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环境科学专业核心知识单元,代表环境科学各个知识领域的不同方向,知识点分核心和选修两种,核心知识单元是所有环境科学专业学生要求具有的基础知识内容。
其中,专业基础类核心知识单元包括:①环境问题,核心知识点包括水环境问题、大气环境问题、固体废物污染、全球环境问题,选修知识点包括土壤污染、物理性污染和污染物生物效应。②环境科学基本原理,核心知识点包括环境/生态基本规律、环境科学学科体系和可持续发展理念。③环境科学研究方法,核心知识点包括环境科学方法论体系、生态学方法论、环境体系解析方法论,选修知识点包括环境质量调控方法论、综合/系统分析方法论。
专业原理类核心知识单元包括:①生态过程与效应,核心知识点包括生物对环境的适应、种群及其基本特征、生态系统特征及过程分析、生态学原理的应用。②环境生物过程与效应,核心知识点包括环境污染物在生态系统中的行为、污染物的生物学效应、生物监测原理与方法、环境污染的生物净化、退化环境的生物修复。③环境化学过程与效应,核心知识点包括环境中典型化学污染物、污染物迁移、污染物转化、大气环境化学、水环境化学。④环境地学过程与效应,核心知识点包括地球环境系统的基本组成运动规律及演化过程、地球环境系统有机圈层的组成结构及其功能、各圈层的演变规律及在全球环境变化中的作用、地球环境系统中物质和能量的迁移转化及循环过程。
专业技术类核心知识单元包括:①水污染控制,核心知识点包括废污水的物理处理技术、废污水化学和物理化学处理技术、废污水生物处理技术、废污水的自然处理技术、污泥处理处置。②大气污染控制,核心知识点包括颗粒污染物控制技术原理、颗粒污染物的控制技术、气态污染物控制技术原理、典型气态污染物控制技术。③土壤污染控制,核心知识点包括土壤污染源与污染特征分析、土壤污染控制技术原理、典型土壤污染物控制技术。④固体废物污染控制,核心知识点包括固体废物分类与特征、固体废弃物无害化技术与方法、固体废弃物综合利用。⑤环境监测,核心知识点包括环境标准、水环境监测、环境空气监测、固体废物监测、土壤污染监测、物理性污染监测、环境监测质量保证。⑥环境影响评价,核心知识点包括项目环境影响评价、规划环境影响评价、战略环境影响评价。⑦环境规划,核心知识点包括环境规划的技术方法、水环境规划、大气环境规划、噪声污染控制规划、固体废物污染防治规划。
专业管理类核心知识单元包括:①环境管理,核心知识点包括环境管理学的理论基础、环境管理的制度和政策手段,选修知识点包括企业/产业环境管理实践、区域一全球环境管理实践。②环境法律,核心知识点包括环境法基本概念原则、环境法律制度及法律效力、环境污染防治法、自然资源保护法、国际环境法。
专业实践类核心知识单元包括:①专业实习,核心知识点包括认识实习、生产实习、综合实习。②科研实践,核心知识点包括观察性实验、验证性实验、设计性实验、研究性实验。③毕业论文/毕业设计,核心知识点包括文献查阅、论文开题、论文研究、论文撰写、论文答辩。
二、建立核心课程体系
围绕环境科学专业各专业类别的核心知识单元,建立核心课程体系,承载核心知识点。各门核心课程围绕核心知识点组织基本理论、研究前沿、基本方法、实践案例等内容,形成系统。同时,设置先导课,为核心课程和核心知识点学习提供必要的基础知识储备。例如,“环境化学”课程,就需要无机化学、分析化学、有机及物理化学、环境科学概论、环境监测等课程作为先导课,提供环境化学课程各知识点学习所要求的基础知识储备。
专业基础类核心知识由“环境学基础”和“生态学基础”课程为基本载体。“环境学基础”课程坚持“起点高、容量大和观点新”的教学宗旨,系统介绍环境科学的产生与发展、人口、各环境要素污染与防治、可持续发展等内容,注重学生基本知识、基本技术、基本能力的培养,课程已经建设为国家精品课程,并积极探索慕课教学形式;“生态学基础”全面介绍生态学的基本概念、基本原理和基本应用方法,以及现代生态学的最新进展,该课程已经建设成为南开大学精品课程。
专业原理类核心知识由“环境生物学”“环境化学”“地学基础”课程为基本载体。“环境生物学”介绍环境生物学领域的基本理论和基本概念,结合现实环境中污染物与生物之间的相互作用,培养学生运用环境生物学技术解决实际问题的能力;“环境化学”介绍大气、土壤、水及生物相诸介质中环境物质迁移转化的基本原理,环境中主要污染物的来源及其在环境中的归趋,环境污染控制与修复过程及绿色化学中污染减量及消除的化学原理,“环境化学”课程已经被评为国家精品课程;“地学基础”课程介绍地壳的基本物质组成特征,气象要素的基本概念和表征方法、大气稳定度和逆温等与环境有关的基本知识,城市气候的基本特征,地球上水的循环过程,各种水体的基本特征,土壤的组成特征、形态特征、形成因素和成土过程,地图的基本概念、特征、组成要素、我国基本比例尺地形图的分幅和编号的基本方法,地形图的应用,遥感的基本概念、原理、遥感解释标志和方法,要求学生掌握地学的基本概念、基本规律和形成原因,以及地学基本手段的应用,该课程被评为南开大学精品课程。 专业技术类核心知识由“环境工程学”“环境监测”“环境影响评价与环境规划”课程为基本载体。“环境工程学”介绍水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理与处置工程以及噪声防治与控制等的基本原理和方法,该课程被评为南开大学精品课程;“环境监测”课程全面介绍根据监测的目的进行调查研究、设计监测方案、选择监测方法、进行数据处理以及测试结果的分析评价,掌握环境样品的采集、保存、制备、预处理、测定及质量控制等方法,培养学生实际环境监测问题的分析和解决能力,该课程被评为天津市精品课程;“环境影响评价与环境规划”全面介绍环境评价和环境规划的基础知识、基础理论、基本方法以及评价与规划知识的实际应用。
专业管理类核心知识由“环境管理与环境法学”课程为基本载体,“环境管理与环境法学”课程介绍管理学基础知识和主要原理、中国环境管理的原则与政策、中国环境管理的体制与制度、中国环境法体系及内涵、中国环境法的基本原则和基本制度以及部门环境管理、区域环境管理、工业企业环境管理等。
三、围绕三条主线推动环境科学专业课程教学
1.环境问题识别和分析主线
环境科学是研究环境问题及其解决途径的综合性科学体系,其核心任务是揭示人与环境相互作用规律。环境问题的产生和解决促进了环境科学的产生、形成和发展。围绕着环境问题的识别和分析,形成环境科学基本原理、技术方法、管理工具以及具体实践科学体系。围绕具体环境问题识别和分析,组织核心知识单元、核心知识点和核心课程,课程之间科学逻辑关系紧密,便于学生认知和学习。
另一方面,在我国当前发展阶段,资源环境限制与社会经济发展矛盾空前突出,迫切需要环境科学培养专业人才,应对污染控制、生态修复与环境建设挑战。围绕我国面对的实际环境问题,针对性培养专业人才,建立起环境问题与人才培养之间的直接联系,建立以环境问题识别和分析为主线的人才培养模式,搭建对应的知识结构和课程体系,有利于为国家培养具备解决实际环境问题能力的急需人才。
2.实验与实践教学主线
坚持“注重基础训练、强化教学实习、突出创新能力、提高综合素质”实验教学理念,围绕核心知识单元和核心知识点,搭建专业基础实验教学平台,建立实践教学基地群,严格毕业论文环节,充分发挥实践教学对理论教学的有效补充作用。
(1)专业课程实验。课程实验和课堂理论教学相辅相成。围绕核心知识单元和核心课程,开设专业实验课程,包括环境监测实验、无机及分析化学实验、环境化学实验、生态学基础实验、环境生物学实验、环境微生物学实验。着重训练实验步骤、实验操作、实验安全、药品管理等基础实验技能,培养环境科学分析基本方法和技术。
(2)专业教学实习。合理安排专业教学实习时间,既能促进核心知识的理解和认知,又能为后续毕业论文/设计提供经验。围绕核心知识点搭建专业教学实习平台,建立教学实习基地体系,配合大气污染防治、水污染防治、固体废弃物污染防治、环境管理等核心知识点和核心课程,建立环境监测中心、环保卫生管理中心、科学院、环保科技公司、垃圾处理厂等实践教学基地,形成实践教学基地群,提供直观认识环境科学专业知识在实践中具体应用的机会,培养知识运用和理论联系实际的能力。
