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关键词: 环境保护;生态工程;特点;工艺
生态工程是应用生态学的原理来对环境与生产进行特殊设计并实践的一种工艺系统,旨在通过工艺的开展来取得环境、经济和社会效益的同步发展。生态工程起源于上世纪六十年代,其发展历史虽然不长,但相关的研究、应用与发展却是极为迅猛的。我国生态工程概念是在上世纪70年代提出,近几十年来我国的生态工程也得到了迅速发展[1]。比如三北(华北、东北、西北)防护林体系工程、长江中上游防护林体系工程、沿海防护林体系工程、平原绿化工程及太行山绿化工程,这些工程至1988年已完成人工造林3830万公顷,并在不同程度上取得了生态环境、经济和社会的综合效益。
1.环境保护与生态工程
环境保护是人类为解决现实的或潜在的环境问题,协调好人类与生存环境关系,从而保护人类生存环境、保障经济社会可持续发展的各类行动的总称[2]。而生态工程是以生态系统中物质循环再生的原理,结合系统工程中最优化方法设计的多级物质利用的生产工艺系统,达到生物群落内不同物种的共生、物质与能量的多级利用、环境自净和物质循环再生。环境保护通过各类形式、措施来达到合理利用自然资源,防止环境被污染和破坏,实现自然环境与人文环境、经济环境的平衡可持续发展,保证社会的发展。
2.环境保护生态工程的特点
2.1研究的对象
在环境保护生态工程中它所研究的不是整个系统中的某一组成部分(如污染物、生物),而是按生态系统内的相关性(即生态系统中各个组成部分间存在的联系、关系(依存、相生、相克))和外在的相关性(主要指与周围环境间进行的物质、能量、信息等的交换)来看作一个有机的整体。
2.2生态工程的功能
生态工程对环境保护的作用或功能主要是通过干预调控生态系统内部结构和功能来实现的,它遵循的是内因是事物发展变化的根据,外因是事物发展变化的条件,外因只有通过内因才能起作用这一哲学原理。在生态工程中通过对各组成部分数量上的配比、空间和时间的配搭,物质的各种迁移、转化、积累、释放的方向、方式与数量等,提高生态系统对一些特定的污染物起到迁移、转化、自净的效力或是人为增加环境处理的容量,以发挥物质的生产潜力,实现物质间的良性循环。
2.3能源的来源
在生态工程中它所引用的能源不是常规意义上的能源,它依靠的主要是太阳能这一清洁能源,或者最多只需要用到少量的燃料或电力辅助,这样一来就会大大节约工程运转的成本,并能避免对电力或其他动力能源占用,减少或避免由电力或其他动力能源使用而产生的环境污染。由于生态工程中的“设备”基本上都是由自然界提供的,所以生态工程项目的相对要低廉些,再加上上面所说的生态工程的运转不耗或很少耗费用燃料和电力能源,所以工程运转所需要的费用也很低[3]。但缺点是这样一来它受自然的影响就比较显著,比如寒冷的冬季很多生态工程项目是的生物净化率和生产的效率就会很低,甚至不排除停止运转的可能。所以需要对环保生态工程的净化率及生产力进行提高,如使用耐寒耐污、有净化能力及有经济价值的生物进行轮种,或是建立物理工程来改善冬季的低温及其它不利条件。
3.环境保护生态工程的工艺
前文已述生态工程是一个系列的工艺系统,而生态工艺技术则兼有生产和环保两类技术的功能。生态工程工艺遵循的是生态学和经济学规律,通过对生态系统内能流和物流,产品的价值、价格及合理的货帕鞯闹傅祭幢;ど态环境。生态工艺的种类很,但大体上可归为以下五个基本类型。
3.1改进食物链(或生产链)的系列联结
对生态系统中固有的食物链(或生产链)通过添加新的成份(或环节)使这些链有所扩大,增加其利用包括废物、污染物在内的原未被充分利用的物质的能力,这种新增环节称之为“加环”。按性质可分为五类,即生产环、增益环、减耗环、综合环、加工环。其中加工球严格的说其并非是食物链中的固有环节,但因为它与系统的输入输出关系密切,所以可以说是良性循环中不可缺少的环节,如生态工程中利用粪便有机物生产饲料或沼气,利用沼渣生产饲料及蘑菇等。对一些副产品或废物经加工以保证其环境和经济效益和输出。
3.2形成互利共生网络
共生网络即在环境保护生态工程中对原先相互独立、平行的两种或以上的物种(或生产环节)、食物链及生态系统(或生产系统)进行重新排列,使之成为一个新型的互利共生网络,通过它们之间的互利作用来实现生态管理。比如在各地区的污水资源化生态工程中,原有的待处理河段理论上可能是独立系的,但在处理时却发现可以通过对具体环境情况的分析把它们与之前从未联系过的鱼塘、养鸭场等生态系统进行联结,形成互利共生的网络,来促使物质进行良性的循环。
3.3多层分级利用空间、时间和包括废物在内的物质
在自然界自然形成的生态系统结构是基于相互的密切联系和互为因果的关系(食物链),形成共生关系并按各自要求分层多级利用自然界所提供的物质,从环境保护的观点出发也是无污染的。但如果从经济发展的角度着眼,这一结构未能完全发挥物质的生产潜力,所以资源的利用率不高。不过这一结构可以作为生态工程的的基础机构,通过对结构进行的合理调整,增强生态工艺的多层分级利用率。
3.4再生和良性循环
自然界中物质的再生、利用、循环,都是以有限的空间和资源为基础,在此基础上来维持众多生物的生存、延续和发展。这是一个无源和底的循环,且不是同一事物或现象的简单重复,每次循环都在为生产或生命提供着再生的机会。环保生态工程通过采取的一些措施,介入到循环结构的调整、重组中来,促进着生态系统内或特定区域内若干生态系统集内的物质良性循环。
3.5生态系统的复兴与恢复
环境保护生态工程的工艺作用主要有两方面:一方面,在进行环境开发利用前或时保护生态系统免受污染的破坏,即利用资源时尽量缩小利用过程中带来的不利影响。如运用合理的工艺,减少浪费,综合利用废弃物来减少污染[4]。另一方面,则是对已遭受到污染或破坏的生态系统进行复兴和恢复,采取的措施包括恢复或改进动植物区系及原有合适的生态系统结构和功能等措施,以及生物的、物理的、化学的各种措施以达到一个适合人类需要的生态景观。
结束语
综上,世界是一个整体,要做好生态环境的保护避免恶化,就需要全人类的共同努力。生态工程在利用自然环境和自然规律的同时,也在改造着客观世界。通过多年的发展生态工程的具体工艺已有很多,同时也有成功的案例可以借鉴。但在实际应用时还是应将工程项目地的具体情况与生态工程工艺进行合理的结合,即对生态工艺的优化组合,这样才有可能同步获得环境、经济和社会效益。■
参考文献
[1]颜京松. 环境保护生态工程特点及工艺[J]. 水资源保护,1994,01:1-7.
