農(nóng)業(yè)教育環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系的改革與探索論文
環(huán)境科學(xué)學(xué)科作為一門交叉學(xué)科，牽涉的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域廣泛，知識更新快，工程實踐性要求高。研究以天津理工大學(xué)為例，介紹了環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)的目的和主要教學(xué)內(nèi)容，從實驗教學(xué)、實習(xí)教學(xué)和設(shè)計教學(xué)等部分介紹了環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)體系實踐教學(xué)的組成和發(fā)展現(xiàn)狀。分析了實踐教學(xué)中存在的問題，進而結(jié)合環(huán)境科學(xué)專業(yè)的發(fā)展趨勢和天津理工大學(xué)辦學(xué)的實際情況，提出環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)體系的改革方案和措施。
隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，成為全球關(guān)注的重點問題之一。環(huán)境科學(xué)專業(yè)作為一門綜合性的交叉學(xué)科，其所牽涉的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域廣泛，知識更新快，工程實踐能力要求較高，不但要求學(xué)生有扎實廣泛的理論基礎(chǔ)，同時還要具備實踐動手能力和創(chuàng)新能力[1]。目前，傳統(tǒng)的重理論、輕實踐的教學(xué)情況在環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)中依然存在，環(huán)境科學(xué)類專業(yè)的理論教學(xué)比較容易取得良好效果，但教學(xué)過程中與環(huán)境問題的實際結(jié)合還有所欠缺，理論教學(xué)與實踐教學(xué)存在不同程度的脫節(jié)現(xiàn)象[2]。因此，調(diào)整和改革實踐教學(xué)，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)勢在必行。筆者分析了環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題，并針對現(xiàn)存問題提出了有效的實踐教學(xué)改革措施，以實現(xiàn)實踐教學(xué)和理論教學(xué)的有機融合。
1 實踐教學(xué)內(nèi)容
實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是指課堂教學(xué)之外的實踐教學(xué)活動，包括實驗、實習(xí)、課程設(shè)計、專業(yè)設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和社會實踐等諸多環(huán)節(jié)[3]。環(huán)境科學(xué)專業(yè)實踐教學(xué)的主要目的是使學(xué)生具備環(huán)境監(jiān)測、評價、規(guī)劃與管理、污染控制方面的基本理論和技能，多以課程實驗的形式開展，因此在理論教學(xué)中安排的實驗項目課時約占課程總學(xué)時的1/4～1/3。實習(xí)教學(xué)可使學(xué)生掌握專業(yè)發(fā)展前沿動態(tài)，了解解決環(huán)境問題的原則、方法和技術(shù)，培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和作風(fēng)，引導(dǎo)學(xué)生從專業(yè)角度考慮問題，提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的工作能力及創(chuàng)新能力[4-5]。因此，為了適應(yīng)社會經(jīng)濟、科技發(fā)展和教育發(fā)展的要求，合理地調(diào)整高等教育的結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思維，以及實現(xiàn)實踐教學(xué)與理論教學(xué)的高效融合，就需要探索實踐教學(xué)中的實驗教學(xué)和專業(yè)實習(xí)改革[6]。
2 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)組成及發(fā)展現(xiàn)狀