(3)毕业论文。设置毕业论文环节,通过学生参与论文选题、查阅文献、开展实验或设计、结果模拟与分析等毕业论文过程,系统锻炼学生运用理论知识、实验技能的综合能力。
3.科研创新训练主线
营造制度、平台、师资环境,建立稳定的科研创新体系。通过国家级、省市级、校级、院级各级别科研立项机会,搭建“国家大学生创新计划”“省市大学生创新立项”“学校大学本科创新立项”“学院创新立项”多层次立体化环境科学专业学生创新平台,为不同水平学生提供创新立项机会,逐步提高项目研究质量,严格过程管理,保障创新立项覆盖面。通过团队协作、教师交流、项目答辩等环节,锻炼学生创新思维和创新能力,提高团队合作与交流能力,鼓励学生科研成果报奖。
四、核心课程质量保障
(1)国家级特色专业建设。2010年,南开大学环境科学专业获批为国家第六批高等学校特色专业建设点。特色专业结合南开大学环境科学多年来的本科教学特色以及相关教育、教学理念,面向国际社会发展及现实中国社会大背景下的特征需求,同时考虑到学科本身的实践特征、时代特征和应用特征,推动与现阶段校内学习相补益的数个社会实践与互动教学平台建设。
(2)精品课程群建设。提出并实践“精品课程群”建设的教改思路,逐步推动各门课程精品建设,形成“精品课程群”体系,有效保障环境科学专业课程教学的高质量。
(3)国家级教学团队建设。2010年,南开大学环境科学专业基础课程教学团队被评为国家级教学团队。
(4)优质教材保证。作为知识的载体,教材是本科生质量的重要保障。为了提高环境科学专业人才培养的效果,自编出版环境科学专业系列优秀教材。包括1本国家级精品教材《环境化学》,4本“十一五”国家级规划教材《环境学基础》《生态学基础》《环境化学》《地理信息系统及其在环境科学中的应用》等。
(5)推动天津市实验教学示范中心建设。积极推动实验教学改革和实验室建设,建设天津市环境科学与工程实验教学示范中心,为专业人才培养提供实践和创新平台。提出“培养具有创新精神的环境科学与工程现代化复合型高素质人才”的实验教学理念,搭建“专业基础实验、教学实践、创新教育”的高素质人才培养实验教学平台,探索“坚守教学神圣,转变师生角色,强化开放综合,学科建设与实验教学相融合”的实验教学模式,取得了丰硕的教学改革与建设成果,学生教学效果突出。
(6)推行精细化教学管理。探索精细化教学管理模式并付诸实践,制订“教学效果的双评议制度”“主讲教师竞聘上岗制度”“教学效果的双评议制度(教学督导组评议和学生评议)”等规章机制,有效实现对教师“教”的目标导向和过程管理。
实行环境科学专业本科教学的课程小组负责制,实现了本科教学的优质师资资源配备,有效地促进了全体教师对本科教学的关注和重视。保证教授、副教授百分之百地参与本科教学,优化教师队伍年龄结构和学缘结构,提高教学效果。
实行“本科生课程主讲教师竞聘上岗”。对列入核心课程群建设的课程实行主讲教师竞聘上岗办法,结合学生评教结果,根据教学能力与教学效果优选课程主讲教师。
教学实习包括课程实习和生产实习,是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,是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、解决问题能力,培养创新与创业意识、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。
1.课程实习。
课程实习安排在大学二年级,在培养计划及课程教学大纲中明确学分(时)数以及实习要求和考核方式。实习场所包括各类自然保护区、生态园区、大型企业污染治理设施、政府环保部门等实践教学基地。实习的形式包括参观考察以及专题调研等。
2.生产实习。
生产实习是学生完成《环境化学》、《环境监测》、《环境工程学》、《生态学》、《环境微生物学》等专业基础课和部分专业课学习后的综合性实习,在大学三年级下半学年进行生产实习。实习单位包括企事业单位、政府环保部门、研究院(所)或在本校进行科研实习等,要求学生上岗实习,直接参与教师科研工作。
3.实践教学基地建设。
与具有良好环境行为、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,通过有效科研的合作,建立实践教学基地,为学生提供一个拓展视野、亲身体验的场所。通过有经验的环保技术专家指导学生实习,进行现场教育。通过课程实习、生产实习等过程,让学生深入了解社会需求及自身的不足,明确学习的目的,激发学习的动力,提高综合素质。
二、社会实践
社会实践是大学生思想政治教育的重要环节,对于促进大学生了解社会、了解国情、增长才干、奉献社会、锻炼毅力、培养品格、增强社会责任感具有不可替代的作用。环境科学专业社会实践应当与专业培养计划有机结合,根据学校培养目标、学生需求、专业特色、学生成长阶段和认知规律,实施分类教育。将社会实践纳入本科培养计划,规定学生社会实践的学时数,制订相应的规范。学生的社会实践形式包括校园文化活动、暑期社会实践、大学生社会工作、科技学术活动、青年志愿者活动和公益活动等。
目前,我国已有250多所高校开设环境科学本科专业,少数设置于教育部直属高校,大部分设置于地方高校,普遍存在专业设置时间短、专业建设任务重的问题。环境科学专业在建设过程中,如何结合地方实情,服务于地方经济发展的实际需要,凝炼专业特色和准确专业定位,是环境科学专业建设中必须解决的问题。扬州大学环境科学专业特色及学生培养目标课题组,对环境科学专业建设中的定位与特色问题进行了相关的教改研究,取得了一些有益的经验。
一、环境科学专业学科特点
环境科学是以“人类—环境”为研究对象,研究人类活动对环境的影响,受影响的环境对人类反作用的问题。环境科学是一个由多学科到跨学科的庞大科学体系组成的新兴学科,也是介于自然科学、社会科学和技术科学之间的边际科学,具有很强的综合性与复杂性。
环境科学专业覆盖面广,研究方向繁杂,使得环境科学专业学科特色不显著,影响了学科的发展。我们认为环境科学专业在保证其专业学科内涵要求的基础上,一定要有自己的特色,要与“众”不同,在课程设置与实践性环节等方面不能是简单的“拼盘”,不能面面俱到,面面俱到的结果是面面不到。
二、专业定位与培养目标
随着社会经济的快速发展,环境问题呈现出复杂性与多样性,对环保人才的素质要求不断提高,培养基础扎实、知识面宽、能力强,具有创新精神和实践能力的高级专门人才应该是环境科学专业人才培养的总体要求。
不同类型的高校,其专业定位与培养方式的侧重点应有所不同。研究型大学以培养高层次的理论型和研究型人才为主,教学科研并重的大学以培养应用研究型人才为主,以教学为主的大学重点培养应用型和实用型人才。
专业培养目标反映了人才培养的规格和标准,地方高校因其地区差异和发展水平差异,准确的培养目标定位是专业建设前提。扬州大学系江苏省属重点综合性大学,为教学科研并重型地方高校。依据江苏省社会经济发展水平及扬州大学的性质,我校环境科学专业以培养应用型人才为主,兼顾研究型人才的培养。
我们依据毕业生每年的就业情况,不断修订完善环境科学专业人才培养方案。在课程设置方面,重点加强与学生就业关系紧密的《环境工程》、《环境监测》、《环境影响评价》等课程的实践性教学环节,除了与课程配套的相关教学实验以外,还有课程实习或课程设计,增强学生的动手能力,培养的本科生具有较强的社会适应能力与竞争力。我校环境科学专业从2003年开始招生,已毕业四届本科生,毕业生大学英语四、六级通过率92%以上,江苏省计算机二、三级通过率95%以上。每年七月初,毕业生就业率达92%以上,近三分之一毕业生考上研究生,少量进入环境监测站及相关事业单位,多数毕业生进入企业相关岗位。