[2]邹家祥,翟红娟. 三峡工程对水环境与水生态的影响及保护对策[J]. 水资源保护,2016,05:136-140.
2019年县行政审批局按照上级部门要求,结合“三城同创”工作实际,认真开展城乡环境综合治理,切实提高了工作效率,转变了工作作风,进一步优化了投资软环境。现将我局2019年城乡环境综合治理工作开展情况总结如下:
一、成立组织机构,落实具体责任
我局成立了城乡环境综合治理工作领导小组,负责整个活动的组织领导。制定了符合本单位实际的切实可行的工作方案,明确了具体的责任人和工作完成时限。
二、加强宣传教育,提高思想认识
在本单位干部职工中广泛宣传并积极开展教育活动,做到全体干部职工对城乡环境综合治理工作知晓率、参与率达到100%,广大干部职工充分了解城乡环境综合治理的意义、目标任务、标准要求等,提高了环保意识和健康素养,从而自觉做好办公区域及责任街区的环境卫生整治工作;按照县委、县府的要求,认真组织参加了文明劝导活动;及时上报了城乡环境综合治理工作情况和信息。
三、加大治理投入,抓好工作落实
我局将此项工作纳入了重要议事日程,对中心办公区域进行24小时保洁;每月集中组织两次对办公楼周边环境卫生进行集中整治,开展一次“除四害”、治理“脏、乱、差”以及对不文明行为的劝导活动;大力开展节能降耗活动,增强干部职工节能降耗意识,有效降低了机关能耗;积极开展丰富多彩的精神文明创建活动和职工文体活动,自觉维护好公共环境卫生;积极配合、协助社区抓好职工家属区的环境卫生整治和保洁工作,确保中心办公楼及周边环境卫生更加清洁、优美。
四、明确目标任务,做好对口帮扶
我局定期组织党员干部深入对口帮扶村进行健康知识及城乡环境综合治理宣传教育,增强广大群众环保意识和健康素养,从而自觉做好“六顺六净”的整治工作。把群众卫生习惯教育作为城乡环境综合治理工作切入点,找出影响居民区环境卫生整治的症结,提出建议及对策。
环境工程CAD是面向环境工程、环境科学专业开设的一门专业基础课,是学生大学期间所学专业课的一个综合应用过程。通过该课程学习,学生应能熟练应用AutoCAD绘图软件进行水处理工程、大气污染控制工程、固体废弃物的处理与处置、噪声污染控制工程、给水工程等课程的工程设计与专业图纸的绘制,为后续生产实习、课程设计、毕业设计等环节服务,为学生工作和继续深造打下良好的工程基础。该课程由于涉及内容广、实践性强,与本专业其他课程在教学内容和教学方式上有很大的不同[3,4]。
该课程传统教学存在教学内容重理论轻实践、教学内容不能与时俱进、教学深度达不到工程实践要求、教学效果达不到教学目标等问题[5]。高校在培养高层次人才时应紧跟知识体系、政策法规等更新步伐,同时采取行之有效的教学方法,以提高教学效果,培养工程实践能力突出的人才。
1 环境工程CAD教学现状及问题
1.1 学科课程间交互、联系少
环境工程CAD是一门基于环境工程其他专业课程,如水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置、噪声污染控制工程、给水工程等课程,运用计算机辅助设计的综合应用课程,与其他专业课有着很强的联系。但在实际教学中,由于各课程授课教师间沟通较少,导致各专业课程相互独立,达不到各课程间互为基础、互为指导和互为应用的目标[6]。
以水污染控制工程的课程设计为例,该课程开设的目的是让学生将所学的有关水污染控制的相关理论知识应用于工程实践设计。但该课程教师要求学生重点掌握根据水量、水质特征、出水水质要求选择合适的处理工艺流程,根据工艺流程和厂址占地面积设计各处理构筑物的尺寸及数量,并据此进行设备的选型、管道的连接,根据厂址所处地理位置及周边水文气象条件、布图原则等,确定厂内合理平面图布局等。至于如何应用CAD技术更便捷、有效地进行工程设计,并按照行业制图规范将工程设计系统、完整、清晰地表达出来,该课程教师认为这是环境工程CAD课程教师讲授的内容。在环境工程CAD课堂上,教师的教学重点是让学生熟练操作各绘图命令及简单的独立图形,而不是系统地讲解水污染控制工程的设计及绘制过程,这就导致了课程间知识的相互独立,造成学生不能将所学专业知识融会贯通,不能应用于工程实践。
1.2 教材内容与工程实践脱节
笔者查阅环境工程CAD课程教材发现,大部分教材存在如下缺点:大量篇幅用于介绍绘图基本命令;制图规范是对AutoCAD制图较笼统的介绍,没有按照行业特点进行详细介绍;介绍的绘图实例没有系统地按照环境工程学科的特点选取;介绍的AutoCAD软件版本更新较慢,普遍落后于市场上AutoCAD软件最新版本,导致课程教学与实际工程应用脱节。
例如:目前AutoCAD软件的最新版本是AutoCAD2015,而大部教材内容基于AutoCAD2007或AutoCAD2010版本,各版本之间在命令及功能上存在差别。在工程实践中,各设计单位紧跟软件版本升级换代,相比之下,学校的教学落后于工程实践应用。另外,AutoCAD软件是一款通用绘图软件,各个行业都有针对行业特点二次开发的专用工程设计及绘图软件,如国内环境工程专业比较优秀也比较常用的工程设计及绘图专用软件包括天正CAD、中望CAD等,这些软件虽然都是在AutoCAD软件的基础上进行的二次开发,但它们都将AutoCAD软件与环境工程专业的特点结合,但我们在教学中只是对AutoCAD软件进行介绍和应用,与工程实践应用脱节。
1.3 教学方式不利于实现教学目标
