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国内外环境工程专业创新课程体系的研究进展

发布时间:2017-01-02 14:47

一、环境工程专业创新课程体系建设的目的与意义


环境问题是指人为引起的生态平衡被破坏或环境因素被改变,直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题。环境问题的出现,其实质在于人类社会的发展与自然环境之间的关系出现了严重的失衡,而围绕解决环境问题所做的一切努力以及因此而产生的技术方法和手段,则是环境工程学科所涉及的主要内容。


环境工程专业是一门交叉学科,与许多学科有着千丝万缕的联系。目前,由于国内外对工程教育和实贱教育越来越重视。因此,如何使学生在本科四年的学习过程中既有扎实的理论基础,又有一技之长,同时适应社会发展的需求,成为了环境工程教育面临的一大难题。而要培养既有专业素质又掌握一技之长的环境工程本科技术人员,其首要问题就是完善课程体系的建设,这也是人才培养是否符合规范要求和是否具有特色的关键所在。


二、国内外环境工程专业创新课程体系研究进展


环境工程是在20世纪60、70年代的全球社会、政治动荡年代兴起的。1970年,在新成立的美国环境保护局的不懈努力下,环境工程学科的地位得以确立。1970年之前,只有环卫工程师通过建造城市和工业废水处理厂来实现对环境的保护。到了80年代,经过工程技术培训的环卫工程师们改名为环境工程师,以便更好地与新环境保护局更广泛领域的环境职责保持协调。现代环境工程学科在经过20多年的发展历程后,正处在强劲发展阶段,涉及了大量的民用、化工及农业工程等领域。


在过去的20多年中,美国环境科学与环境工程领域的发展极不平衡。环境工程领域的科学研究经费不仅很不稳定,环境工程从业人员也面对着很多不稳定因素的挑战。有些大学院系内部的相关专业设置数量都在增加,也有些大学,涉及多学科的环境工程专业却在减少;正在服务于环境工程学科的从业人员都是一些有学术背景的环境科学专家而不是环境工程专家。最近,美国在环境工程领域出现了三种旨在改变目前现状以求得进一步发展的环境工程学科模式:第一种是以环境科学为基础的环境工程发展模式;第二种是可持续发展模式;第三种是依靠技术进步的模式。


欧洲环境工程专业的教学计划尚无统一模式,不同学校大多根据自身传统学科的特点和优势及政府机构和市场的需求,将环境工程专业教学纳入到传统专业中或作为主要的专业方向,独立设置的环境工程专业本科教学计划在欧洲并不普遍。目前,欧洲的许多高校或研究机构设有环境工程或环境科学硕士学位教学计划和有关课程,这些教学计划学制大多为1-2年,面向已获得学士学位的人员开设或实行5年一贯制的硕士培养方式,学生毕业后可授予环境工程学位或以环境工程为专业方向的传统工程学科学位,前种情形对高层次的学生更具吸引力。此外,有不少高校设有面向职业工程师的环境工程硕士培训课程,这与我国目前的工程硕士的培养模式较为相似。


我国环境工程专业的课程设置在教育部颁布的有关环境工程专业规范的指导下,在设置基础课和专业基础课以及选修课时主要是围绕“三废”处理。统一的专业规范对规定基本的教学内容有一定的帮助,但也会导致不同学校之间在培养计划、课程设置上出现雷同,进而失去自身的特色。纵观各个高校的环境工程专业,大致由以下三种形式发展而来:第一,以清华大学、同济大学为代表的传统的市政工程专业发展而来的环境工程专业;第二,以南京大学、浙江大学为代表的由传统的化学、化工类专业发展而来的环境工程专业;第三,由其他矿业、石油、冶金、地质、海洋、农业等院校的相关专业发展而来的环境工程专业。


三、环境工程专业创新课程体系建设背景


2008年临沂师范学院下发了《关于制定2008版本科培养方案的意见》(讨论稿)。根据学校的要求,组织教师搜索资料,使其掌握国际上着名学校对环境工程课程体系的设置。研究发现,各大学的课程都是根据该国或者当地实际设置的,因此各有特色、各有所长,并且都达到了很高的水平。


临沂师范学院主要参阅了新加坡大学环境工程专业的课程体系。之所以选择新加坡大学,主要是基于两个方面的考虑:中国和新加坡在文化、经济发展等方面存在相似之处。另外,新加坡国立大学环境科学与工程的课程设置是国际一流的课程设置,而且得到了国际上的广泛认可。他们有的课程,特别是专业基础课,临沂师范学院可以直接植入,如:“Airpol-iutionassessmentandcontrol”空气污染评价与控制)、“Haz-ardousandsolidwaste”(危险固体废物)等,但是有些课程临沂师范学院进行了适当调整,如“Environmentalmicrobiology&biotechnology”(环境微生物学与生物工艺学)调整为“环境微生物学”(Environmentalmicrobiology);另外根据临沂师范学院的专业特点删除了部分课程,如“Climatechange”(气候变化),“Energyresources”“conservationandalternatives”(能源保护)等课程。