就目前就业形势而言,环境科学专业毕业生就业的主渠道应该在企业。环保局、环境监测站、环科所等单位基本处于饱和状态,这些单位不应作为招生宣传时环境科学专业学生就业的标杆。许多学生当初报考环境科学专业,总认为毕业后能进入环保局、环境监测站及环科所等单位,事实并非如此。就业事实与期望值相差甚远,使得环境科学专业毕业生就业率偏低,环境科学专业在社会上的就业“口碑”不佳。我们通过调查发现,主要原因是学生不愿进企业,不愿进基层,服务企业的意识很淡薄,总想进环保类机关及事业单位,而这些单位基本处于饱和状态,基本不需要招人。我们认为要解决这些问题的关键在于,一是招生宣传要多强调为企业服务,毕业后进入企业相关环保岗位,降低学生进入环保事业单位的期望值;二是学生进校后加强实践性教学,特别是与企业环保岗位关系密切的相关课程的实习及设计,使学生进入企业后能与工作无缝对接;三是提升学生的能力素质,重视大学英语四、六级,计算机等级考试通过率,安排部分学生在大二阶段参与教师的科研工作,为少部分想进一步考研深造的学生打下良好的基础。
环境科学专业内涵为解决以人类为中心的各种环境问题,环境问题可谓包罗万象,纷繁复杂。在确定专业目标定位,制订人才培养方案时,高校既要考虑专业学科内涵所规定内容,又要有所侧重。扬州大学为地方综合性高校,主要面向地方,为地方经济发展服务。江苏南、北地域经济差别很大,发展很不平衡,苏北经济薄弱,人才相对缺乏,而苏南经济体量大,人才济济。因此,我校环境科学专业的定位是以人才需求为导向,培养基础扎实、专业面宽、动手能力强、肯吃苦,愿意到苏北及苏中地区企业环保岗位建功立业的专门人才。
三、专业特色为专业之生命
许多高校环境科学专业都是在传统学科基础上建立起来的,其课程设置无论是基础课还是专业课,基本上是在原专业所设课程的基础上的适当增减,即减少几门专业课,或增加几门环境类课程,“母系”的痕迹很深,普遍存在着基础不广,培养口径过窄、太专的问题。
1987年以来,国家教育主管部门对高校本科专业目录进行了几次调整,环境科学类本科专业实行以综合性整体化为主,加强基础,拓宽口径,环境类相关专业合并为环境科学专业。随着本科专业目录的几次调整,各高校环境科学专业课程设置几乎一样,一副面孔,虽然“母系”的痕迹少了,但没有了自己的特色。
我国地域辽阔,社会经济发展极不平衡,各高校设置的环境科学专业如没有自己的特色,培养的学生就没有竞争力,不能很好地为当地方社会经济发展服务。
环境科学专业特色应从当地社会需求及具体的实践活动过程中凝炼而成。具体思路如图所示:
扬州大学环境科学专业特色与学生培养目标建设实施过程主要有以下几方面。
1.以需求为导向,面向基层,面向苏中、苏北等区域,培养环境科学专门人才,鼓励毕业生服务基层,扎根基层。
2.专业课程设置不求多而全,只求少而精,重点突出《环境监测》、《环境影响评价》等课程的课程实习及课程设计,使学生毕业后进入企事业环境监测、环境影响评价等岗位能“无缝对接”。
3.大学二年级开始实施本科生导师制,学生与专业教师双向选择,每位专业教师至多带5名本科生,学生参与教师的部分科研工作,教师在价值观、人生观等方面零距离对学生进行潜移默化的影响,引导学生树立积极向上的世界观、切合自身实际的择业观。
4.第七学期即开始毕业论文(设计)工作,形式多样,少部分考研的学生可以在校内参与教师的科研工作做毕业论文,鼓励其余的学生带着问题到相关企业做毕业设计,学生在企业做毕业设计的过程中学会了许多实用技能,为他们毕业求职作了一定的铺垫效应。
四、结语
地方高校环境科学专业在保证专业学科内涵基本要求的前提下,一定要有自己的特色,没有特色就没有优势,没有优势就没有生命。课程设置要突出与学生就业关系密切的相关课程,专业课程不宜多而全。少数考研的学生参与教师的科研工作做毕业论文,为他们进一步深造夯实科研基础。其他学生尽可能到企业做毕业设计,企业与学生之间也有一个相互了解的过程,实践证明此方法能明显提升学生的就业率。
关键词:毕业实习指导;创新能力;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)38-0218-03
“勘查技术与工程”专业属于培养应用类人才的专业,随着国家经济建设的发展,国家的资源勘查、环境监测和工程建设等领域获得了较快的发展,“勘查技术与工程”专业的应用领域也得到空前的拓展,毕业生分配去向为全国各地的资源、能源、环境、工程建设、质量检测、仪器制造等多种行业和部门。各行各业的工作环境和背景差异很大。毕业生如何能适应这样广泛的领域,毕业后能够尽快承担工作任务,是毕业实习期间需要解决的问题。为了培养出适合用人单位需求的合格毕业生,桂林理工大学在课程体系、教学内容等方面进行了探索和改革,研究培养高质量人才的思路和方法,其中毕业实习安排和毕业论文指导是其中的重要内容之一。“勘查技术与工程”专业的毕业实习时间为16周,实习内容主要为:野外实习、完成毕业论文和毕业答辩。两者的有机结合,对毕业实习效果至关重要。
一、野外实习
野外实习是“勘查技术与工程”专业学生毕业实习期间的重要实践部分。学生参加野外实习的形式有多种:参加学校实习基地单位的科研或生产项目;参加教师的科研工作;或到学生即将就业的单位参加科研或生产工作。这些实际的科研或生产活动让学生近距离接触工作现状,了解勘探行业发展情况。在实习期间检验学生掌握知识的情况、培养自己处理问题的能力。
在这一阶段,教师需要根据实习项目对毕业生进行指导。在出去实习之前,要求毕业生做实习准备。例如,资源勘查类的科研或生产项目,要求学生了解矿床、成矿理论及所需的地球物理方法原理等内容;工程、水文或环境勘查类的项目,要求学生研究岩土层的地球物理特征及该精度地球物理方法原理等内容;而工程质量检测方面,则需要了解质量检测规范及应用地球物理检测方法原理等。在野外实习结束之后,要求学生作实结,从野外工作施工技术、资料解释、成果展示及报告编写等方面总结实习过程。
二、毕业论文
毕业论文是本科教学工作的最后环节。指导“勘查技术与工程”专业毕业论文的主要环节有毕业论文选题、论文编写等。
1.毕业论文选题。选题是做好毕业论文的关键环节,也是学生走向工作岗位前的综合训练。因此,指导学生毕业论文题目的选择是教师的重要工作之一。“勘查技术与工程”专业培养应用型高级人才,毕业论文的选题应结合科研和生产单位的需求。毕业论文选题的时间安排在四年级的生产教学之后,学生已经基本掌握了地球物理各方法的理论、野外工作方法和资料解释。有了各自的专业兴趣和对各专业课教师的了解。因此选题是选择专业方向和专业教师,在选题中注意以下几个方面。①让学生自己选择毕业论文方向。我们将毕业论文的选择权交给学生。尊重学生的意愿和兴趣,先了解学生的个人兴趣,以后从事工作的意向以及个人能力。②选题结合实际科研或生产项目。参加野外毕业实习的同学,根据在科研或勘查单位参加的科研和生产实际工作选题。这些结合实际的选题符合科研或勘查单位的需求,具有实用性。使学生所学的专业知识与科研、生产实际需求紧密结合起来,并且能够在毕业后最短时间内达到工作单位所需的能力要求。这样学以致用的论文题目,相当于一次实际工作练习。③专业教师的选择。学生选择好论文方向后,为了能够顺利地完成毕业论文,并得到良好的相关方面的锻炼,选择教师是很重要的一环。因为每个教师都有自己擅长的一面,比如有些教师擅长工程勘查、有些老师擅长资源勘探、有些教师擅长能源勘探、有些教师理论研究等。学生应该根据自己的选题方向,选择相应的教师,以便得到最佳指导。④教师在论文选题过程中的指导作用。学生选题只是选择了论文研究的方向,其中的细节需要教师进一步完善。确认学生适合的那种题目是应用型还是研究型。对于有明确目的的学生,例如毕业后从事地质找矿工作的学生、已经考取研究生的学生、有一定的计算机编程能力的学生、对某种地球物理方法有特殊兴趣的学生,针对不同的学生确定不同特点的毕业论文题目。主要的选题原则有以下几方面:一是从科研项目中选题。对于今后继续深造,具有较高的计算机编程水平和对地球物理方法有兴趣的学生,引导他们参加教师的科研项目,或到有关的科研单位参加研究工作,使他们尽快了解专业发展的新水平、新动向,参与到科研工作中,学习科学研究的系统方法,提高科研能力。学生在科研工作中,会巩固专业知识,了解自身的能力。二是从工程项目中选题。对于已经确定了就业单位,准备进入地球物理勘查实践的同学,选题可以来自勘查单位的工程项目。通过这些联系实际勘查项目的题目,学生对勘查单位的设备、勘探领域、资料解释方法有全面深入的了解。同时也认识到勘查单位对人才的要求,通过做毕业论文可以有目的提高学生自身的综合能力。在上述论文选题的指导思想下,近几年,桂林理工大学勘查技术与工程(物探方向)专业的毕业论文题目呈现多样化(如表1所示)。从表中可以看出,选择实践型题目的人数在近四年中是最多的,约占64.8%,选择结合型题目的人数约占18.1%,选择理论型题目的人数约占17.1%。这一比例符合我校勘查技术与工程(物探方向)培养高级应用型人才的培养目标,同时,也满足了一部分同学想要继续深入研究的愿望。
