余友清 丁世敏 解曉華 李武斌 朱金山
[摘 要]按照新工科專業(yè)建設(shè)要求,以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力為目標(biāo),長江師范學(xué)院對環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)踐體系目標(biāo)、內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了一系列改革,通過對專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐能力、工科設(shè)計(jì)能力及科研和創(chuàng)新能力三個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)的優(yōu)化,可以有效鞏固學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),提高學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力、工程技術(shù)能力及使用現(xiàn)代化工具的水平,并提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
[關(guān)鍵詞]新工科;環(huán)境科學(xué);實(shí)踐教學(xué)體系;改革
[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2022)05-0066-03
新一輪科技、產(chǎn)業(yè)革命催生世界范圍內(nèi)的教育變革,高等學(xué)校工程類教育也從注重“科研范式”向“工程范式”演變[1]。為了應(yīng)對這一變化,滿足符合新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)和新模式下的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需求,教育部相繼發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》《關(guān)于推薦新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》,指導(dǎo)我國工科專業(yè)教育模式改革。各高校工科專業(yè)也從教育理念、專業(yè)結(jié)構(gòu)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、課程體系及實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面入手,制訂滿足新工科要求的高級工程技術(shù)人才培養(yǎng)方案。
在新工科建設(shè)中,實(shí)踐環(huán)節(jié)在加深學(xué)生對理論知識(shí)理解的同時(shí),在學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)、工程實(shí)踐能力等培養(yǎng)方面起決定性作用,直接關(guān)系到人才培養(yǎng)目標(biāo)能否達(dá)成。工程教育的實(shí)踐教學(xué)體系從課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)認(rèn)知實(shí)踐到工程綜合實(shí)踐多個(gè)層次培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐能力及工程實(shí)踐能力,最終培養(yǎng)出適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才[2-3]。
環(huán)境科學(xué)專業(yè)是一門以解決環(huán)境問題為根本目標(biāo)的學(xué)科,培養(yǎng)目標(biāo)有基礎(chǔ)研究、實(shí)際應(yīng)用及工程問題解決等綜合要求,需要學(xué)生具有扎實(shí)、寬廣的理論基礎(chǔ),同時(shí)還要具有較高的創(chuàng)新意識(shí)、使用現(xiàn)代技術(shù)的能力及工程實(shí)踐能力。因此,在環(huán)境科學(xué)人才培養(yǎng)中,以提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力為目標(biāo),在實(shí)踐教學(xué)中著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力及工程技術(shù)能力的教學(xué)改革顯得尤為重要。受人才結(jié)構(gòu)、教育理念的制約,地方院校環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系知識(shí)內(nèi)容和現(xiàn)實(shí)環(huán)境問題脫節(jié)、方法手段落后,不利于培養(yǎng)創(chuàng)新型卓越工程人才。長江師范學(xué)院(以下簡稱“我?!保┏浞职l(fā)揮環(huán)境科學(xué)專業(yè)產(chǎn)教研融合的特點(diǎn),以培養(yǎng)環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生解決復(fù)雜環(huán)境工程能力為核心,對環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革進(jìn)行了有益的嘗試。
一、地方院校環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系存在的問題
部分普通院校對新工科建設(shè)理解不夠深入,對環(huán)境科學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革力度不大[4]。環(huán)境科學(xué)專業(yè)屬于交叉學(xué)科,其基礎(chǔ)知識(shí)涵蓋面廣、工程技術(shù)更新速度快。以前的人才培養(yǎng)方案更多注重理論知識(shí)的傳授,實(shí)踐教學(xué)體系的專業(yè)綜合設(shè)計(jì)、專業(yè)見習(xí)及工程實(shí)踐可用學(xué)時(shí)嚴(yán)重不足,不能支持專業(yè)能力提高及工程實(shí)踐能力培養(yǎng)。其次,地方院校受硬件條件、雙師型教師比例及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的制約,不能提供滿足新工科培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)及專業(yè)的實(shí)踐教師隊(duì)伍,導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目、內(nèi)容及方法相對陳舊。實(shí)踐教學(xué)更多的是突出演示、驗(yàn)證及模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,既不能加深學(xué)生對專業(yè)知識(shí)的理解,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又落后于現(xiàn)代技術(shù)在環(huán)保行業(yè)中的應(yīng)用,不能滿足環(huán)保行業(yè)對工程技術(shù)人員工程實(shí)踐能力的需求。加之地方院校由于和科研院所、企事業(yè)單位合作力度不夠,不能建立長期、穩(wěn)定的實(shí)踐教學(xué)及實(shí)習(xí)基地,缺乏配套的實(shí)踐資源。專業(yè)見習(xí)、專業(yè)實(shí)踐及生產(chǎn)實(shí)習(xí)等內(nèi)容和行業(yè)實(shí)際結(jié)合不緊密,不能滿足地方環(huán)保行業(yè)對學(xué)生工程能力素質(zhì)的需求。