目前,我校环境工程CAD课程采用传统教学模式,以教师课堂讲授为主,向学生逐一讲解、演示各个绘图及编辑命令的使用,简单介绍单个图形的绘制步骤,学生课后依照给定图形进行绘图练习。课堂理论教学与上机实践操作安排不当,达不到理论指导实践及实践丰富理论的目的。学生学会了命令的操作,但不能真正使用AutoCAD软件进行工程的设计及绘图,达不到运用所学理论指导工程实践的要求[7]。
理论教学与上机操作相互独立。如课堂教学时,教师按照教学大纲要求讲授圆的绘制,在AutoCAD软件绘图界面中,教师进行命令的选取及绘制圆的操作,但圆的绘制有2P,3P,CR,CD,TTR和TTT等多种绘制方法,应根据已知的条件选择合适的绘制方法。若已知通过两点则选择2P的方法,已知通过三点则选择3P的方法,已知通过两个切点和半径则选用TTR的方法,已知通过三个切点则选用TTT的绘制方法。学生在课堂上貌似听明白了,但课后的上机练习并不能根据实际情况绘图。上机操作时,学生只是按照教师给定的图形依葫芦画瓢将图形绘制出来,缺乏自主思考、自行设计工程的锻炼,不能很好地把理论知识应用到实际工程图纸的绘制中。
2 基于工程实践的环境工程CAD教学改革
2.1 优化课程设置,促进课程间有机联系
针对目前国内大部分高校开设有水污染控制工程课程设计、大气污染控制课程设计、专业课程设计、环境工程CAD等课程,同时又存在课程间相互独立的问题,在课程设置时应将各课程的设计部分安排在环境工程CAD课程中,使各课程设计与环境工程CAD有机结合,并由课程设计教师与环境工程CAD教师共同指导课程设计,更好地指导学生将所学专业知识应用于环境工程CAD设计,并用环境工程CAD的优越性辅助实际工程设计及图纸绘制,以弥补课程设计教师对环境工程CAD知识欠缺和环境工程CAD教师对各课程设计理论知识的不足。在课程开设的时间安排方面,环境工程CAD应安排在各理论课程开设之后,在各课程设计之前,以便学生有足够的理论知识加深对环境工程CAD的理解和指导环境工程CAD的设计绘图,同时又能熟练地应用环境工程CAD对实际工程进行设计和绘图。
2.2 深化教学内容,达到教学目标要求
在学生现有计算机使用基础上,通过教师简单介绍,学生能够很快掌握AutoCAD软件基本命令的操作。一方面,教师应把讲授重点放在环境工程专业图纸的设计和制图规范上,让学生掌握本专业图纸的规范[ 8]。如各类图的图纸大小选择及对应图号不同字体高度的匹配,不同图常用比例的选择及图幅如何布置等,常用符号,如指北针、标高符号等绘制尺寸。另一方面,应全面系统地介绍一个实际工程全套图纸的设计与绘制,如以典型污水处理厂A2/O工艺、氧化沟工艺、印染废水处理工艺、食品行业废水处理工艺等进行平面图的设计及绘制、工艺高程图的设计及绘制、各主要处理单元工艺图的设计及绘制,常用设备,如泵、风机等的选型及绘制等,让学生对实际工程形成全面认识。
适当介绍国内较优秀的环境工程专业常用软件,加强学生对实际工作中常用软件的认识。如天正给排水软件,在AutoCAD软件的基础上,叠加了智能化管线系统等模块,可以快速布置平面图,生成系统图,进行各系统的计算,并自动生成设计说明书,可以使设计人员快速完成图纸的绘制,同时符合设计要求。
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2.3 改革教学方式,提高学生工程实践能力
该课程具有实践应用性强的特点,随着计算机的普及,理论课可以允许学生带笔记本电脑到教室,在教师讲解的同时,学生可以实时操作,提高教学效果。教师随堂给定练习图形,鼓励学生采用不同的绘制方法,请学生到讲台上操作演示,共同探讨,激发学生的学习热情。适当增加教材中没有介绍的绘图和编辑命令,使用简便的绘图技巧快速完成图形绘制,提高学生的学习兴趣。
在课程教学过程中推广案例教学法。案例的选取应根据高校自身的专业特色,选取具有典型代表性,与所学理论知识有直接联系,并且经过深入调研,来源于实践而不是由教师主观臆测和虚构的案例。笔者在授课中选取北京市小红门污水处理厂(学生之前曾在这里进行生产实习)为讲授案例,从水量、水质、排放标准、回用目的等方面分析其污水处理工艺选取的依据,设计并计算各处理构筑的尺寸及数量,绘制包括平面布置、管道布置、工艺高程、主体构筑物工艺、主要设备等图纸,提高学生将理论知识应用于工程实践的能力。
充分利用网络教学平台优势,培养学生从网络上获取知识和信息的能力,如介绍土木工程网、给排水在线、筑龙网等专业网站,下载并学习各类环境工程相关项目的成套设计说明书及绘制图纸,要求学生搜集相应的应用软件进行设计计算。
3 结束语
计算机辅助设计在环境工程专业中越来越重要,教师通过优化课程内容、衔接学科课程、更新计算机辅助设计知识、改革传统教学方式、引入网络教学资源等措施,提高教学效果,培养高层次、符合社会需求、工程实践能力突出的人才。
参考文献
[1] 昌晶.环境工程专业《CADSIJ图》教学改革与实践[J].考试周刊,2013(88):6-7.
[2] 周翠红,陈家庆,孔惠.环境工程专业计算机辅助设计能力培养与教学[C].//第四届大学环境类课程报告论坛组委会.北京:高等教育出版社,2009.
[3] 刘绍刚,周泽广,谭学才.环境工程CAD课程的教学改革探讨[J].大众科技,2011(8):174-175,169.
[4] 李振华,左行涛.环境工程AutoCAD教学实践与探索[J].中国轻工教育,2012(5):86-88.
[5] 周继军,陈纳.环境工程CAD课程的教学实践探索[J].河南工程学院学报:自然科学版,2010(1):69-72.