2.教师在论文编写过程中的指导作用。“勘查技术与工程”专业需要具有综合素质和先进技术的人才,毕业论文写作期间,要注重培养学生收集信息、应用英语、计算机编程和解释软件使用等能力。①查阅文献的指导。论文题目选定之后,学生需要了解相关地球物理方法的发展、研究现状及应用情况。在查阅科技文献过程中,教师对相关方向的现状及学生存在的疑问进行讲解和指导。②计算机应用的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中,教师要安排一定的计算机编程和学习使用最新地球物理资料解释软件的工作量。将这部分内容和毕业论文有机地结合起来。对于计算机基础好、能力强的学生,鼓励他们独立编程,激发他们的创新精神。对于计算机能力弱的学生,则重点学习现有软件的使用方法和技巧。指导学生灵活运用广泛应用的办公软件对资料进行简单处理,比如运用Grapher、Surfer、Excel等的电子表格计算视电阻率等一些简单的处理。③地球物理资料解释和绘图技术的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中,资料解释和绘制成果图示是论文的核心内容。指导教师要对这部分进行重点指导。指导学生写出明确的解释依据、解释思路、解释结果,并绘制出规范、符合要求并美观的图件。规范的插图和附图是“勘查技术与工程”专业毕业论文的重要组成部分,在论文写作过程中,教师要指导学生学习必要的专业绘图软件,能够熟练地掌握绘图技巧,做出能为毕业论文提供有效证据和支撑的图件。④论文写作的指导。在毕业论文的撰写过程中,指导教师要将资料解释部分作为论文的重点部分。不仅要有解释思路、解释依据,解释理论和解释结果的讨论,还要有规范的写作格式、规范用语、规范地引用图件,以明确各部分的逻辑关系。在论文的写作过程中,提高学生的科技写作能力。
三、毕业答辩
毕业答辩是学生从事工作后项目汇报的一个预演。因此,准备答辩的过程实际上也是学生工作能力的一种培养。由于很多学生第一次准备类似的演说,在准备过程中,难免会胡子眉毛一把抓,得不到要领。因此,教师有必要指导学生设计和组织答辩演讲稿,清晰地表达研究内容,恰到好处地使用辅助器具,灵活地应对提问等。
从目前用人单位反馈的信息来看,近几年我校勘查技术与工程(物探方向)专业的毕业生,绝大多数受到单位的重用,经过一年的实习期以后,基本上可以独立主持生产项目,成为单位的骨干。由此可以说明,有目的、有意识的毕业实习指导,会使学生的知识积累出现一个飞跃,为从事相关地球物理勘探的工作做好准备。
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[关键词]毕业论文(设计) 理工科本科生 毕业论文(设计)质量 研讨会
[中图分类号] H642.477 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)09-0111-03
毕业论文(设计)是高等学校本科专业人才培养计划中的最后一个综合性实践教学环节,是学生在系统掌握专业知识、技术及平时教学训练的基础上,在毕业之前提交的一份综合性答卷。毕业论文(设计)的质量不仅能反映出本科生的专业水平和参与科研的能力,也在很大程度上反映出学校的实验教学质量和效果。近年来,随着高校教学改革的进一步深入,学生毕业论文(设计)无论在实验内容或格式规范上都有了很大的提高,但是本科生毕业论文(设计)的指导工作和教学实践中还存在着这样或那样的问题。笔者就在日本学习期间的经历和接触到的毕业论文(设计)做法,比较了日本与我校和兄弟院校理工科本科生的毕业论文(设计)做法,重点分析了日本理工科本科生毕业论文(设计)设置的一些特点和值得我们学习、借鉴的实验方法和经验,为本科生毕业论文(设计)教学的进一步改革提供参考。
一、毕业论文(设计)的定位、起始和完成时间
日本和我国本科生的毕业论文都定位为学士学位论文,是本科生毕业之前提交的一份综合性答卷。在修完教学计划中所有课程的同时,本科生通过毕业论文(设计)答辩才能获得本科毕业资格和学士学位。在日本,大学三年级的学生首先确定自己的专业方向,而后已经确定研究方向的学生直接去找指导教师,根据双向选择来确定本科生所属研究室及导师。本科生做毕业论文的时间为一年,从第七学期开始,本科生在修第七学期计划课程的同时就开始从事毕业论文(设计)相关的工作。本科生在最初的几周或几个月里要了解情况、参与和熟识相关的研究工作、收集和了解相关的资料、掌握有关仪器的使用方法和操作规程,最后和导师协商,选定研究题目。而各研究室也为新生举办特别研讨(轮讲)会,在研讨会上,首先由研究室负责人介绍本研究室的总体情况、各成员的简历、研究课题及项目、年度活动计划(学术报告会、实习、参观、调查、旅游、聚会)等情况。接下来由几位学生(包括博士生、研究生、四年级学生等)报告最近一段时间内的科研情况,最后还举行一个小型聚会,给新生创造另一个“近距离”相互了解的机会。而我校和国内部分高等院校大多是在第七学期末时由教师出毕业论文题目给学生,学生只看题目和导师就选题,根本不了解该题目的研究内容。由于这时已经是学期末,学生正处于最紧张的复习考试阶段,教师也处于出题改卷、计算考核成绩的最忙时期,大部分教师对学生没有安排实际性的任务。第八学期开学后,学生才着手了解情况、查阅收集资料、制定实验计划,并购买相关药品材料,开始做实验。因布置时间过迟,学生没有充分的时间准备,不能及早进入状态。加之最后一个学期也是很多学生参加就业招聘会、研究生面试、考各种资格证和毕业补考的时间,诸多因素使得学生难以集中精力进行毕业论文(设计),这对毕业论文(设计)的质量造成了影响。
二、毕业论文(设计)过程中提倡循序渐进
在日本,本科生进入实验室后,导师不要求学生马上就开始做实验(设计)。他们首先给学生创造一个适应、了解和掌握毕业论文(设计)做法的条件,要求学生重复和了解前人的工作,选修有关的课程,收集资料,自学有关的知识,并在此基础上在研讨会上作简单的报告。总而言之,第七学期是学生适应、了解和掌握有关毕业论文(设计)工作和初步进入正式制作毕业论文(设计)的阶段。在此阶段导师鼓励学生发挥自己的创新及自主意识,在已了解和掌握的知识的基础上初步确定毕业论文(设计)题目和内容。在第七学期末的某次研讨会上就专门作本科生毕业论文(设计)的开题报告,争取导师和研究室人员的指导意见和建议。各种条件准备就绪以后,再开始做实验。相比较而言,我们只有一个学期(实为14周,有些学校甚至只有半个学期)的时间做毕业论文(设计)。在这种情况下,学生不仅没有创新性,连自主性也很难有了。
三、毕业论文(设计)过程中注意培养独立自主的性格
在本科教学中,毕业论文(设计)是大学生综合素质培养、锻炼和提高的重要环节,是学生离校前对其掌握理论知识程度及其实际应用能力的最后检验,是对其创新意识与科研水平等方面的综合训练和升华。培养学生的创新精神比向他们传授具体知识更重要,授人以渔胜于授人以鱼。在本科教学培养计划中,毕业论文(设计)是实践性教学环节时间最长的一个环节,是培养学生创新和独立自主意识的重要环节。只有培养出学生的独立自主的精神,学生才能有所发展,有所创新。在日本,在实验课和制作毕业论文(设计)的过程中,学生都要亲自动手,独立完成有关实验和仪器的操作。此外,学生必须亲自查阅、收集、整理资料,拟定实验计划,订购仪器、药品,订做实验装置。从扫描仪、投影仪、复印机到大型复杂仪器设备的使用,导师一般是不会亲自去教的,他们要求学生自己看说明书解决问题,有关毕业论文(设计)的所有实际问题也要求学生自行解决。
四、毕业论文(设计)是培养自觉性和提高综合素质的实践过程
