环境科学专业立体化实习教学探索

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实践教学是高校人才培养计划中提高学生工程实践能力和创新精神的重要手段，而专业实习是实践教学中不可缺少的一个环节，在促进学生的专业理论知识向生产实际转化、增强学生的工程意识和创新意识、培养学生的专业技能和综合素质等方面有着不可替代的作用，是实现专业人才培养目标的重要保障，同时也是帮助本专业青年教师利用实习指导锻炼自己的业务能力的重要契机。提高实习效果与质量，实习教材的编写至关重要。传统文字型、多媒体课件型实习教材（如实习指导书）的编写重点在于系统化阐述工艺设备原理以及技术方法，但难于表达生产设备的内部结构和工艺流程的动态变化效果，在增强感性认识、激发学习兴趣、培养创新能力等方面存在明显不足。而信息技术的发展正在使教材的形式和内容向多种媒体形式的“立体化”状态转变。《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》中指出，要把信息技术作为提高教学质量的重要手段，高等学校要在教学活动中广泛采用信息技术，加强纸质教材、电子教材和网络教材的有机结合，实现教材的立体化和多样化。本文结合我校环境科学专业的培养目标，通过对本专业的实验—课程设计—现场实习的实践教学资源进行整合设计，提出了实施立体化实习教学的方案。

一、专业实习教学存在的问题

在当前市场经济体制下，企业和环保事业单位由于生产自动化程度提高、维护安全生产秩序、压缩培训经费投入等原因，日渐减少接纳高校学生上岗实习的机会，加之高校实习经费紧张，对安排环境科学专业学生外出实习产生了一些不利的影响，主要表现在：

（1）联系实习单位困难。为了配合专业课程和培养计划的要求，联系实习基地时往往需要选择环境工程类（如水、气、固废处理厂）、环境监察管理类（如环境监测站）、生态园区（如湿地保护区）等相关企事业单位或部门。大批缺少实践经验的学生在同一时间上岗实习，不仅会对企事业单位正常的工作环境产生影响，而且对安全生产管理工作造成一定压力。因此即便是作为实习基地的企事业单位往往也视学生的实习为“额外负担”，不愿接受学生或勉强接受学生的实习。

（2）实习效果不理想。目前通常采用的现场实习基本流程是由企事业单位指派专人对学生进行集中安全教育和工艺流程讲解，然后再由企业的相关人员带领学生参观学习。由于环保类生产企业普遍提高了生产自动化程度，学生在短时间内难以了解生产过程的细节，又缺乏动手实践机会，实习结束后学生对许多问题还是似懂非懂，达不到现场实习的基本要求。

（3）年轻教师缺乏工程实践经验。由于更新教学师资的需要，专业教研室每年都有新进的青年教师参与到实习指导工作中来。但他们大部分缺少实际工作经验，往往无法及时准确地解决实习中学生提出的技术问题，因而不能对学生的实习进行有效的指导，也影响了实习的效果。针对目前专业实习存在的上述问题，结合学校实施的素质教育，我们采用了以实践性教学环节改革，施行仿真与现场实习相结合，以仿真实习为主导、现场参观为辅的实践教学模式。基于对以上问题的认识，结合我院环境科学专业建设的实际，我们借助“西部特色环境类专业结构调整的改革研究与实践”这一陕西省高等教育教学改革研究项目研究的契机，依托我校环境科学与工程国家重点学科的优势，重点针对环境科学专业培养计划中的实验、课程设计、实习、本科生科研训练（SSRT）等实践环节如何有效整合的问题，提出建设一套有序衔接的立体化实习教材及围绕核心教材内容建立生动丰富的立体化教学形式，从而进一步完善专业课程体系。