二、我校環(huán)境科學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系改革原則
新工科建設(shè)的核心是在教育教學(xué)中引入工程教育的新理念 [2-3]。環(huán)境科學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系改革要遵循新工科建設(shè)和發(fā)展的基本規(guī)律,以培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、多學(xué)科交叉能力、高素質(zhì)的卓越工程科技人才為目標(biāo)[3]。實(shí)踐教學(xué)改革既要整合傳統(tǒng)環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)踐知識(shí),又要和其他新興工科結(jié)合,構(gòu)建新的學(xué)科專業(yè)體系,滿足工程教育的要求。因此,環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革應(yīng)注重實(shí)踐項(xiàng)目、內(nèi)容及方法和新興工科交叉融合,在實(shí)踐教學(xué)中突出現(xiàn)代技術(shù)的運(yùn)用,培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜環(huán)境工程問題的能力。
作為地方院校,人才培養(yǎng)目標(biāo)及規(guī)格要嚴(yán)格對照地方政府經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、企業(yè)需求及學(xué)校辦學(xué)定位的要求。2015年9月,重慶市人民政府發(fā)布了《重慶市深入推進(jìn)智慧城市建設(shè)總體方案(2015—2020年)》,到2020年,基本建成新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合同步發(fā)展,智慧化水平和網(wǎng)絡(luò)信息安全保障能力國內(nèi)領(lǐng)先的國家中心城市。在該方案中,“智慧化”“信息化”“環(huán)境監(jiān)控”是重慶市智慧城市社會(huì)管理的重點(diǎn),也是對重慶市地方院校環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求。
從環(huán)保行業(yè)看, “十二五”期間,重慶形成了由1個(gè)主城區(qū)特大城市、6個(gè)大城市、25個(gè)區(qū)(縣)城中等城市、100多個(gè)小城鎮(zhèn)組成的城市建設(shè)新格局,并將建成40多個(gè)具有較強(qiáng)產(chǎn)業(yè)集聚功能的工業(yè)園區(qū),城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展帶來的環(huán)境問題對環(huán)境監(jiān)測、治理、規(guī)劃及管理提出了新的挑戰(zhàn)。加之我校位于三峽庫區(qū)核心地帶,三峽庫區(qū)水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境保護(hù)及庫區(qū)消落帶治理也是對本地環(huán)保行業(yè)提出的一個(gè)新課題。
從產(chǎn)業(yè)看,重慶市逐漸培育了集成電路、平板顯示、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人等高端智能裝備、新材料、新能源及智能汽車、頁巖氣、MDI一體化、生物醫(yī)藥、環(huán)保十大新興產(chǎn)業(yè)集群。十大新興產(chǎn)業(yè)集群中的頁巖氣產(chǎn)業(yè)主要集中在我校所在的涪陵區(qū),其在生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的環(huán)境問題的解決也要求環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生必須提高解決環(huán)保相關(guān)工程問題的能力。
因此,我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系必須根據(jù)地方政府發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)、行業(yè)需求及新工科建設(shè)要求進(jìn)行改革,以培養(yǎng)符合行業(yè)發(fā)展的應(yīng)用型人才。
三、環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革方案
為了契合地方政府、行業(yè)、企業(yè)發(fā)展的需求,我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)依照新工科的理念,聚焦三峽庫區(qū)環(huán)境保護(hù),定位于培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與工程能力并重、具備“立體化、自動(dòng)化、智能化”環(huán)境綜合監(jiān)測技術(shù)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才,將環(huán)境科學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系細(xì)化為三個(gè)部分,即環(huán)境科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐、工科設(shè)計(jì)能力及科研和創(chuàng)新能力實(shí)踐,如圖1所示。
(一)環(huán)境科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐能力培養(yǎng)改革