由于毕业论文(设计)是实践性教学,学生拥有足够的自由时间和空间,因此毕业论文(设计)的顺利完成和质量取决于学生的自觉性和综合素质。在日本,从家庭到学校以及全社会都非常注重个人的道德修养,整个社会的道德素质也很高。这个从做毕业论文(设计)的学生身上也可以体现出来。每个研究室和导师给学生提供电脑,每个实验室也都有电话,电话随时可打到世界的任何地方,但是利用网络进行聊天、玩游戏等娱乐性活动的学生很少,而将研究室的电话用在私事上的情况就更没有了。研究室的所有学生都配有钥匙,笔记本电脑、数码相机等各种贵重物品也放在桌子上,不锁门也是很正常的事情。公用实验室和大型仪器设备24个小时开放,学生(提前预约)随时都可以使用。相比之下,我们学生的素质教育,道德建设还需加强。另外,日本学生的穿着打扮也相当朴素,在实验室和校园内几乎看不到几个一起闲聊的学生。导师经常提醒学生一天只睡四五个小时就够了,很多学生已养成了这种习惯或遵循这个规则,在实验室熬夜的大有人在。他们既朴素、勤奋又自觉的精神给了我们很深刻的印象。这点值得导师在指导毕业论文(设计)的过程中在学生面前反复提倡,更值得我们的学生学习。
五、在毕业论文(设计)过程中提倡环保意识
在毕业论文(设计)完成过程中,学生面临亲自配制各种溶液,处理各种废物等问题。这种问题的处理不仅影响室内环境和个人的健康,而且影响室外环境和他人的健康,如果处理不妥当会直接影响本人和他人的健康,从而间接地影响毕业论文(设计)的进度和质量。在日本,每个研究室根据自己的特点制定了包括管理水暖电、仪器药品、废品处理、学生行为规则等各种规章制度的学生手册。导师也经常提醒并监督这方面的工作。在研究室锂电池、金属、玻璃、塑料、纸张、可燃物、不燃物等废弃物都分类装箱,化学废弃物也要分类存放。酸类、碱类、有机物、无机物都有专门的回收桶。而对于那些毒性很大的废弃物,研究室单独设立了回收桶。连纸盒的小钉子,玻璃瓶的金属盖子都分别存放。如有违规行为,环境监测部门就马上通知学校有关部门,调查肇事者,并对其进行处罚。可喜的是师生们已经把遵守这些规章制度当成了理所当然的事情,很少出事故。在寸土寸金的日本,学生做实验的场地很小,一般每个学生只有1-2米长的实验台,人员密集,但实验场地还是很干净、很整齐。在学校每位教师基本上都有属于自己的书房和实验室,教师几乎每天从早上九点工作晚上七八点,甚至很晚都在那儿备课、从事研究和处理日常事务。学生也都有学习备课的房间。实验室与学习备课区是严格分离的。这样业余时间既可以把教师留在学校,也可以保护师生的身心健康。而我们很多学校不仅没有把垃圾分类存放的制度,就连有毒物品也不进行特殊处理和特殊存放。大部分教师在学校没有自己的书房,只有实验室,实验室和学习备课室也没有严格的区分。
六、毕业论文(设计)过程中的研讨会制度
日本大学里都有研讨会制度。[2]一般每周一至两次,每次2-3小时。研究室的所有人员包括导师(教授、助教、讲师)、博士生、研究生、三~四年级学生都参加。他们(每次几个人)轮流介绍自己的科研情况或国内外的科研动态,汇报自己最近一段时间内所作的研究工作,遇到的问题和今后的计划,并回答师生提出的问题。导师围绕某问题引导学生进行讨论,对于有些问题导师会进行重点讲解。要投稿的论文也先在研讨会上宣读并征求意见,然后再进行修改。当科研上有所进展时,其摘要或全文会贴在走廊里,供师生参阅,这样既可传播和交换信息,也可炫耀自己的实力,吸引更多、更好的学生或项目,获得社会的支持和尊重。
这种研讨会制度有以下优点:1.由于每个学生,无论是博士生还是本科生都得每隔一段时间在众人面前作汇报,这就给学生增加了一种无形的压力,使其既要认真做准备,也要抓紧时间在限定的时间内完成任务。2.给学生提供了锻炼多种综合能力的机会。从查资料、拟定实验计划,订购药品,使用仪器到数据处理,归纳总结写成文稿,制作多媒体等都得学生亲自完成。3.导师、博士生、研究生及本科生都要参加讨论,这就提供了互相学习、交流思想、集体合作、互相提高的机会。4.台上的学生得到锻炼,台下的学生受到启发,这提高了学生的积极性,活跃了学习和研究的气氛。有时,某个学生对其他学生的激励与启发作用比教师讲课的效果还好。在研讨会上学生敢思考,学方法,大胆发表自己的意见,这对培养学生的科学精神和创新能力大有益处,值得借鉴。
[ 参 考 文 献 ]
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[关键词]产学研合作 教育创新型人才 环境科学与工程
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)20-0046-03
环境科学与工程学科是随着环境问题的产生和日趋严重而发展起来的新兴学科。近30年来,我国环境教育发展迅速,据教育部环境科学与工程教学指导委员会的统计,到2009年为止,我国共有371所高校开设了各类不同层次的环境教育专业,其中197所开设了环境科学专业本科教育,向社会输送了数以万计的环境专业人才,为我国乃至世界环境保护事业做出了积极贡献。然而,目前我国环境保护产业人才仍然严重不足,尤其缺乏能在生产领域解决实际问题的高素质环保创新型人才,这使得环境专业创新型本科人才的培养变得更加迫切。我国高等院校在产学研合作教育培养创新型人才的运行机制上进行了多年探索和实践,证明产学研合作教育是全面贯彻落实党的教育方针的一种较好模式,体现了当前我国推进素质教育的要求,在培养高素质创新型人才方面具有明显的优势。
一、产学研合作教育的内涵
产学研合作教育是由学校、企业、科研院所合作,将理论学习与实践训练相结合,培养学生实践能力和创新精神,全面提高学生素质的一种新型的教育模式。这种教育模式主要以培养学生的综合素质、创新能力和就业竞争能力为重点,充分发挥学校、企业与科研院所三种不同的教育资源和教育环境在人才培养方面的各自优势,造就一批有学识、能做事、善为人,适应社会需求的知识、能力、素质协调发展的创新型人才。产学研合作教育具体包括两个层次的含义,一层是从宏观的角度来理解,即教育要与整个国民经济发展和社会发展相结合;二层是从微观的角度来理解,即高等学校的教育教学过程和科研活动要与生产劳动相结合,以利于高等学校教育、科研和社会服务三大职能的发挥。产学研合作教育对经济、科技、教育和社会进步具有巨大的促进作用,日益受到世界各国政府的高度重视。
二、产学研合作教育对培养环境科学与工程专业创新型人才的作用
(一)产学研合作教育弥补了课堂教学的不足
环境科学与工程专业教学涉及面很广,涵盖了生物学、化学、地理学、物理学、工程学、数学以及社会学、经济学和法学等多种学科,同时具有很强的实践性和应用性。从人才培养方面来讲,环境科学与工程专业对人的培养是综合型的,既注重理论研究,更强调实践应用,培养出的人才要直接能够解决现实的环境问题。高等学校作为教育机构,具有消化、重组和传播知识的优势,但缺少真正意义上的实践知识和技术创新。企业和科研部门较学校教育能更直接地接触到知识、技术创新的实际情况,在创新技术的掌握与应用、创新环境的设立等方面蕴藏着巨大的教育潜能。这种优势一旦补充到大学,对创新型人才的培养产生优势互补式的飞跃。
(二)实施产学研结合,为环境科学与工程专业学生创新能力的培养搭建平台
我国环境科学与工程专业的人才培养模式定位于“厚基础、宽口径、强能力、高素质、重创新”,即培养理论知识全面、应用能力强的多层次、多规格的环保复合型人才。学生毕业后具备从事环境污染治理、环境监测、环境质量评价、环保设备研制与开发、环境规划与管理等工作的能力。以上这些能力的培养离不开实践过程,学生只有通过社会生产实践,才能主动发现问题,追溯问题根源,然后主动去查阅相关资料,思考和探究解决问题的方法和对策。产学研合作教育为学生提供了一个真实的实践环境,让学生在真实的实践中感受体验知识,激发求知欲,释放创新激情,形成敢于质疑、勇于挑战、善于超越的创新品质,在实践中达到自我塑造、自我发展、自我完善。
(三)产学研合作教育有利于提高环境科学与工程专业学生的综合素质,加速人才成长
