我国环境工程专业从1977年清华大学、同济大学等一批院校开设开始,经过30多年的发展,目前年招生人数已达到2万人左右。环境工程的最大特点在于它是一门边缘交叉型的综合性学科。广义地说,几乎任何一门基础学科或工程学科的技术应用于环境保护领域都会在环境工程专业占有一席之地。在现有专业目录中,环境工程可能算得上是一门对其他各门学科的知识体系包容性很强的学科,也正是由于这一特点,我国环境工程本科专业的知识结构和教学计划自专业创建之始至今一直处于发展、完善之中。
虽然各高校的环境工程专业已统一相同的名字,但各高校依旧保持了传统的特色。全国各院校环境工程专业的培养体系也呈百花齐放、多种特色并存的特点。一般环境工程专业教学体系强调基础教学,以环境工程原理为专业基础,以水污染控制工程、大气污染控制工程、噪声污染控制工程、固体废物处理处置与资源化工程、环境监测、环境规划与管理等为专业课。培养过程过于强调教学过程,轻视综合能力这一最终目标。强调课堂教学,重视提供大量的实践锻炼,学生毕业论文或设计课题多为模拟,缺乏“真刀真枪”的实际训练。[1]国家环境保护“十二五”规划中对涉核环境保护与辐射安全管理提出了明确的要求,按此规划要求,在核原料开采、纯化和核废物处置循环全过程、核电设计、核工程技术、核反应堆工程、核与辐射安全、运行管理等领域均需要大量具有核环境保护知识的专门人才。为了满足这个需求,探索南华大学有核特色环境工程学科新的教学体系,培养厚基础、宽专业、强能力的专门人才,使之理论扎实、知识面广、素质高、创新意识和独立工作能力强,服务于国防建设、核工业发展、地方经济建设与社会发展的各个领域。通过十多年的建设和发展,在教学体系建设与实践方面进行了有效探索,积累了一些成功的经验,并逐步形成了特色。
一、有核特色环境工程教学体系的建立
随着环境保护政策的深入,环境保护相关产业的发展基本走过了以“三废”治理为主要特征的发展阶段,正在朝着有利于改善经济的环境品质、促进经济增长、提高经济档次的方向发展,这样就对环境专业人才应具备的知识、能力、素质提出了更高要求。
环境工程专业既坚持“统一”性又注意发展“特殊”性,突出“个性”。统一性就是在培养规格和基本要求上做到一致。特殊性就是要根据学校相关学科优势和自身条件及毕业生服务行业、部门和区域的要求,使培养的人才在某个或某些方面具有特色或优势,得到社会的认可。Kyoto大学本科生的教学重点以有毒有害及放射性废物管理为主。德国环境工程专业本科生的教学目标是使学生能够从事一般性的环境技术问题,更多地强调工程教学的实践性和应用性,并以应用型人才的培养为主。[2]国内大多数高校已经或正在使自己的环境工程教育特色化。为使南华大学环境工程专业学生能满足国防事业、核电建设、地方经济发展对环境工程专业人才的需求,实现“厚基础、高素质、重实践、强能力、宽适应”的全新的教学内容和课程体系,拓宽学生专业知识,为培养多样化、个性化、高素质的创造性人才构建好平台。在教学体系的制订过程中,以市场需求为导向,以追求教学质量和教学效果为目标,以学生的能力提高为核心,多平台设置课程,将实践教学、实习与校内课堂教学放在同等重要的位置。设有公共基础课平台、学科基础课平台、专业课平台、实践教学平台。每个平台又分为必修和选修,开设跨专业修双学士学位课程,对学生实行弹性管理模式,学生在一定的时间内修满180课程学分、10分第二课堂学分即可申请学位。为了达到上述目的,根据教育部高等学校环境工程专业教学指导分委员会的意见,将所有的课程分为四大类:一是公共基础课,重点培养学生的基本素质,尤其强调世界观、道德、外语和计算机应用知识的学习。二是学科基础课,在于让学生打好基础,开设了“大学物理”、“分析化学”和“核工业生产概论”等课程。三是专业课程,提供1~2个专业课程模块,让学生了解相关专业的情况,实行主修和辅修相结合的教学机制。将“水污染控制工程”与“排水工程”的相关内容结合起来教学;“环工原理与设备”、“环境微生物学”、“大气污染控制工程”、“固体废弃物的处置和综合利用”、“噪声控制工程”为主要专业课程。特别增设了“核环境学”、“放射性辐射防护”、“放射性三废处理”、“放射性环境监测与评价”等课程,以“环境保护与可持续发展”、“环境系统工程”等课程强调持续发展理念以及环境伦理学的观念。四是专业选修类课程,分为限制选修和任意选修。鼓励学生跨专业跨学科选修课程,也可在大类学科范围内任意选课,以建立合理的知识结构,扩展知识面,开设了“环境管理与法律”、“工程监理”等课程。培养计划的模块化操作除了落实教育部高等学校环境工程专业教学指导分委员会制订的高等学校本科环境工程专业专业规范所要求的教学任务外,其显着的特点是增加涉核课程,突出实践教学,使毕业生能快速地适应国防、核工业等有关领域的工作需要。
二、培养核特色环工人才的实践
1.整合资源,促进发展
