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1.1教學模塊的選擇
環境化學本身內容非常豐富、復雜,涉及污染物在各圈層環境介質中的化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法。現有的經典《環境化學》教材多分為七章或七章以上,在有限的教學課時里,不可能講完全部的教材內容,所以必須對現有教材內容進行有機整合。改革后的課程教學內容仍以“水環境化學”、“大氣環境化學”、“土壤環境化學化學”和“生物體內污染物質的運動過程及毒性”四大塊內容為主體,但把后面的“典型污染物在環境各圈層中的轉歸與效應”穿插入“水環境化學”部分,把“有害污染物及放射性固體廢物”整合入“土壤環境化學部分”。這樣的整合既以基本原理為主,又涉及領域廣泛,內容豐富,還避免了不必要的重復,形成同時兼顧系統性和前沿性,基礎性及創新性。
1.2引入“經典案例”
為了增強教學效果,將一些全球性、公害性的重大環境污染事件作為案例進行引入教學模塊。大氣環境化學部分放入“洛杉機煙霧”、“倫敦煙霧”和“多諾拉煙霧”等事件,水環境化學部分融入“水俁病”、“痛痛病”和“劇毒物污染萊茵河”等案例,土壤環境化學部分引入“切爾諾貝利核電站泄露事件”,生物體內污染物質的運動過程及毒性納入“米糠油事件”。這些著名“污染案例”的引入,使枯燥、難記的化學知識轉化為活生生的案例,增加了學生對專業知識的理解,營造出了生動而活躍的課堂氣氛。
1.3增加“熱點案例”
環境問題總是隨著科技和經濟的發展而不斷發展,社會的每個發展時期都有其特殊的熱點問題需要研究解決。比如近30年來一直是全球環境熱點問題的“南北極臭氧空洞”,“溫室效”,近20年來被廣泛研究和討論的“環境內分泌干擾物”、“持久性有機污染物”,目前冬季在我國大多數城市都會出現的“霧霾天氣”等。在學習重金屬污染時,結合2010年12月發生的安徽懷寧100多名兒童血鉛超標。學習有機物污染時,聯系2010年4月的墨西哥灣漏油事件。在講授水體富營養化時,介紹2007年6月發生的太湖藍藻事件。這些在我們的時代、我們身邊實實在在發生的事例,給學生留下了深刻的印象,極大地激發了他們的學習熱情。
1.4領略發展新動向
環境化學仍然是一門處在迅速發展之中的交叉學科,其研究領域非常廣泛,幾乎深入到環境的各個領域,如土壤、大氣、水體和生物圈,許多環境污染事件的深入研究和解決都依賴于環境化學的發展。由于新理論、新方法和新技術的不斷出現,現有的教材內容會相應的滯后。為使學生了解環境化學的最新發展動向,必須將國內外該學科領域出現的前沿知識和方法技術通過課堂介紹、討論等形式納入教學內容。
2教學方式的多元化
2.1采取互動式教學
課堂是需要教師和學生交流的場所,不應該由教師“滿堂灌”。在引入“經典案例”和“環境熱點案例”時,我們采用互動式教學模式。比如在講述2005年11月的“松花江污染事故”時,我們讓學生分析污染發生的原因、主要污染物是什么,污染物在環境介質中的形態、行為和環境效應如何,最后讓學生思考提出合理的解決方案。這個問題的分析和解答過程中,要動用大量的知識點,比如水體有機污染的分布和形態、污染物在水體中是如何遷移和轉化的,各種形態污染物對水體、土壤生態效應如何,對水生生物及人體的毒性效應如何。哪些措施可以控制污染物擴散,哪些措施可以促進污染物的較快去除。這種方式的實施明顯有助于提高學生的分析問題、解決問題的能力。
2.2建立穩定的校外實踐基地