二、立体化实习教材建设

所谓“立体化教材”，就是立足于现代教育理念和现代信息网络技术平台，以传统纸质教材为基础，以学科课程为中心，以多媒介、多形态、多用途、多层次的教学资源和多种教学服务为内容的结构性配套的教学出版物的集合。在教材的内容上，横向来说要体现本课程中相关的各学科交叉融合的特点，纵向来说要体现本课程中的传统内容、现代内容及未来学科或技术的发展趋势，并以形成教学能力为目标，实现媒体呈现的立体化、教学设计的一体化、教学应用的多元化。立体化教材体系的设计，要综合考虑课程目标的多维度、教学对象的多层次、表现形式的多样性、解决问题的多角度等不同层面的要求，充分发挥各种媒体的优势，强调各种媒体的整体教学设计，从而形成媒体间的互动互补。环境科学专业立体化实习教材的教学结构的拟定，需要针对环境类本科教育的通用型人才培养特点，立足于我校的环境类学科群优势，在教育部教学指导委员会制定的专业教学基本要求指导下进行总体设计。设计应遵循知识的系统性与知识发展的循序渐进相结合的原则，用整体优化的观点分析专业课程知识的整体系统与实习环节内在的逻辑联系，坚持以加强学生素质教育和实践能力培养为立体化实习教材建设的追求目标。立体化实习教材的主体内容是实习教学包，包括四个部分：核心教材：核心教材是开展实习活动的基础与支柱，也是符合实习基本要求和实纲全部知识点的教学信息的载体，重点强调其科学性、适用性。首先选定具有成熟工艺和完备设施的实习基地，然后组织相关教师整合原有实习讲义内容，在此基础上统一编写立体化实习指导书作为核心教材。该教材应当贯穿整个实习教学过程的设计思路和要求掌握的知识点，特别强调工艺流程、设备形式及性能参数、规划与管理模型边界条件等技术性内容的现实性和先进性。通过辅导学生研读核心教材以掌握各阶段实习的任务和要求。多媒体课件包：是以辅助学生学教材为目的的电子教材总称，需要根据具体教学内容独立设计和开发，包括重点技术剖析、实习过程实况记录、教师采用多媒体工具设计的实习教学素材等等，能够体现实习内容的精华，强化学生对实习内容重点和难点的认知，并具有一定程度的互动性，便于学生进行自主学习。仿真练习包：将环境工程处理工艺及设备、环境规划与管理的规范方法和模拟手段、生态学野外调查等主要实习内容分类开发为仿真实习系统，在校内仿真实验室对实习基地的真实运行过程进行模拟设计或操作，并通过系统中设置的考核单元自动对每位学生的表现进行评估。这种仿真实习系统可以有效解决学生到现场实习看不全、摸不到的问题，可以提高现场实习效率和质量，是现场实习教学的重要补充。同时，校内仿真实习系统的建立还可适当缩短现场实习时间，从而节约实习经费开支。网络课程：运用互联网远程教学技术，根据实习教学要求将核心教材、多媒体课件包、仿真教学客户端以及试题库、案例库、辅助电子图书等教学资源融合在一组网络应用模块中，可供学生根据自身条件灵活使用，并通过充分利用网络资源和师生互动功能激发学生的独立分析和创新思考能力。网络课程是立体化实习教学包的集中体现形式，可以成为容纳更大的信息量和更具多样性的实习教学助力器。

三、优化立体化实习教学方法

立体化实习教学包应用于实际教学应采取分段式教学模式，即将整个实习教学环节分为三个阶段：实验和课程设计阶段，要求在第5-6学期完成。在核心教材框架内，结合环境科学专业三个重点专业方向的实验和课程设计教学内容，主要锻炼学生独立运用专业理论知识进行综合实验或设计实践的能力。远程网络视频教学阶段，要求在第6-7学期完成。通过网络课程平台组织学生进行多媒体课件互动式学习，或通过仿真教学包进行沉浸式自主学习，主要锻炼学生对具体实习任务的全局掌控能力。现场实习阶段，安排在第7-8学期的生产实习和毕业实习期间完成。主要通过教师现场指导下的实际观摩和操作，使学生对本专业重要的应用技术和发展前景建立起感性认识，进而借助实习报告撰写和答辩考核等方式锻炼学生综合分析和解决实际问题的能力，从而达到理论知识与实践能力逐步融合的目标。同时，需要在每个阶段建立相应的评价方法，收集来自不同层面（包括学生、指导教师、教学管理部门等）的反馈意见，并在充分总结归纳教学经验的基础上，逐步对教学包的内容进行补充修订，力求使立体化实习教学内容能够科学系统地反映环境科学学科知识点之间的联系与发展规律，引导学生学以致用。随着全国高校“立体化教材”建设的逐级展开，对高校的实践教学工作也提出了新的要求。作为高校教师应当努力提高自身的信息化素养，加强多媒体和仿真教学包的开发和改造能力，提高应用网络教育资源的能力。同时积极采用协作式学习、沉浸式学习等先进教学方法，在培养学生实践能力的同时提高自身的教学水平，为我校环境类通用人才培养计划的实施提供有效的基础保障，也可为环境类相关专业的教育教学效果提升提供有益的参考。

作者：张军 陶李 金鹏康 杜红霞 吴蔓莉 单位：西安建筑科技大学环境与市政工程学院