一、明确培养目标和要求,制定非全日制专业学位研究生培养方案
为明确环境工程领域非全日制专业学位的培养目标和要求,根据《中华人民共和国学位条例》和全国工程硕士专业学位教育教育指导委员会的有关推荐材料,2009年全面制定了西南交通大学环境工程非全日制专业学位研究生培养方案。
(一)培养目标
环境工程领域非全日制专业学位研究生应掌握坚实的学科基础理论和宽广的专业知识,对环境工程技术的国内外现状和发展趋势应有较全面的了解。能熟练运用先进的科学技术、工具和实验方法,具有独立从事工程技术研究、技术改造、开发、设计与工程管理的能力。
(二)学制及学习年限
非全日制专业学位研究生的研究生,采取进校不离岗的方式,在校学习时间累计不少于半年。
非全日制专业学位研究生的学习年限为3~5年,其中论文研究工作时间(从开题报告通过之日起至论文送评阅前止)一般不少于一年半。
(三)课程设置及学分要求
1.课程设置原则。(1)课程内容:环境工程非全日制专业学位课程设置要以实际应用为导向,企业需求为目标,以综合素养和应用知识与能力的提高为核心;(2)课程量:环境工程非全日制专业学位原则是三个学期全部完成,并注意第一学期课程安排的饱满度;(3)课程结构:环境工程非全日制专业学位采用课程类别设计思路,切实增强工程意识、增强工程素质培养、增强工程能力。
2.学分设置。全部课程按课内16学时计1学分。环境工程非全日制专业学位学业期间获得学分总数的基本要求为32学分。
3.课程学习。环境工程非全日制专业学位研究生课程教学强调理论与应用课程有机结合,学校聘请有丰富实际工程经验的专家讲课或开设专题讲座,突出案例分析和实践研究。教学过程重视案例分析、现场研究等方法;注重培养学生研究生实践问题的意识和能力。
4.课程设置方案。环境工程领域非全日制专业学位研究生学位课程体系分为5个部分,分别是公共课程、基础课程、专业课程、选修课程、必修环节。课程设置方案中公共课程特增加知识产权和信息检索两门课程,突出培养学生的知识产权意识和信息检索能力;基础课程突出培养学生的外语应用能力和应用数学知识解决实际工程的能力;专业课程重点培养学生专业的基础知识和业务素质;选修课程重点考虑各类学生的研究目标不同,工作性质不同进而突出学生的专业特色;必修环节主要为校内外知名教授、专家开设环境工程领域研究前沿知识讲座和实际案例分析等,着重培养学生的实际应用能力和拓展学生的视野等。
(四)学位论文
学院应严把学位论文过程关,从学位论文的选题、开题、编写、预答辩、答辩等工作入手,扎实做好每一步工作。设计过程分,即指导教师对学生在论文过程的中的态度、进度等各方面进行打分,不合格者取消其答辩资格。
二、师资队伍建设
(一)环境工程领域非全日制专业学位研究生教学师资队伍建设目标
环境工程领域非全日制专业学位研究生教学体系中工程型教学人才资源建设是建设质量保障的核心环节。根据国家卓越工程师的培养背景、根据环境工程行业特点、根据依托单位的自身特点,拟定了师资队伍建设目标为:建设专职与兼职相结合、企业与学校相结合、反映轨道交通行业、具有国内外行业影响力的高水平、立体化环境工程专业工程型教学团队。
(二)环境工程领域非全日制专业学位研究生教学体系企业教师队伍建设
环境工程领域非全日制专业学位研究生教学体系企业教师队伍建设实行考核聘任制,动态管理。在此基础上,结合企业专业技术人才队伍数量多,层次高的特点,在今后企业的师资队伍建设中我们将在总量上适度增加的同时,重点在师资队伍的层次上进行提高,提高师资队伍的层次,提升企业教学的质量。
(三)环境工程领域非全日制专业学位研究生教学体系学校教师队伍建设
根据我校环境工程专业特点和行业应用需求,在教学 主管院长领导下加强原有工程型教师教学团队建设工作。
三、环境工程领域非全日制专业学位研究生教学质量保障机制
(一)建立教学全过程动态保障机制
参照西南交通大学专业学位教育质量保障体系及实践教育相关质量保障措施,建立环境工程领域非全日制专业学位研究生的教学质量安全动态保障机制。
环境工程专业作为应用性比较强的工科专业,在新的应用型教育背景下,更应该加大努力培养各类环保人才,例如环保工程师、环评工程师等。《环境工程原理》作为环境工程专业的基础理论课,课程主要是归纳总结水、大气、固体废物、噪声以及污染环境净化和生态修复所涉及的技术原理,提炼出具有共性的基本原理,具有较强的理论性。过去我们在课堂上侧重教授这些技术所涉及的原理,基本概念,各种典型设备的特点,对于如何应用这些原理或者设备解决问题,或者解决哪些环境问题阐述不足,对于在污染过程或者环境净化过程涉及到环境工程原理的基本概念或者原理讲解过少或者没有涉及,学生只是掌握了环境领域的相关理论,对于如何解决实际的问题还是束手无策。
2环境工程原理课程改革的方向
随着我国经济的发展,环境形势越来越严峻,国家也加大环境治理的力度和强度,因此对于环保产业既是机遇也是挑战,要求各类企业特别是环保企业要切实提高环境污染治理水平,因此各类环保企业迫切需求专业的环保人才,好多环保企业发愁找不到专业的环境专业的毕业生,但是我们环境专业毕业的学生好多找不到工作或者是专业对口的工作,一方面是供需信息不对称,另一方面,主要是我们培养的人才和市场需求有一定距离,不能完全达到企业的要求,过去我们培养的人才缺乏解决实际问题的能力。因此培养应用型人才,要求我们改变过去的培养方式。作为我们地方本科院校环境工程专业,我们应该培养学生具有扎实的专业基础知识,熟练的专业基本技能,具有融技术性、经济性和易用性于一体的工程设计意识,能够快速适应基础性技术工作并具备业务能力提升潜质的环境工程专业人才。因此对于《环境工程原理》这门课程,我们要构建新的实践教学体系,满足应用型人才培养的要求。
3环境工程原理课程改革的具体措施
由于这门课程涉及到水、气、固废、微生物等处理工艺的原理以及各种反应器的设计,内容比较多,而且概念和理论比较枯燥,如何激发和调动学生主动参与课堂教学活动是一个关键。为了能够有效地提高课堂教学效果,我们改变了过去的教学模式,实施以问题导向和工程实例相结合的课堂教学方式。
(1)以问题为导向,激发学生的学习兴趣结合
实际生活,把日常生活现象中涉及的环境工程原理介绍给学生。比如,冬季和夏季的室温均为18℃,人对冷暖的感觉是否相同?在哪种情况下觉得更暖和?从而引入热量传递的概念和公式。为什么在雾霾天气的时候,人们出门要戴口罩,引入过滤的概念,人们在购买一些贵重仪器的时候,在外面包装里面总放有几小袋的硅胶,为什么?起到什么作用?启发同学思考并讲述吸附在环境领域的应用,让同学们对吸附有个初步了解,再阐述那些物质可以做吸附剂,吸附的原理和快慢和那些因素有关等等,进一步加深学生对概念和原理的理解。
(2)通过提出一些工程案例启发学生进行讨论和思考
提高解决实际问题的能力结合工程实际,把水、气、固废处理工程中涉及到的环境工程原理介绍给学生。比如,工程中设计降尘室或者沉降室来处理气体中的粉尘或者污水中的污泥,一般只考虑降尘室的长度而不考虑其宽度,这里可以用重力沉降的原理及其沉降公式来解释。在对有害气体处理的工程中一般采用吸收法来进行,工程上通常采用逆流吸收,这可用环境工程原理中填料塔吸收过程的物料衡算和操作线方程来说明。教学中注意工程实例和理论的联系,使学生面对实际的工程案例去思考,分析和设计,可以激发和调动学生参与课堂学习的乐趣,增强教学效果。