校外實習基地是理論知識和實際應用銜接的紐帶。我們與地方環保部門、污水處理企業、垃圾填埋廠、固體廢棄物公司、研究機構、社會團體等多個組織簽訂了長期的教學實習基地協議,這些基地的建立為環境化學的實踐教學提供有力的保障,同時也很好地促進了地方與學校的通力合作、共同發展,以達到高校產業化目的的關鍵環節。將課堂枯燥的理論知識與我們身邊的實際環境問題緊緊地結合起來,使抽象的問題具體化,極大地調動起了學生的能動性與積極性,學生畢業后很受用人單位的好評。
2.3以科研帶動教學
將科研融入教學有助于培養學生創新能力,實際情況學生的確更愿意參與到科研活動中來。近幾年我校實行了“大學生科技創新訓練”計劃,在項目中我們實施了優秀學生的導師制,學生可以從低年級就直接參加到科研工作來。另外,我們還將老師新的科研成果改編成具體實驗,使學生能接觸到最前沿的知識和技能。以科研帶動教學的實施,使學生畢業時已具備很強的實踐操作能力,并初步具備了科研能力。
3考核機制的結構化
生的培養目標及現狀近年來,我校環境科學與工程學院充分依托學院“環境科學與工程”湖北省重點(特色)學科、“礦區重金屬污染防治與資源化”湖北省協同創新中心、“礦區環境污染控制與修復”湖北省重點實驗室、黃石市環境工程省級生產力促進中心等省級優勢科研平臺和持有的國家環境影響評價、環境工程設計等資質,按照培養“面向環保行業、服務區域經濟、注重工程實踐”環境工程專業人才的科學定位,以培養應用型環境工程高級技術人才為目標,以服務地方經濟為根本,將環境工程的產、學、研有機結合,努力建立注重創新意識、創業精神和實踐能力的全日制專業學位碩士研究生培養模式。目前,我校與武漢大學、武漢理工大學等重點高校及武漢工程大學等省屬地方高校開展了環境工程專業學位碩士研究生的聯合培養工作。截至2014年3月,我校已聯合培養環境工程專業學位碩士研究生7人,其中已畢業4人,在讀3人,碩士畢業生受到社會的一致好評。
2我校環境工程專業學位碩士研究
生聯合培養模式的探索我校聯合培養碩士研究生分為2個階段完成。第1階段為碩士研究生第1年在招生單位修完規定的專業基礎課。此階段將為碩士研究生提供系統的專業理論課程學習,為后續開展本領域的應用基礎研究奠定基礎。第2階段為碩士研究生到我校開展畢業論文的相關工作。此階段實行雙導師制,以我校兼職碩士研究生導師培養為主,雙方共同指導碩士研究生完成學位論文。碩士研究生通過2個階段的學習,既發揮了招生單位理論教育的優勢,又充分利用了我校服務地方的科研和實踐平臺,以地方需求為依托共同培養碩士研究生。在第2階段的培養過程中,堅持以當地經濟社會發展進程中生態環境建設需求為導向,以碩士研究生職業需求為目標,全面提升碩士研究生的專業實踐應用能力和科研創新能力,將人才培養和項目緊密結合,強調理論與實踐相結合,注重多渠道協同創新。這一階段將突出項目案例剖析和實踐研究,靈活運用團隊指導、現場調研、室內實驗研究、模擬訓練等方法,著重培養學生研究實際問題的意識和能力。在具體的碩士研究生培養過程中,始終堅持“項目帶科研、科研促工程、工程促培養”的應用型環境工程專業碩士研究生培養原則,通過參與項目和解決實際問題來提高專業學位碩士研究生的創新能力和實踐應用能力。其中,與武漢理工大學聯合培養的專業碩士研究生殷斌結合黃石市磁湖水污染控制工程實際,開展磁湖底泥重金屬污染生態風險評價,對底泥資源化過程中重金屬的溶出規律進行了相關研究,該課題獲得了湖北省高等學校優秀中青年科技創新團隊項目和湖北省水利科研重點項目資助。