環(huán)境科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐分為基礎(chǔ)數(shù)理知識(shí)實(shí)踐、基礎(chǔ)工程知識(shí)實(shí)踐、基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)實(shí)踐、工程認(rèn)知實(shí)踐和人文社會(huì)實(shí)踐,如圖2所示?;A(chǔ)數(shù)理知識(shí)實(shí)踐以大學(xué)物理、無機(jī)及分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)及物理化學(xué)課程實(shí)驗(yàn)為主,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本操作、數(shù)據(jù)處理能力及科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度?;A(chǔ)數(shù)理知識(shí)實(shí)踐是后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課程的理論及實(shí)踐基礎(chǔ),是對基礎(chǔ)理論的驗(yàn)證和補(bǔ)充,體現(xiàn)學(xué)科交叉融合。
基礎(chǔ)數(shù)理知識(shí)實(shí)驗(yàn)通過無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)、大學(xué)物理等專業(yè)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)理論及實(shí)驗(yàn)操作技能。這兩方面實(shí)踐能力的培養(yǎng)與科學(xué)教育相貫通,主要體現(xiàn)為培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作能力、科學(xué)理論的驗(yàn)證及初步運(yùn)用合理的實(shí)驗(yàn)方法研究問題的能力。
基礎(chǔ)工程知識(shí)實(shí)踐主要包括工程制圖及程序設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐基礎(chǔ)能力及運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段的能力,為以后參與多學(xué)科交叉的工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)面向復(fù)雜環(huán)境問題,可以利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代化工程技術(shù)手段進(jìn)行環(huán)境問題監(jiān)測及治理的專業(yè)人員,將基礎(chǔ)工程知識(shí)實(shí)踐作為基礎(chǔ)工程能力培養(yǎng)的基石。
基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)實(shí)踐包括環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境工程、環(huán)境遙感及地理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),主要培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力、基礎(chǔ)工程技術(shù)能力及設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過專業(yè)知識(shí)實(shí)踐,初步學(xué)會(huì)環(huán)境監(jiān)測、治理的基本技術(shù)、方法及設(shè)備操作。學(xué)生通過環(huán)境化學(xué)實(shí)踐理解污染物形成及處理處置過程中的化學(xué)本質(zhì);通過環(huán)境監(jiān)測實(shí)踐了解培養(yǎng)水、土、氣及物理污染的監(jiān)測技術(shù);通過環(huán)境工程實(shí)踐初步了解污染治理技術(shù)、設(shè)備及流程;通過環(huán)境遙感及地理信息系統(tǒng)實(shí)踐培養(yǎng)在環(huán)境監(jiān)測及治理中運(yùn)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代技術(shù)的能力。
工程認(rèn)知實(shí)踐包括工程訓(xùn)練及環(huán)境問題調(diào)查兩方面。工程訓(xùn)練主要培養(yǎng)學(xué)生的基本工程操作技能,為學(xué)生將來從事復(fù)雜工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。環(huán)境問題調(diào)查主要以認(rèn)知見習(xí)為主,包括環(huán)境特征及環(huán)境演變見習(xí)、智慧環(huán)保見習(xí)及環(huán)境工程見習(xí)(讓學(xué)生圍繞身邊環(huán)境問題、生態(tài)系統(tǒng)及生態(tài)農(nóng)業(yè)、環(huán)境特征及環(huán)境演變、環(huán)保措施及污染防治技術(shù)等方面開展認(rèn)識(shí)性實(shí)習(xí)),主要培養(yǎng)學(xué)生對行業(yè)的認(rèn)知,加深學(xué)生對理論知識(shí)的理解,并提高學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣及積極性。
(二)環(huán)境科學(xué)專業(yè)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)方案
提升環(huán)境科學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的專業(yè)工程實(shí)踐能力是新工科的核心內(nèi)容,也是衡量畢業(yè)生質(zhì)量的重要指標(biāo)。環(huán)境科學(xué)專業(yè)工程實(shí)踐能力是基礎(chǔ)實(shí)踐能力的提升,是畢業(yè)生處理環(huán)境工程問題的基本素質(zhì)要求。
針對環(huán)境科學(xué)專業(yè)的性質(zhì)和培養(yǎng)目標(biāo),改革原有專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。在專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,我校根據(jù)專業(yè)工程能力培養(yǎng)需要在環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境工程、水處理工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理處置、環(huán)境規(guī)劃與管理、環(huán)境影響評價(jià)等主要的專業(yè)課程中開展課程實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì)),形成包括專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)見習(xí)、專業(yè)課程綜合設(shè)計(jì)及工程實(shí)踐等在內(nèi)的完善的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),優(yōu)化了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,強(qiáng)化了學(xué)生的工程技術(shù)應(yīng)用能力。