實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是課程教學(xué)體系的重要組成部分，是保證教學(xué)質(zhì)量的必不可少的環(huán)節(jié)。天津理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)體系中的實踐教學(xué)包括實驗教學(xué)、實習(xí)教學(xué)和設(shè)計教學(xué)部分，其中實驗包括獨立設(shè)課實驗和課程實驗。學(xué)院經(jīng)過多次討論和論證，將基礎(chǔ)生物學(xué)實驗和分析與基礎(chǔ)實驗設(shè)為獨立設(shè)課實驗課程，地理信息系統(tǒng)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課均設(shè)有一定學(xué)時的課內(nèi)實驗，以鞏固和加強學(xué)生對理論知識的理解和運用。
該專業(yè)設(shè)有教學(xué)實習(xí)和認識實習(xí)，其中教學(xué)實習(xí)以生態(tài)學(xué)和環(huán)境地學(xué)課程為依托，在培養(yǎng)計劃運行第5學(xué)期單獨安排一周時間到天津薊縣山區(qū)進行地質(zhì)地貌勘測和植被調(diào)查等實習(xí)工作;認識實習(xí)是本科教學(xué)培養(yǎng)方案中非常重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是為了使學(xué)生掌握基本的生產(chǎn)實踐知識，驗證、鞏固和擴展已學(xué)過的專業(yè)課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的習(xí)慣，提高其在生產(chǎn)實際中觀察問題、分析問題、總結(jié)問題及解決問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。通過教學(xué)實習(xí)和認識實習(xí)環(huán)節(jié)，使學(xué)生了解環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域所涉及的諸多問題及其發(fā)展現(xiàn)狀，使學(xué)生建立起對專業(yè)的興趣和信心，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)的熱愛及為祖國建設(shè)做貢獻的志向。
設(shè)計教學(xué)包括課程設(shè)計、專業(yè)設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計幾個環(huán)節(jié)，根據(jù)環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標，設(shè)定環(huán)境監(jiān)測課程設(shè)計，并以課程論文的形式體現(xiàn)。通過課程設(shè)計，使學(xué)生對現(xiàn)場調(diào)查、監(jiān)測計劃設(shè)計、優(yōu)化布點、采樣與分析技術(shù)方法、質(zhì)量控制與質(zhì)量保證以及信息管理的系統(tǒng)性工程等知識有更深層次的理解和掌握;學(xué)會運用環(huán)境監(jiān)測的方法和手段監(jiān)測水和廢水、空氣和廢氣、固體廢棄物、土壤污染、噪聲和放射性污染等，了解環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)的發(fā)展和運用。環(huán)境科學(xué)專業(yè)設(shè)計是以培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力為目的，通過專業(yè)性項目的設(shè)計訓(xùn)練了解該方向的設(shè)計前沿，掌握基本的設(shè)計思路和方法，掌握資料搜集、方案設(shè)計的基本要領(lǐng)，同時通過專業(yè)設(shè)計，鍛煉學(xué)生獨立思考的能力，使學(xué)生能夠獨立承擔一個小型專業(yè)設(shè)計任務(wù)的立項、認證以及初步設(shè)計。
畢業(yè)設(shè)計(論文)是教學(xué)過程的最后階段的一種總結(jié)性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識和實踐技能，獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決實際問題的能力，使學(xué)生受到專業(yè)相關(guān)工作的基本訓(xùn)練。環(huán)境科學(xué)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(論文)要求選題要結(jié)合實際，符合專業(yè)培養(yǎng)目標。通過選題論證、文獻檢索、技術(shù)調(diào)查、實驗設(shè)計、實際操作、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析、畢業(yè)答辯等環(huán)節(jié)，全面鍛煉學(xué)生的綜合實踐能力，重點培養(yǎng)并提高學(xué)生的開發(fā)創(chuàng)新能力，同時培養(yǎng)學(xué)生的計算機與外語應(yīng)用能力。