(3)增加课堂学习过程的灵活性过去
我们一般是课后让学生完成作业,学生往往反映不会解答,找不到人询问,我们可以在课堂上把一些基本的和难度大的作业在课堂上,让学生完成,鼓励优秀的学生在课堂上给同学们讲解他们的解题思路,最后老师再点评,这样可以有助于学生提高学习效果,增加学生学习的信心。
(4)充分利用多媒体教学的特点
近年来,教师都逐步开始利用多媒体上课,多媒体比传动的板书教学更直观、形象和生动,老师可以节约板书的时间,能够充分阐述某个问题。在《环境工程原理》这门课中涉及的工程,尽量多寻找一些素材,以动画的形式展示出来,可以把一个反应器处理污水或者废气的过程清晰地显现出来,从而可以有效地激发学生对基本原理的探究和探索的兴趣。把书本中所涉及的反应器均以图片形式表现出来,加深同学们的直观印象。
(5)实验环节的整合传统的环境工程
原理实验,按部就班,按照教课书的要求一个单元一个实验,一个实验项目往往只是相当于实际工程的一个部分,学生在做实验的过程往往不了解整个实验项目的目的和意义,很难激发学生的学习兴趣,更不能提高他们的职业化能力。因此我们在新的人才培养计划中,把所有单元实验项目完成后,增加了综合性的实验,给学生一个实际的废水或者废气的工程问题,让学生自己查找资料,选择工艺,利用所学知识选择相关的反应器。分析工程处理过程中的难点和关键步骤。以有利于培养学生发现和解决问题的能力。
4结语
关键词:环境工程;专业特色;新建地方本科院校;就业
引言
环境保护对国家可持续发展极其重要,环境工程专业隶属于环境科学与工程一级学科,旨在培养具有可持续发展理念,具备水、气、固、声等污染防治和给排水工程、环境规划和资源保护等方面知识,具有污染控制工程设计及运营管理能力,制定环境规划和进行环境管理的能力,以及环境工程方面的新理论、新工艺和新设备的研究和开发能力,能在政府、规划、经济管理、环保等部门及设计、工矿企业、科研、学校等单位从事设计、规划、管理、教育和研究开发方面工作的环境工程高级工程技术人才。
1环境工程专业办学现状
截至2016年,全国有385所高校(包含45所独立院校)开设环境工程专业,2011年教育部批准的第七批78个高等学校特色专业建设点中,环境工程专业有8个,分别隶属北京大学、北京科技大学、天津大学、东北大学、山东大学、中国海洋大学、武汉大学、重庆大学。纵观全国高校环境工程专业定位,主要集中于“污染防治”和“环境治理”。在特色专业建设点的8所高校中,有些高校的办学特色依托本校品牌专业,如天津大学环境工程专业前身是给排水专业,专业特点在于废水处理及资源化、给排水工程;东北大学强调与矿业类专业结合;北京科技大学着重在矿业、钢铁、电力、有色冶金及材料加工行业的应用;中国海洋大学具有岩土和海洋特色;长安大学体现其在城乡建设、交通运输、水资源和地质环境保护等行业的特色应用。此外,一些高校环境工程按大类招生,在专业方向上体现了专业特色,譬如重庆大学设置环境生态工程方向,偏重生态监测、生态修复和环境管理;北京大学设置的环境管理方向,侧重综合环境管理能力培养。新建本科高校通常沿用研究型高校对环境工程专业的培养目标,定位于“污染防治”和“环境治理”,实行“宽口径、厚基础”式培养模式,缺乏专业特色。截至2015年,我国新建本科学校共678所,占全国普通本科院校的55.6%,培养的毕业生占全国非“985”“211”普通本科高校的45%,已成为本科人才培养的重要力量。在我国现行的高等教育体系中,研究型大学偏重学术型人才培养,高职(专科)院校偏重技术型人才培养,定位相对明确,而地方普通高校作为中间夹心层,定位常有“高不成,低不就”的困惑,其中尤以地方新建本科院校为典型[1]。近年来《关于加快发展现代职业教育的决定》《现代职业教育体系建设规划(2014—2020年)》《教育部关于地方本科高校转型发展的指导意见》等文件陆续公布,新建本科院校向应用技术型高校转型发展形势明朗[2]。新建本科院校应从“服务地方经济社会发展”“培养行业地区应用人才”的办学定位出发,以培养应用技术型人才为目标,结合自身特点、专业特征和就业需求进行定位,办出特色。地方新建本科高校与研究型高校相比,在教学资源、师资力量上存在明显差距,新建本科院校教学质量监控数据显示:师资方面,专任教师数量不足,青年教师比例大,博士以上学位的专任教师占比仅为8.4%,“双师型”教师中具有行业背景特别是具有工程背景的比例较低,教师教学水平有待提高;办学条件方面,部分民办院校办学条件较差,社会满意度相对较低,2014年37.3%的院校教学日常运行经费支出比例未达到合格要求;从硬件投入来看,民办院校的生均科研仪器设备值仅为5536元,比公办院校少2266元,经费投入仍然存在一定的缺口,办学力量薄弱、没有形成逐年增长的稳定投入机制[3]。新建本科院校办学中教学经费投入、教学资源、办学条件和师资力量有待改善,生源普遍存在基础薄弱、能动性差、思维活跃和兴趣广泛的特点,在专业定位时要根据生源的特点,从专业定位上就区别于研究型高校,盲目跟风高层次研究型大学是不可取的,应认清形势,根据自身办学的特点,借鉴其专业特色定位,根据职业需要创新专业特色,在基本理论技术水平的基础上,着重实践能力培养,强化学生应用能力。
2环境工程专业的就业前景和需求
环境工程本科毕业生专业对口的就业方向有教育行业、环境管理、环境工程设计及运营、环境咨询及服务和环保设备开发及销售五大类别[4-5]。教育行业:高等科研院所如研究员、教师、实验员等,门槛较高,对本科生的需求量较少。化学、生物、数学、物理是环境工程专业学生的基础课,毕业生可在中、小学从事这些科目的教学,这另外还要求从业人员具有相应的教师资格证书。除此之外,可在培训机构进行中、小学生的学科辅导,或从事环境教育及培训工作。环境管理:在各级环保部门、环境规划部门、监测站、流域管理委员会等行政机关从事环境管理、环境监测、环保验收等相关工作,这些单位中县级环保局或监测站有少量岗位面对本科生招聘。大、中型企业下设的安全环境部门,特别是大型跨国企业和上市企业,对EHS(Environment环境,Health健康,Safety安全)环境管理专员有需求,但一般情况下要求有2~3年工作经验,并要求熟悉环境安全管理体系,通过质量环境职业健康安全内审员和外审员的考试。一些小型或重污染企业,如化工、印染、制药、食品企业从健全体制、环保设施运行和监管方面考虑,会接收本科应届毕业生。环境工程设计及运营:包括废水处理、废气净化、废渣处理处置设施的设计、施工管理、调试和运行,要求毕业生熟练掌握Office系列办公软件、设计软件、AutoCAD绘图软件等,熟悉各设计阶段的图纸,熟练应用各种处理设施。开展环境工程设计的单位有各级设计院、环境工程设计公司、环保工程运营公司等,中、小型设计公司和运营公司会向本科毕业生提供部分岗位。环境咨询及服务:包含环境影响评价、水土保持方案、节能减排方案、清洁生产审核与培训、环境工程咨询、环境监测、环境管理体系与环境标志产品认证、有机食品认证、环境技术评估、产品生命周期评价、环境信息服务等。随着国家对环境保护工作的重视,环保部对环保行业的市场进行了调整,以环保验收、污染源监测、室内环境监测和治理为主要业务的第三方检测公司的成长壮大也为毕业生提供了更多的工作岗位。