域生态保护和建设、山区生态保护、资源开发与保护等方面的实践环节。
3.3毕业论文和设计切合现实环境问题,调动学生积极性
毕业实习注重对学生综合技能的训练,是本科教学过程中训练学生科研能力的一个重要综合性实践环节,也是最后检测学生综合素质的关口。同时也是培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识来解决实际问题的能力,提高工程实践及科研创新能力的重要途径。[2]首先,我校已经实现了毕业论文和毕业设计的学生导师双向选择模式。即在导师列出研究方向、内容及要求等供学生依自己的专业兴趣选择相应的课题,如果学生毕业想去环保公司工作,毕业设计时要强化自己的CAD绘图能力。如果想考研究生或者环境监测部门工作,毕业设计时可以选择一些研究性题目。第二,毕业论文和毕业设计的指导教师课题的选取要立足于现实和社会发展的需要,尤其是结合当地环境经济特点,选择有现实意义和地方特色的毕业论文与毕业设计选题。同时还应该有一定的学术价值,避免一些抄袭行为。第三,指导教师应当严格要求学生独立完成毕业论文,培养和提高学生查阅和运用文献资料的能力。同时培养学生书写论文的能力,因为写出流畅的工作报告和发表科技论文对于学生今后的工作是十分必要的。[3]
3.4开展系列“环保”活动以及相关学术活动
本刊已被中国核心期刊(遴选)数据库、清华大学中国期刊全文数据库、万方数据库、中国知网等数据库全文收录并上网,多次被评为国家双效期刊、全国优秀科技期刊、广东省优秀期刊、广东省优秀科技期刊的环境期刊。从2001年以来,《环境》杂志连续编辑出版论文增刊,所刊登的论文均通过了省环保厅职称评审委员会有关专家审稿,得到了各级各类职称评审机构的充分认可,深受广大读者、作者和各界专业人士的好评。
为发展环境科学、探讨环境理论、促进环保工作,结合广东省人事厅《关于调整专业技术资格条件刊物等级划分规定的通知》(粤人发〔2005〕300号)文件的要求,满足一些因在内部刊物刊登的、现被视为无效论文作者的要求。本刊拟于2014年7月编辑出版论文增刊,即日起向社会公开征稿。现将征稿事项函告如下:
一、征稿范围:有关环境保护和生态建设的论文。
二、征稿对象:广大的环境保护工作者、环境科研人员、环境监测监察人员、环境工程技术人员、企业环保管理人员、创建绿色学校(中小学、幼儿园)的教师以及环境科学爱好者;其他社会各界需要的人士。
三、稿件要求:观点明确,内容严谨,格式规范。严禁剽窃、抄袭,所有来稿,文责自负。
需要者,请速与本刊联系。本刊将根据论文质量和来稿时间择优刊登,收满即止。截稿日期为2014年6月25日,请大家务必遵守时间安排,过期不再收取任何稿件。来稿请通过电子邮件发往本刊编辑部(邮件名请注明“论文增刊”),并注明作者姓名、单位、地址和联系电话。
《环境》杂志国内统一连续出版物号:CN 44-1167/X
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传 真:(020)85516961
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[2]国家税务总局2009年第81号公报《关于企业固定资产加速折旧所得税处理有关问题的通知》.[EQ/BL],2009.04.16.
[3]国务院办公厅1990年11月公布的《关于积极发展环保产业的若干意见》.[EQ/BL]http://chinalawedu. com/news/1200/22598/22624/22993/2006/3/xu14571242516360029849-0.htm,1990.05.11.
[4]钟誉源.我国发展低碳经济发展中政策工具实施状况分析[D]东北财经大学硕士毕业论文.
[5]国家环境经济政策研究与试点项目技术组.国家环境经济政策进展评估:2013[J].中国环境管理,2015(03).
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[8]蒋洪强等.环保投资对国民经济的作用机理与贡献度模型研究[J].环境科学研究,2005(l).
[9]薛求知,伊晟.企业环保投入影响因素分析-从外部制度到内部资源和激励[J]软科学,2015(03):1-4.
(一)学生对毕业设计不够重视
毕业设计一般都安排在大学第七、八学期,这两个学期正好是学生考研和就业的关键时期。这些年,随着就业压力的增大和考研风气的高涨,许多学生都把主要精力放在找工作和复习考研上,没能在毕业论文上投入足够的精力。东抄西拼完成毕业论文,网上搜索资料后简单拼凑的现象尤为突出,学校规定的时间为12-16周,而有的学生仅用几周甚至几天时间就拼凑完成,造成毕业设计质量不合格。
(二)设计选题缺乏创新性、可行性
有些学生在选择毕业设计题目时缺乏创新意识,不能面对工程实际需要解决的问题,提出新问题、解决新问题。大部分学生是设计已有的机械装置的结构,然后对其进行分析和校核,设计内容体现不出自己的创新。少数学生只是在网上搜索题目相似、内容相近的论文之后,将原文中大量观点和论述几乎原封不动地复制到自己的论文中,结果是论文缺乏分析和见解。还有少数学生设计中对已有机械结构进行改进设计,但因缺少工程实践,所设计的方案并不一定可行。
二、校企合作指导机械专业本科毕业设计可行性分析
德州学院地处德州市,德州市新能源产业起步早、发展快,在全国处于领先地位。尤其是以皇明集团为代表的太阳能热利用方面走在全国乃至世界的前列,相继获得“中国太阳城”、“国家可再生能源应用示范城市”、“国家火炬计划德州新能源产业基地”等称号,德州经济开发区获首批“山东省节能环保产业基地”,其中“太阳谷”已经成为引领太阳能和新能源产业快速发展的核心动力和强大引擎。同时,德州市依托山东景津环保设备有限公司等企业,正在打造风电新能源装备制造业和环保节能设备等新能源产业基地,建成后将成为全国最大的太阳能产品制造基地和国内重要新能源装备研发和制造基地。面对新能源装备制造业的快速发展,相关机械类专业人才匮乏的问题日益凸显,新能源装备制造的企业迫切希望和高校合作培养机械专业的创新性应用型人才。校企合作指导学生毕业设计的条件已经成熟。目前,德州学院机电工程学院已经和山东景津环保设备有限公司等企业建立了13个实习实训基地。与山东景津环保设备有限公司、山东通裕集团有限公司、东营光伏太阳能有限公司组建了景津压滤班、通裕班、光伏机电班。2010年与山东景津环保设备有限公司联合成立了“节能环保设备研究中心”。这些都为校企合作指导机械专业本科毕业设计提供了保障。
三、校企合作指导机械类专业本科毕业设计创新模式的探索
(一)校企共同参与人才培养方案的制定
德州学院的机械设计制造及其自动化专业围绕着我国重点支持的新能源产业这一国家战略性目标进行人才培养模式构建,从整体上提升本专业在新能源产业和区域内的高素质创新性应用型人才的培养水平和配置能力。德州学院召开“装备制造业、新能源产业人才需要研讨会”,德州市装备制造业推进办公室、德州市新能源产业推进办公室负责人及12家山东省新能源相关企业代表应邀参加会议,聘请了山东普利森集团有限公司、景津压滤机集团有限公司等企业技术负责人为校企合作专家。企业技术负责人对机械设计制造及其自动化专业的人才培养模式问题提出了宝贵的建议。根据合作企业的意见和建议,在机械设计制造及其自动化专业教学计划中的第七学期,在11周的专业课程结束后,安排7周的专业方向实习,第八学期安排12周的毕业设计和6周的毕业实习。学生在学习了所有的专业课程后,先在企业进行专业方向实习。在实习期间对所实习企业进行了解,将自己所学的专业课程进行实践,初步提高自身的工程实践能力。在此基础上第八学期进行毕业设计和实习,可以综合提高学生的实践能力和工程意识,毕业后能够直接为企业所用,有效地提高了人才的培养效率和培养效果。使学生的应用能力达到工程需求,实现零距离就业。
(二)校企合作制定学生的毕业设计题目和指导学生毕业设计,保证学生的毕业设计质量
在第七学期,将机械专业学生安排到山东景津环保设备有限公司等实习实训基地进行实习,这些企业有机械专业对口的生产环节,具有一定的生产规模、较先进的生产水平和管理水平,经济效益较好,有接纳毕业论文教学与实践的能力。机械专业学生进入企业进行实习和毕业设计时,企业技术人员和学校教师共同指导,以企业技术人员为主,学校教师为辅,采用双导师制。学校的指导教师负责学生的专业理论指导,企业指导教师为实践经验丰富的技术人员,全程参与学生实习和毕业设计的各个环节,指导学生处理毕业设计过程中出现的问题。在专业方向实习期间,由实习企业提供与实际生产和技术开发相关的毕业设计选题,由校内和企业导师在11月份商讨确定指导学生的毕业设计题目,校内实习导师书写毕业设计说明书。毕业设计题目能够体现机械的新工艺、新技术的研究方向。这样可以让学生提前介入生产技术,初步了解并能解决生产中的一些实际问题。第八学期学生在实习企业里进行自己的毕业设计,校内指导教师通过网络与学生保持常态联系,跟踪掌握学生毕业论文进程,并定期到企业检查、指导学生毕业论文书写,与学生探讨、解决实习过程中遇到的技术难题,培养求真务实的科学精神,提高了教师自身科研能力。企业导师负责学生的实际设计、生产和技术开发相关的指导。在毕业设计中学生参与了企业的产品研发,学生了解了企业,企业也了解和掌握了学生各方面的情况,为日后的择优录用人才提供了依据,通过双向选择,对愿意留厂且企业看中的学生,企业优先录用。
(三)成立有合作企业高级工程技术人员参与的答辩委员会,严格答辩程序、保证答辩质量
答辩是毕业设计工作的最后一个环节,是全面检查和评估毕业设计质量的重要手段。严格的答辩程序有利于树立良好的学风,促进学生认真做好毕业设计。学院聘请企业高级工程技术人员为答辩委员会成员,答辩委员会的校内教师必须由副教授以上职称(或相当职称的科技人员)的人员担任。答辩委员会下设答辩小组,设组长1人(答辩委员会成员),秘书1人,各答辩小组具体负责学生的毕业设计答辩工作。答辩委员会负责审定学生毕业答辩资格,选用“中国知网”大学生论文抄袭检测系统对参加答辩的毕业论文进行检测,总相似比超过33%的学生不允许参加毕业论文答辩。同时还负责对指导教师的毕业设计指导工作进行审核:指导教师所带本组学生毕业设计成果以专利、、实物、模拟仿真、模型展示的不低于50%。毕业设计答辩时采用“回避制”,即指导教师不参加对自己指导学生的答辩工作。学生答辩前提交论文由答辩小组详细评阅,写出评阅意见,评定成绩,并根据课题所涉及的内容和要求,准备好基本概念、基本理论、试验或设计结果分析等方面不同难度的问题,以备答辩时提问选用。答辩时学生报告时间一般为10-15分钟,答辩提问时间一般为10-15分钟,答辩公开进行,从而保证了答辩质量。
四、结论
关键词:“环保教育”;探究性学习;方案
中图分类号:G718.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0227-02
目前从小学到中学这一阶段的教育中仍没有环保教育这门课,在中等职业学校农学专业基础课《植物生产与环境》教材中也只是提到了保护环境,对于树立学生的环保意识效果不理想。为了能够提高学生实践能力,提高课堂教学的有效性,同时树立学生的环保意识,我设计了这一专题的活动。
一、活动目标
1.知识目标。通过学生阅读教材、查阅资料、调查统计,了解本校——民勤——甘肃——中国——世界的环保情况,认识到环保的重要性和紧迫性,初步掌握一般调查方法,并学会小论文的写作方法。
