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1.引言
環(huán)境工程是一門新興的綜合性學(xué)科,集自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)與技術(shù)科學(xué)為一體,提供多種跨學(xué)科的方法來(lái)研究環(huán)境系統(tǒng),尋求人類社會(huì)與環(huán)境的協(xié)同演化和可持續(xù)發(fā)展的途徑。環(huán)境工程專業(yè)為社會(huì)培養(yǎng)具備環(huán)境工程基本理論、知識(shí)和技能的高級(jí)專門人才,能夠在科研院所、企事業(yè)單位及其他部門從事環(huán)境保護(hù)和環(huán)境管理工作。本學(xué)科是一門技術(shù)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè),除了對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本理論知識(shí)的傳授,更重要的是培養(yǎng)具有應(yīng)用研究和環(huán)境管理能力的人才,包括掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境健康質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法以及進(jìn)行環(huán)境管理和規(guī)劃的技能。相對(duì)于理論教學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具有直觀性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,使其掌握基本技能和基本技術(shù)的主要途徑之一,在培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用創(chuàng)新人才過(guò)程中具有不可替代的作用。隨著近年來(lái)人類與環(huán)境之間的矛盾日益突出,環(huán)境學(xué)科專業(yè)人才逐漸成為社會(huì)緊需人才,因此,對(duì)環(huán)境專業(yè)人才素質(zhì)的要求也越來(lái)越高。為了適應(yīng)高速發(fā)展的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的需求,培養(yǎng)高素質(zhì)、高能力的復(fù)合型環(huán)境專業(yè)人才,是高等院校環(huán)境學(xué)科面臨的重要任務(wù),有必要對(duì)現(xiàn)有環(huán)境學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革和探索。本文結(jié)合近年來(lái)在環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì),對(duì)目前高等院校環(huán)境專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀進(jìn)行思考,提出針對(duì)本專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些改革與探索,旨在為本專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展和創(chuàng)新提供參考,使學(xué)生通過(guò)本學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)得到更加完善的訓(xùn)練,綜合能力進(jìn)一步提升。
2.環(huán)境學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題
2.1教學(xué)內(nèi)容固定單調(diào)
環(huán)境學(xué)科可開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課程較多,如“環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)”“環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)“”環(huán)境微生物”等。這些課程基本首先制定教材,根據(jù)教材編制實(shí)驗(yàn)講義,多年重復(fù)使用,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇及實(shí)驗(yàn)方法的選定較為固定和單一。以本學(xué)?!碍h(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)”為例,主要包括大氣污染物(氮氧化物、二氧化硫等)及水中污染物(苯、揮發(fā)酚等)的監(jiān)測(cè)。雖然實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及了多方面,但實(shí)驗(yàn)方案較為單一,大多采用分光光度法及滴定法進(jìn)行。學(xué)生用到的儀器最多的就是分光光度計(jì),對(duì)很多其他新型儀器設(shè)備基本沒(méi)有概念。學(xué)生采用固定模式完成實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)知之甚少,解決實(shí)際問(wèn)題的能力沒(méi)有得到鍛煉。對(duì)于其他實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容,同樣存在這樣的問(wèn)題。而且,對(duì)實(shí)驗(yàn)課程安排的課時(shí)不足,一些實(shí)驗(yàn)課往往只是做簡(jiǎn)單的了解和觀摩,并不能真正的通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握實(shí)際能力。
2.2課程設(shè)計(jì)缺少實(shí)踐和研究性
環(huán)境問(wèn)題是直接關(guān)系到社會(huì)發(fā)展和人類生存的實(shí)際問(wèn)題,相對(duì)于其他學(xué)科而言,環(huán)境學(xué)科是一門年輕的學(xué)科,更具綜合性和實(shí)用性,本專業(yè)的學(xué)生必須在實(shí)踐中掌握基本技能。然而,目前高等院校對(duì)環(huán)境專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還沒(méi)有真正與實(shí)踐相結(jié)合,更多的是局限于教材和講義。對(duì)于一些環(huán)境污染物的監(jiān)測(cè),基于課時(shí)的限制,往往只是采用模擬性實(shí)驗(yàn)的方法在實(shí)驗(yàn)室中走完實(shí)驗(yàn)過(guò)程。而對(duì)于真正環(huán)境中面臨的實(shí)際問(wèn)題及環(huán)境現(xiàn)狀,學(xué)生并沒(méi)有得到真正的學(xué)習(xí)和了解。結(jié)合上一條問(wèn)題,對(duì)實(shí)際環(huán)境中存在問(wèn)題的解決方法,學(xué)生并沒(méi)有建立起多方位思考、多途徑解決的思路。這與本專業(yè)致力于培養(yǎng)實(shí)用型高素質(zhì)環(huán)境工程科學(xué)人才的初衷相違背。
3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索
3.1構(gòu)建多級(jí)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容
打破傳統(tǒng)教學(xué)模式,多級(jí)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的構(gòu)建,有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力。同樣以環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)為例,可以構(gòu)建如下三級(jí)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容。