在聯合培養碩士研究生的過程中,我校環境科學與工程學院建立以碩士研究生導師為主導的科研團隊,從而解決了學院教授—青年教師科研團隊項目開展、碩士生—本科生—專科生3個層次學生培養和高中低年級“傳幫帶”中的難題。在碩士研究生導師的科研項目背景下,青年教師校級創新團隊帶領碩士研究生指導本科、專科學生積極參與各項科研活動。此外,通過聘請“楚天學者”等高層次人才的方式,與外單位合作,充分利用外單位的科研條件和師資力量培養碩士研究生。其中,與武漢理工大學聯合培養的專業碩士研究生劉瑋玲聯合中國科學院地球環境研究所,根據當前黃石市大氣環境的實際,率先開展了黃石地區大氣微細顆粒物中碳氣溶膠污染來源解析研究,為下一步黃石市大氣顆粒物污染源成分譜的建立和大氣污染防治工作奠定了良好的基礎。這樣既提高了碩士研究生的創新意識和實踐能力,也提升了青年教師的學術水平和服務區域經濟社會發展的能力。經過幾年的努力,我校環境科學與工程學院專業學位碩士研究生的培養取得了一些階段性的成果,但同時也面臨一些急需解決的問題。這主要是由于我校聯合培養專業碩士研究生學科較分散、規模較小,且我校又缺乏系統和專門的管理培養體系,導致出現培養方式單一、學術氛圍淡化、學術社團活動缺失、專業導師隊伍偏少、項目研究經費不足等問題。
3我校環境工程專業碩士研究生聯合培養的主要對策
我校環境工程專業碩士研究生聯合培養的主要對策如下:
1)科學合理定位,構建應用型研究生培養模式。
由于專業學位教育要凸現職業性和實踐性的特點,傳統的學術型碩士研究生培養模式將難以適應專業學位碩士研究生的培養需求。除了制定符合應用型專業學位碩士研究生人才培養方案的課時和學分之外,更應該使科研實踐環節目標考核機制具有指導性和可操作性。實踐環節的實施,可通過提前進合培養導師課題組、到重點科研院所短期交流、到相關企業實習等方式,構建全程化、多層次的綜合實踐能力培養模式,以彌補課程學習中科研實踐環節的不足。
2)加強導師隊伍建設,完善導師遴選和管理制度。
應用型高水平碩士研究生的培養,離不開高水平的導師隊伍,在通過重點實驗室、協同創新中心等省級重點科研平臺吸引和鞏固高水平人才隊伍的同時,應與招生單位碩士研究生導師資格要求保持一致,逐步完善校內兼職導師遴選制度,形成一支年齡結構合理、職稱比例合理并擁有豐富服務地方經濟社會發展經驗的導師隊伍。只有建立完善、規范的遴選機制和相應高水平的導師隊伍,碩士研究生的培養才能真正實現量和質的雙重飛躍。例如,我校在積極籌建院士工作站、引進楚天學者等高層次人才的同時,利用多種渠道資助青年教師到國內外高水平科研機構訪問學習和交流,并定期開展與本地企事業單位的相互交流。
3)加強協同合作,建立開放型碩士研究生培養模式。
除利用自身已有的科研平臺和師資力量之外,還可組建包括高校、研究所和企業在內的協同創新中心,這種開放式合作方式為聯合培養專業學位碩士研究生提供了更廣闊的學術視野和科研實踐平臺。以相關企事業單位的需求為目標,以項目牽引合作,在生產實際中解決急需的技術難關,既能有效地利用校外科研單位的科研資源,又能加強各單位間的學術交流,有助于提高碩士研究生的學術水平和科研實踐能力。通過這種開放式合作方式使專業學位碩士研究生的培養實現了圍繞服務地方經濟社會發展的“教學+科研+生產+開發”培養模式。例如,與武漢工程大學聯合培養的碩士研究生王振根據磁湖水體富營養化較嚴重的環境問題,用曝氣生物濾池亞硝酸型生物脫氮技術實現水體脫氮,其研究成果已申請發明專利1項。
4)營造良好的學術氛圍,完善學術監管機制。