2.能力目标。通过阅读教材,提高学生的自学能力;通过查阅资料培养学生收集、分析、整理、利用信息的能力;通过调查统计等活动,培养学生的观察、动手及解决问题的能力;通过写调查报告、小论文、环保标语等方式,培养学生的语言表达能力和与人合作能力。
二、活动指导
1.讲授3课时:小论文的写作方法1课时,小报的构思1课时,调查报告的写作、调查的注意事项等1课时。
2.提供查找资料的途径。到环保部门了解我县的环保情况,查阅地方志等文献资料,网上搜集信息,还可参考有关的报纸、杂志、电视等。
3.教师经常深入各班解决学生的疑问。不仅师生之间要多交流沟通,也要鼓励同学之间相互讨论,教师们要适当地引导学生进行活动,但不是一味地替学生们去做,可根据学生在活动中出现的某些情况提供建议和指导;密切关注每个学生在活动中的体验、感知、思维走向以及情感动态。
三、活动步骤
以小组为单位,2~5人一组,也可以个人的形式进行,利用课余时间进行活动。为了张扬学生的个性,发挥学生的特长,鼓励全体参与,每人选2~3个课题来研究。具体步骤如下:
1.自主学习。为了获得有关的环保知识,学生须自主学习,阅读教材,找课外资料,进行自学,从而懂得有关环保知识,认识到环保的重要性和紧迫性,并收集有关的信息,或查询写小论文的资料,学会设计、布局小报的版面。同学之间、师生之间可相互交流、讨论、提供信息源。
2.调查研究。刚开始要求学生进行一些较简单的调查活动,如调查教室内、宿舍内、盥洗间、食堂内、校园内环境的情况,并记录数据,然后要求学生利用节假日调查自己所在乡(街道)、整个县城的环境情况,并记录数据。
3.汇总整理。每个学生将调查统计的数据进行分析,提出改进建议,并写成调查报告或小论文,并设计环保标语,后在小组内讨论、研究,力求达到小组内每个学生的调查报告真实、建议有价值,论文有理有据,标语有创意、新颖、易理解、易记忆、有创新。
4.讨论交流。各小组长组织小组成员上台朗读调查报告、小论文,实物投影自己的小报等作品,并讨论如何从小处着手、大处着眼做好环保?提出合理化的建议,小组长汇总环保建议,教师和其他小组成员进行评价。
5.写倡议书。班长汇集各组环保建议,汇合成班级的环保共同目标,并向全校师生写一份“拣起身边的每一片垃圾”的倡议书,号召全校师生从我做起、从现在做起、从小事做起来共同爱惜我们生存的环境,爱护我们的校园,使校园的水更清、天更蓝。
四、活动评价
活动评价是整个活动过程中重要的一个环节。只有重视评价考核这一环节,才能真正提高活动质量,提高学生的业务能力。为了做好评价活动,我认真写好每个学生每个阶段的指导方法、调查阶段小结,认真安排并记录好每小组成员的学习情况。此次活动结束以后,有大部分学生感触颇深:“这种开放式的学习很有新意,既能根据自己的个人爱好和兴趣选取自己喜欢的题材,又能鼓励学生主动的积极的去找寻相关信息和资料,这样学生们既获得了知识,又增加了历练,能深刻理解环境污染的危害性和保护环境的紧迫性,这是课本上学不到的知识与体验。”
五、活动体会
1.探究式的教学模式让学生通过亲身体验来帮助对新知识的理解和记忆,符合中学生好奇心强、喜欢尝试的心理特点,有利于提高课堂教学的有效性。
喜欢尝试、喜欢动手实践是中学生的一大特点。探究性教学通过一些贴近生活的简单易行的小实验,让学生亲身实践对知识的理解和记忆,使学生更容易掌握知识,更深刻地记忆,从而提高了课堂教学的有效性。
2.探究式的教学模式采用分组讨论和全班交流的方式组织教学,符合中学生团体意识增强的心理特点,有利于提高课堂教学的有效性。
喜欢在团体中体现自己的价值是中学生的另一大心理特点。通过分组讨论和全班交流,让学生互相启发、讨论,密切配合,共同发现问题、分析问题、解决问题,共同体会成功的乐趣,有利于培养学生的协作精神,这样的学习方式也为学生提供了宽松的学习环境,减轻了学生惧怕说错的心理压力,极大调动了全体学生参与教学的积极性,提高了课堂教学的有效性。
3.探究式课堂教学模式通过情境问题的设置,抓住了学生求知欲旺盛的心理特点,提高了课堂教学的有效性。
中学生的另一个心理特点是有着强烈的好奇心和求知欲,他们对周围的新事物非常好奇,有非常强的探究欲望。探究式教学通过设置情景问题,在完成既定的教学任务的同时,还可以补充很多的课外知识,拓宽学生的知识面,有利于培养学生的知识迁移能力和发散思维能力,提高了课堂教学的有效性。
关键词:公选课;教学改革;教学内容;教学方法;课外实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)29-0110-02
公选课(即公共选修课)是指面向全校学生开设的以人文素质与科学素质教育为核心的综合素质类教育课程。公共选修课作为高等院校改革的标志成果之一,已成为高校课程体系中的一个重要组成部分。在社会对高校素质教育的要求逐步提高和大学生对知识需求多元化的双重背景下,许多高校开出了一批具有时代特征和个性特色的公共选修课程,受到广大高校学生的欢迎。然而,面对公共选修课迅猛发展的局面,我们仍然可以清醒地看到,公共选修课在高校中存在的一些普遍问题,如学生课堂积极性不高、课程知识和社会发展关联性不高、学生作业抄袭、课程内容偏于理论等。针对这些问题,作者结合从事本校《环境保护与可持续发展》公共选修课的三年多教学实践与体会,谈一下在该课程中实施的一些教学改革方法,旨在为加强公选课的课程建设,提高公选课教学质量提供一些有益探索。
一、贴近社会现实,丰富教学内容
《环境保护与可持续发展》课程作为华南农业大学的一门公选课,除了涵括环境保护与可持续发展的基础知识外,还要紧跟环保与可持续发展的最新成果、技术和发展动态。因此,在教学内容上,教师需要关注社会环保热点问题,大幅度增加国际环境保护、可持续发展方面最新的动态与进展,并将这部分内容作为每节课引导性的部分,调动学生的课堂兴趣。例如,可结合美国大使馆PM2.5事件讲授大气颗粒物的基本知识;结合日本福岛核电站爆炸事件讲授核污染的防治;结合“走高效生态的新型农业现代化道路”讲授生态农业技术等。这样,不仅使学生能较为深入地掌握环境保护与可持续发展所涉及的一般知识,又能使学生对环保的认识结合实际情况,避免流于课本理论,有利于学生更好地对社会经济发展过程中的环保与可持续发展问题深入思考。另外,针对现在学生经常使用网络的习惯,提供若干环境保护与可持续发展网站如“生态环境网”、“低碳网”等供学生进行课后拓展。值得注意的是,针对学生基础知识不齐的状况,公选课应侧重于普及知识方面,但要避免讲授的知识表面化与科普化倾向,以免挫伤部分优秀学生的积极性,因此,每节课都要有一些较为专业的知识,这样才能适应学生对公选课的学习期望。
二、采取多种手段,调动学生兴趣
教学方法的好坏,不仅影响学生对知识的理解,还影响学生思维能力的发展。在《环境保护与可持续发展》教学中采取多种教学手段激发学生的学习积极性和主观能动性。如讲授大气对流对污染的影响时,点燃一支香烟,置于带有隔板的倒置烧杯中,直接观察大气颗粒物在烧杯内的运动过程,把枯燥的理论形象化,学生容易理解,也提高了学习兴趣。又如,在多媒体课件制作中大量增加图片内容,每页课件均以大尺寸具有视觉冲击性的图片展示,对应文字相对减少,留给充分空间让学生去思考图片信息。同时,利用课间休息给学生观看5~10分钟视频,让学生对视频中环保问题进行讨论,对环保问题出现的根源、过程、危害等发表看法。在学生对问题有了充分认识后,老师可启发和引导学生提出解决问题的办法,使课本理论知识内容“活”起来,进而提升学生的思辨能力。选修公选课的学生作业和学校活动较多,往往会出现“下课抛脑后,上课想不起”的学习状态。每次课结束后留下1道拓展题,下次上课前用5分钟时间提问,学生共同回答,有助于活跃课堂气氛。同时,课前提问也可以促使学生上课专心,课后能阅读相关资料进行知识拓展。
三、结合课外实践,增强感性认识
公选课教学既要注重知识体系,也要与实践充分结合。公选课面向多个学院多种专业的学生,由于没有相对应专业实践的支撑,使得学生的学习过程偏于理论,完全没有课程内容所对应的感性体会,常会出现教师讲的“口干舌燥”,而学生仍难以真正掌握的情况。如讲授水体污染时涉及的各种水质指标是怎么测出的?城市交通中的噪音主观感觉和测定的声音分贝数之间是怎样对应的?对此,我们在进行《环境保护与可持续发展》教学时,充分利用学校周围的一些污染河流和交通道路,学生自愿报名,利用周末时间携带若干简易仪器到现场进行观察测定,这明显增强了感性认识,提升了学生对知识的掌握程度。近年来,本课程的讲授过程一直进行着此种“微型实践”,这种实践教学大大调动了学生的选修兴趣。因此,课堂教学一定要充分重视实践教学,在当今大学生对实践动手能力需求日益强烈的背景下,开展一些公选课的“微型实践”可以达到进一步充实知识、提高能力和实现创新的目的。
四、改革考核方式,强化激励机制
科学、合理、鼓励创新的考核方式,有利于保证教学质量,促进创新能力的培养。《环境保护与可持续发展》公选课过去一直采取期末论文考核方式,出现的问题是学生不爱思考,不重视能力培养,上课不听,下课不看,有些学生在网上下载文章应付,极易出现抄袭现象。为了改变这种状况,我们在《环境保护与可持续发展》教改中试行了多种形式并存的考核,即课堂考勤(占10-20%)、随堂快速测验(占20-40%)、课程论文(40-60%)。课堂考勤采用签到和提问两种形式,签到保证课堂考勤的连续性和公正性,而点名提问可防止代签现象。随堂快速测验主要目的是强化巩固学生对当堂理论的掌握,一般放在当堂课程教学结束时,时间10分钟,题量控制在10个以内,题型由名词解释、判断、选择等组成,避免学生觉得作业过多而产生抵触心理。在课程论文方面,在课程教学内容进行一半时,即鼓励学生开始写作课程论文,主题可以选择课堂上讨论的内容,以提高学生对课堂活动的参与度。通过更多和外院外专业的同学交流,为课程论文寻找多方面的观点和素材。另外,提倡学生结合《环境保护与可持续发展》公选课的课外实践活动进行论文写作。课程论文一方面严格控制字数,一般情况下控制在3000字以内,其目的是防止学生东拼西凑四处抄袭。另一方面,提高课程论文主题的选择标准,要求学生必须从自身感受出发,结合当前存在的环保与可持续发展的“小”问题,展开讨论,谈出观点。这样的要求大大提高了课程论文的质量,学生必须亲自动手查资料,动脑构思形成观点。《环境保护与可持续发展》课程实施这些新的考核方式后,学生普遍反映较好,觉得自己环保知识和写作能力有所提高。
总之,公选课教学改革涉及多个方面,除了从更新教学内容、丰富教学方法、教学过程实践化及课程考核多样化等方面开展外,还需要结合学校关于公选课的管理政策,如选课人数、选课学生年级差别、开课学期等方面进行调整。同时,要充分考虑公选课的课程特点,如自然科学类、社会科学类、应用技术类等,才能有效地提高教学质量。因此,公选课课程的教学改革应全方位开展,多种手段并用,才能达到理想的教学效果。
参考文献:
[1]吴孔亮.高校教学改革视野下提高公共选修课质量的思考[J].太原城市职业技术学院学报,2010,(111).
[2]刘文广,杨兰柱.汽车文化,公选课教学改革探索与实践[J].甘肃科技,2008,24(3).
[3]关勤.加强公选课建设提高公选课教学质量[J].浙江工程学院学报,2004,21(4).
[4]郭小林.改革高校课程考试制度的对策[J].西南民族大学学报(人文社会科学版),2005,(11).
[5]韩建宏,孙珏,徐开蕾,吴文彪,黄太权,张勇.讨论式教学在中医内科学临床实习中的应用[J].西北医学教育,2012,(02).