(1)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。基本知識(shí)和基礎(chǔ)技能對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是必不可少的。從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā),按照基本實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,培養(yǎng)學(xué)生最基本的實(shí)驗(yàn)操作能力,掌握實(shí)驗(yàn)技巧。
(2)擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。針對(duì)實(shí)用性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如環(huán)境噪聲的監(jiān)測(cè)與分析,采用不固定學(xué)時(shí)及地點(diǎn)的方法,讓學(xué)生有充足的時(shí)間自行安排實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,并通過(guò)團(tuán)體合作的方式,對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析。
(3)探索實(shí)驗(yàn)。除了實(shí)驗(yàn)課教學(xué),大多學(xué)生還經(jīng)過(guò)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等的培訓(xùn),因此,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生的創(chuàng)新性相結(jié)合,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,有助于鞏固和升華學(xué)生的研究思想。實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中,針對(duì)某一項(xiàng)課題,比如環(huán)境中重金屬離子的監(jiān)測(cè)和處理,教師提出問(wèn)題,學(xué)生解決問(wèn)題。由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并采集數(shù)據(jù),教師進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(4)綜合實(shí)驗(yàn)。
3.2開(kāi)設(shè)研究性實(shí)驗(yàn)課程
研究性實(shí)驗(yàn)室及科研項(xiàng)目是高等院校特有的資源,在本科生的培養(yǎng)過(guò)程中也應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮其重要作用。而且,研究性實(shí)驗(yàn)課題已經(jīng)成為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)課的重要構(gòu)成要素,是對(duì)傳統(tǒng)的傳遞式—被動(dòng)接受式的教育理念的革新,教學(xué)方式由原來(lái)的固定式轉(zhuǎn)化成開(kāi)放式。鼓勵(lì)學(xué)生參與教師尤其是青年教師的研究課題,針對(duì)前沿性科學(xué)問(wèn)題展開(kāi)思考,由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)化成主動(dòng)探索。指導(dǎo)教師應(yīng)該把最新的實(shí)驗(yàn)方法和研究成果轉(zhuǎn)化到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,讓學(xué)生及時(shí)了解當(dāng)前科技前沿知識(shí),體會(huì)到科技的進(jìn)步和競(jìng)爭(zhēng)。而且,研究性實(shí)驗(yàn)課題的范圍不僅僅局限在在實(shí)驗(yàn)室、校園,很多時(shí)候需要走出去,進(jìn)入實(shí)際企業(yè),了解企業(yè)需要,啟發(fā)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)開(kāi)放式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的新思維和新能力,同時(shí)為研究型人才的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。
3.3多學(xué)科融合教學(xué)
實(shí)驗(yàn)性學(xué)科不同于純理論學(xué)科,不能局限在課堂,局限在有限的知識(shí)框架里。隨著環(huán)境問(wèn)題的日益突出,對(duì)環(huán)境質(zhì)量的關(guān)心已經(jīng)走入普通居民家庭。環(huán)境工程人才培養(yǎng)最終是為社會(huì)培養(yǎng)實(shí)用性人才,理論與實(shí)際相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際能力,就需要多學(xué)科資源的有效融合。比如,能源動(dòng)力對(duì)環(huán)境的影響、高新材料在解決環(huán)境問(wèn)題中的應(yīng)用、土木電氣等與環(huán)境的關(guān)系。環(huán)境學(xué)科本身屬于新興學(xué)科,也是一門綜合性學(xué)科。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程主要針對(duì)當(dāng)前最主流的環(huán)境問(wèn)題,如大氣固體顆粒物PM2.5、汽車尾氣、室內(nèi)甲醛等。除了掌握基本的處理技術(shù),還應(yīng)在多學(xué)科融合的學(xué)習(xí)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如,對(duì)于水污染控制,就需要結(jié)合生物、化學(xué)、物理等知識(shí)和技術(shù)。在教學(xué)過(guò)程中可以分體系的指導(dǎo)學(xué)生利用多學(xué)科綜合技術(shù)進(jìn)行污水治理,既包括實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)技術(shù),如采用最近研制的新功能性材料進(jìn)行物理吸附,化學(xué)催化分解,同時(shí)帶領(lǐng)學(xué)生利用建筑、能動(dòng)等技術(shù)進(jìn)行工程模擬實(shí)踐。綜合知識(shí)的學(xué)習(xí)及技能的培養(yǎng)是鍛煉工程學(xué)科優(yōu)秀人才的重要途徑。
4.結(jié)語(yǔ)
環(huán)境學(xué)科是一門理論性、技術(shù)性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本專業(yè)教學(xué)的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生基本技能、實(shí)踐及研究能力的重要途徑,在環(huán)境專業(yè)的高等教育中占有重要地位。環(huán)境學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要與時(shí)俱進(jìn),不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),進(jìn)而不斷探索和實(shí)踐。高校教師有責(zé)任積極改革教學(xué)方案,探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)新方法、新途徑,為環(huán)境保護(hù)行業(yè)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、綜合能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才。
作者:崔言娟 師一粟 陳芳艷
級(jí)別:CSCD期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:CSCD期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:北大期刊
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