專業(yè)工程實(shí)踐考核方式改變了原來單一的考核方式,把專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)見習(xí)、專業(yè)課程綜合設(shè)計(jì)及工程實(shí)踐各個(gè)環(huán)節(jié)都納入考核范圍,進(jìn)行過程化考核。根據(jù)課程特點(diǎn)及不同階段的教學(xué)要求,通過文獻(xiàn)調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、調(diào)研匯報(bào)、實(shí)踐過程、報(bào)告撰寫等考核方式進(jìn)行,每個(gè)過程的考核以相應(yīng)的過程性材料作為考核依據(jù),可利用圖片、文本或視頻等多種形式。 過程考核能有效提高學(xué)生對實(shí)踐項(xiàng)目的認(rèn)知,有助于引導(dǎo)學(xué)生在平時(shí)實(shí)驗(yàn)過程中更多地關(guān)注實(shí)驗(yàn)全過程, 引導(dǎo)學(xué)生在掌握基本實(shí)踐技能的同時(shí)提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。
(三)環(huán)境科學(xué)專業(yè)科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)
在學(xué)生專業(yè)科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面,我校著重改變以往實(shí)踐教學(xué)重理論、輕實(shí)踐,以及實(shí)踐項(xiàng)目與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)合不緊密、專業(yè)人才培養(yǎng)與社會(huì)需求脫節(jié)等問題,提出了“問題導(dǎo)向—無縫對接—聯(lián)合培養(yǎng)”的人才培養(yǎng)模式,構(gòu)建以區(qū)域環(huán)境特色工程問題為導(dǎo)向的、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)緊緊圍繞三峽庫區(qū)及地方生態(tài)環(huán)境問題,大力推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目更新,培養(yǎng)符合地方環(huán)保行業(yè)需求的工程技能型人才;緊密結(jié)合地方環(huán)境特征問題,培育優(yōu)質(zhì)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目及科技創(chuàng)新項(xiàng)目。教師以解決三峽庫區(qū)生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)問題為導(dǎo)向,從一年級的環(huán)境問題自主見習(xí)開始,讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、課程實(shí)習(xí)及畢業(yè)論文任務(wù)完成與實(shí)際環(huán)境問題的解決緊密結(jié)合,從而破解傳統(tǒng)模式下學(xué)生在校學(xué)習(xí)與校外實(shí)踐相脫離的“兩張皮”現(xiàn)象,真正達(dá)到產(chǎn)學(xué)研有機(jī)結(jié)合、能夠解決實(shí)際問題的實(shí)踐教學(xué)效果。
夯實(shí)人才培養(yǎng)與地方行業(yè)需求一體化、無縫對接模式。一是主動(dòng)將環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)手段與行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)對接,避免脫離行業(yè)實(shí)際需求。二是主動(dòng)將人才培養(yǎng)質(zhì)量與行業(yè)技術(shù)要求相對接,嚴(yán)格按照社會(huì)環(huán)保技術(shù)崗位特點(diǎn)和能力要求培養(yǎng)人才。三是主動(dòng)將學(xué)生的就業(yè)與急需崗位相對接,把崗位就業(yè)與本科生實(shí)習(xí)有機(jī)結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)畢業(yè)前的學(xué)習(xí)與畢業(yè)后的崗位對接。
聯(lián)合培養(yǎng),校企(地)合作。首先,系統(tǒng)分析本地現(xiàn)有環(huán)保人才在結(jié)構(gòu)、層次和應(yīng)用能力等方面存在的問題及行業(yè)需求,進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng);同時(shí),組建高質(zhì)量的雙師型實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì),利用優(yōu)秀專業(yè)人才的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)及企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施條件,聯(lián)合共建專業(yè)實(shí)踐基地,滿足學(xué)生專業(yè)實(shí)踐鍛煉需求。建構(gòu)校企、校地互動(dòng)的模式,不僅調(diào)動(dòng)了行業(yè)力量,而且可大幅降低學(xué)校辦學(xué)成本和企業(yè)培訓(xùn)成本,大幅提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
四、結(jié)論
新工科建設(shè)的核心是要將工程教育的理念、教學(xué)體系及能力要求融入現(xiàn)有人才培養(yǎng)方案,針對國家及地方發(fā)展規(guī)劃、行業(yè)需求和未來發(fā)展要求,培養(yǎng)具有解決復(fù)雜工程問題能力的應(yīng)用型人才。本文根據(jù)新工科建設(shè)要求,通過對我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系及人才培養(yǎng)目標(biāo)的改革,通過對專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐能力、工科設(shè)計(jì)能力及科研和創(chuàng)新能力三個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)的優(yōu)化,提高我校環(huán)境專業(yè)學(xué)生的工程能力。這對推動(dòng)我校建立環(huán)境科學(xué)專業(yè)新工科、優(yōu)化人才培養(yǎng)模式、培養(yǎng)具備“立體化、自動(dòng)化、智能化”環(huán)境綜合監(jiān)測技術(shù)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才具有較大意義。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
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[責(zé)任編輯:陳 明]