人才培养是一项极其复杂的系统工程,需要多方面的努力才能逐步形成一个完备的充满活力的体系。我国传统的高等教育一贯以传授知识为中心,重理论教育,轻实践教育,忽视学生创新思维的发展,实践环节能力培养不够,培养出来的人才不能很好地满足社会的需求。环境科学与工程专业强调人才综合素质的培养,注重实践,突出专业技能和创新精神。产学研合作培养模式把人才的培养置于学校、企业和科研院所三种完全不同的环境下交替进行,在企业、科研院所都要求学生有一定的独立工作能力、良好的心理素质、管理协调能力及与他人的合作能力。在这种边学习、边工作的实践锻炼中,学生可以亲身体会到社会需要什么样的人才,增强学习的主动性、责任感、使命感与紧迫感,从而自觉地加强对自身创新能力和实践能力的锻炼,树立学以致用、理论联系实际的观念,为毕业后早出成果、多出成果打下了良好的基础。
三、产学研合作培养环境科学与工程创新型人才的探索与实践
吉首大学资环学院环境科学与工程专业结合专业特色和地方社会发展需求,走产学研合作教育的人才培养模式,坚持“技能培养型教学”和“创新开放性教学”相结合的原则,着重培养学生的创新能力和实践能力,以适应环境科学与工程专业发展趋势以及就业多元化的需要。近年来,结合产学研合作教育在校内实践教学、校企合作、科研实训等方面进行了大胆的尝试和探索。
(一)整合校内资源,建立科学合理的实践教学体系
实践是创新的源泉,实践教学不仅有助于学生及时深入理解、消化理论课的知识内容,将其转化为内在的实际技能,而且可以增加学生的学习兴趣,培养学生的创新意识和创新思维,使学生在实践过程中养成以研究的眼光去观察事物和探究学习的习惯。围绕环境科学与工程专业的培养目标、培养方案和课程要求,校内实践教学重点抓好实验教学、课程设计和毕业设计(论文)三部分。
1.实验课教学。传统的实验教学主要依附于理论教学,内容单调,验证性实验多,综合性、设计性实验少,学生的思维能力、创造能力得不到锻炼,极大地限制了创新型人才的培养。环境科学与工程专业在实验教学内容设置上打破了课程的界线,按基本技能训练、综合能力培养、创新思维开发三个层次由浅到深螺旋推进。在一、二年级进行基本技能训练,如各种环境监测仪器的使用,环境中水质、大气污染物、固体废弃物、噪声等的测定;二、三年级以综合性实验、设计性实验和课程设计为主,如借助环境生物学、环境治理、环境评价、环境生态修复等课程的相关内容,应用所学的理论知识和实验技能培养学生解决实际问题的能力。实践证明,这种循序渐进的模式遵循了从感性认识上升到理性认识,再用于指导实践的辩证过程,提高了学生的综合能力和创新能力。
2.课程设计。课程设计是本科生教育中的重要一环,是培养学生工程意识、提高学生综合素质的主要途径。环境科学与工程专业在环境监测、环境影响评价、水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理等课程设置上分别安排为期各两周的课程设计。在课程设计题目的选择上,要求指导老师一方面注重课程设计与理论教学的相互衔接,互为补充;另一方面题目尽可能与近年来企业的生产实践相关,难度适宜。通过课程设计使学生进一步消化和巩固了所学的内容,全面提高了学生的分析、计算、使用技术资料、工程绘图、总体设计和编写设计说明书的能力。
3.毕业论文(设计)。毕业论文(设计) 是本科教学体系中最为重要的实践性教学环节。环境科学与工程专业建立和完善了毕业论文(设计)规章制度,明确规定了指导教师和学生在毕业论文(设计)过程中的职责,制定了严格的选题、开题、过程指导、中期检查、答辩、成绩审定制度。在选题上,考研同学以毕业论文为主,题目尽量与老师们的科研课题直接联系,使学生的选题紧跟国内外科技发展的前沿,且有一定的研究深度和创新性,又提高了学生的理论水平。毕业后工作的同学以毕业设计为主,题目尽量与毕业实习紧密结合起来,让学生研究实际生产问题,培养学生的应用能力。
(二)加强校企合作,夯实校外实践实习基地
校企合作是产学研培养创新型人才的重要途径。生产实践教学既是获取知识的过程,又是综合运用知识、培养学生分析问题和解决生产实际问题能力的过程。自2006年以来,环境科学与工程专业与吉首市污水处理厂、怀化市污水处理厂、常德市污水处理厂、湘西自治州环境监测站、湘西自治州环境保护局、花垣县环境保护局、小溪国家级自然保护区、中科院会同生态定位研究站等10个实习基地签订了校企联合培养协议。学生在实习基地的生产实践分为三个层次:一是认识实习,安排在大学一年级结束时,由专业老师带队对不同类型的实习基地进行为期两周的参观实习。参观过程中,由实习单位的专业技术人员对主要的实验仪器、功能实验室及相应工艺流程作详细的讲解,使学生对今后专业课程的学习及未来从事的工作形成一个整体的、概括的认识。二是工厂综合实习,学生在部分专业课程结束后,依据自己的兴趣选择合适的实习基地,在与基地技术管理人员协商的情况下,利用寒、暑假或所有节假日,以个人或小组的形式进行。学生按照技术管理人员的安排,到车间班组跟班运行。学生通过跟班上岗,虚心向工人师傅和技术人员学习,增强了对具体的实际工艺流程的认识,锻炼了学生动手、动脑和独立工作的能力,学会了利用原有专业课的知识分析、解决实际问题能力。三是毕业实习,在第七学期课程结束,安排学生到实习基地进行为期两个月的毕业实习,毕业实习要求学生以职业人的身份每天深入到岗位从事生产性或科研性工作,认真履行实习单位安全责任、岗位责任制度,每天撰写实习日记、实习报告和实习心得,通过严格的毕业实习,学生较早地接触社会,在实际工作中增长了才干。转换角色,作为大学进入社会前的专业实战演练,能极大地提升大学生的实践技能和就业能力。
(三)参与科研实践,培养学生的科研意识和创新能力
科研实践是让大学生参与科学研究的全过程,明确科学研究的基本要求,掌握科学研究的基本方法,提高大学生运用所学知识发现问题、分析问题和解决问题的综合能力的实践活动。强化大学生科技活动,广泛开展大学生科研实践是提高大学生创新能力的有效途径。环境科学与工程专业以校级优势学科为依托,从培养学生科研兴趣、设立科研创新学分、提供基础保障等方面促进学生积极参与科研实践。
1.培养大学生科研兴趣。将学生参加科研实践纳入教学计划之中,要求专业教师在传授知识的同时,向学生教授从事科学研究的基本方法,将与课程相关的科研成果和科研动态介绍给学生,开阔学生的视野,激发学生科研的热情。学院结合专业开展多项课外科技活动,如学术讲座、环保协会、大学生挑战杯赛、大学生创新论坛、大学生科技文化节等,使大学生对本专业的学科领域、未来发展以及职业前景有初步的认识。
2.设立大学生科研创新学分。设立大学生创新学分是激励大学生进行创新实践的重要举措。借鉴国内外优秀大学的经验,环境科学与工程专业尝试设立科研学分,学生的小发明、小制作、科研成果、学术论文、申请的创新性实验项目、社会实践调查等经考核达到一定标准,学院给予相应的创新学分。
3.优化管理,为大学生参与科研实践提供保障。环境科学与工程专业以环境科学与工程校级优势学科为依托成立研发中心,设立大学生科技创新项目,挑选一批科研能力和创新意识较强的教师作为大学生科技活动的指导教师,成立大学生科技创新实验室及相关功能室。该实验室及其相关配套室施行全天候开放,专职管理人员负责相关仪器设备的调配和药品供应。在实验室内学生可接受专业教师的师徒式传授,学生独立完成从文献查阅、项目撰写、实验准备与操作、数据处理、实验报告乃至学术论文的撰写等过程。学生申请到的创新项目、发明创造、研究成果、学术论文既可以参加学院每年举行的学术讲座、科技文化节、创新论坛等活动进行交流获得奖励,又可以获取相应的科研创新学分。参与科研实践的学生形成比较完善合理的知识结构,实践动手能力较强,毕业生广泛受到用人单位的青睐。
四、结语
21世纪是一个国际竞争日益激烈的时代,竞争的决定性因素是人才,培养大学生的创新能力,全面提高学生素质已经成为世界各国高等教育面临的重大课题。环境科学与工程专业具有很强的实践性,培养大学生的创新品质和实践能力十分重要。产学研合作教育作为一种新的教育模式,在人才培养方面打破了传统大学教育单纯在校园内部环境中对学生进行培养的单一格局,为学生提供了参加生产实践、社会实践和科研实践的机会,真正实现了教学、科研、生产三结合及优势互补,培养了学生的创新能力和实践能力,同时也提高了学生的就业竞争力。在新形势下积极探索产学研合作教育,对我国高层次创新型人才的培养有十分重要的现实意义。