地方高校長期以教學為主導,學術監管機制不完善。作為地方高校,應建立與招生單位的長期溝通機制和聯合培養碩士研究生的管理辦法,將聯合培養研究生納入雙方學校的統一管理,并通過開展各種學術交流活動和建立科研激勵機制來調動碩士研究生的學習積極性,提升學校的學術氛圍,同時通過招生單位和聯合培養單位導師的相互配合,加強對碩士研究生思想品質、學術道德等方面的引導,將其貫穿于聯合培養過程的各個環節,如研究方案的制定、實驗及實踐效果的監督、開題報告和中期報告的考核、學位論文的檢查、畢業答辯的預評審等,使學生能夠自覺遵守學術道德規范、抵御學術不端行為。
4結束語
1.優化課程結構體系。我校設置了人文社科、公共基礎、學科基礎、專業課程、實踐教學、素質教育、創新創業教育七大平臺,各平臺既相互聯系又逐層遞進,體現了人才培養的基本規格和全面發展的共性要求,實現了人文素質教育、科學教育、工程教育和個性化培養有機結合。環境工程專業培養方案充分體現了各門課程的相互關聯與銜接。從環境化學、環境工程微生物、環境監測,到水污染處理工程、大氣污染控制工程和固體廢棄物處理處置等,從時間安排和教學內容上將專業基礎課、專業課系統地整合為一體。在學科建設中圍繞學科發展前沿和社會發展需求,注重學科的滲透與融合,環境工程專業課的設置,既要面向社會環保部門,又要突出化學工程領域環境工程的行業特色。
2.進一步增加選修課比例,提高選修課程的多樣性和靈活性。2009版培養方案選修課比例為23.5%,2014版方案已增加到24.2%。為滿足社會對環保應用人才的需求,增加了與環境工程專業相關性較強的選修課,如給排水工程、化工安全、管道工程、工業通風與凈化、工程技術經濟和造價管理和環境法學等,引導學生根據自己的興趣和特長主修某些專業模塊,拓展其專業視野,提升其專業綜合實力。還設置了環境工程CAD制圖課程,注重實例與理論相結合,重點培養學生的工程設計和CAD技術應用能力。同時,還利用學術講座的形式,從市政設計院請來工作經驗豐富的工程師講解“畢業設計CAD圖紙規范”相關內容,這更有利于拓展學生的視野,彌補課堂教學的不足,提高了學生的工程制圖能力。
3.以綜合為導向,引導學生學會運用綜合知識去解決實際問題。在教學模式上,不斷增強課程的系統性,注重知識與能力的綜合傳授及多種知識間的相互聯系,培養學生多角度的工程思維模式與綜合應用能力。環境工程專業課程的課堂教學、實驗教學、課程設計、綜合大實驗及畢業設計,教學內容涵蓋了化工開發過程和化工加工過程等背景知識和對環境工程技術的需求。注重從思想、方法、推理上培養學生渴望學習、善于學習的科學思維素質,鼓勵學生大膽創新勇于實踐。在加強基礎教育的同時,專業教師在課堂教學中還讓學生了解本學科的國內外最新動態與發展趨勢,培養學生獲取新知識和運用新知識的能力。在2014年本科教學評估中,環境工程專業基礎教育環節得到評估組專家們的高度評價。
二、強化實踐教學,促進人才創新精神和工程實踐能力的培養
1.近兩年根據工程教育認證標準,環境工程專業進一步加強了公共實踐環節、專業實踐環節等教學內容,大幅增加了實踐教學環節的總學時。通過畢業實習和生產實習、工程實訓等環節,多方位、多角度地引導學生積極思考,加深學生對工程項目設計和實施的認識,使學生真正感受到教學活動和所學知識的實踐意義。在2014版培養計劃中,已將環境專業課程實驗又增加了20學時;又新增了污染控制綜合試驗,學時數為48學時;環境監測課程增加16學時的實驗內容;將認識實習和生產實習增至七周;進行為期十八周的畢業實習和畢業設計。當然,強化實踐教學,不僅僅是在形式上增加總學時和總學分,還應改革實踐教學方法、內容,提高實踐教學質量。