(一)普及环境知识,提高环保意识
环境教育的根本目的,一是提高全民族环境意识,二是培养环保专业人才③。因此,生物科学专业的学生必须先接受环保基本知识及技能的学习,才能为将来从事各项与生物、环境科学相关的工作奠定基础。
(二)帮助学生树立强烈的社会责任感
学生具备“渴望学习的强烈求知欲和自主学习的能力,以及正确对待个人与他人、社会、民族、国家、人类和自然环境的态度和表达、交流的能力”④是高等教育的培养目标之一。环境科学概论虽然只是一门选修课,但这门课在学生的整个知识体系中却占有重要地位。因此,非环境专业的学生也应当通过学习树立对人类前途命运关心和对社会持续发展的高度责任感,不断关注我们的环保事业。
(三)引导学生树立科学的发展观
环境问题的产生,除了原生环境问题(自然演变)外,主要是次生环境问题(人类活动)所引起的。随着人类大规模地改造环境,也必将会出现新的环境问题。解决环境问题的根本途径是调节人类活动与环境的关系,用科学发展观来指导,走可持续发展之路,这样才能达到人与自然环境的和谐相处。人类的环境观念在一次次地提升,我们的学生也应该学会用一种发展的思维方式来分析解决今后经济和社会发展中遇到的各种问题。
二、课程设置应合理
环境科学概论作为生物科学专业(师范类)的选修课程,在大学四年级上学期开设。之前,学生大多对环境专业知识了解不多,也比较零散,大四开设这门课程可以让学生系统地学习相关理论,引起他们对于环境的关注。为此,课程在内容选择和组织等方面力求在阐明基本概念、原理和方法的同时,也能反映环境学科领域的最新研究成果,使学生比较全面地掌握环境专业的基本知识和技能。
三、教材的选择与大纲的制订应符合实际情况
环境科学概论课程教材有较多的版本,不同的教材在内容的设计和编排上各有特色。对不同专业及层次的学生,进行环境教育的目的不同,所用教材也应有所区别。我系目前选用的教材是科学出版社最新出版的《环境科学概论》(仝川主编,2010年7月第一版)。这是一本针对师范类非环境专业而编写的精品教材,它着重体现环境科学的思想理念、基础理论和科学方法,内容简练,重点、难点突出,非常适合作为选修教材使用。教学大纲是课程建设的重要组成部分,体现着这门学科在课程结构中的性质、地位以及教学要求,也是施教的依据。因此编制大纲时要使其能够适应课程教学的需要,明确教学目的、教学方法、教材的选用、适用的教学对象、课程设置、参考书目等,并在教学实践中不断完善。选用的教材要与大纲相一致,内容不能过多,也不能过于简单,要符合教学对象的实际情况。
四、合理编制教学计划,精选教学内容
(一)合理编制教学计划
教学计划作为教学的重要组成部分,是一门课程的总体安排,也是安排教学任务、实施教学过程、实现教学目标的基本依据。该课程既然是概论性质的,在内容深度上与环境专业的学生要有所区别,在学时上亦不宜安排过多,从教学实践来看,36学时基本上能满足教学需要。
(二)精选教学内容,详略得当
环境课程内容涉及广泛,在选择授课内容时除了兼顾全面系统外,更要重点突出。针对生物科学专业的特点,教学内容多侧重于介绍生态环境影响与保护问题,重点在于培养学生可持续发展的战略思维。本教材内容包括绪论、大气环境污染与防治、水体污染与防治、土壤污染与防治、固体废物污染与处置、物理环境污染与防治、环境监测、环境评价、环境管理、全球环境问题和可持续发展等。笔者在实际教学中,针对一些具体内容进行了适当调整,以前六章的内容为主,并确定每章的教学重点和难点,其目的是促进学生牢固地掌握环境污染及治理的基本知识,对其他的内容则简要介绍,让学生对这些知识有所了解。
(三)注重充实新内容
由于环境学科发展非常迅速,新的研究方向和研究成果不断出现,所以要不断调整充实新的教学内容,以适应时展的需要。这就要求教师在备课过程中通过电视、互联网、报刊杂志等多种途径收集资料,努力把本学科的新理论、新成果和发展方向动态地融入到教学过程中。
五、采用多样化的课内外教学模式
笔者在教学实践中尝试采用多种教学形式相结合,以激发学生的学习兴趣。
(一)采用典型的实例教学
案例是为教学目标服务的,因此它应该具有典型性,且应该与所对应的理论知识有直接的联系。这就要求授课老师平时要注意素材的收集和筛选,把一些典型问题展示给学生。例如:讲解环境问题时,如果仅空洞地讲环境保护如何重要,学生不感兴趣,必然导致听课效率低下。笔者尝试先给学生展示一些环境污染事件的背景及资料,如著名的世界公害事件,再分析其原因及后果,让学生参与讨论,总结环境保护的重要性;在介绍生物多样性锐减时,把国内及世界上一些濒临灭绝的珍稀物种的生存现状,用图片展示给学生,使学生懂得保护生物多样性实际上就是保护人类自己的生存环境。在教学实践中,还适当采用生活中的环境实例教学,让学生深有体会。例如:空调排放的氟利昂对臭氧层的破坏;房屋装修后产生的苯、氡等多种有害物质会对人体健康造成伤害等。通过这些引导学生学会观察自己身边的环境问题,从而学以致用,提高环保意识,落实环保行动。
(二)增加师生之间的沟通和交流
课堂是知识传播和思想交流的最重要的场所。上课过程中,教师要特别关注学生的听课反应,应不时地走下讲台通过口头语言、提问、肢体语言(如关注的目光、适当的手势)等方式与学生进行互动。如果出现学生听课热情不高或对知识不理解的情况,要耐心听取他们的声音,适当修正教学过程中的不足之处。通过师生互动交流,学生的语言表达、逻辑思维、解决问题的能力均得到了锻炼和提高。笔者在每学期都会抽出几个学时,让学生自己备课、讲课。具体方法是:把教学内容分成几大专题,如环境污染与防治(包括水、气、土、物理污染章节)、环境技术与方法(包括环境监测、环境评价等章节)、和谐环境(包括可持续发展等章节)等专题,提前分组,让学生看书、收集资料,每堂课抽两个小组上讲台由学生讲述,然后请学生讨论和辩论,对于学生的讨论结果,及时给予总结和评价。通过这种上课方式,既培养了学生自学能力,又锻炼其表达能力,课堂气氛十分活跃,学生反应良好。但这种模式一学期只用1-2次即可,不宜过多使用。互动式教学把教育行为从单纯的知识学习转变为参与和实践相结合①。通过营造宽松民主的教学环境,在教学双方平等交流探讨的过程中,达到不同观点碰撞交融,实现了以教师为主导的注入式教育到师生互动的探究式教育的转变,进而激发教学双方的主动性和探索性,实现学生素质的全面提高。
(三)多媒体教学与传统教学取长补短
多媒体教学具有强烈的视听冲击力和感染力,能激发学生学习兴趣,增强学生理解力和记忆力,备受教师的青睐和学生的欢迎②。采用多媒体教学主要有以下优点:(1)能充分调动学生多种感官来接受课堂信息,方便教学设计,更易突出重难点,学生接受知识也更快。如介绍环境问题的产生和危害时,用风景秀丽的大自然图片与浊水黑烟、垃圾成堆等生态环境遭破坏的图片作对比,展示给学生,引起了学生内心的强烈震撼。在准备课件时,可以标好所讲内容的轻重点,学生一目了然,就能有针对性地进行学习。(2)大大减少黑板板书的时间,增加教学的信息量。有些复杂的数学模型和图形,靠粉笔来写画,会浪费大量时间。采用多媒体课件,教师可以用图像演示,直观性较强。而且能在有限的课时里,传授给学生更多的信息。(3)增强上课内容的条理性。可将教学要点宏观上列于某一张幻灯片中,然后以“超链接”的方式进入各专题进行深入介绍。这样脉络清晰,便于学生记住,也便于教师做课前复习和课后小结。(4)最大限度实现教学的生动性、丰富性、直观性。利用多媒体技术将一些抽象的工作原理、复杂的运行过程转换为形象直观、图文并茂的动画,使得问题更加容易理解。如讲述水的自然循环时,采用FLASH动画清晰地显示水的蒸发、降雨、渗透、径流等一系列循环过程,加深学生的认识。(5)便于更新和补充教学内容。由于教材部分内容无法跟时代同步,利用课件,可将最新资料展示给学生,让学生在“最新鲜的空气中成长”。
总之,多媒体教学作为课堂教学的主要手段,正日益成为一种趋势。多媒体教学有诸多优势,但也存在一些弊端,是不能完全代替传统教学的,这主要体现在以下几方面:(1)人格教育和师生情感交流的缺失。在多媒体的单一教学中,教师忙着操作多媒体,很多时候就无暇顾及到与学生交流,更不会由学生表情去洞察学生的内心世界。一味地传授海量信息忽略品德修养塑造,这对于培养学生的良好人格是很不利的。而在传统教学中,教师往往都会注重和学生交流,并在恰当的时候进行人格教育。(2)教师的惰性思想得不到抑制。采用多媒体教学时,教师主要精力都花在了做课件上,很少有时间钻研课本,编写教案。有的教师干脆直接用网上下载来的课件。这样一来,很难有自己的创新思维和教学观点,一旦多媒体出了故障的话,上课的程序就乱了,教学的效果肯定不会好,而传统教学则不会出现此类问题。(3)上课节奏难于把握。如果讲课过快,学生跟不上教师讲课速度,易导致学生对授课内容不理解、疑问增多;反之,讲课过慢,就会造成学生注意力不集中,不认真听课的现象。因此,教师需要灵活掌控好上课节奏和课堂教学进度。
实际教学中,笔者对一些重难点内容,采用以下方法:如讲解目前备受关注的PM2.5时,先板书PM2.5的基本概念和来源,再用多媒体展示PM2.5质量标准出台的背景知识,接着通过提问、讨论的方式,对它的危害及治理策略进行思考和总结,并留一定的时间让学生进行理解和记笔记。这样,学生对知识点的掌握就比较牢固。总之,应根据学生的认知规律和特点,将多媒体教学与传统教学相互结合,扬长避短,才能获得更佳的教学效果。
(四)到实习基地参观学习
组织学生到离市区较近的淮南化肥厂、淮南啤酒厂、安徽益益乳业、洛河电厂、大通垃圾填埋场、八公山森林公园、焦岗湖风景区等实地参观学习。去之前,先把相关的环境知识点如废气、废水、粉尘的处理及工艺,环境规划及生物多样性等布置给学生,让学生提前准备好平时不太理解的问题和不懂的难题。在参观的过程中,学生与现场的工作人员或技术人员进行互动交流,把书本与实践之间不懂的地方一一询问。回来后,师生一块进行讨论和总结,使学生从具体形象的感性认识上升为正确的理性认识。这类活动充分体现了环境理论与实践相结合的教学理念,同学们纷纷表示获益良多,不仅大大拓宽了他们的眼界,更加深了对知识的理解。
(五)指导学生撰写环境小论文或调查报告
老师根据教学内容精心设计若干课题,并布置给学生,让学生根据兴趣自选并成立课题小组。相关文献的查询、资料的收集、数据的采集,论文和报告的撰写均在课余时间完成,最后以课题小组的名义上交研究或调查成果。在课堂上采用先演讲、后讨论的方式,让学生相互交流自己写论文或报告的过程和体会,取长补短,相互学习。撰写论文或调查报告的过程可以初步培养学生基本的科学研究能力,为他们将来毕业论文的写作或学业的进一步深造打下良好的基础。
(六)丰富课外教学形式
(1)组织学生参加环境保护知识讲座或学术报告会。利用我系每年举办的学术活动周的有利条件,邀请在环保工作中有丰富经验的知名专家作学术报告或专题讲座,拓展学生的思维和视野,增进学生对环境理论知识的深入理解,熟悉环境研究领域的发展趋势和前沿动态,学生纷纷表示自己非常愿意参加这样的活动,收获很多。(2)鼓励学生参与形式多样的环保活动。可利用环保纪念日(如每年6月5日世界环境日、4月22日地球日等)组织学生在校内外进行环保宣传;主动参与全国高校学生社团开展的校园节能减排公益项目和“节能减排大学生在行动”主题学生活动;积极响应政府有关部门开展的“绿色出行”环保公益行动,加强公众对绿色出行的认知和理解,促进公众出行方式的转变;鼓励学生创作环保约章,探索推动环保的新方法、新理念等。通过直接参与活动的全过程,既开阔了眼界,专业知识也得到了丰富和巩固,学生环保的使命感将得到很大的增强①。
六、考核环节注重综合考量
为了合理地给出学生学习这门课程的学期总评价,采用将平时表现、考试成绩、实习情况及其他方面相结合的方式进行综合评定,分别按照30%、10%、50%、10%的比例计算总成绩。平时成绩主要与考勤、作业、听课、提问、参与课堂教学的热情等相挂钩。考试试题尽量做到题型多样化、合理分配主客观题的分值、设置选做题、增加实际应用题目和综合题目(论述题、案例分析等)。在考题的设计上努力做到试题更具开放性和灵活性,有利于考生充分发挥自己的能力和水平。考试结束后,及时对考试情况进行综合分析总结,以便适当调整下年的教学内容和试题难度,使考试能够真实地反映课程教学质量和学生的学习效果。实习主要考察学生实习前准备、实习过程中的积极主动性、实习报告的完成情况等。其他方面还包括撰写论文或调查报告的质量,参与课外实践活动的情况等。
七、结语
(一)普及环境知识,提高环保意识
环境教育的根本目的,一是提高全民族环境意识,二是培养环保专业人才③。因此,生物科学专业的学生必须先接受环保基本知识及技能的学习,才能为将来从事各项与生物、环境科学相关的工作奠定基础。
(二)帮助学生树立强烈的社会责任感
学生具备“渴望学习的强烈求知欲和自主学习的能力,以及正确对待个人与他人、社会、民族、国家、人类和自然环境的态度和表达、交流的能力”④是高等教育的培养目标之一。环境科学概论虽然只是一门选修课,但这门课在学生的整个知识体系中却占有重要地位。因此,非环境专业的学生也应当通过学习树立对人类前途命运关心和对社会持续发展的高度责任感,不断关注我们的环保事业。
(三)引导学生树立科学的发展观
环境问题的产生,除了原生环境问题(自然演变)外,主要是次生环境问题(人类活动)所引起的。随着人类大规模地改造环境,也必将会出现新的环境问题。解决环境问题的根本途径是调节人类活动与环境的关系,用科学发展观来指导,走可持续发展之路,这样才能达到人与自然环境的和谐相处。人类的环境观念在一次次地提升,我们的学生也应该学会用一种发展的思维方式来分析解决今后经济和社会发展中遇到的各种问题。
二、课程设置应合理
环境科学概论作为生物科学专业(师范类)的选修课程,在大学四年级上学期开设。之前,学生大多对环境专业知识了解不多,也比较零散,大四开设这门课程可以让学生系统地学习相关理论,引起他们对于环境的关注。为此,课程在内容选择和组织等方面力求在阐明基本概念、原理和方法的同时,也能反映环境学科领域的最新研究成果,使学生比较全面地掌握环境专业的基本知识和技能。
三、教材的选择与大纲的制订应符合实际情况