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此外,笔者摒弃了以往实验教学完全依托理论教学的“依附性”、“验证性”实验,将有关仪器分析、环境监测、环境工程原理、环境土壤学等课程的实验纳入环境科学专业实验体系,进行单独设课,在大学3年级开设。同时,利用实践教学和毕业论文等教学环节,为学生提供更多自主设计实验、开展科学研究的机会,锻炼和提高学生的独立工作能力。
2改进教学模式
通常实验仪器设备难以满足单独实验要求,或者实验过程多、任务重,实验时间有限,有些实验须采用小组实验。而小组实验中,有些学生有惰性和依赖心,不利于对实验的理解和掌握,动手能力和独立解决、分析问题的能力得不到培养,不利于独立科研创新能力的培养和教学目标的实现。鉴于此,笔者在教学中将小组内实验分配到个人,合理安排每位成员的任务和作用,进行合理分工和合作,培养学生的合作和协作精神,同时应尽量减少人为因素的偶然误差,保证实验数据的科学性。环境科学专业实验每学期12个实验,由3个教师分班教学,采用10~12人/组分组进行讲解,做到每人过关。由于课程教学时间有限,教师可针对某实验中的一个方面进一步研究设计实验方法,如活性炭吸附实验仅考虑了活性炭投加量对其的影响,而活性炭的制备原料和方法、孔隙大小、振荡时间长短、不同的温度和pH值也对实验结果有一定影响,因此可以进行进一步研究,也可以作为本科生创新实验和本科论文的选题。
3加强对备课和实验报告的重视程度
3.1做好预备实验工作
培养学生分析问题和解决问题的能力在实验教学中,教师做好预备实验至关重要。认真做好预备实验,可以确保实验教学效果,指导学生应对操作过程中每一个细节问题,培养学生发现问题和解决问题的能力。此外,教师应认真钻研,了解相关实验原理,并动手操作,结合实际进行调查。如,笔者对照有关教材和国家标准,对GB/T12496.10-1999木质活性炭试验方法“亚甲基蓝吸附值的测定”实验进行了改进,采用标准硫酸铜比色法,在标准条件下初步得到的吸附值约为11ml。
3.2认真批改实验报告
培养学生科技写作和语言表达的能力实验课实验报告是实验过程的总结与分析,是学生的实验成果和写作成果。因此,笔者改革以往当次实验课上交实验报告的模式,要求学生做下一个实验时上交上一个实验报告,这样学生有充分的时间查阅相关科研资料和分析处理数据,对实验的结果进行科学的论断,进一步提高学生分析和解决问题的能力。教师认真批改实验报告体现了对学生劳动的尊重,在批改过程中,认真分析学生的实验步骤是否规范、实验数据是否合理、问题分析是否正确、语言表达能力是否准确,以激发学生的学习兴趣,培养学生认真学习的态度。
4完善评价体系
考核评价既是对学生综合能力的评定,又是促进学生不断提高综合素质的动力。传统的以实验报告作为考核的方式,往往造成学生死记硬背或者抄袭数据和报告,大大挫伤了学生实验的积极性。在新的考核体系中,要注意实验报告与操作考试、设计与操作、理论与实践等多种形式的结合。还可以要求学生对实验以外专业知识进行综合运用,促进学生创新精神的发展。采用平时实验报告成绩和操作考试进行综合评分,实验报告成绩占50%(为每学期12个实验的平均分),操作考试成绩占50%(结合仪器和药品进行有关实验的操作考试,并进行现场提问,要求学生回答)。
5结语
广西大学农学院农业资源与环境科学专业的农业环境监测与分析实验课程安排在大学2年级第2学期,共计64学时,每周1d,8学时。该实验课程主要是对水、大气和土壤以及植株品质进行测定分析,包括样品的采集和处理,分析测试、数据处理和综合讨论评价等。存在的问题有以下几个方面:一是课程学时太少,实验的准备工作如药品试剂的配制、样品的采集和预处理、实验仪器设备的检查、调试和使用等均由实验员来完成。由于缺乏对实验准备工作的认识,学生难以理解实验准备工作对实验结果的影响,不加以重视。等到参与做科学研究或完成毕业论文时,连最基本的仪器设备都不会用,试剂配制操作不规范,甚至不正确,重复实验的结果数据差别特别大,监测数据不准确。二是上实验课时,一般由任课教师详细讲述实验目的、方法、原理、步骤、数据处理、仪器设备的操作方法等,学生则按部就班机械地进行。导致学生对一些实验现象的产生原因不清楚,实验数据处理只机械地套用,很少加深理解公式的来源与原理,对实验结果的讨论缺乏深度,学生做过的实验印象不深刻,如果自己再重新动手做科研时,错漏百出,不知所措,对于实践的指导没有太大的意义。三是课程最终成绩的考核中实验成绩一般只占20%,比例太小,不能引起学生的重视。学生在实验时,几个学生为1组,只有少部分学生积极主动参与,个别学生仅是配合他人机械地去做,有些学生甚至不动手,实验结束后写实验报告时互相抄实验记录来应付。由于学生人数多,任课教师只根据实验报告评定的实验成绩不能客观反映学生的动手能力。
2对策
2.1整合实验体系
很多实验指导书沿用时间太长,实验方法陈旧,验证性实验多,一般只模仿和重复教师演示过的实验,反映现代科学技术新成就的实验少,同一专业不同实验课程多,但课时少,有些类似的和相互交叉的实验各自分离,结合起来的综合性实验和设计性实验少。这些均不利于学生对科学创新能力意识的培养,不利于激发学生的学习兴趣,没有自由发挥的余地,不能激发学生的积极性。如果学生没有浓厚兴趣,实验教学的质量就难以提升,并且不利于学生适应社会需要,一旦走上工作岗位,面对变化的环境和条件往往就会无所适从。建议对一些相关专业农业环境类实验进行整合,调整、重组和增补,增设综合性、设计性实验,形成一门农业环境大类实验课,由学生结合所学的知识,通过查找资料,写方案设计实验,以小组为单位,选做自己感兴趣的实验项目,独立设计出初步实验方案,然后讨论筛选,并经过任课教师指导修订,形成可行性方案,由学生独立完成。对于环境监测实验项目的选择力求全面性,内容涉及水、气、噪声和土壤植物等各个环境要素。
2.2改变包办的实验准备工作,尽可能开放实验室
以往在实验过程中学生主要是按照指导书,由任课教师讲解,用调试好的仪器设备按步骤一步一步地完成实验。这种保姆式的教学方式实验过程中缺少思考、提问和讨论,抑制了学生的创新思维能力,没有满足学生的创新心理。因此,需要把教师传统的“灌输式教学”变为“开放式教学”,改学生“被动式”变为“主动探索式”学习。在任课教师的指导下,进行实验准备工作,由学生来准备药品试剂和仪器的调试和使用等,从基本仪器的使用到试剂标准溶液的配置均由学生亲自动手,按照自己设计方案来完成实验,使学生具备了基本的实验技能和实际操作能力。既能培养学生的思维和创造能力,又提高学校资源的综合利用效率和达到资源共享,最大限度地发挥仪器设备的投资效益。
2.3改革考核方法
实验考核的目的是为了促进学生学习,调动积极性。有些学生对实验课学习的重要性认识不足,只是完成任务似的把实验内容重写一遍,不经头脑,不能把理论和实际很好地结合起来,达不到实验的预期效果;有些学生对实验课不感兴趣,不是请假,就是人在心不在,没有积极性,认为没必要亲自动手,只要把理论知识学好,考试即可得高分,做不做实验都不影响结果。只注重实验表面现象,不认真分析本质,敷衍了事,出现问题,不认真深度思考寻找原因。根据实验教学要求,实行实验单独考核制度。要求学生课前预习,写报告,课上记录数据、现象、结果,对结果进行分析讨论,实验过程中允许学生有开拓视野的空间,要求学生实事求是地分析实验数据,即使是错误的结果也能找出为什么,任课教师也要对这样的学生给予充分的肯定,并且着重检查动手能力的训练;着重检查学生掌握和运用知识的能力及观察、分析和判断问题的能力,重点检查学生实验方案的可行性及方法、仪器设备等的合理选用及解决实际问题等各方面的能力;注重平时成绩与实验报告相结合。对于学生在实验报告后的讨论,如有认真深入思考,有独到见解的创新思想,应加以肯定,在期末考评时酌情加分,从成绩上鼓励学生独立思考和创新的积极性。
2.4鼓励学生积极参与创新实验和科研项目
大学生创新实验科研项目是培养创新型综合型人才的重要措施,也是培养大学生科研创新能力、创业技能和提升创造性品质的一个非常重要的举措。广西大学实验设备处设立了大学生实验技能和科技创新能力训练基金项目,学生可以在教师的指导下,通过查找资料,编写课题申请书,立项后开展实验,对实验数据结果分析,撰写论文和结题报告等一系列的锻炼,培养大学生在探索解决相关问题中获取知识的能力,激发和提升创新能力。实验室先进的大型仪器设备和丰富的共有资源是培养学生科研能力的重要保障。大学生通过对这些大型仪器设备的了解和使用,将理论知识和实践技能相结合;通过与科研人员的交流,参加学术报告会,可以掌握最新的科研动态,有助于延伸和拓展自身的知识面,提高科研创新能力。