3 目前存在的問題
筆者長期從事環(huán)境科學(xué)專業(yè)建設(shè)和專業(yè)管理工作，深知目前天津理工大學(xué)的環(huán)境科學(xué)專業(yè)發(fā)展存在一些問題。實驗教學(xué)方面，雖然很多專業(yè)課都設(shè)置了一定課時的實驗，但是大部分實驗都是傳統(tǒng)意義上的對理論課上某些原理或現(xiàn)象而設(shè)計的簡單的驗證性實驗。實習(xí)多采用集中方式進行，實習(xí)基地不穩(wěn)定，與實習(xí)單位的聯(lián)系缺乏連續(xù)性，未能建立長效合作機制。大多數(shù)學(xué)生到四年級才通過教師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計參與教師的科研工作，限制了專業(yè)概念和創(chuàng)新思維的全面形成。該專業(yè)教學(xué)缺乏完善的實踐環(huán)節(jié)考核機制，教學(xué)效果上有待于進一步提高。
4 實踐教學(xué)改革措施
4.1 實行專業(yè)導(dǎo)師計劃 2013年學(xué)校確定環(huán)境科學(xué)專業(yè)與環(huán)境工程專業(yè)以環(huán)境類進行大類招生。開學(xué)一年后，按照學(xué)生成績和學(xué)生志愿進行專業(yè)分類。為了讓學(xué)生盡快了解自己所選專業(yè)的研究方向及發(fā)展現(xiàn)狀，使學(xué)生盡快樹立專業(yè)思想，在一年級的課程設(shè)置中安排了環(huán)境科學(xué)與工程概論課程，為學(xué)生講解兩個專業(yè)的研究側(cè)重點和工作方向。然而，一部分學(xué)生對于工科專業(yè)和理科專業(yè)的理解仍然存在一定的誤區(qū)，加之現(xiàn)在學(xué)生對于未來的.思考缺少主動性和深入性，導(dǎo)致專業(yè)分類后出現(xiàn)了一定的弊端，比如專業(yè)男女生比例嚴重失調(diào)：男生學(xué)習(xí)成績不如女生，在選擇專業(yè)時失去選擇權(quán)，導(dǎo)致環(huán)境工程專業(yè)女生比例遠超出男生，而環(huán)境科學(xué)專業(yè)的男生比例很高，分班后的環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生成績整體形勢不容樂觀。面對這種情況，環(huán)境科學(xué)專業(yè)啟動專業(yè)導(dǎo)師計劃，以面轉(zhuǎn)點，每個指導(dǎo)教師負責(zé)幾名學(xué)生，有針對性地開展工作。指導(dǎo)教師采用一對一的方式，了解每個學(xué)生的具體情況以及心理動態(tài)，幫助學(xué)生分析存在的問題，為學(xué)生提供建設(shè)性的改進辦法。由以往高年級進行的針對性專業(yè)指導(dǎo)思路改為從低年級入手，教師對學(xué)生進行專業(yè)引導(dǎo)和指導(dǎo)，幫助學(xué)生樹立較強的專業(yè)意識，指導(dǎo)學(xué)生從專業(yè)角度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識和實驗技能、分析問題和解決問題。教師根據(jù)科研情況，安排學(xué)生參與課題研究，從低年級構(gòu)建以項目參與為主的實踐教學(xué)新模式。教師為學(xué)生提供參與科研工作機會的同時，積極幫助學(xué)生走向社會實踐，使學(xué)生逐步科學(xué)地形成自己的專業(yè)研究方向、就業(yè)規(guī)劃等。經(jīng)過專業(yè)指導(dǎo)教師和學(xué)生的共同努力，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性逐漸提高，學(xué)習(xí)狀態(tài)和精神面貌大大改觀，學(xué)習(xí)成績穩(wěn)步提高。同時學(xué)生積極參與校級、院級組織的各種活動，自發(fā)成立科研小組，參與科技立項活動，班級凝聚力提高，學(xué)風(fēng)和班風(fēng)建設(shè)取得了一定的成效。
4.2 加強開放實驗室建設(shè)