环境科学概论课程教材有较多的版本,不同的教材在内容的设计和编排上各有特色。对不同专业及层次的学生,进行环境教育的目的不同,所用教材也应有所区别。我系目前选用的教材是科学出版社最新出版的《环境科学概论》(仝川主编,2010年7月第一版)。这是一本针对师范类非环境专业而编写的精品教材,它着重体现环境科学的思想理念、基础理论和科学方法,内容简练,重点、难点突出,非常适合作为选修教材使用。教学大纲是课程建设的重要组成部分,体现着这门学科在课程结构中的性质、地位以及教学要求,也是施教的依据。因此编制大纲时要使其能够适应课程教学的需要,明确教学目的、教学方法、教材的选用、适用的教学对象、课程设置、参考书目等,并在教学实践中不断完善。选用的教材要与大纲相一致,内容不能过多,也不能过于简单,要符合教学对象的实际情况。
四、合理编制教学计划,精选教学内容
(一)合理编制教学计划
教学计划作为教学的重要组成部分,是一门课程的总体安排,也是安排教学任务、实施教学过程、实现教学目标的基本依据。该课程既然是概论性质的,在内容深度上与环境专业的学生要有所区别,在学时上亦不宜安排过多,从教学实践来看,36学时基本上能满足教学需要。
(二)精选教学内容,详略得当
环境课程内容涉及广泛,在选择授课内容时除了兼顾全面系统外,更要重点突出。针对生物科学专业的特点,教学内容多侧重于介绍生态环境影响与保护问题,重点在于培养学生可持续发展的战略思维。本教材内容包括绪论、大气环境污染与防治、水体污染与防治、土壤污染与防治、固体废物污染与处置、物理环境污染与防治、环境监测、环境评价、环境管理、全球环境问题和可持续发展等。笔者在实际教学中,针对一些具体内容进行了适当调整,以前六章的内容为主,并确定每章的教学重点和难点,其目的是促进学生牢固地掌握环境污染及治理的基本知识,对其他的内容则简要介绍,让学生对这些知识有所了解。
(三)注重充实新内容
由于环境学科发展非常迅速,新的研究方向和研究成果不断出现,所以要不断调整充实新的教学内容,以适应时展的需要。这就要求教师在备课过程中通过电视、互联网、报刊杂志等多种途径收集资料,努力把本学科的新理论、新成果和发展方向动态地融入到教学过程中。
五、采用多样化的课内外教学模式
笔者在教学实践中尝试采用多种教学形式相结合,以激发学生的学习兴趣。
(一)采用典型的实例教学
案例是为教学目标服务的,因此它应该具有典型性,且应该与所对应的理论知识有直接的联系。这就要求授课老师平时要注意素材的收集和筛选,把一些典型问题展示给学生。例如:讲解环境问题时,如果仅空洞地讲环境保护如何重要,学生不感兴趣,必然导致听课效率低下。笔者尝试先给学生展示一些环境污染事件的背景及资料,如著名的世界公害事件,再分析其原因及后果,让学生参与讨论,总结环境保护的重要性;在介绍生物多样性锐减时,把国内及世界上一些濒临灭绝的珍稀物种的生存现状,用图片展示给学生,使学生懂得保护生物多样性实际上就是保护人类自己的生存环境。在教学实践中,还适当采用生活中的环境实例教学,让学生深有体会。例如:空调排放的氟利昂对臭氧层的破坏;房屋装修后产生的苯、氡等多种有害物质会对人体健康造成伤害等。通过这些引导学生学会观察自己身边的环境问题,从而学以致用,提高环保意识,落实环保行动。
(二)增加师生之间的沟通和交流
课堂是知识传播和思想交流的最重要的场所。上课过程中,教师要特别关注学生的听课反应,应不时地走下讲台通过口头语言、提问、肢体语言(如关注的目光、适当的手势)等方式与学生进行互动。如果出现学生听课热情不高或对知识不理解的情况,要耐心听取他们的声音,适当修正教学过程中的不足之处。通过师生互动交流,学生的语言表达、逻辑思维、解决问题的能力均得到了锻炼和提高。笔者在每学期都会抽出几个学时,让学生自己备课、讲课。具体方法是:把教学内容分成几大专题,如环境污染与防治(包括水、气、土、物理污染章节)、环境技术与方法(包括环境监测、环境评价等章节)、和谐环境(包括可持续发展等章节)等专题,提前分组,让学生看书、收集资料,每堂课抽两个小组上讲台由学生讲述,然后请学生讨论和辩论,对于学生的讨论结果,及时给予总结和评价。通过这种上课方式,既培养了学生自学能力,又锻炼其表达能力,课堂气氛十分活跃,学生反应良好。但这种模式一学期只用1-2次即可,不宜过多使用。互动式教学把教育行为从单纯的知识学习转变为参与和实践相结合①。通过营造宽松民主的教学环境,在教学双方平等交流探讨的过程中,达到不同观点碰撞交融,实现了以教师为主导的注入式教育到师生互动的探究式教育的转变,进而激发教学双方的主动性和探索性,实现学生素质的全面提高。
(三)多媒体教学与传统教学取长补短
多媒体教学具有强烈的视听冲击力和感染力,能激发学生学习兴趣,增强学生理解力和记忆力,备受教师的青睐和学生的欢迎②。采用多媒体教学主要有以下优点:
(1)能充分调动学生多种感官来接受课堂信息,方便教学设计,更易突出重难点,学生接受知识也更快。如介绍环境问题的产生和危害时,用风景秀丽的大自然图片与浊水黑烟、垃圾成堆等生态环境遭破坏的图片作对比,展示给学生,引起了学生内心的强烈震撼。在准备课件时,可以标好所讲内容的轻重点,学生一目了然,就能有针对性地进行学习。
(2)大大减少黑板板书的时间,增加教学的信息量。有些复杂的数学模型和图形,靠粉笔来写画,会浪费大量时间。采用多媒体课件,教师可以用图像演示,直观性较强。而且能在有限的课时里,传授给学生更多的信息。
(3)增强上课内容的条理性。可将教学要点宏观上列于某一张幻灯片中,然后以“超链接”的方式进入各专题进行深入介绍。这样脉络清晰,便于学生记住,也便于教师做课前复习和课后小结。
(4)最大限度实现教学的生动性、丰富性、直观性。利用多媒体技术将一些抽象的工作原理、复杂的运行过程转换为形象直观、图文并茂的动画,使得问题更加容易理解。如讲述水的自然循环时,采用FLASH动画清晰地显示水的蒸发、降雨、渗透、径流等一系列循环过程,加深学生的认识。
(5)便于更新和补充教学内容。由于教材部分内容无法跟时代同步,利用课件,可将最新资料展示给学生,让学生在“最新鲜的空气中成长”。
总之,多媒体教学作为课堂教学的主要手段,正日益成为一种趋势。多媒体教学有诸多优势,但也存在一些弊端,是不能完全代替传统教学的,这主要体现在以下几方面:
(1)人格教育和师生情感交流的缺失。在多媒体的单一教学中,教师忙着操作多媒体,很多时候就无暇顾及到与学生交流,更不会由学生表情去洞察学生的内心世界。一味地传授海量信息忽略品德修养塑造,这对于培养学生的良好人格是很不利的。而在传统教学中,教师往往都会注重和学生交流,并在恰当的时候进行人格教育。
(2)教师的惰性思想得不到抑制。采用多媒体教学时,教师主要精力都花在了做课件上,很少有时间钻研课本,编写教案。有的教师干脆直接用网上下载来的课件。这样一来,很难有自己的创新思维和教学观点,一旦多媒体出了故障的话,上课的程序就乱了,教学的效果肯定不会好,而传统教学则不会出现此类问题。
(3)上课节奏难于把握。如果讲课过快,学生跟不上教师讲课速度,易导致学生对授课内容不理解、疑问增多;反之,讲课过慢,就会造成学生注意力不集中,不认真听课的现象。因此,教师需要灵活掌控好上课节奏和课堂教学进度。实际教学中,笔者对一些重难点内容,采用以下方法:如讲解目前备受关注的PM2.5时,先板书PM2.5的基本概念和来源,再用多媒体展示PM2.5质量标准出台的背景知识,接着通过提问、讨论的方式,对它的危害及治理策略进行思考和总结,并留一定的时间让学生进行理解和记笔记。这样,学生对知识点的掌握就比较牢固。总之,应根据学生的认知规律和特点,将多媒体教学与传统教学相互结合,扬长避短,才能获得更佳的教学效果。
(四)到实习基地参观学习
组织学生到离市区较近的淮南化肥厂、淮南啤酒厂、安徽益益乳业、洛河电厂、大通垃圾填埋场、八公山森林公园、焦岗湖风景区等实地参观学习。去之前,先把相关的环境知识点如废气、废水、粉尘的处理及工艺,环境规划及生物多样性等布置给学生,让学生提前准备好平时不太理解的问题和不懂的难题。在参观的过程中,学生与现场的工作人员或技术人员进行互动交流,把书本与实践之间不懂的地方一一询问。回来后,师生一块进行讨论和总结,使学生从具体形象的感性认识上升为正确的理性认识。这类活动充分体现了环境理论与实践相结合的教学理念,同学们纷纷表示获益良多,不仅大大拓宽了他们的眼界,更加深了对知识的理解。
(五)指导学生撰写环境小论文或调查报告
老师根据教学内容精心设计若干课题,并布置给学生,让学生根据兴趣自选并成立课题小组。相关文献的查询、资料的收集、数据的采集,论文和报告的撰写均在课余时间完成,最后以课题小组的名义上交研究或调查成果。在课堂上采用先演讲、后讨论的方式,让学生相互交流自己写论文或报告的过程和体会,取长补短,相互学习。撰写论文或调查报告的过程可以初步培养学生基本的科学研究能力,为他们将来毕业论文的写作或学业的进一步深造打下良好的基础。
(六)丰富课外教学形式
(1)组织学生参加环境保护知识讲座或学术报告会。利用我系每年举办的学术活动周的有利条件,邀请在环保工作中有丰富经验的知名专家作学术报告或专题讲座,拓展学生的思维和视野,增进学生对环境理论知识的深入理解,熟悉环境研究领域的发展趋势和前沿动态,学生纷纷表示自己非常愿意参加这样的活动,收获很多。(2)鼓励学生参与形式多样的环保活动。可利用环保纪念日(如每年6月5日世界环境日、4月22日地球日等)组织学生在校内外进行环保宣传;主动参与全国高校学生社团开展的校园节能减排公益项目和“节能减排大学生在行动”主题学生活动;积极响应政府有关部门开展的“绿色出行”环保公益行动,加强公众对绿色出行的认知和理解,促进公众出行方式的转变;鼓励学生创作环保约章,探索推动环保的新方法、新理念等。通过直接参与活动的全过程,既开阔了眼界,专业知识也得到了丰富和巩固,学生环保的使命感将得到很大的增强①。
六、考核环节注重综合考量
为了合理地给出学生学习这门课程的学期总评价,采用将平时表现、考试成绩、实习情况及其他方面相结合的方式进行综合评定,分别按照30%、10%、50%、10%的比例计算总成绩。平时成绩主要与考勤、作业、听课、提问、参与课堂教学的热情等相挂钩。考试试题尽量做到题型多样化、合理分配主客观题的分值、设置选做题、增加实际应用题目和综合题目(论述题、案例分析等)。在考题的设计上努力做到试题更具开放性和灵活性,有利于考生充分发挥自己的能力和水平。考试结束后,及时对考试情况进行综合分析总结,以便适当调整下年的教学内容和试题难度,使考试能够真实地反映课程教学质量和学生的学习效果。实习主要考察学生实习前准备、实习过程中的积极主动性、实习报告的完成情况等。其他方面还包括撰写论文或调查报告的质量,参与课外实践活动的情况等。
七、结语
[关键词]实时数据库 InfoPlus.21 SQLPlus 存储过程 实时监测 环保数据
中图分类号:G115 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)01-0319-02
0引言
随着环境在线监测仪器仪表和数据通讯技术的迅猛发展,长岭分公司在利用InfoPlus.21实时数据库进行优化生产过程,提高产品的产量、质量和效益的同时,致力于推动污染源在线监测现代化M程,实现了装置工业排放废气中的SO2、NOx、烟尘、氧含量和废水外排口氨氮、PH值等在线分析监测的全面自动化和信息化,实现对装置废气、废水等污染物的排放进行严格的监控,避免了超标排放。在环保信息化建设的过程中,长岭分公司信息技术中心充分利用InfoPlus.21实时数据库的SQLPlus和自定义数据结构[1],通过编写存储过程实现环保数据的实时采集、计算和统计,开发了装置环保数据实时监测系统。业务人员可随时了解实时动态的环保数据,并根据统计和分析结果[2]及时发现问题,仪表维护人员也能实时了解在线监测仪器仪表运行的状况,及时处理仪表故障。装置环保数据实时监测系统在实际应用中为长岭分公司实现环保信息化提供更加及时、准确的环保数据。
1 系统需求分析
目前,中国石化长岭分公司采用环境在线监测仪表的检测点主要有6个烟气监测点和3个污水监测点。其中,烟气监测点包含热电作业部CFB装置的2#烟囱外排烟气、3#催化烟气脱硫脱硝的净烟气CEMS和原烟气CEMS、1#催化烟气脱硫脱硝的净烟气CEMS和原烟气CEMS、2#硫磺和3#硫磺的外排烟气,监测的项目有PH、COD、氨氮、油含量、流量。
装置的环保数据实时监测系统的业务需求如下:
(1) 系统对于所有的监测项目的当前值都要实际采集、存储,并通过IE浏览器进行实时监测。根据设定的预警值,实时改变当前值的颜色,提示用户及时采取措施及处理问题;
(2) 根据设定的达标值,实时计算所有监测项目的月达标率、年达标率和本月超标的时间,用户可统计、分析和考核监测项目的达标情况;
(3) 实时监测仪表运行状态,累计本月仪表运行时间和本月仪表停运时间,实时计算本月仪表运行率,统计本月仪表故障次数,用户可分析仪表运行故障的原因,并及时处理仪表故障。
2 方案设计
2.1 系统结构
装置的环保数据实时监测系统功能结构如图1所示。
将环境在线监测仪表的监测点就近引入装置DCS系统,然后通过接口采集和存储实时的环保数据到InfoPlus.21实时数据库。LIMS的数据通过标准接口保存到InfoPlus.21实时数据库。
利用InfoPlus.21自定义数据结构定制数据模板,存贮所有在线监测仪表的监测点信息和参数。数据模板可根据需要进行扩展。
存储过程封装了废水、废气的各个监控项目的业务逻辑和核心算法,并保存在InfoPlus.21实时数据库中。存储过程被Query调用,并设置为定时执行,传入的信息来源于设定的数据模板,结果保存在InfoPlus.21的计算软点中。所有存储过程采用模块化设计,便于业务逻辑修改和功能扩展。
通过建立InfoPlus.21与SQLServer的异构数据库连接,实现定期将环保数据的实时分析结果保存到SQLServer,便于统计查询。
通过.net开发Web应用程序,以WebService的方式读取InfoPlus.21的实时数据,并实时刷新网页。
2.2 系统功能
在IE中,装置环保数据实时监测系统以可配置表单的形式自动计算和分析数据[2],具体功能如下:
1) 监测的实时值正常时显示绿色,超预警值时显示黄色并发声3秒,超达标值时显示红色,并可显示趋势曲线。其中预警值和达标值可配置。
2) 监测的实时值在连续3个采样周期超标确认处于超标状态,开始累计超标时间,连续3个采样周期处于达标范围内确认达标,暂停超标计时,按月累计处于超标状态的时间,每月26号零时复位,并在复位前累计到年超标时间,年超标时间在1月26号零时复位。
3) 仪表运行状态由运行变为故障记为1次故障,按月累计仪表故障次数,每月26号零时复位。
4) 按月累计仪表故障时间和仪表运行时间,每月26号零时复位。本月总累计时间。
5) 自动计算本月达标率、本年达标率和本月仪表运行率,并可按月查询及生成报表。
2.3 技术方案
装置环保数据实时监测系统采用B/S模式进行开发,用户界面为IE浏览器。技术上采用.net和WebService编程,以及InfoPlus.21系统内部的存储过程编程来实现系统开发。.net和WebService编程主要实现用户操作界面相关的功能。存储过程主要实现所有的业务数据的统计和分析功能[2]。
2.3.1 存储过程设计
装置环保数据实时监测系统包含气体和液体数据的监测和分析。而数据计算和分析的核心是存储过程,其中封装了业务人员统计分析数据的经验和逻辑。存储过程采用Aspen SQLPlus编程实现,如图2所示。每一个存储过程都采用模块化设计,可以灵活地组合多个存储过程来满足各种不同的组态需求。存储过程的设计充分考虑并优化了数据处理的性能。
存储过程按功能分为实时数据分析和计算类、数据模板组态维护类、异构数据通讯类。实时数据分析和计算的内容包括实时计算和分析烟气中的SO2、NOx、烟尘、氧含量、流量,以及污水中的PH、COD、氨氮、油含量、流量。数据模板保存实时计算所需的位号、控制指标等基础信息。异构数据通讯主要负责定期将日和月的统计分析结果写入SQLServer。
其中,存储过程从InfoPlus.21的History聚集表中读取所需的历史数据,并结合当前的实时数据,进行数据的实时计算和分析;通过自定义数字状态集来定制运行状态;充分利用InfoPlus.21点的冗余字段保存标志位信息。充分利用InfoPlus.21内置的基础函数,加快开发进度。
2.3.2 用户界面设计
环保实时数据监控实现对外排烟气和外排污水的在线自动监测,使用户能及时了解仪表设备运行状态、设备的异常次数和常时间,并作出调整采取措施,防止环保数据超标。环保大气和水质实时数据监测界面如图3所示。
2.4 关键技术
(1)InfoPlus.21存储过程技术:所有的业务逻辑和特殊计算被封装成存储过程函数,保存在InfoPlus.21的内存实时库中,方便其他程序灵活调用。InfoPlus.21存储过程是根据InfoPlus.21系统里的ProcedureDef定义创建的,并使用Aspen SQLPlus进行编程,可以包含循环结构和具有定义用户函数的能力,远远超出了基本SQL接口的功能。在交互式查询编辑器中可以方便地建立查询和应用,不需复杂的编译、连接和循环执行。
(2)InfoPlus.21自定义数据模板:InfoPlus.21实时数据库系统提供自定义数据模板,可根据需要自定义数据的字段个数、类型和名称,便于将工位号和工艺指标控制范围等参数配置到数据模板中,可以减少与外部系统的交互,提高实时数据的自动计算的效率,同时方便系统的维护。
(3)Web Service技术:能使得运行在不同机器上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件,就可相互交换数据或集成。依据Web Service规范实施的应用之间,无论它们所使用的语言、平台或内部协议是什么,都可以相互交换数据。
3 应用情况
项目组按期完成装置环保数据实时监测系统的开发,并纳入生产实时监控平台。系统的投用为用户的工作提供了极大的便利,通过环保实时数据监测的应用,用户可在线查询仪表设备运行状态、设备的异常次数和异常时间,及时作出调整采取措施,防止环保数据超标。仪表维护人员能根据预警、报警信息及时发现隐患和排除故障,极大提高了在线仪表的运行率。
4 总结
实践证明,通过装置环保数据实时监测系统,有效地对装置废气、废水等污染物的排放进行了严格的监控,避免了超标排放,极大地提高了企业的环保管理水平。目前,该系统只是监测了外排烟气和废水的各项环保指标,未来将继续在生产装置内部扩大环保的监测点。
致谢
本论文是在中国石化长岭分公司信息技术中心何扬欢高级工程师的精心指导下完成的。2016年8月16日,我报名参加了长岭炼化公司的社会公众开放日,对企业重视环境保护产生了深刻的印象。论文初期,何老师给了我建设性的意见,这对于我论文的顺利完成起了极其重要的作用。论文后期,何老师为我的论文倾注了大量的心血,一步步地指导、修改。何老师严谨的治学精神和渊博的专业知识使我受益匪浅,在此谨向何老师致以衷心的感谢。
在我的论文的撰写过程中,还得到了许多老师和同学的无私帮助,在此一并致以谢意。
参考文献
提高学生政治思想素质、职业道德素质,使他们具有良好的人生观、世界观、价值观,具有高度的责任心和使命感,深切感到最大的快乐是奉献和付出,同时带动众人同行,促进社会和谐,营造“我为人人,人人为我”的社会氛围。1.积极开展环保社团活动。目前,我们生存的环境越来越差,因而环保越来越受到重视。以注重校园环保,养成良好的环保习惯,“人与自然要和谐,保护自然”为主旨,开展形式多样的环保活动:可以丰富学生环保知识;打造“绿色寝室”;“善待地球”签名活动;在社区开展室内外环境咨询,积极吸引群众参加环保活动;利用周末、假期开展“绿野”计划,到农村去调查,了解农村环境现状、污染状况。通过这些活动提高学生环保意识,也培养学生吃苦耐劳的精神和团队合作意识。尤其是生物工程系学生,可以结合自己的专业特点,提出相应的应对措施。2.组织学生献爱心、做志愿者活动。这样的形式多种多样:维护交通安全;到孤儿院、敬老院、残疾人学校、聋哑学校等做志愿者;向社会捐赠财、物,做一些义工的工作;关心、关注一些社区内的弱势群体、孤寡老人等。这样,让学生在活动中感受到要承担着社会责任,还要善于帮助他人,在实践中提升自身价值。我院学生在衡水湖国际马拉松志愿者服务过程中,得到了锻炼,提高了自身水平。
二、开展丰富多彩的校园文化活动
校园文化的内容是十分广泛的,它直接影响着学生价值观念的形成,也深刻影响着学生道德情操、思想内涵和行为。传统观点认为校园文化主要分为以下几种形式:一是爱国主义作为主旋律的各种报告、讲座等。二是各种文化活动,即知识讲座、辩论赛、演讲比赛、诗歌朗诵比赛、各种征文比赛、读书工程、艺术节、球类比赛等。三是组成社团活动,可以成立文学社、舞蹈社、歌唱团、书法社、棋类社、旱冰社等。我院田径运动会、艺术系的文化艺术节更是让很多学生耳目一新。学生可以根据自己的爱好自愿参加,再由学校给予一定的资金支持和指导。校园文化可以张扬学生个性,激发他们青春的热情,在活动中受益匪浅。
三、积极开展学术交流
提高学术水平、拓展知识视野、了解专业前言理论的有效途径就是搞学术交流。各系部可以根据各自的专业特点,聘请校内、校外的专家学者举办前言讲座,介绍本专业的发展动态、前景,开阔学生的知识视野。聘请教授做学术论文撰写、职业技能培养等系列讲座,给学生指路引航,以便增强学生自信心,使大家通过交流,不断提高自己的兴趣、水平。学生也可以参与老师的课题研究,并指导学生撰写有关的论文,也可以在老师的带领下参加有关的科研活动、调研报告报告等,来激励学生的奋斗精神。
四、组织学生积极参加专业技能大赛
我校以科学发展观为指导,着力构建具有职校特色的环境课程体系,在专业课教育中结合专业特点解决诸如能源减耗、废物利用、旅游环境设计等问题,提高学生保护环境的意识和主人翁的责任感。
(一)机电与数控专业教学中渗透环境保护教育:在机电与数控等理论课中贯穿环保机械理念,在数控车床、数控铣床、钳工等实践课中将数控设备的噪音污染和数控加工的空气污染等环境问题渗透其中,鼓励学生积极研究。在专业课教学中培养学生节约实训材料,节电的习惯和合理管理利用废料爱护工作环境的良好习惯。
(二)电子专业教学中渗透环境保护教育:我国是电子电器产品、电子电气设备的生产和消费大国。今后几年我国电子废弃物的产生量将大幅度上升。电子废弃物中含有多种有害物质,如果贮存、拆解、利用或处置不当,将会危害人体健康和环境安全。电子企业的绿色设计、绿色生产、绿色制造、绿色回收已是不可逆转的趋势。
(三)财会专业教学中渗透环境保护教育:财会专业课可结合诚信教育与节俭教育,引导学生在从业过程中把好企业财务关,做好企业参谋,减少资源浪费。
(四)烹饪专业教学中渗透环境保护教育:环境保护的目的是保护我们的生存环境,保障我们健康的生活,在烹饪专业课教学中要教育学生重视食品卫生,这和环境保护有同等重要的意义。教育学生在烹饪过程中注意减少油气污染和污水排放。
(五)物流专业教学中渗透环境保护教育:物流专业结合提高货物流通效率,控制物流成本培养学生的环境保护意识。
(六)计算机动漫专业教学中渗透环境保护教育:教育学生使用计算机时节约用电;影视作品是宣传环境保护非常好的平台,教学中要始终向学生灌输环境保护意识,指导学生在作品中环境保护。
(七)文化课教学中渗透环境保护教育:
1.语文学科渗透环境教育:在语文学科中要通过名人、名言、名篇,对学生进行环境保护意识的情景教育,对一些典型课文中的环保科学知识有侧重地讲解。语文课不能只满足于进行语言训练,还要注意培养学生热爱自然、保护自然的高尚情操。通过演讲、辩论,编写故事,写建议书等形式,把环境教育内容渗透其中,使学生在发展语文能力的同时,树立环境意识,并在生活中成为保护环境的倡导者和实践者。
2.数学学科渗透环境教育:数学教师要明确数学学科在环保教育中的意义与作用,在数学课的教学中,利用关于环境的计算题或推理题等题型,对学生适当地作环境教育,有机渗透环保意识的教育。结合数据分析、统计、计算、绘制图表等形式进行渗透,通过具体数据使学生发现保护环境是刻不容缓的现实。
3、英语学科渗透环境教育:英语教师在教学中结合书本有关环境保护的课文、短篇等,不但要传授学生相关的单词、词组、句型、语法等,还要抓住机会对学生进行环境教育。对学生进行环境教育的渗透。
4.物理学科渗透以下教育:振动和噪声污染、能源的利用和开发、能源与环境、提高能源利用率、电磁辐射污染、光污染的影响、放射性污染。
5.地理学科渗透以下教育:只有一个地球、人类活动对气候环境的影响、水资源短缺、生态系统、自然资源和资源保护、能源和能源的利用、农业生产和粮食问题、工业生产和工业布局、人口与城市、人类和环境、环境保护与经济发展。
6.生物学科渗透以下教育:生物与环境的关系、生态学、遗传和变异与环境的关系、生物进化与环境、生态系统的基本知识和规律。
7.化学学科渗透以下教育:卤素单质来源及危害、空气污染、硫化氢污染及危害、二氧化硫污染、防止大气污染、酸雨、砷污染、氨氧化物污染、氨与环境污染的关系、合成氨与硝酸工业中的污染、亚硝酸盐对人类健康的危害、磷与环境的关系、农药和磷肥与环境、硅酸盐工业中的污染及治理、电冶铝的污染、重金属污染、钢铁工业废渣综合利用、沼气、芳烃污染、石油污染、燃煤污染、煤的综合利用、卤代烃污染及危害、氟里昴、酚对水的污染、油脂污染。
8.德育学科渗透环境教育:德育课要在爱护家乡、学校一草一木,净化、绿化、美化学校的环境,培养学生良好卫生习惯方面进行教育,侧重培养学生环保的社会意识、道德意识。
此外,计算机应用学科也要渗透学科教学,计算机应用课不仅仅要成为学生掌握信息与传播知识的一门学科,而且要有助于他们更好地掌握环境知识,提高环境意识,促进学生们的环境素质的发展,最终促进环境的改善与保护。在计算机应用课上,通过教会学生使用因特网,让学生能更好的在网络上寻找一些有关环境保护的知识进行学习,也为其他的学科渗透环境教育打好了坚实的基础。有些学生的绿色作品,教师应将其上传到网上,使更多的学生看到,了解到相关环境知识。
二、工作要求
1.学校要求每位教师人人都做环保教育的带头人,在自己任教的学科中,联系实际,有的放矢地渗透环保的内容。每位教师须在每学期的教案中选择一份最能体现渗透环境教育的教案参与学校评比,并根据评比结果进行奖励以调动教师积极性,牢固树立渗透意识。
2.学校开设环境教育的校本课程,让学生自主选择修习。利用环境教育课积极开展“六个一”社会环境实践活动:读一本环保书籍、画一幅环保画、讲一个环保故事、提一项环保建议、搞一项环保调查、做一件环保实事。寓教育于活动之中,通过活动提高学生的环保意识,并将意识转化为自觉行动。
根据环境科学学科的特点、发展趋势,特别是社会对环境科学专业人才的需求,要求我们必须培养高素质的环境科学创新人才及高级专业人才.创新人才应具有扎实的理论基础、科研技能和创新能力,毕业后主要从事环境科学教学科研和高层管理等;高级专业人才,应具有较扎实的理论知识、很强的实践技能,主要从事环境咨询服务、工程实施、环境管理等工作.重庆文理学院于2000年开设了应用分析与环境监测专科专业,在此基础上,根据21世纪经济可持续发展对环境保护的要求以及西部大开发对环境科学专业人才的需求,于2002年申报本科4年制环境科学专业,并得到重庆市教委批准,2003年开始招生.2007年环境科学成为重庆文理学院的重点学科,2008年成为重庆市的特色专业建设点.目前,该专业具有环境监测与评价和环境治理工程两个专业方向.重庆文理学院环境科学专业人才培养目标为:培养适应社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,知识面宽、专业技能扎实、实践能力强、综合素质良好,在企事业单位和行政部门从事环境规划、环境管理、资源管理、环境监测、环境评价、生态修复和环境治理等方面的生产技术、技术开发、应用研究和管理工作的高素质应用型专门人才.根据环境科学专业的人才培养目标,重庆文理学院环境科学专业的实践教学目标为高素质应用型人才的培养.近几年,重庆文理学院环境科学专业在应用型实践教学体系方面做了大量的改革与探索,正逐步建立具有自身特色的应用型实践教学模式.