2.采取新的舉措,加強畢業設計教學環節的管理。為保障本科生畢業設計的質量,實行校、院、系三級嚴格管理和跟蹤考核制度,將畢業設計分為初期考核、中期考核和答辯考核等幾個不同的考核階段。初期考核階段,以環境工程系為單位進行學風教育、開題報告及方案設計的考核審查;中期考核階段,分別由學院和學校督學組對畢業設計的進度、完成的質量進行考核,針對考核結果和建議,專業導師及時督促、指導學生進行調整、改進;最后進入答辯考核階段,由5~7名專業教師組成答辯委員會,考核內容包括畢業設計(論文、設計結構方案、圖紙、圖表、計算及外文)的質量和數量,設計(論文)的新見解及成果,自述及回答問題情況等,對不合乎要求的需重新修改,應付了事的打不及格成績者需參加二次答辯,二答仍不合格者需重修。通過對畢業設計的嚴格要求、層層把關,使學生充分認識到畢業設計的重要性和嚴肅性,端正學習態度、養成良好的學習風氣,從而提高畢業設計的質量。
3.加大綜合性、設計型實驗開放,推行創新性實驗,培養科學思維能力和實踐動手技能,為培養學生創新精神和實踐能力打下堅實基礎。自2012年開始進一步開放實驗室,提高實驗室利用率,學校設立實驗室開放基金,保證學生更好地于實驗室根據需要自主地進行實驗研究、產品開發等,不斷加強學生的實驗技能和動手能力。環境工程實驗室也不斷加強建設、積極創造條件,加大對在校本科學生的開放,采取全天開放、階段性開放、預約開放等多種形式,吸引有興趣或特長的學生進入實驗室學習。
4.加快校內實踐基地建設。自啟動吉林省教育廳高教強省項目———環境工程專業綜合實驗平臺建設以來,充分利用省教育廳和學校為環境工程專業實驗室累計投入的近300萬的建設經費,創建了獨具工程特色的實驗條件和研究場所。新建了一批能夠充分體現環境工程基礎知識和專業知識的實驗裝置;同時建立了具有仿真和操作功能的污水處理的綜合實訓實驗系統,包括傳統活性污泥曝氣系統、Orbal氧化溝系統、MBR池和二次沉淀池等;還新引進城市污水處理廠工程設計和實訓軟件、通風與大氣污染控制工程實驗模擬軟件。這些實驗平臺建設,工程性強,極大地提高了學生的工程意識,為訓練學生工程實踐能力提供了有力保障。
三、加強素質教育,培養全面發展的應用型人才
1.長春工業大學將專業教育和素質教育緊密結合,在傳道授業解惑的同時,更注重學生的情商培養,為其立足于社會打下基礎。學校完善了教育教學、咨詢服務和危機干預“三位一體”的大學生心理健康教育工作體系,建立了校、院、班三級的危機預防和干預系統,形成“125-要愛我”的心理健康宣傳教育格局。在素質教育課程平臺中,開設《大學生心理健康教育》2學時必修課程和與心理健康教育相關的近20門必選1學分課程。我校為了體現“為學生健康成長服務”的辦學宗旨,提出并實踐了“離學生最近的教育”,形成了自己的人才培養特色。
2.堅持素質教育貫徹于教書育人過程始終的教育觀,促進人文教育與專業教學的融合。我校環境工程專業人才培養方式,注重培養學生提高哲學素養,不斷地提升學生的人文精神和職業道德修養。在培養計劃的品德與業務素質模塊中,已將基本原理概論實踐、思想道德修養與法律基礎實踐等作為必修課程。通過對學生哲學素養教育和人文綜合教育與專業教學的有機融合,能夠加強學生分析問題的能力、提高學生看待事物的全面性與整體性,有利于學生工程思維方式的建立,更好地將聯系的、發展的、辯證的觀點和工程思路運用于工程設計、施工以及污染治理,更好地適應社會科技迅速發展的需求。
四、加強師資隊伍建設,保證高素質應用型人才培養