另外,临沂师范学院还参考了美国爱荷华州立大学、耶鲁大学环境工程专业以及佛罗里达大学环境工程专业本科生与研究生的课程设置。由于国外大学环境工程专业各有其地域特色,因此简单照搬照抄是绝对行不通的。


近年来,临沂师范学院根据教育部高等学校环境工程专业教学指导委员会制定的《环境工程专业认证标准(试行)与《环境工程本科专业认证补充标准》,并充分结合已经召开的四届“大学环境类课程报告论坛”的主要精神,同时参考“注册环评师”、“注册环保师”以及《环境影响评价岗位培训教材》的主要内容,临沂师范学院进行了课程设置和调整。新课程的改革主要依托以下几方面的实施意见:


(一)指导思想


以应用型人才国际化培养模式改革为契机,积极推进课程体系建设和教学方式方法改革,进一步推进课堂教学模式改革,同时强化课外学习体系建设,重点突出学生能力培养和技能养成,以此提高人才培养质量和社会适应性。


(二)完善课程结构体系


在课程体系设计中,进一步加大实贱训练课程的比重,同时突出学生能力培养,并科学处理讲、练关系,按照三个“三分之一”的比例设计课程并组织教学,即把全部课程和课程教学内容按照各“三分之一”的比例设计:三分之一的课程(教学内容)采取讲授方式组织教学,三分之一的内容以边讲边练的方式组织教学,三分之一的内容以训练方式组织教学。


(三)改革课堂教学模式


进一步解放思想、更新观念、改革课堂教学模式,变灌输式教学为问题式、启发式、互动式教学模式,同时改变课堂以讲授为主、课内以巩固提高为主的传统教学模式,实现理论课与实贱环节的合理分离与有机结合,使课内课外形成一个有机整体,重点围绕以下几个方面进行改革:1.课堂教学改革。


(1)教学内容精心设计课堂教学内容,改变传统的系统讲授模式,使课堂教学内容的设计充分体现出学生的学习主体地位,并与作业布置有机融为一体。一般来说,课堂讲授内容一般包括以下几种类型:一是重点、难点和新知识点的讲授;二是学习方法的指导;三是教学内容的基本线索与基本思路;四是学生预习自学无法完成的部分或需要提高的部分。其余内容均通过学生预习、复习完成,并以作业、测验、训练等形式进行检查。


(2)组织形式改变以教师为主导、以讲授为基本形式的传统课堂教学模式,强调突出学生的主体地位,建立以学生为主体、教师组织、全校服务的教学模式。课堂教学以问题式、启发式、探宄式为主要教学方式,并根据教学内容及学生学习需要灵活选用,一般可采取讲授、讨论、训练、讲练结合等形式。


2.课外学习体系建设


以自学指导、课外训练、实习实训为主要内容,以课外作业为基本形式,进一步完善课外学习体系建设,强化学生课外的学习训练。


(1)强化预习性作业进一步强化预习环节,充分发挥预习环节在教学中的作用。主讲教师要精心设计预习作业,并在教学组织前布置给学生。预习性作业一般包括以下三种形式:一是以知识为主要内容的基础性预习,即通过学生自学,使学生掌握通过自学即能够学会的内容,以便教师减少课堂讲授时间。同时,针对教学内容找出问题和难点,以便教师确定课堂讲授和辅导答疑的重点;二是以研宄为主要内容的提高性预习,教师针对课程教学内容,以强化学生的思维训练和提高创新能力为主要目的,布置预习性作业,使学生在某些方面或某个问题上具有一定的研宄基础,以此为课堂讨论准备条件;三是以基本操作为主要内容的实贱性预习作业,使学生通过预习,掌握实验实训所需的基本技能或仪器设备的基本操作规范,以此为课堂实验实训奠定基础,提高课堂教学效果。


(2)提高实贱性作业比重为了提高学生的实贱能力以及强化技能培养,提高实贱性作业在作业中的比重显得尤为重要。实贱性作业一般包括实验、实习、实训、观摩、顶岗、调查等形式,主讲教师可根据课堂的性质、特点及学生的实际需要科学确定实贱性作业,并通过实验报告、实习报告、调研报告等形式进行检查督促。


(3)增加巩固提高性作业的数量进一步健全课外学习体系,增加巩固提高性作业的数量,使学生进一步巩固基础知识、基本理论和基本技能。同时增加以研宄、拓展为主要内容的提高性作业数量,并通过习题、读书笔记、论文、实验报告、设计说明书等形式进行检查督促。


通过课程体系的改革,特别是理论教学环节与实验教学环节的合理分离与有机结合,理论教学课程的门数减少了,但课程的内容却得到了凝练,教学的重点也更加突出,同时实验教学课程的门数随之得到了增加。实验教学与相关理论教学在内容上紧密结合,成为理论课程教学内容的自然延伸和必要补充,使学生能够更好地认识、理解和把握理论课程中学到的基础理论和基本知识。