2多模块、多层次实践教学体系的建设与改革
我国环境科学专业实践教学在培养高素质环境专业人才中发挥了重要作用,并形成了由课程实验、课程/教学实习、社会实践、毕业论文/实践构成的实践教学体系.近年来,重庆文理学院在建立应用型人才培养体系方面做了积极的探索.目前,重庆文理学院的环境科学专业已初步建立了多模块、多层次的实践教学体系,该体系由实验教学、专业实习、科研训练3个模块组成,包含基本训练、提高型训练、研究创新型训练3个层次.实验教学模块由基础型、综合型、设计型实验组成,重在培养学生基本实验技能、方法和手段,使学生的科学思维能力和创新意识得到初步训练;专业实习模块由认知实习、课程实习、课程设计、生产实习、毕业实习、社会实践等组成,强化学生的社会实践感性认识,培养学生分析和解决实际问题的能力;科研训练模块由创新实践、学科竞赛、课外科技活动、毕业论文(设计)、参加教师科研项目或工程项目等组成,使学生得到科研训练,提高学生的创新意识和科研能力.
2.1实践教学平台的建设
重庆文理学院化学与环境工程学院利用学校自筹资金、日元贷款项目和中地共建项目等,建立了“环境科学与工程实验中心”、“化学教学实验中心”和“分析技术实验中心”,总面积约为3500m2,仪器设备价值1200余万元.开设的学科基础实验包括无机及分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、仪器分析实验,专业基础实验包括化工原理实验、环境化学实验、环境监测实验、环境微生物实验、环境生态学实验,专业方向实验包括室内环境监测实验、土壤与农化分析实验、环境工程学实验、水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验、固体废物处置与资源化实验、环境科学综合实验、环境治理综合实验.目前的教学平台已能满足我校环境科学专业及相关专业学生基础实验教学和专业实验教学的需要.实习基地是实践教学的重要载体,基地建设的成效将影响实践教学的质量[4].为便于学生实习、见习,经过几年的努力,重庆文理学院已在市内各区县建立了稳定的实习基地,在永川区环保局、永川侨立水务有限公司、渝北肖家湾污水处理厂、重庆市环境科学院、江津污水处理厂建立了稳定的见习基地,基本能满足学生实习、见习的需要,较好地为学生提供了拓展视野、亲身体验的场所.在学生见习或实习期间,还请有经验的环保技术专家指导学生实习,进行现场教育.通过见习、专业实习、毕业实习等过程训练,让学生深入了解社会需求及自身的不足,明确了学习的目的,激发学习的动力,提高了综合素质.
2.2实践教学内容的建设与改革
一般来说,高校本科生毕业至少要修完160学分,其中实验课程、教学实习及毕业论文等约为30学分.重庆文理学院环境科学专业加大了学生实践能力的培养力度,本科生毕业需修完186学分(其中第二课堂素质拓展10学分),实验课程环节为26学分,集中性实践教学环节(包括军事理论与训练、见习/社会实践、学年论文、专业实习、技能训练及证书、毕业实习、毕业论文)为35学分,显著增加了实践环节的时间,有利于学生综合应用能力的培养.
2.2.1实验教学的建设与改革
近年来,重庆文理学院环境科学专业实验教学条件得到了极大的改善,有力地促进了课程的改革与发展,促进了学科专业的课程建设[5].学院现有重庆市精品课程《无机化学》,校级精品课程《有机化学》,校级重点课程《分析化学》、《环境学导论》、《环境监测》、《环境化学》和《水污染治理工程》等8门基础学科和专业课程.为了培养学生的综合应用能力和设计创新能力,结合教师的科学研究成果和新的研究方法、技术,于2009年自编了实验教材《环境科学综合实验》和《环境治理综合实验》,并于2010年试用于2007级环境科学专业的学生,取得了良好的效果.1)实验课程体系的科学化.环境监测与评价方向:目前,在这方面的人才培养普遍存在只重视环境科学专业教学,而忽视环境工程教学.学生对环境工程知识了解少,实际中的应用能力差[6],且普遍重视水体和大气污染物质的测定,而弱化甚至忽视室内污染物质、土壤污染物质的监测[7],不利于培养具有良好综合素质的应用型人才.为了适应现代社会对应用型环境监测和评价人才的需求,重庆文理学院环境监测与评价方向在专业课程别设置了环境工程学(实验)、室内环境监测(实验)、土壤与农化分析(实验)、环境科学综合实验.环境治理工程方向:目前,这方面的专业课程设置尚无统一的标准,主要根据各校的办学情况或所依托的学科专业自行设置[8].一般开设的实验课程主要为水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验和固体废弃物处理处置实验.但是,仅开设这些实验课程,无法满足用人单位对学生工程应用能力的要求,学生的综合能力、设计能力和创新能力培养无法得到保证.为了适应社会对环境工程人才的需求,重庆文理学院在这个方向的专业理论课程上增设了工程力学、测量学,实验课程增设了测量学实验和环境治理综合实验.2)实验教学课程内容改革的深化.随着我国社会经济的高速发展,需解决的环境问题愈来愈复杂,因此环境科学专业教学必须与时俱进.但目前我国环境科学专业实验教学主要以满足各课程的基本要求为目的,多数高校的实验教学内容相对稳定,一些实验内容陈旧,课程实验基本以单一实验为主,很少开展现场实验和集成实验,缺少学生自主设计实验,既不能体现实验教学的先进性和实用性,也难以培养高素质的环境科学创新人才和高级专业人才[9].重庆文理学院环境科学专业的实验教学始终坚持与时俱进的原则,结合实验室的建设,逐年改进、更新了部分实验内容,加大了综合性、设计性实验项目的比例,促进了学生对知识的综合应用能力和创新能力的培养.如表1所示,与2006级学生相比,2009级学生的专业实验项目由原来的75项增加为161项,增幅达114.7%,基础性、综合性、设计性实验项目分别为77、72、12项.其中,原有实验课程(环境化学实验、环境微生物学实验、环境生态学实验、环境监测实验、水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验、土壤农化分析实验)的基础性实验项目显著降低,由60项降为41项,而综合性、设计性实验项目分别由12项、3项增加为40项和8项,且改进实验项目10项,新增实验项目达42项.同时,新增了6门专业实验课程(包括室内环境监测实验、环境工程学实验、环境科学综合实验、固体废物处置与资源化实验、环境治理综合实验、测量学实验),新增实验项目达72项,其中基础性、综合性、设计性实验项目分别为36、32、4项,形成了具有一定代表性和自身特色的实验教学项目.此外,重庆文理学院环境科学专业适应国家环境保护和实验先进性的需求,将教师的科研成果或新的研究方法、技术改编成实验,进一步培养学生的应用性和创新性能力.如将“聚乙烯醇包埋活性炭小球处理含铬废水的研究”和“聚乙烯醇包埋活性炭/纳米TiO2微球处理含铬废水的研究”的研究成果及研究方法,改编成“聚乙烯醇包埋活性炭微球吸附废水中的铬(VI)”实验,将“粉煤灰絮凝剂处理实验室废水实验研究”的研究成果与研究方法改编为“粉煤灰絮凝剂的制备及其实验室废水处理”实验.另外,还根据学校所在的环境条件,设置了具有自身特色的一些实验项目,如“星湖校区空气质量评价”、“湖水中溶解氧含量的日变化”、“水体富营养化程度的评价”、“富营养化湖中藻类的测定”等,不但提高了学生实验操作能力,同时也激发了他们对专业研究的兴趣.
2.2.2教学实习的建设与改革
教学实习是大学生实践教学体系中的一个重要组成部分,是贯彻理论联系实际的教育方针,培养社会需要的德才兼备人才的重要环节;是巩固所学理论知识,提高学生分析问题、解决问题,培养创新与创业意识[10],学以致用和适应社会的能力,增强职业意识,进行基本技能训练的重要途径.虽然,重庆文理学院环境科学专业的实习、见习基地已能满足学生的实习、见习需要,但是也存在着显著的缺陷,主要表现在基地单位的性质较为单一,主要为各区县的环保局和污水处理厂,长此以往将不利于专业的发展和学生综合应用能力的培养.因此,有必要加强与具有良好环境行为和环境绩效的研究机构、企业集团、社会团体等组织,以双赢互惠、共同发展的原则,通过有效的科研合作,建立实习教学基地.前期的调查表明,众多的企事业单位愿意与高校通过科研纽带建立长期的互惠合作关系,多元化的实习基地建设应是可行的,目前这方面的工作正在逐步地开展.根据人才培养目标和学科特色,重庆文理学院环境科学专业建立了分年级、分阶段、分层次组织实习教学的机制.但是,随着我校应用型高校的定位,实习时间过短、时间段不合理的问题日益凸显,特别集中体现在毕业实习上.经认真的调查研究后,我校环境科学专业毕业实习由原来的9周调整为26周,时间由原来的第7学期1~9周调为第7学期第8周后(即毕业论文之后),从而在时间上为学生的实习效果提供了充分的保障.这也在一定程度上解决了实习单位对学生实习时间过短的不满,有利于加强与实习单位的长期合作.
2.2.3科学实践的建设与改革
科学实践是培养高素质环境科学专业人才的重要环节,主要包括学生参与教师的科研课题、科研申请、毕业论文/设计等.以往,由于教师担心学生的科研能力,不愿意学生参与自己的科研课题,即使有,也仅限于个别的高年级学生.但是,这种状况是极其不利于学生创新能力培养的,而且也不利于营造良好的学习风气.为了解决这一问题,重庆文理学院环境科学专业逐步建立、完善了学生参与教师科研的激励机制,每年均选择部分低年级(主要为二年级)的优秀学生(约为学生总数的10%~20%)补充进入教师的课题组从事科研工作,并且鼓励教师指导学生参与学校校级科研课题的申报、立项课题的完成.近3年学生校级科研立项达25项,涉及学生100余人,近10篇;特别是2008级学生科研课题达14项,涉及学生近半.无论是教师科研还是学生课题,过程中始终坚持以学生为主,教师指导的原则.经过2~3年的培养,这些学生毕业时均初步具备了开展科学研究的能力,整体素质较高.目前,环境科学专业逐步形成了学生科研能力培养的梯级机制,高年级学生逐渐成为教师科研的有力助手,能够有效地协助教师完成对低年级同学的辅导.学生科研创新能力的提高,极大地促进了学生参与各类科技竞赛的激情.近年来,学生在各类科技竞赛活动中获得了优异的成绩:1人次获“挑战杯”全国大学生课外学术作品全国三等奖,1人次获“全国大学生英语竞赛”二等奖,3人次获“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛重庆赛区二等奖,2人获“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛重庆赛区金、银奖,3人次获重庆市大学生“数学建模”比赛一等奖,2人获重庆市大学生“校园之春”活动之“我型我塑”环保服饰设计大赛及环保工艺品展二等奖,1人获重庆市大学生校园之春”社团之光“摄影展”之“我在社团”摄影大赛三等奖等.毕业论文/设计是本科生在校期间创新性科研实践的最重要环节,毕业论文体现了学生的科研水平,也反映了学校实践教学的水平[10].重庆文理学院环境科学专业狠抓学生毕业论文各教学环节,在学生毕业论文中安排所有具有讲师及以上职称的教师担任指导教师,并建立了相应的管理及考核制度,有效地提高了学生毕业论文/设计的水平.2006~2010届学生毕业论文经专家评审论文合格率均为100%,获得学校优秀毕业论文/设计的学生占毕业生总数的10%,优良论文占50%.