环保设备开发和销售:包括水处理、大气处理、垃圾处理、噪声处理等设备的开发和销售,以及环境工程相关教学设备的开发和销售。销售员要了解设备的基本原理、可进行安装和调试、简单的操作演示,是本科生可以胜任的工作。高校环境工程专业多定位于“污染防治”和“环境治理”,特别是水污染防治和治理方面,这与环境保护发展历程和水污染的特点有关。我国从“先污染后治理”的道路走来,水污染问题是最先受到关注和重视的,相对大气污染、物理污染或固体废物污染来说,水污染较直观、影响范围较大,也是我国最先发展起来的方向。到了“预防为主防治结合”的阶段,三废处理逐渐成为企业和政府面临的难题,这也催生了污染防治技术的发展。污染防治技术包含水、气、固废和物理污染四个方向,涉及的处理工艺较多,专业实验室所需经费投入较高,部分新建地方本科高校经费投入少、实习基地少、实习时间短、专业教师缺少工程背景,这些都令教学效果大打折扣,往往学生对这些工艺的认识只停留在理论理解,未体现出应用技术型人才的特色,难以与老牌高校毕业生竞争,没有就业率的保证,得不到社会的认可,直接影响着本专业招生,这也是多数地方新建本科院校环境工程专业办学面临的难题。从环境工程就业方向分析,结合新建本科高校的现状,除教育行业外,可定位于环境检测、环境影响评价、环境技术服务、环境管理或环保设备,特别是环境检测、环境影响评价和环境技术服务,我国近年来日渐完善环境立法、开放市场,第三方检测公司和技术服务公司成长壮大后,对本科生有一定的需求。本科阶段进行有针对性的训练,积累实习经验,结合职业培训,可大大提高毕业生在这些行业的竞争力,开辟与研究型大学和高职(专科)院校的不同的道路,且现开设这类方向的高校较少。
3环境工程专业定位调整方向
8个环境工程特色专业建设点的专业特色从两个方面体现,一是依托本校品牌专业办学,二是采用大类招生细化方向。新建地方本科院校可借鉴研究型大学特色专业的定位,结合环境工程专业就业后的职业需求,定位于对本科生就业岗位较多、办学条件能够满足教学需求、师资力量能够给予强有力支持的方向。具体可从以下两个方向考虑:(1)与采矿类、海洋类、安全类、气象类、地质类、生物类、化学类、食品类及建筑工程类相结合,确定专业定位为某一特色领域,如与化学类相结合可设置工业废水回收和防治技术、工业废料的综合利用、多功能环保材料的研发和新型处理药剂的研发等方向。(2)采用大类招生,掌握基础理论知识后,按照不同职业需求,细化专业方向。可设置环境检测、环境影响评价、环境技术服务、环保设备和环保设计方向,按照职业需求进行课程体系改革。环境检测着重化学分析能力的培养,可适当增加分析化学实验、环境监测实验和仪器分析实验的学时,新增环境保护与监测分析操作工的职业培训。环境影响评价着重法律法规和技术规范应用、环境评价技术方法、Office系列软件的应用、环境预测软件的应用等,可根据环境影响评价工程师考试的要求设置课程内容,新增环境影响评价课程设计、环评单位实习实训、环评工程师职业培训。环境技术服务涉及很多方面,应设置相应课程帮助学生了解水土保持方案、节能减排方案的编制,清洁生产审核、环境管理体系与环境标志产品认证、有机食品认证、产品生命周期评价的相关法律法规,增加清洁生产审核员、环境管理专员等职业培训。环保设备方向着重机械设计、环保设备基础知识和营销技巧等方面的培养。环保设计着重工艺和AutoCAD,在课程体系中应该加大实践课程的比例,形成“理论—实训—设计—实习”的体系,增加专业实验和课程设计的时长,新增模拟仿真软件实训,设立水处理工、室内环境检测员职业培训,加强实践和技术能力的培养。
4结语
创新专业定位是促进新建地方本科高校环境工程专业改革的首要方面,还需要配套其他方面的改革才能体现出应用技术型人才的特点。环境工程是一门综合性、实践性、行业性非常强的专业,透视目前的人才培养模式,除专业定位外尚存在以下问题:其一,大多沿用了研究性高校同类专业的课程体系和教学方式,较少从工程和职业需求出发进行考虑,重研究轻实践、重知识传授轻能力培养;其二,“以学科为基础”的本科教育特征体现不足,未处理好通用基础、专业基础与实践环节的关系;其三,缺乏与工程应用综合性的有机统一[6]。相应的可采取以下措施:以工程应用和职业需求为出发点,确定专业定位,并按照专业定位构建多元化的实践教学平台;理顺人才培养方案中通识课、专业基础课和专业课之间的关系,适当加大实践环节的比例;以解决实际工程问题为目标,及时更新教学内容,创新教学方式,优化课程考核方式;沿用帮带机制,拓宽师资培训渠道,加大双师型教师的引进和培养力度,优化教学质量考核体系。
参考文献
[1]焦新.加快地方本科院校转型服务社会经济发展——《地方本科院校转型发展研究报告》负责人答记者问[N].中国教育报,2013-12-31(2).
[2]罗劼,文卓琼,余萃,等.转型新形势下化工专业实验实践平台建设———以武昌工学院为例[J].广东化工,2015(22):203-204.
[3]中国教育报.全国新建本科院校教学质量监测报告(摘要)[N].中国教育报,2016-04-08(8).
[4]李颖,王廷,贾海燕.环境工程专业就业分析[C].2011年创新教育学术会议:武汉,2011.
[5]吴烈善.高校环境工程专业就业形式和人才培养定位浅析[J].广西大学学报(自然科学版),2007(S1):235-238.
关键词:城市环境工程;环境建设;难点与策略
Abstract: the construction of city environmental engineering is an important engineering, there is an important relationship between construction and people's life of environmental engineering, environmental engineering construction should not be overlooked, and the current construction of our country city environment engineering, there are still some problems and difficulties, which requires us to attach great importance to and actively respond to. Based on the construction of city environmental engineering as an example, aiming at the difficulty of construction of city environment engineering in China at present, put forward to solve the city environmental engineering construction difficulty coping strategies, for reference.
