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摘要:新时代美丽中国建设对环境人才的培养提出了更高地要求。随着环境问题的日益突出,社会对于环境监测从业人员提出了越来越高的要求,例如在应对环境污染突发事件、处理环境污染事故、仲裁环境污染纠纷时环境监测工作者要及时、准确、客观地给出相关环境要素的监测结果,环境科学专业的逐渐受到关注,基于此,本文主要对新工科背景下环境科学专业建设做具体论述。
关键词:新工科;环境科学;专业;建设
引言
我国是工程教育规模最大的国家,教育部联合多部委2011年即实施了《卓越工程师计划》,2018年发布了《卓越工程师2.0版》,2017年教育部发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》,密集出台的文件和计划,目标均指向一个:培养能紧密对接经济带、城市群、产业链布局的应用型国际化人才,以服务于制造强国和美丽中国的国家战略。我校引入学生参与污染源普查是真实项目驱动型实践教学模式,提高了学生综合能力和环境保护意识,适应了经济社会发展需要的应用型人才的教育目标,是践行“实践中学习”和“基于项目教育和学习”的产学研协同育人的大工程人才培育理念。
1环境科学课程教学的特点
首先是围绕实际环境要素开展课程教学。环境科学课程教学针对的是具体的环境要素,如污废水、地表水、土壤、环境空气及声环境等。通过对反映环境质量的指标进行监视和测定,判断环境污染状况和环境质量的高低,并最终为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。其次是课程教学具有较强的综合性和实践性。环境科学课程教学涉及的每项环境要素,如地表水等都需要用综合性的系列特征指标来反映其整体的环境质量,因此课程教学涉及的监测手段也是多样化的,如物理的、化学的、物理化学的、生物的等等。像现场监测、实验室分析测试、结果分析评价、监测报告编制等需要具有综合性技能才能完成。而环境现场的踏勘和调研、实地监测并采集样品、对样品进行预处理、实验分析测试、监测报告的编制等环节,则是要通过实践才能完成的。
2新工科背景下环境科学专业建设
2.1推动材料学科实践平台建设
本学科充分发挥实践基地在专业学位研究生培养中的作用,大力推进学校与企业专业实践平台的建设,与企业(科研机构)合作,签订长期产学研合作协议,建立实践教学基地,将学校所学和企业实践相结合,在增强学生实践能力的同时,也为企业创造价值,实现双赢。学院根据学校人才培养的定位,与行业内国内外顶尖企业,包括德国的科思创公司,国内的宝武集团、上海大众、上海城建物资等企业合作,建立了长期合作的研究生实践平台。学院逐步完善网络平台建设,对实践基地进行信息化管理,运用信息手段及时在系统中发布所有实践基地及科研项目信息,让学生和企业实现专业实践双向选择。
2.2优化更新实验内容
《大学化学实验Ⅰ》依附于《无机化学》和《有机化学》两门理论课程的教学体系,因此原有的实验内容仅仅是对相关课程的理论的简单验证,实验内容存在局限性且陈旧老化,不能体现科技发展水平。另外,《大学化学实验Ⅰ》原有实验讲义对实验原理、所需的仪器、操作步骤、实验观察内容甚至实验结果都有详细说明,学生只需“照方抓药”、被动实验,实验缺乏挑战性、无法激起他们的实验兴趣,不利于提升学生的想象力和创造力,无法较好地培养学生的动手能力和创新意识,因此原有《大学化学实验Ⅰ》的实验内容亟待优化更新。
本着“厚基础、求创新”的原则,我们对原有实验内容进行了优化更新,制定了新的教学大纲,编写了新的实验讲义,力求在不改变现有学时的前提下,协调前后实验方案,有梯度地组织实验教学,使学生由浅入深、循序渐进地受到较全面、较系统、接近实际的实验能力培养,构建一个完整的、贯通的“一体化”的实验课程教学体系。通过优化更新实验内容,克服了原有《大学化学实验Ⅰ》实验课程教学模式(单纯的验证性实验和低水平重复实验)的弊端,使大学化学实验真正体现“基础性、综合性、实践性、创新性”的特点,充分调动学生的学习热情,培养和造就创新人才,使实验教学由理论教学的从属地位变为相对独立的地位,确保实验教学得到加强。
2.3多层次、全方位的实验教学考核
实验教学是一种多因素、多环节、多层次的教学行为,《大学化学实验Ⅰ》原有的课程考核以学生的实验报告的平均成绩作为其最终课程成绩,导致学生只重视实验报告;原有的课程考核方法很难调动学生做实验的积极性,导致了学生不重视实验预习,不重视实验过程中基本操作的规范性,不注重自身实验素质的提高,因此原有的课程考核方法无法全面、客观、公平地反映出学生的实验效果,尤其是学生的动手能力和解决问题的能力。因此,我们对《大学化学实验Ⅰ》的课程考核方法进行了探索,开展了多层次、全方位的实验教学考核,以平时成绩为主,平时实验报告、出勤、操作(技能)、预习等占总成绩70%;期末考核占30%,以操作考试和口试相结合的方法进行实验成绩考核;平时缺课1/3者不能参加期末考试,本课程应重修(表2)。无论是平时考核还是期末考核,都涉及到了《大学化学实验Ⅰ》教学的各个方面,既能保证实验教学高效进行,也能避免最后一次操作技能考试的偶然性。期末考核的操作考试题(70分),从平时实验中抽出6个基本操作单元作为考试的内容;而口试题(30分)来自于《大学化学实验Ⅰ》每一个实验的课后思考题、实验室安全注意事项以及基本操作的理论性和技术性问题。期末考核时间为45min,期末考核时,每位学生现场抽签确定考试内容,进入指定的实验位置独立操作,监考教师根据操作评分细则评判其操作成绩。
2.4强化对监测结果进行正确表达的训练
对于监测活动是否符合监测规范和标准,监测结果是否准确反映水样、土样和环境空气质量则不得而知。例如水样、土样和环境空气监测样品是怎么采集来的,是否符合相关的采样规范和技术标准,样品保存是否具有时效性,样品分析是否符合国家标准,监测过程如何实施质量控制等。因此,这样的监测结果是不能对环境要素的环境质量进行正确表达的。为了解决这一问题,课程组规定要在环境科学课程教学中强化对监测结果进行正确表达的训练,并制定了具体要求:一是制定环境监测方案;二是开展现场监测、分析,特别是要有监测现场的原始记录、样品的预处理及运输保存方法、样品的保存有效期;三是进行分析测试,包括实验原理选择、干扰消除、测试步骤、结果记录与分析,尤其是要对分析测试的原始结果及现象进行记录保存;四是对监测分析结果进行评价,内容包括针对具体环境要素如生活污水、地表水、土壤、环境空气及声环境等查找到相应的环境质量标准,并基于标准分级和浓度限值的规定,采用一定的评价方法对环境要素的环境质量作出初步评价;五是基于以上过程,针对特定环境要素的复杂污染问题给出正确且清晰的结果表达,编制环境监测报告。
结语
专业认证的基本要求之一就是课程教学的持续改进。所以环境科学课程教学还将持续不断地进行改进。
参考文献:
[1]中国工程教育专业认证协会.工程教育认证标准[S].北京:中国工程教育专业认证协会,2017.
[2]中国工程教育专业认证协会.环境工程专业认证补充标准[S].北京:中国工程教育专业认证协会,2017.