2.3实践教学管理的建设与改革
良好的管理是保证环境科学专业实践教学取得成效的关键[11-13].重庆文理学院化学与环境工程学院以教学副院长为责任人,教研室主任为组织人,教师为执行人,建立了实践教学的管理与考核机制和制度,并将学生的社会实践纳入正常的实践教学体系,建立和完善了实践教学成绩评定方法.近年来,我国的就业压力使大部分的高年级学生不能安心毕业论文/设计等实践环节,既影响了学生潜能的发挥,也影响了实践教学的质量.自2007级学生开始,重庆文理学院环境科学专业学生的毕业论文/设计时间由第8学期的第1~8周调到第7学期的第1~8周,避免了学生毕业论文/设计完成时间段与学生就业时间段的冲突,从而有利于进一步提高学生的毕业论文/设计的质量.同时,学生的毕业实习时间由第7学期的1~9周调为第7学期第8周后,实习时间也由9周延长为26周,不仅确保了学生能专心实习,有利于学生就业,也进一步增强了实习单位对学生的接受度.
3实践教学的成效
重庆文理学院环境科学专业应用型实践教学体系正逐步建立,已为国家培养了一批优秀的环境科学专业高级人才.从2007年第一届学生毕业至2010年,环境科学专业已经有4届毕业生,80%以上的学生取得了1~2个高级职业资格证书,且毕业生的综合素质和应用能力均得到了社会的认可.各届毕业生一次性就业率均在90%以上,最终就业率达100%,主要在区县环保局、企业、自来水公司、污水处理厂、环境咨询机构等生产第一线从事环境监测、水质监测、室内污染物监测、环境管理、污染物治理、水处理和环境评价等工作.从用人单位反馈的意见表明,学生在工作半年以后都能独立地开展工作,并具有较强的分析问题、解决问题的能力,有相当一部分毕业生已经成为了所在单位的技术骨干.当然,随着我国社会经济的高速发展以及环境问题的日益复杂化,对环境科学专业人才综合应用能力的要求也呈快速提升趋势,对环境专业应用型人才的培养提出了更高的要求,这对于我校环境专业的发展既是一次挑战,也是一次难得的发展机遇.如能顺应社会经济发展的需求,准确把握发展的方向和机遇,进一步构建更完善的环境科学专业应用型实践教学体系,将极大地有利于我校环境科学市级特色专业的建设,有利于我校环境科学专业应用型高级人才的培养,并且也有利于打造一支具有团结、拼搏和奉献精神的教学、科研队伍,促进学术梯队的形成.如在实验教学改革尝试中,许多实验内容是当代比较前沿或前沿的技术和方向,涉及的知识面广,教师不但要有本学科扎实的理论基础,较高的实验技能,还要加强业务学习,不断更新自己的知识,才能够胜任实验教学,从而有效地促进教师实验教学水平和科研能力的不断提高.
1.1找出存在问题
以往的高校培养模式中,受传统的“重理论、轻实践,重知识,轻能力”思想观念的影响,普遍存在着重视理论教学、忽视实践教学的现象,具体表现在:实验教学的目标不是以培养创新人才为直接教学目标,而是以强化学生对理论知识学习,熟练掌握某种操作技能为目的;实验教学内容过度依附于理论教学,演示性、验证性的实验类型较多,综合性、设计性的实验较少;实验教材落后,未跟上现代科学技术的发展;实验教学过程强调模仿和训练,学生只需要按照实验教材规定的实验方案、仪器、设备和实验步骤进行实验操作、观察和记录实验结果即可,学生在整个实验过程中只是被动参与,没有主动思考。环境科学与工程是实践性很强的学科,而且发展十分迅速,领域在不断扩大,热点问题不断涌现,学科水平提升很快,但在本科教学中也普遍存在前述问题,亟待确立新的培养模式,开拓新的培养方法[6-7]。
1.2确立创新能力培养模式
为适应学科发展和社会服务的要求,南京大学环境科学与工程实验教学中心在实验教学过程中,以学生为本,以培养学生综合素质、调动学生潜能、提高学生自主创新能力为目标,不断改进实验教学方法和手段[8],摸索出了一套创新能力培养模式。该模式可归纳为“顶天”、“立地”式,即:一方面依托国家重点学科、国家重点实验室、国家工程中心等高水平教学科研平台和环境学院高水平的师资队伍,将实验教学与科研相结合,鼓励学生早期进入实验室进行科研训练,实现“顶天”;另一方面将实验教学与工程应用和社会实践相结合,加强暑期学校的生产实习和实践教学活动,建立稳定的校外实习基地和中试基地,开展多种形式的社会实践活动,鼓励学生走出象牙塔、关爱自然、服务公众、回报社会,锻炼学生切实解决实际问题的能力,实现“立地”。
2实验教学与科研相结合的方式
2.1科研成果转化为实验内容
南京大学环境科学与工程实验教学中心坚持实验教学内容与我国环保形势和国际学术前沿接轨,鼓励实验教师积极开展科学研究和实验改革研究,将自己的科研成果转化为实验教学的内容。如:早在上世纪90年代,当时的实验室主任孔令仁教授就将自己的“光化学氧化降解有机污染物”的研究成果转化到专业实验课“环境化学实验”中,开发了“萘水溶液中的光化学氧化实验”、“产生柱法测定萘水的溶解度”等新实验,近年还把新开发的“多功能光降解仪器”应用到教学实验中;杨柳燕教授把国家自然科学基金项目研究成果转化成“环境微生物学实验”中“有机污染物的微生物降解—高效脱酚菌的分离和筛选实验”,并将Ames试验转化为“鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物肝微粒体致突变性实验”;孙成教授把新技术“双波长与导数光谱法”应用到专业基础实验课“环境监测实验”中,开发了新实验“双波长与导数光谱法测定废水中苯酚与2,4-二硝基苯酚”;高士祥教授将其主持的国家自然科学基金项目“环糊精对难降解有机污染物的降解机理研究”的部分内容编写成研究性实验———“增溶实验”,应用于低年级学生的开放性实验中,等等。
2.2本科生创新性实验计划
南京大学自2007年4月起全面启动了大学生创新训练计划,由本科学生个人或创新团队在指导教师的指导下,自主选题、自主设计并完成实验。环境科学与工程实验教学中心在学校投入专项经费、设立创新训练指导中心的基础上,追加投入经费和人员指导,构建了完整的国家、省、校、院系四级大学生创新训练体系,积极组织学生申报,学生也展现出较高的科研热情和良好的实践能力。3年来累计申报通过65项,支持总经费26.7万元。其中2007年获得国家级、省级重点支持的7项,校级项目8项;2008年获得国家级、省级重点支持的7项,校级项目15项;2009年目前已获得省级1项,校级14项。迄今已结题16项,获得国家级优秀3项。
2.3开放性实验
南京大学环境科学与工程实验教学中心根据低年级学生主要接受化学、生物、物理等基础实验训练的特点,依据学校“优化课内”,“强化课外”的教学原则,为浦口校区一二年级学生开放实验室,设置开放性实验,提高低年级学生对专业的认识。开放实验的内容及手段均综合了多门学科,是集基础知识、学科前沿动态与实际应用为一体的综合性实验。其中包括:小麦受重金属胁迫实验研究、工业废水实验室模拟多级处理实验、浦园室内外环境空气污染检测与控制研究、浦园水体富营养化检测与控制研究等12项实验项目。参加学生120人次/年,并提交相应实验报告及论文[9-10]。
2.4本科生导师制度
为强化科研与教学的相互渗透,鼓励学生早期进入实验室进行科研训练,环境学院设立了本科生导师制度,吸纳本科生在二三年级即可自主选择导师、参与导师承担的重大课题的研究,并对本科生开放重点实验室、资料室,提倡本科生和研究生合作进行实验和研究活动,鼓励本科生学研结合,积极撰写和发表学术论文。在本科学习阶段,很多学生受益于创新性实验计划和本科生导师制度,发表了学术论文,参与了专利申请。近年来,本科生37篇,其中SCI论文10篇。
2.5本科毕业论文和设计与导师科研课题挂钩
多数本科生毕业论文和设计均从导师承担的课题中选题,使学生有机会接触学术前沿。根据近3年的统计,41%的本科生毕业论文选题来自指导老师承担的国家级课题,29%来自省部级项目。
3实验教学与工程应用和社会实践相结合的方式
环境科学与工程是应用性极强、与社会密切相关的学科,承担着解决经济发展中必然伴随而来的环境问题的重任。因此,实验教学中心突出理论教学与实际工程和社会应用的结合,鼓励学生走出象牙塔[11-12],通过多种方式达到关爱自然、服务公众、回报社会的目的。
3.1暑期学校
南京大学自2003年起实行3学期制,在暑期举办5周时间的暑期学校,着力培养学生综合素质。中心承担了环境学院“暑期学校”的教学任务,通过聘请国内外学者开设专题课及讲座、安排研究型实验、组织数学建模等竞赛培训、建立稳定的校外实习基地、以及开展多种形式的社会实践活动,锻炼学生的实践能力,并通过指导学生完成实习报告、小学期总结或撰写学术小论文等,提高综合能力。
3.2教学实习
中心与多家科研院所、企业、环保管理部门建立了长期的合作关系,拥有稳定的教学实习基地,为学生提供接触工程和社会的机会。这些基地包括:南京地理与湖泊研究所太湖生态系统实验站、中石化扬子石化水厂、南京大学宜兴环保科技研发中心、江苏泗洪洪泽湖湿地自然保护区、江苏省环境科学研究院、江苏省环境监测中心站、南京市环境监测中心站、常州市环境保护局、江苏戈德环保科技有限公司、江苏三强环境工程有限公司等。这些实习基地均有良好的设施、稳定的指导教师队伍,教学实习工作规范化、制度化,能满足不同专业教学实习的要求。其中南京大学宜兴环保科技研发中心为环境工程专业的学生提供中试基地,成为实验教学中重要的组成部分。
3.3暑期社会实践
暑期社会实践是锻炼学生能力、培养学生人文素养的重要手段,学生经过社会实践的洗礼后能达到“长见识,增才干”的锻炼效果。中心在学生实践方面给予了很高的支持力度,连续3年被评为“南京大学暑期社会实践先进集体”,多支团队和个人受到省级和校级表彰。以2008年为例,成功申请暑期社会实践团队9个,都非常成功地完成了实践任务,取得了优异的成绩,其中“湿地使者行动”、“绿色蒲公英”等实践团均引起了当地公众和媒体的关注和称赞。
3.4环保协会活动
中心通过支持南京大学环境保护协会的活动,在学生中开展各类环境主题活动,同时加强学生对外交流,服务于社会。如开展各类环保知识讲座;组织“绿色”系列活动———与南京大学青年志愿者协会合作在校内以及紫金山开展垃圾清理志愿服务;在南京市梅花山以及扬州市开展环境风险与人身健康调研系列活动;组织绿色活动、湿地使者行动等品牌活动。
3.5实验教学开到海外
为拓展人才培养视野,中心致力于本科生国际交流合作,将实验教学的课堂开到海外。
(1)本科生赴海外著名大学插班学习。每年均有人数不等的学生派到美国、澳大利亚、日本、芬兰和香港等地学习和生活,直接接受国外著名大学的熏陶,培养实验能力和国际化的眼光。
(2)赴美科学实践之旅。联合美国自然科学研究院和美国圣约瑟夫大学于2008年8月共同组织了一支包括2名教授、2名博士生、2名硕士生和8名本科生的学习交流团队,赴美国费城等地参加了为期20天的活动,以引导学生走出校园、迈出国门、接触世界、开拓视野,在理论联系实际的基础上深入探究环境问题的根源和本质,努力探求解决当前环境问题的有效途径。
(3)赴名古屋市、常州市污水处理厂参观比较实践。2008年8月,05级同学组团联系并参观了日本名古屋市的名古屋市宝神污水、污泥处理场、宝神废物回收利用中心以及挖留污水处理厂,通过与名古屋污水处理厂与工作人员深入交流,就名古屋市污水处理事业发展、现状、所面临的难题以及处理工艺等展开讨论,同时结合环境工程暑期实习前往常州市污水处理厂的生产实践,比较了两市污水处理发展情况,尝试找出差距,并探究了中国在发展污水处理时的着力点,如何预防缺乏远见的发展模式。
1环境科学专业实践教学的培养目标
根据环境科学学科的特点、发展趋势,特别是社会对环境科学专业人才的需求,要求我们必须培养高素质的环境科学创新人才及高级专业人才.创新人才应具有扎实的理论基础、科研技能和创新能力,毕业后主要从事环境科学教学科研和高层管理等;高级专业人才,应具有较扎实的理论知识、很强的实践技能,主要从事环境咨询服务、工程实施、环境管理等工作。
重庆文理学院于2000年开设了应用分析与环境监测专科专业,在此基础上,根据21世纪经济可持续发展对环境保护的要求以及西部大开发对环境科学专业人才的需求,于2002年申报本科4年制环境科学专业,并得到重庆市教委批准,2003年开始招生.2007年环境科学成为重庆文理学院的重点学科,2008年成为重庆市的特色专业建设点.目前,该专业具有环境监测与评价和环境治理工程两个专业方向.重庆文理学院环境科学专业人才培养目标为:培养适应社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,知识面宽、专业技能扎实、实践能力强、综合素质良好,在企事业单位和行政部门从事环境规划、环境管理、资源管理、环境监测、环境评价、生态修复和环境治理等方面的生产技术、技术开发、应用研究和管理工作的高素质应用型专门人才.根据环境科学专业的人才培养目标,重庆文理学院环境科学专业的实践教学目标为高素质应用型人才的培养.近几年,重庆文理学院环境科学专业在应用型实践教学体系方面做了大量的改革与探索,正逐步建立具有自身特色的应用型实践教学模式。
2多模块、多层次实践教学体系的建设与改革