Keywords: City Environmental Engineering; environment construction; difficulties and Strategies
中图分类号:DF459 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1环境工程的含义
环境工程是研究和从事防治环境污染和提高环境质量的科学技术。环境工程同生物学中的生态学、医学中的环境卫生学和环境医学,以及环境物理学和环境化学有关。由于环境工程处在初创阶段,学科的领域还在发展,但其核心是环境污染源的治理。相应方面的科学研究也已经出现,环境工程学便是其中的一门学科。环境工程的内容大体上包括大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废弃物的处理和利用工程,以及环境污染综合防治、环境系统工程等方面。
2 环境工程建设现状
近年来,国家、省市各级政府对环境工程越来越重视,污水、垃圾、城市园林绿化等都被列入政府重点工程进行检查,城市环境基础设施建设投入逐年增加,设施水平较快发展,污水处理率、生活垃圾处理率、建成区绿化覆盖率显著提高,大气、水环境质量明显改善。然而,目前城市环保工程建设规模与国家、省提出的环保优先和城乡统筹发展的要求相比,在污水和垃圾处理等设施建设水平、建筑节能和城镇绿化水平等方面仍存在着不小差距。
3 当前环境工程建设的难点
3.1城市的污水处理不完善
城市生活的污水主要有三个来源:生活污水、工业废水和城市径流污水。其中,城市的生活污水是城市污水的主要来源。生活污水主要来自于家庭、商业区和城市的卫生公共设施等等。这些地方产生的粪便、洗涤污水经由城市的排水道进入地下污水区。对这部分的污水进行处理主要采取的办法是把它们送到城市的污水厂进行相应的处理之后再排放出来。这部分水具有明显的周期循环使用特点。城市当中的工业废水在城市污水当中也占有一定的比例。工业污水在全国各个城市当时的分布是不一样的,那些以工业为主的城市,污水排放相对严重些。对城市工业污水的处理要求更为严格,因为这部分污水当中含有大量对人体有害的腐蚀性、难化解的污染物。需要采用更为科学的技术手段进行处理。最后的一个污水来源主要是城市径流污水。他们具有比较明显的季节特点和复杂的成分。主要是由城市上空的大气污染物对大气的影响造成的,也有一些是地面上的垃圾和废物经由流过城市的河流造成的。城市环境工程建设当中,污水的处理是一个很重要的方面,但是,目前存在的问题主要是污水处理实施比较落后,在每个区域建设当中存在着很大的不平衡性。污水处理不及时,污水的回收率差,没有进行集中处理等等。这些都是城市环境工程建设面临的重大问题。
3.2生活垃圾没进行分类处理
随着城市的不断发展,城市人口的比重不断加大,城市生活消费得到了很大的提高,也因此而带来了很大的城市生活垃圾处理问题。城市生活垃圾来源有很多方面,包括家庭生活垃圾、商场垃圾、餐饮服务行业等等方面的垃圾。据调查统计资料显示,大型城市每天产生的垃圾多达几千吨,小型的城市每天产生的垃圾也在几百吨以上。如果不能够进行有效的处理,城市很有可能变成一个堆满垃圾的地方,严重影响了城市的形象和人们的生活。在城市环境工程建设当中,对城市生活垃圾的处理还停留在传统的做法上,或者采用运输到郊区进行掩埋的办法或者是进行焚烧处理而已。这种办法存在着投资大、运转成本高,同时垃圾中的有用资源也会被烧毁,加上,现有国内焚烧厂运行均比较困难。没有进行生活垃圾的无公害处理是城市环境工程建设的一个相当严重的问题。
3.3 园林绿化建设没跟上发展
城市园林绿化建设也相对发达国家相比较为落后,和发达国家之间存在着很大的差距,在各地的城市发展当中,建设水平也不一致。园林建设在城市环境工程建设当中有着很重要的作用,不仅能够降低城市的噪声和空气污染,还能够改善城市的居住环境,提升居住品质但是在我国的城市建设当中,对城市的园林绿化建设重视不够,片面地强调加大商品房和高档住宅的建设,导致很多城市密切在一起,没有足够的绿化空间,我国城市的园林绿化建设相对落后于城市的高速建设发展,将会严重限制未来城市的进步城市环境工程建设难点。
4 解决城市环境工程建设难点应对的策略
4.1 加强宣传提高对环境工程建设的认识
环境工程建设不是建设部门自家的事情,而是和广大的市民联系在一起的。为了能够最大限度地调动社会上的力量,参与到城市环境工程建设当中去,不仅要求相关的建设工作者提高对环境工程建设的认识,还要加大对环境工程建设的宣传,号召社会力量结合起来,进行必要的监督。让广大的市民对环境工程建设有所了解,提出对环境工程建设的意见,加快环境工程的建设步伐。
4.2积极推进城市垃圾与城市污水的处理机制
应当将城市垃圾和城市污水的处理机制不断的推进向前,落实并完善经营制度,严格的对各级城市建设运营部门进行管理与监督;制定并实施相关的节能措施与优惠政策,积极的鼓励研发、使用新型绿色建筑技术和建筑产品;建立并健全服务、运营和建设的政府监管体制,从根本上提升城市环境基础设施的运行效率;明确城市的绿化管理职能,并加强对城市植被的监管和保护。
4.3物料闭路循环将废物综合利用
工业生产中的“三废”实质上是生产过程中流失的原料、中间体和副产物,尤其是我国农药、燃料行业的主要原材料利用率一般只有30%~40%,有60%~70%以“三废”形式排入环境。在生产过程中比较容易实现的是用水闭路循环,供水、用水和井水一体化,一水多用,分质使用,净水重复使用。我国现已研制成功的利用磷石膏联产硫酸和水泥,利用硝酸生产尾气制亚硝酸,利用硫酸生产尾气制亚硫酸钠,从硫铁矿烧渣中回收金、银、铁,从乐果合成废水中萃取回收乐果等.都是很有使用价值的“三废”综合利用技术。
4.4充分发挥政府的职能
在城市环境工程建设的过程当中,政府的作用和职能是尤为重要的。因此,应当充分的发挥政府的相关职能,积极的协调相关部门的城市环境工程建设的工作和任务,及时的对工程建设项目中的环评、土地、规划、立项等工作所带来的问题进行合理的解决。对城市环境工程建设各个部门的工作进行综合的评比与考核,进而形成科学有效的制度。与此同时,应当重点突出城市建设环境保护的监督与引导,并科学的建设和规划城市环保基础设施。
4.5鼓励社会各界多元化的投资