4.2.1 增加綜合性、設(shè)計性實驗�；A(chǔ)生物學(xué)實驗在原有的微生物學(xué)實驗項目部分增加專業(yè)性更強的環(huán)境微生物學(xué)實驗項目，具體包括土壤中微生物的分離與培養(yǎng)，細菌菌落觀察、細菌的染色及真菌個體形態(tài)觀察，水中細菌總數(shù)的測定及菌落計數(shù)。實驗課程要求每年更新或優(yōu)化10%～20%的實驗項目，以適應(yīng)教學(xué)發(fā)展的需要。例如環(huán)境監(jiān)測中會根據(jù)專業(yè)發(fā)展情況，對一些陳舊過時的監(jiān)測方法或?qū)嶋H應(yīng)用不多、行業(yè)性很強及理論知識高深、測定步驟繁雜的內(nèi)容予以適當刪減和合并。地學(xué)基礎(chǔ)實驗中對于學(xué)生難于勾畫的流域匯水面積做了小型流域的教學(xué)模型，使學(xué)生能夠得心應(yīng)手地完成勾畫工作。分析與基礎(chǔ)實驗是后續(xù)很多課程和實驗的基礎(chǔ)，針對實驗項目的設(shè)置開展多次研討，相關(guān)專業(yè)教師全部參加，制訂合理的實驗項目，在教學(xué)運行中也由多位熟練掌握大型儀器的教師參與，使得學(xué)生直觀掌握綜合性實驗項目的原理、實驗儀器的使用、實驗數(shù)據(jù)的分析與總結(jié)等知識與技能。
4.2.2 為學(xué)生自主實驗創(chuàng)造條件。目前，從教育部到學(xué)校有各級“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”及“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽和創(chuàng)業(yè)計劃大賽，學(xué)校團委設(shè)有本科生科技立項等項目、計劃支撐，提倡專業(yè)教師多渠道地鼓勵學(xué)生多申請、參與相關(guān)項目，并積極作為指導(dǎo)教師參與工作。學(xué)生參與科技立項以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃的熱情很高，廣開思路，在教師的指導(dǎo)下確定研究方向，制訂合理的研究方案，按照計劃廣泛開展工作。在研究進行過程中，教師有意鍛煉學(xué)生自主進行科學(xué)研究的能力，對于學(xué)生在研究過程中遇到的問題能夠給予科學(xué)指導(dǎo)，定期召開階段工作總結(jié)會議，根據(jù)研究進展情況適當調(diào)整研究內(nèi)容和研究方法。與實驗中心協(xié)調(diào)，主動向?qū)W生開放相關(guān)實驗室，使學(xué)生有更多的獨立實驗的機會，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和聰明才智，為學(xué)生的個性發(fā)展創(chuàng)造條件。
4.3 加強實習(xí)基地建設(shè) 按照培養(yǎng)目標要求，2013級培養(yǎng)計劃調(diào)整將地學(xué)基礎(chǔ)改為環(huán)境地學(xué)。該專業(yè)教學(xué)實習(xí)是環(huán)境地學(xué)和生態(tài)學(xué)課程教學(xué)過程中的必要環(huán)節(jié)，具有很強的實踐性和綜合性，不僅能夠使學(xué)生對所學(xué)課程理論知識加以驗證，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、對具體地質(zhì)地貌現(xiàn)象的識別能力、生態(tài)學(xué)問題的綜合分析能力，以做到對書本知識融會貫通，提高實際工作能力，因此教學(xué)實習(xí)是教學(xué)計劃中的一個重要組成部分，是鞏固課堂講授知識、提高基本技能和獲取科學(xué)研究資料的重要途徑，也是提高綜合素質(zhì)的教育環(huán)節(jié)之一�！八E縣梨木臺自然風(fēng)景區(qū)”為天津理工大學(xué)建立的教學(xué)實習(xí)基地之一，為了見識更多的地質(zhì)現(xiàn)象、巖石種類及形成原因、土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)、植被種類及生物多樣性，根據(jù)教學(xué)需要又增加“薊縣九龍山國家森林公園”為環(huán)境科學(xué)教學(xué)實習(xí)基地。
學(xué)生經(jīng)過教學(xué)實習(xí)，雖然對于實踐學(xué)科的目的意義已經(jīng)有了較為專業(yè)的認識，但是教學(xué)實習(xí)和認識實習(xí)的實習(xí)項目及要求不同。前者以課程為依托，針對特定課程確定實習(xí)項目，后者的目的是使學(xué)生了解和掌握基本生產(chǎn)知識，印證、鞏固和豐富已學(xué)過的專業(yè)課程內(nèi)容，提高其在生產(chǎn)實際中調(diào)查研究、觀察問題、分析問題以及解決問題的能力。由此，培養(yǎng)方案中設(shè)立認識實習(xí)，以期通過認識實習(xí)使學(xué)生學(xué)到、接觸到更多知識，加深對環(huán)境科學(xué)專業(yè)諸多問題的感性認識，為今后的工作和學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，積累經(jīng)驗。