3结语
一、环境工程专业实验课程存在的问题
在环境工程专业实验教学中,学生除了要掌握基本实验技能、大型仪器、废水废气固废等处理设备的基本原理及实验数据记录、处理以外,还要加强对学生作为环保工作者的责任感、荣誉感、家国情怀科学精神等综合素质的培养,从而提高环境工程专业实验教学质量,为学生将来从事环境工程相关工作奠定较好的基础。根据以上环境工程专业培养目标,针对目前的环境工程专业实验课程急需要解决的问题如下。
(一)环境工程专业实验教育与思想政治教育分离。随着社会的发展,每个行业对人才的思想品德及职业道德要求提高,但高等院校存在思想政治教育与专业教学不相容现状,学生不能够将所学的思想政治内容有机渗透到专业理论和实践课程学习中,满足不了新时代对人才培养的需要。从前几年的环境工程专业实验教学来看,学生存在重专业轻文化的现象,实验课过程中,出现大声喧哗、不注意卫生等缺乏素质的现象,以及对思想政治课程的教学兴趣薄弱,导致出现职业道德感、社会责任感薄弱及岗位适应性差,缺乏严谨的科学态度和艰苦奋斗的科研精神等现象。
(二)环境工程专业实验教学模式与应用型人才培养目标相脱离。盐城工学院将环境工程专业实验课程和理论课程合并作为一门课程,实验课作为理论课的依附存在,课时只占1/4理论课时,在实验课时严重不足的情况下,学生往往会出现理论基础过硬,但动手能力及创新能力不够的情况,无法满足高等教育应用型人才培养目标。目前环境工程专业实验课程大多学生只是按照教师设计的实验内容、步骤,按部就班的完成实验操作和记录实验结果、整理实验报告,在整个实验过程中,学生缺乏主动思考,自己单独动手操作实验设备的机会少。另外实验内容与实际生活和专业内容相差较远,导致学生缺少学习兴趣。
二、环境工程专业实验教学改革措施
环境工程专业实验课程的任务,是使学生掌握必要的实验技能、仪器和设备的使用技能,培养分析解决实际问题的能力及创新技能。专业实验课程需要实现“传道”和“授业”相结合,培育学生的家国情怀、职业道德和科学精神。
(一)将思想政治教育内容与专业实验内容有机融合。目前,盐城工学院已经编制环境工程专业实验课程教学大纲,在讲授专业实验知识中讲解“课程思政”。比如:环境监测与仪器分析实验课程中讲解“气相色谱法测定空气中总挥发性有机物的含量”、“土壤中农药残留量的测定”、“水中氟化物和氰化物的测定”等实验,将教学目标分为知识目标和思想情感目标,不仅讲监测实验原理及实验步骤,大型仪器的使用步骤,操作规范等,而且剖析造假给个人和社会带来的危害,强调诚信的基本职业道德,引导学生树立正确的社会主义核心价值观,提高其作为环保工作者的责任感和荣誉感。环境化学实验及环境工程学实验教学中要让学生充分认识到环境工程专业的重要地位,增强专业信心、提升专业认同度,热爱专业,把对专业的热爱转化为学习的兴趣,以浓厚的兴趣化为学习的动力,肩负起促进专业和行业发展的使命。水污染控制工程实验中,讲授各种废水的处理技术过程中,将国内外最新水处理技术和先进的环保理念引入课程,让学生进一步认识到预防环境污染、保护生态环境的意识比破坏后再进行治理的技术重要,进一步增强学生的社会责任意识,使学生把爱护祖国的生态环境作为自己的使命。
(二)完善环境工程专业实验教学内容。环境工程专业实验内容不断更新,需要及时更新或补充实验内容,不仅能够保证学生在专业实验中用实验去验证所学理论知识,而且还能够运用所学理论和实践知识对实际工程设计进行分析和思考。比如:在环境化学专业实验中,选择两种组成不同的底泥作为吸附剂,吸附水中的各种浓度的苯酚(设计并计算苯酚的浓度),测量底泥对苯酚的吸附量,计算得到底泥对苯酚的吸附常数,从而比较两种底泥对水中苯酚的吸附差异。通过此实验可以使学生更好地了解水体中的底泥对水体的自净作用,提高学生运用理论知识对实际工程设计和创新能力。在水污染控制工程实验中,结合水处理实验、环境监测与分析仪器的实验内容,把监测仪器安装在水处理流程的各个单体和生活污水的进口和出水口处,形成一套污水处理综合型实验。本套生活污水处理主体工艺由预处理———生物处理单元———深度处理单元组成。基本流程为:进水→格栅→调节池→初沉池→厌氧反应池→缺氧池→好氧池→二沉池→活性炭吸附→出水。监测分析实验过程中水处理各个工艺的进口和出口水质指标(浊度、酸碱度、温度、COD、BOD、氨氮等)。学生可以更好地掌握环境监测的手段,也提高对监测仪器和水处理设备的操作能力。在环境监测实验中,某化工厂液氯储罐泄露事件,让学生应用所学知识制定突发性环境污染事件应急监测方案,掌握环境应急监测的布点及采样方法、监测频次与跟踪监测方案的制订等,熟悉事故应急监测的整个过程。
(三)开展开放性实验教学。学院依托江苏省新型环保重点实验室重点实验室和盐城工学院污水处理站,以及江苏易达检测科技有限公司合作,开设开放性实验项目。一是对校园中河水的浊度、色度、生化需氧量(COD)、生化耗氧量(BOD)、pH、氨氮等的监测,校园及周边空气环境中TSP、PM10、NO2、SO2等的监测。运用已学习的理论知识,对校园的地表水环境及环境空气定期监测,评价校园的地表水环境质量和环境空气质量。通过这些实验项目拓宽学生环境监测方面知识面,同时培养了学生动手操作能力和解决相关环境问题的能力。二是校园食堂厨余垃圾的收集及处理。从垃圾的收集到预处理及好氧堆肥处理,每天监测反应装置中物料的各项指标(含水率、pH、生物降解度、温度、N、P、TSS、VSS)。通过实验学生可以进一步巩固对实验仪器、环境工程的工艺流程、工艺参数等相关知识的认识和理解。加深了对有机固体废物好氧堆肥化全过程的了解,好氧堆肥化过程的各种影响因素和控制措施。实验内容与实际生活和专业内容一致,提高了学生的学习兴趣。三是生态功能区地表灰尘重金属含量分析及分布规律。学生分组完成查资料、确定方案、实验报告分析、以小组形式汇报,全面了解生态功能区概念及划分、地表灰尘的采集方法及原理,掌握重金属含量的测定及原理,为针对性进行区域生态建设政策的制定和合理地环境整治提供依据。提高学生的创新思维和实际动手能力,提高学生驾驭知识的能力,培养学生实事求是的科学态度,百折不挠的工作作风,相互协作的团队精神,勇于开拓的创新意识。通过这些实验项目的开展,将有利于学校培养社会所需要的高素质、创新型人才。
此外,学院针对环境工程专业实验课程学时少,并且大部分是验证性、认知性实验项目,创新性、设计性、综合性的实验项目太少的问题,开展了8学分的环境工程综合训练课程(第四学年第一学期6周),集中实训的内容包括:环境工程仿真训练(1周)、污水处理设施运营与管理(2周)、模块训练(工程设计能力训练、环境影响评价和规划实训、环境监测能力训练、科研能力训练),运用所学知识、技能、新技术应用,并同环境监测、水处理实验、环评计算软件应用、工程设计等理论与实验技能结合,加深学生对环境专业课程理解。使学生具备进行环境监测、科研实验、环境评价、工程设计的基本能力,培养学生的综合科研素养。
(四)加强课题式实验教学。为提高学生的创新能力和实践能力,开设与教师科研项目相关的实验课题,引导学生主动进入实验室。比如:设立大学生创新实验项目、实验室开放项目,由学生选择导师指导题目或学生自拟题目,开展创新创业训练项目。跟导师加入科研工作,与素质与能力拓展学分挂钩或作为毕业论文前期工作,最终以完成实验报告或者提交小论文的形式获得相应的学分。另外学校还开展了“挑战杯”、“节能减排社会实践与科技竞赛”、“全国环境友好大赛”等课外学术竞赛活动,同时学校主办的盐城市环境监测技能大赛活动。另外,学校也加强了对校内重点实验室实训基地和盐城工学院化工废水处理中试平台和校外实训基地的建设。比如:盐城市城南污水处理厂、盐城市盐龙湖水厂、盐城汇源饮料有限公司、盐城市盐龙湖饮用水源管理处等十余个校外实训基地。在教师和企业工程师的指导下,学生完成现场调查、监测计划设计、优化布点、样品采集、分析、监测、数据处理和综合评价等。通过实验和实践,学生得到更多动手操作的机会,创新能力得到提高,并能够认识社会、适应社会,对环保相关企业有更多的了解。