我国环境科学专业实践教学在培养高素质环境专业人才中发挥了重要作用,并形成了由课程实验、课程/教学实习、社会实践、毕业论文/实践构成的实践教学体系.近年来,重庆文理学院在建立应用型人才培养体系方面做了积极的探索.目前,重庆文理学院的环境科学专业已初步建立了多模块、多层次的实践教学体系,该体系由实验教学、专业实习、科研训练3个模块组成,包含基本训练、提高型训练、研究创新型训练3个层次.实验教学模块由基础型、综合型、设计型实验组成,重在培养学生基本实验技能、方法和手段,使学生的科学思维能力和创新意识得到初步训练;专业实习模块由认知实习、课程实习、课程设计、生产实习、毕业实习、社会实践等组成,强化学生的社会实践感性认识,培养学生分析和解决实际问题的能力;科研训练模块由创新实践、学科竞赛、课外科技活动、毕业论文(设计)、参加教师科研项目或工程项目等组成,使学生得到科研训练,提高学生的创新意识和科研能力。
2.1实践教学平台的建设
重庆文理学院化学与环境工程学院利用学校自筹资金、日元贷款项目和中地共建项目等,建立了“环境科学与工程实验中心”、“化学教学实验中心”和“分析技术实验中心”,总面积约为3500m2,仪器设备价值1200余万元.开设的学科基础实验包括无机及分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、仪器分析实验,专业基础实验包括化工原理实验、环境化学实验、环境监测实验、环境微生物实验、环境生态学实验,专业方向实验包括室内环境监测实验、土壤与农化分析实验、环境工程学实验、水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验、固体废物处置与资源化实验、环境科学综合实验、环境治理综合实验.目前的教学平台已能满足我校环境科学专业及相关专业学生基础实验教学和专业实验教学的需要。
实习基地是实践教学的重要载体,基地建设的成效将影响实践教学的质量H.为便于学生实习、见习,经过几年的努力,重庆文理学院已在市内各区县建立了稳定的实习基地,在永川区环保局、永川侨立水务有限公司、渝北肖家湾污水处理厂、重庆市环境科学院、江津污水处理厂建立了稳定的见习基地,基本能满足学生实习、见习的需要,较好地为学生提供了拓展视野、亲身体验的场所.在学生见习或实习期间,还请有经验的环保技术专家指导学生实习,进行现场教育.通过见习、专业实习、毕业实习等过程训练,让学生深入了解社会需求及自身的不足,明确了学习的目的,激发学习的动力,提高了综合素质。
2.2实践教学内容的建设与改革
—般来说,高校本科生毕业至少要修完160学分,其中实验课程、教学实习及毕业论文等约为30学分.重庆文理学院环境科学专业加大了学生实践能力的培养力度,本科生毕业需修完186学分(其中第二课堂素质拓展10学分),实验课程环节为26学分,集中性实践教学环节(包括军事理论与训练、见习/社会实践、学年论文、专业实习、技能训练及证书、毕业实习、毕业论文)为35学分,显著增加了实践环节的时间,有利于学生综合应用能力的培养。
2.2.1实验教学的建设与改革
近年来,重庆文理学院环境科学专业实验教学条件得到了极大的改善,有力地促进了课程的改革与发展,促进了学科专业的课程建设5.学院现有重庆市精品课程《无机化学》,校级精品课程《有机化学》,校级重点课程《分析化学》、《环境学导论》、《环境监测》、《环境化学》和《水污染治理工程》等8门基础学科和专业课程.为了培养学生的综合应用能力和设计创新能力,结合教师的科学研究成果和新的研究方法、技术,于2009年自编了实验教材《环境科学综合实验》和《环境治理综合实验》,并于2010年试用于2007级环境科学专业的学生,取得了良好的效果。
(1)实验课程体系的科学化
环境监测与评价方向:目前,在这方面的人才培养普遍存在只重视环境科学专业教学,而忽视环境工程教学.学生对环境工程知识了解少,实际中的应用能力差63,且普遍重视水体和大气污染物质的测定,而弱化甚至忽视室内污染物质、土壤污染物质的监测67,不利于培养具有良好综合素质的应用型人才.为了适应现代社会对应用型环境监测和评价人才的需求,重庆文理学院环境监测与评价方向在专业课程别设置了环境工程学(实验)、室内环境监测(实验)、土壤与农化分析(实验)、环境科学综合实验。
环境治理工程方向:目前,这方面的专业课程设置尚无统一的标准,主要根据各校的办学情况或所依托的学科专业自行设置68.—般开设的实验课程主要为水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验和固体废弃物处理处置实验.但是,仅开设这些实验课程,无法满足用人单位对学生工程应用能力的要求,学生的综合能力、设计能力和创新能力培养无法得到保证.为了适应社会对环境工程人才的需求,重庆文理学院在这个方向的专业理论课程上增设了工程力学、测量学,实验课程增设了测量学实验和环境治理综合实验。
(2)实验教学课程内容改革的深化.
随着我国社会经济的高速发展,需解决的环境问题愈来愈复杂,因此环境科学专业教学必须与时俱进.但目前我国环境科学专业实验教学主要以满足各课程的基本要求为目的,多数高校的实验教学内容相对稳定,一些实验内容陈旧,课程实验基本以单一实验为主,很少开展现场实验和集成实验,缺少学生自主设计实验,既不能体现实验教学的先进性和实用性,也难以培养高素质的环境科学创新人才和高级专业人才。
重庆文理学院环境科学专业的实验教学始终坚持与时俱进的原则,结合实验室的建设,逐年改进、更新了部分实验内容,加大了综合性、设计性实验项目的比例,促进了学生对知识的综合应用能力和创新能力的培养。此外,重庆文理学院环境科学专业适应国家环境保护和实验先进性的需求,将教师的科研成果或新的研究方法、技术改编成实验,进一步培养学生的应用性和创新性能力.如将“聚乙烯醇包埋活性炭小球处理含铬废水的研究”和“聚乙烯醇包埋活性炭/纳米TiO2微球处理含铬废水的研究”的研究成果及研究方法,改编成“聚乙烯醇包埋活性炭微球吸附废水中的铬(VI)”实验,将“粉煤灰絮凝剂处理实验室废水实验研究”的研究成果与研究方法改编为“粉煤灰絮凝剂的制备及其实验室废水处理”实验.另外,还根据学校所在的环境条件,设置了具有自身特色的一些实验项目,如“星湖校区空气质量评价“胡水中溶解氧含量的日变化”、“水体富营养化程度的评价”、“富营养化湖中藻类的测定”等,不但提高了学生实验操作能力,同时也激发了他们对专业研究的兴趣.。
2.2.2教学实习的建设与改革
教学实习是大学生实践教学体系中的一个重要组成部分,是贯彻理论联系实际的教育方针,培养社会需要的德才兼备人才的重要环节;是巩固所学理论知识,提高学生分析问题、解决问题,培养创新与创业意识&0,学以致用和适应社会的能力,增强职业意识,进行基本技能训练的重要途径.虽然,重庆文理学院环境科学专业的实习、见习基地已能满足学生的实习、见习需要,但是也存在着显著的缺陷,主要表现在基地单位的性质较为单主要为各区县的环保局和污水处理厂,长此以往将不利于专业的发展和学生综合应用能力的培养.因此,有必要加强与具有良好环境行为和环境绩效的研究机构、企业集团、社会团体等组织,以双蠃互惠、共同发展的原则,通过有效的科研合作,建立实习教学基地.前期的调查表明,众多的企事业单位愿意与高校通过科研纽带建立长期的互惠合作关系,多元化的实习基地建设应是可行的,目前这方面的工作正在逐步地开展。
根据人才培养目标和学科特色,重庆文理学院环境科学专业建立了分年级、分阶段、分层次组织实习教学的机制.但是,随着我校应用型高校的定位,实习时间过短、时间段不合理的问题曰益凸显,特别集中体现在毕业实习上.经认真的调查研究后,我校环境科学专业毕业实习由原来的9周调整为26周,时间由原来的第7学期1~9周调为第7学期第8周后(即毕业论文之后),从而在时间上为学生的实习效果提供了充分的保障.这也在一定程度上解决了实习单位对学生实习时间过短的不满,有利于加强与实习单位的长期合作。
2.2.3科学实践的建设与改革
科学实践是培养高素质环境科学专业人才的重要环节,主要包括学生参与教师的科研课题、科研申请、毕业论文/设计等.以往,由于教师担心学生的科研能力,不愿意学生参与自己的科研课题,即使有,也仅限于个别的高年级学生.但是,这种状况是极其不利于学生创新能力培养的,而且也不利于营造良好的学习风气.为了解决这一问题,重庆文理学院环境科学专业逐步建立、完善了学生参与教师科研的激励机制,每年均选择部分低年级(主要为二年级)的优秀学生(约为学生总数的10%~20%)补充进入教师的课题组从事科研工作,并且鼓励教师指导学生参与学校校级科研课题的申报、立项课题的完成.近3年学生校级科研立项达25项,涉及学生100余人,近10篇;特别是2008级学生科研课题达14项,涉及学生近半.无论是教师科研还是学生课题,过程中始终坚持以学生为主,教师指导的原则.经过2~3年的培养,这些学生毕业时均初步具备了开展科学研究的能力,整体素质较高.目前,环境科学专业逐步形成了学生科研能力培养的梯级机制,高年级学生逐渐成为教师科研的有力助手,能够有效地协助教师完成对低年级同学的辅导.学生科研创新能力的提高,极大地促进了学生参与各类科技竞赛的激情.近年来,学生在各类科技竞赛活动中获得了优异的成绩:1人次获“挑战杯”全国大学生课外学术作品全国三等奖,1人次获“全国大学生英语竞赛”二等奖,3人次获“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛重庆赛区二等奖,2人获“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛重庆赛区金、银奖,3人次获重庆市大学生“数学建模”比赛一等奖,2人获重庆市大学生“校园之春”活动之“我型我塑”环保服饰设计大赛及环保工艺品展二等奖,1人获重庆市大学生校园之春”社团之光“摄影展”之“我在社团”摄影大赛三等奖等。
毕业论文/设计是本科生在校期间创新性科研实践的最重要环节,毕业论文体现了学生的科研水平,也反映了学校实践教学的水平M.重庆文理学院环境科学专业狠抓学生毕业论文各教学环节,在学生毕业论文中安排所有具有讲师及以上职称的教师担任指导教师,并建立了相应的管理及考核制度,有效地提高了学生毕业论文/设计的水平.2006~2010届学生毕业论文经专家评审论文合格率均为100%,获得学校优秀毕业论文/设计的学生占毕业生总数的10%,优良论文占50%.
2.3实践教学管理的建设与改革
良好的管理是保证环境科学专业实践教学取得成效的关键—.重庆文理学院化学与环境工程学院以教学副院长为责任人,教研室主任为组织人,教师为执行人,建立了实践教学的管理与考核机制和制度,并将学生的社会实践纳入正常的实践教学体系,建立和完善了实践教学成绩评定方法.近年来,我国的就业压力使大部分的高年级学生不能安心毕业论文/设计等实践环节,既影响了学生潜能的发挥,也影响了实践教学的质量.自2007级学生开始,重庆文理学院环境科学专业学生的毕业论文/设计时间由第8学期的第1~8周调到第7学期的第1~8周,避免了学生毕业论文/设计完成时间段与学生就业时间段的冲突,从而有利于进一步提高学生的毕业论文/设计的质量.同时,学生的毕业实习时间由第7学期的1~9周调为第7学期第8周后,实习时间也由9周延长为26周,不仅确保了学生能专心实习,有利于学生就业,也进一步增强了实习单位对学生的接受度。
3实践教学的成效
重庆文理学院环境科学专业应用型实践教学体系正逐步建立,已为国家培养了一批优秀的环境科学专业高级人才.从2007年第一届学生毕业至2010年,环境科学专业已经有4届毕业生,80%以上的学生取得了1~2个高级职业资格证书,且毕业生的综合素质和应用能力均得到了社会的认可.各届毕业生一次性就业率均在90%以上,最终就业率达100%,主要在区县环保局、企业、自来水公司、污水处理厂、环境咨询机构等生产第一线从事环境监测、水质监测、室内污染物监测、环境管理、污染物治理、水处理和环境评价等工作.从用人单位反馈的意见表明,学生在工作半年以后都能独立地开展工作,并具有较强的分析问题、解决问题的能力,有相当一部分毕业生已经成为了所在单位的技术骨干。
当然,随着我国社会经济的高速发展以及环境问题的日益复杂化,对环境科学专业人才综合应用能力的要求也呈快速提升趋势,对环境专业应用型人才的培养提出了更高的要求,这对于我校环境专业的发展既是一次挑战,也是一次难得的发展机遇.如能顺应社会经济发展的需求,准确把握发展的方向和机遇,进一步构建更完善的环境科学专业应用型实践教学体系,将极大地有利于我校环境科学市级特色专业的建设,有利于我校环境科学专业应用型高级人才的培养,并且也有利于打造一支具有团结、拼搏和奉献精神的教学、科研队伍,促进学术梯队的形成.如在实验教学改革尝试中,许多实验内容是当代比较前沿或前沿的技术和方向,涉及的知识面广,教师不但要有本学科扎实的理论基础,较高的实验技能,还要加强业务学习,不断更新自己的知识,才能够胜任实验教学,从而有效地促进教师实验教学水平和科研能力的不断提高。
4结语