不同层次学校学科建设的目标和建设思路有所不同,如何坚持走以内涵发展为主的道路,突出特色,优化资源配置,打破学科壁垒,增强学科间的内在联系和相互支撑是实施资源整合、培养有核特色的环境工程人才的前提条件。核心能力是资源整合的结果,但核心能力首先不是单指一个组织所拥有的一、两种“我有你没有”、“我行你不行”的专长设备、专长技术,而是获取、配置并充分运用各种资源的有效优化的整合能力。教学资源整合可分为四个方面。专业内课程资源整合:同一专业、不同研究方向的教师共享教学资源,就教学内容、教学形式等进行交流与合作,形成基于课程的教师学习与教研共同体;专业之间教学资源的整合:与辐射防护与环境工程、市政工程及安全工程专业实现教学资源的整合与共享;校内教学资源的整合:在专业课之外,与校内采矿工程、核技术及应用、市政工程等6个省级重点学科中环境相关的研究领域建立资源共享机制,拓展专业的课程内容,丰富课程学习资源;校园—社会相关资源的整合:为了营造学术氛围,学校经常开展学术报告、咨询、讲座等活动,让学生在这个大环境中受到潜移默化的影响,充分利用核类企业实践教学资源。
2.改革实验教学,培养动手能力
实验室是“知识创新的源头、人才培育的基地”。实验室在提高学生的实践能力、创新能力以及实施素质教育的过程中发挥着不可替代的作用。学校一直高度重视实验室建设,以培养学生的实践能力、创新能力和社会竞争力,体现专业特色为基础,构建了校园微型专业环境,进行专业之间的横向拓展,实现专业之间的教学资源、校内教学资源整合;市政与环境实验室、基础化学实验室、放射性辐射防护实验室和环境监测实验室对学生全面开放;作为部省级重点实验室的节能与环境实验室和氡实验室向学生的科研、毕业论文开放,不仅使实验室的功能得到了拓展,而且使仪器设备的功能得到了开发和利用。
在实验内容和形式上,增加设计性实验、综合性实验、创新性实验和探索实验,减少单纯验证性实验。部分实验,学生在独立查阅文献的基础上自己设计方案,采用“三开放”形式,实验时间、实验地点和实验方式开放,以此培养学生的初步工程意识和提高学生的工程实践能力。
3.强化实践,培养工程能力
在实验教学和课程设计、实习、毕业设计等环节大幅度提高实践教育的地位,并以实验的设计上最充分地调动学生的主体性和充分发挥他们的主观能动性作为实验室设计的主要宗旨,使高仿真的实验环境和主体角色体验成为促进学生主动学习的兴趣源、动力源,强化学生创新和科研能力的培养。为此,设置研究型课程和第二课堂学分,广泛开展科技文化活动;进行了公共场所空气质量评价、校园环境监测、湘江流域(衡阳段)水质评价、放射性核素和重金属在表层土壤中的迁移行为研究等;让学生根据情况查阅相关的文献资料,在老师的指导下自己制订方案,实施实验,对实验现象及结果进行分析和解释。同时,鼓励学生参加省、市、学校和环境保护协会举办的大学生科研创新活动。通过这些活动使他们的创新思维和实践动手能力得到了很好的锻炼。充分利用已开辟的6处教学实习基地(中核集团二七二铀业有限责任公司、桂林污水处理厂和耒阳电厂等),让学生有充分的接触和认知工程的机会。
毕业设计或毕业论文是实践性教学的关键环节,也是检阅学生综合能力的核心点,对深化学生的工程观念、提高解决工程实际问题的能力意义重大。在毕业设计(论文)选题方面做到因材施教,采用约束性选题方式和非约束性选题方式。一是指导教师根据自己承接的工程项目、科研项目或实验室建设项目确定课题;二是学生可以根据自己的毕业实习内容、主体意识和主动发展的愿望选题,在指导老师审定下确定题目;三是采用“走出去、请进来”的方式,聘请企业高学历、有高级职称的工程技术人员共同确定选题。要求选题应符合以下特点:体现专业特点、结合培养方向;坚持理论和实践相结合的原则,尽可能结合生产和科研,真题真做,锻炼解决实际问题的能力;注意设计内容与专业知识结构的联系,拓宽知识面;应有一定的深度和广度;能反映时代特点,尽可能了解、把握国内外在该领域的最新成果和发展动态;鼓励学生到社会、生产企业中寻求研究课题。2012届毕业设计(论文)有选择放射性污染处理研究的,如“磁性壳聚糖交联微球吸附低浓度U(Ⅵ)的吸附试验研究”、“云南某铀矿矿坑水铀、镭处理工程设计”、“腐殖酸胶体对铀迁移影响的实验研究”等,进一步强化了放射性三废处理的理论与实践;有选择矿区生物调查的;有选择工业废水、生活污水和大气污染处理的;还有选择环境规划、环境影响评价的。如:“亚新科(南岳)衡阳有限公司含油废水处理工程设计”、“常宁松柏垃圾填埋场环境影响评价”、“衡东县大浦工业园污水处理厂工程设计”等。
总之,在环境工程专业的建立和发展过程中,通过建立和完善新的课程体系整合各种资源,实现了以优势学科带动学科扩展和综合、以学科渗透带动学科交叉与融合、以学科融合强化学科特色,既节省了投资,提高了效益,又体现了自身的特色。在人才培养上,按照基础扎实、专长突出、实践能力强、富有创新精神、勤勉务实、甘于奉献的高素质应用型专门人才的培养目标,增加了适应社会需要和技能性的课程,取得了较好的效果。核特色环境工程教育得到了多家核工业系统用人单位的肯定,每年都有约20%的学生就业于核工业系统的企业和设计研究单位。
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《有核特色的环境工程学科教学体系建设与实践的论文》
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