針對環(huán)境科學(xué)的專業(yè)特點，在前一年度實習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上都會做出相應(yīng)調(diào)整，增加相應(yīng)實習(xí)項目，確定更為專業(yè)的實習(xí)內(nèi)容。學(xué)院已與天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保東郊污水處理廠、天津泰達威立雅水務(wù)有限公司建立了長期有效的聯(lián)系，但主要側(cè)重于水處理方向。為了增加專業(yè)實習(xí)面，在已有的實習(xí)基地的基礎(chǔ)上，廣泛建立聯(lián)系，與相關(guān)專業(yè)部門和單位討論，篩選并確定長期合作單位，定期向這些單位輸送專業(yè)學(xué)生，增加學(xué)生的實踐及就業(yè)機會，實現(xiàn)“雙贏”。
目前，該專業(yè)已與天津市環(huán)境保護局、天津市環(huán)境保護科學(xué)研究院、天津市環(huán)境監(jiān)測中心、農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所、交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究院等環(huán)保部門建立了長期的實習(xí)關(guān)系，定期為這些單位輸送學(xué)生進行專業(yè)技術(shù)實習(xí)，使學(xué)生獲得一定的專業(yè)技能，得到了鍛煉，為進入專業(yè)工作崗位奠定了一定的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
4.4 建立實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量的管理與監(jiān)督機制 實踐教學(xué)是本科教學(xué)中很重要的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和實踐能力的一個重要階段，實踐教學(xué)質(zhì)量直接影響專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量及學(xué)生的從業(yè)能力。為深化教育教學(xué)改革，提高實踐教學(xué)質(zhì)量，結(jié)合學(xué)校、學(xué)院考核機制，從專業(yè)建設(shè)實際出發(fā)，細化評價辦法和細則，完善實踐教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量考核體系，在對實驗教學(xué)、畢業(yè)論文的教學(xué)管理上，借鑒一些新的經(jīng)驗制定實踐教學(xué)、實驗教學(xué)和畢業(yè)論文(設(shè)計)教學(xué)質(zhì)量管理辦法，使實踐教學(xué)質(zhì)量和水平得到提高;建立實習(xí)基地評估體系，補充實習(xí)基地文件，確定實習(xí)基地評估體系的內(nèi)容和指標，并對專業(yè)實習(xí)基地進行有效評估。
5 結(jié)語
專業(yè)導(dǎo)師計劃首先在環(huán)境科學(xué)與安全工程學(xué)院2013級環(huán)境科學(xué)專業(yè)進行實踐，取得了良好的效果。近幾年實習(xí)基地建設(shè)和實踐教學(xué)項目都在嘗試階段，并根據(jù)經(jīng)驗和成果逐步推進和完善。實踐改革貫穿整個環(huán)境科學(xué)專業(yè)，從2013或2014級學(xué)生開始全面實施，涉及實驗、實習(xí)及畢業(yè)論文等各個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，注重擴大學(xué)生的知識面和專業(yè)技能，使學(xué)生對與專業(yè)相關(guān)的學(xué)科、高新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用前景有所了解，具有一定的科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)能力。在實施過程中，廣泛聽取專業(yè)教師、學(xué)生工作教師及學(xué)生的意見，在總結(jié)成績的基礎(chǔ)上克服困難，解決問題。
實踐教學(xué)考核機制的建立目前還處于摸索階段，初步建立并實行了管理辦法，今后應(yīng)進一步完善考核機制，實踐教學(xué)考核與理論教學(xué)考核并行，點面結(jié)合，建立長效健全的考核體系。
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