四、环境工程专业创新课程体系的特点


第一,强化理论基础和工程专业基础,提升学生的基础研宄能力。为了提升学生的基础研宄能力,提高学生的综合竞争力,将环境工程专业的数学课程调整为”高等数学“、”概率统计“、”线性代数“,使学生能够更为系统地学习数学知识。保留原来的“普通物理学”,并加大课时量。化学课程进行调整,强化学科化学基础。为强化学生的专业基础,现对环境工程专业培养计划中的化学课程进行了课程合并以及对环境工程的化学课程进行了系统优化,现调整后开设的化学课程为:“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”、“物理化学”。同时,加强工程专业基础,加开“电工学”、“工程力学”、“流体力学”等课程,但保留原来的“计算机辅助工程制图“和”信息基础“等课程的主要内容。


第二,对专业基础和专业课程进行调整,突出环境工程的实用性教育。为了使学生在社会上的竞争力得到提高,在课程设置上,除了传统的治理技术课程以外,一方面强调现有社会的需求,做到与时倶进,同时强调教学的实用性,扩大知识面,并充分考虑环境工程学习的系统性,环境工程开设的专业课程主要为:”环境监测“、“环境工程微生物”、“环境工程原理”、“水污染控制工程”、“大气污染控制工程”、“环境评价”、“固体废物的处理与处置”“物理性污染控制”“环境规划与管理”等。为提高学生的动手能力,充分利用各种资源培养学生的实贱能力,在专业课程的开设同时开设实验课程。


第三,结合学校特点,以重点课程建设带动环境工程专业发展,同时加强拓展学生的知识面,并且以“注册环评师”“注册环保师”考试科目作为参考。临沂师范学院的环境工程专业是在原来的地理专业的基础上建立起来的,因此在开设了“环境土壤学”“室内空气质量研宄”“清洁生产”“环境信息系统”“仪器分析”“城市环境学”等课程时,还开设了“环境工程名着导读”“环境专业英语”等课程。


第四,为强化人文社科知识的要求,注重学生能力的全面培养,将“其它选修课”设置为全校公选课,其中包括美术与艺术、经济管理、中国传统文化、音乐修养、美术、科学简史与英语口语等知识。


第五,加强实验和实习课程。环境工程专业及市场要求学生具有扎实的理论基础知识、宽广的知识面,同时也要求学生具有较强的分析和解决问题的能力,然而,分析和解决问题能力的训练则有赖于较多的实验和实习训练。对于高校来说,这方面主要的问题还体现在资金方面,如何在现有的实验室水平上,尽可能多地提高学生的动手能力,增加学生实验和实习的机会,是各高校面临的又一问题。实验课程方面,在现有的实验室水平基础上,主要的基础课、专业课应尽可能多地开设实验项目。实习方面则分为认识实习和生产实习。认识实习主要是使学生获得污染物治理工程、工艺、设备方面的感性认识,学生可以参观考察各个不同工艺的污水、大气、固废治理实例;生产实习可以将学生安排在环境监测站、污水处理厂或工厂的污染控制工程,让学生了解环境污染处理和控制的现状以及掌握污染控制工程的设计和施工程序等。这样一方面解决了学校实习场所、器材不够和落后的现状,另一方面也让学生了解到了环境部门的状况,使学生的专业学习与生产实际紧密相联。


第六,有组织的环保活动为学生实贱能力的培养开辟了广阔的空间。环保照片征集、环保课件制作大赛、环保知识竞赛、环保进社区、环保演讲赛、环保科技论坛等大型活动有效地促进了学生的积极性和环保意识,增强了其在学校及社会的影响力。根据专业培养目标、学科发展趋势和可持续发展的需求,不断地进行培养方案的优化和修订。所有课程基本上实现多媒体教学手段,大部分专业课程设置有实贱课程并设有配套经费。部分课程设置小论文教学、英文文献阅读、案例分析讨论等互动式教学模式。通过学生参与的交互式教学方式,以期达到拓宽学生思维和提高教学效果的目的。


环境工程课程体系改革着重于工程技术人才的培养,培养模式中以自然科学、人文社会科学及工程技术三类基础课构筑平台,培养过程注重理论联系实际,工程实贱贯穿教学全过程,使学生把专业理论与解决工程的实际紧密结合,有利于学生的个性发展和创新能力的培养。据此,将课程体系分为三大模块,即通识教育平台课程、学科专业基础平台课程和专业(方向)课程。课程设计、专业实习、职业生涯设计、毕业设计(论文)等实贱环节独立设置。新的课程体系的构建充分体现了人才培养改革方案中对人才培养理念、人才培养目标以及优化学生的知识、能力和素质结构等方面的要求。课程体系的建设有利于促进教材建设和师资队伍建设,有利于教学资源的优化配置,有利于提高教学管理水平和教学实贱效果。


作者:徐树建,刘艳(临沂师范学院化学与资源环境学院,山东临沂,276000)

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