城市环境工程建设的耗资使十分巨大的,在建设过程当中,不仅需要我国政府部门提供一定的财力支持,还需要社会各界多元化的投资。应当鼓励社会各界加强对城市环境工程建设的投资力度,让更多有能力的企业主动的参与到我国的城市环境工程建设工作中,这样能够有效的促进我国城市环境工程建设的良性运转,并且可以加快工程建设的建设步伐。所以,我国相关部门应当最大程度的推进积极有效的引导体制,加强政府部门对积极参与城市环境工程建设人员的鼓励和奖励,充分的调动参与人员的主动性以及积极性,以便于更好的推动城市环境工程建设的总体进展。
参考文献
[1]郭春梅.环境工程基础[M].石油工业出版社,2007
【关键词】特色专业课 环境工程 本科生 教学 矿业
1973年,国务院了《关于保护和改善环境的若干规定》,明确指出,“有关大专院校要设置环境保护的专业和课程,培养技术人才”,我国高校从1977年开始设立环境类本科专业,随着我国高等教育的从精英教育到大众教育的转化,在高校扩招大背景下,结合目前国内外广泛存在的环境问题,社会对环境类本科专业的需求增加,造成许多高校纷纷开设环境类专业(其中环境工程专业尤其典型)。随着竞争加剧、就业困难等问题的出现,一些学校开设紧缩相关专业的招生规模,甚至出现了部分高校环境类专业一度停止招生的现象。因此,结合传统优势和行业特色对进行专业定位是关系到专业发展水平和前途的关键。而特色专业课作为环境工程专业教学和学生培养的重要内涵,充分发挥其在构建专业特色、明确主攻和服务方向上的作用,必将对专业的发展将直至至关重要的作用。
1 环境工程专业本科教学现状分析
我国环境工程专业本科生教学普遍致力于培养可从事企事业、城乡、区域及全球环境污染控制工程的规划、设计、运行管理和研究开发的高级工程技术人才及应用复合型人才,可在各级政府机关环境保护部门、规划部门、科研院所、工矿企业、事业单位等从事环境管理、教育、环境监测与评价、科学研究和产品开发以及技术管理等工作。环境工程本科生专业课设置一般分三部分,即专业基础课、专业必修课和专业选修课,综合不同高校的课程开设情况,总体有代表性课程设置见下表(化学类、工程力学、流体力学等公共性专业基础课除外)。
我国高校环境工程专业课程设置的三大部分中,专业基础课重点介绍主要的环境学原理、环境与生态问题及解决问题的一般思路和方法学知识,为环境工程专业的基础和重要保障;专业必修课则基本上各高校均为围绕水、气、固等环境工程重点方向设置专业主干课程,并结合环境监测和微生物学等基础测试评价体系和微生物学知识,对本科生在重点方向上的基本专业技能、解决问题能力等进行培养与训练;专业选修课则囊括了环境评价、质量分析、环境信息系统等现行的环境工程主要内容、方法和一些新兴的边缘学科、研究领域以及手段。以上三个部分由基础带动专业,基于原理和方法论来解决环境工程的主要分支方向具体问题,从问题的产生到新技术、新思维支持下的环境与生态相关问题的解决与处置。再辅以相关教学实践环节如社会实践、课程设计、本科生毕业论文或毕业设计等全面培养本科生的素质和技能,以达到培养计划的要求。
分析我国高校现行的环境工程本科生教学体系,大体能满足本科生教学的基本要求。但纵观各高校环境工程专业本科生课程设置,基本上以共性为主,虽有部分高校开设了与学校传统优势或研究方向相关的课程(如中国农业大学环境工程专业开设的农业生态工程课程),但总体说来,全国高校依旧普遍缺乏在主干课程体系支撑下的特色课程体系。通过对环境工程专业本科生的调查与沟通发现矿业类高校大部分学生对矿山、煤矿利用加工企业等存在的环境与生态问题、解决问题的原理与方法等普遍缺乏基本知识和认识,不清楚本校环境工程专业与其他学校相比优势与特色所在,定位不明,这对于行业特色明显的高校而言,无法突出其为行业服务,有目的、有方向培养高素质、强技能人才的特点和优势。
2 特色专业课开设的必要性
针对目前我国高校环境工程专业本科教育的重共性的特点,应有计划、按办学重点和侧重点逐步开设相关的特色专业课程,增强学生在相关行业和部门工作中的能力,以应对越来越激烈的社会竞争。
众所周知,特色决定优势,这一点在本科生教育中也有明确的实例体现。如矿物加工工程专业从20世纪50年代开始作为矿业类大学(学院)的特色专业,经历了数次辉煌与沿革,其本科生招生分数近5年屡创新高,本科毕业生就业率也达到100%,居学院几大专业中就业率之首,甚至出现其他专业本科生考研不少同学转考矿物加工工程的情况。环境工程专业也是经历了从无到有,从薄弱到壮大的过程,部分教师和人员转自传统的专业和研究方向,因此开设基于传统优势学科的特色专业课程具备良好的基础和条件。
借鉴矿物加工工程等成熟、高水平的传统特色专业的发展模式,环境工程专业也应着力发展特色,如矿业类高校应着眼行业特点,立足厂矿及相关研究院所、教育机构等对环境工程专业的特殊要求,以特色专业课的开设为契机,结合与相关厂矿企业的交流、实践,全面提升环境工程专业本科生的培养水平,有目的、有方向的培养可为行业服务,具有扎实基础知识和相关专业技能,突出专业特色的高水平人才。尤其在我国高校环境相关专业本科生招生数量高居不下的客观形势下,找准特色、突出优势、明确定位必将对不同行业、不同优势学科高校环境工程的发展起到积极的推动作用。
3 积极推进特色专业课建设,全面提高环境工程专业水平
基于现行的环境工程专业培养主干课程体系,在完善环境工程专业教学体系和基本知识结构的前提下,有目的、有方向性的在矿业类高校环境工程本科生教学环节开设如矿山生态环境保护(或矿业环境保护)、煤化学、矿山环境问题及实用修复技术类讲座,结合与矿区相关的社会实践环节,同时改革现有的毕业设计(论文)选题及研究方向,优先开展与矿区生态和环境问题相关的设计与实验研究工作,如矿井水处理与回用技术开发与设备研制、焦化废水处理技术与工程设计、矿区污染土壤生态修复与工程设计等,全方位开设立体、有侧重点的特色专业课带动下的环境工程专业教学与培养体系。
各高校从2005、2006年开始分批按专业大类招收本科生,环境工程和环境科学专业的本科生按环境大类招生,入学前2年修同一课程,从第3年开始自主选择专业。这就对各专业的课程体系设置与建设提出了更高的要求,各高校也开始有针对性地相应调整、完善各专业的本科生培养计划,以特色突出优势、以优势体现水平,为全面提升环境工程专业本科生在专业技能、社会竞争力、服务水平和综合素质方面的能力提供保障。
参考文献
[1] 刘宏,吴春笃,诸金宇.环境工程本科专业课程体系改革与实践,高等建筑教育, 2007,16(4):69-72.
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。