農業(yè)教育環(huán)境科學專業(yè)實踐教學體系的改革與探索論文
環(huán)境科學學科作為一門交叉學科，牽涉的科學技術領域廣泛，知識更新快，工程實踐性要求高。研究以天津理工大學為例，介紹了環(huán)境科學專業(yè)實踐教學的目的和主要教學內容，從實驗教學、實習教學和設計教學等部分介紹了環(huán)境科學專業(yè)教學體系實踐教學的組成和發(fā)展現(xiàn)狀。分析了實踐教學中存在的問題，進而結合環(huán)境科學專業(yè)的發(fā)展趨勢和天津理工大學辦學的實際情況，提出環(huán)境科學專業(yè)實踐教學體系的改革方案和措施。
隨著世界經濟的發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，成為全球關注的重點問題之一。環(huán)境科學專業(yè)作為一門綜合性的交叉學科，其所牽涉的科學技術領域廣泛，知識更新快，工程實踐能力要求較高，不但要求學生有扎實廣泛的理論基礎，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、輕實踐的教學情況在環(huán)境科學專業(yè)教學中依然存在，環(huán)境科學類專業(yè)的理論教學比較容易取得良好效果，但教學過程中與環(huán)境問題的實際結合還有所欠缺，理論教學與實踐教學存在不同程度的脫節(jié)現(xiàn)象[2]。因此，調整和改革實踐教學，加強實踐教學環(huán)節(jié)勢在必行。筆者分析了環(huán)境科學專業(yè)實踐性教學環(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改革措施，以實現(xiàn)實踐教學和理論教學的有機融合。
1 實踐教學內容
實踐教學環(huán)節(jié)是指課堂教學之外的實踐教學活動，包括實驗、實習、課程設計、專業(yè)設計、畢業(yè)設計和社會實踐等諸多環(huán)節(jié)[3]。環(huán)境科學專業(yè)實踐教學的主要目的是使學生具備環(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，因此在理論教學中安排的實驗項目課時約占課程總學時的1/4～1/3。實習教學可使學生掌握專業(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，培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和作風，引導學生從專業(yè)角度考慮問題，提高學生理論聯(lián)系實際的工作能力及創(chuàng)新能力[4-5]。因此，為了適應社會經濟、科技發(fā)展和教育發(fā)展的要求，合理地調整高等教育的結構，培養(yǎng)學生的專業(yè)思維，以及實現(xiàn)實踐教學與理論教學的高效融合，就需要探索實踐教學中的實驗教學和專業(yè)實習改革[6]。
2 實踐教學環(huán)節(jié)組成及發(fā)展現(xiàn)狀
實踐教學環(huán)節(jié)是課程教學體系的重要組成部分，是保證教學質量的必不可少的環(huán)節(jié)。天津理工大學環(huán)境科學專業(yè)教學體系中的實踐教學包括實驗教學、實習教學和設計教學部分，其中實驗包括獨立設課實驗和課程實驗。學院經過多次討論和論證，將基礎生物學實驗和分析與基礎實驗設為獨立設課實驗課程，地理信息系統(tǒng)、環(huán)境生物學、環(huán)境化學、環(huán)境監(jiān)測等專業(yè)基礎課和專業(yè)課均設有一定學時的課內實驗，以鞏固和加強學生對理論知識的理解和運用。
該專業(yè)設有教學實習和認識實習，其中教學實習以生態(tài)學和環(huán)境地學課程為依托，在培養(yǎng)計劃運行第5學期單獨安排一周時間到天津薊縣山區(qū)進行地質地貌勘測和植被調查等實習工作;認識實習是本科教學培養(yǎng)方案中非常重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，目的是為了使學生掌握基本的生產實踐知識，驗證、鞏固和擴展已學過的專業(yè)課程內容，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的習慣，提高其在生產實際中觀察問題、分析問題、總結問題及解決問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定基礎。通過教學實習和認識實習環(huán)節(jié)，使學生了解環(huán)境科學領域所涉及的諸多問題及其發(fā)展現(xiàn)狀，使學生建立起對專業(yè)的興趣和信心，培養(yǎng)學生對專業(yè)的熱愛及為祖國建設做貢獻的志向。
設計教學包括課程設計、專業(yè)設計和畢業(yè)設計幾個環(huán)節(jié)，根據環(huán)境科學專業(yè)培養(yǎng)目標，設定環(huán)境監(jiān)測課程設計，并以課程論文的形式體現(xiàn)。通過課程設計，使學生對現(xiàn)場調查、監(jiān)測計劃設計、優(yōu)化布點、采樣與分析技術方法、質量控制與質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)測新技術的發(fā)展和運用。環(huán)境科學專業(yè)設計是以培養(yǎng)學生的綜合應用能力為目的，通過專業(yè)性項目的設計訓練了解該方向的設計前沿，掌握基本的設計思路和方法，掌握資料搜集、方案設計的基本要領，同時通過專業(yè)設計，鍛煉學生獨立思考的能力，使學生能夠獨立承擔一個小型專業(yè)設計任務的立項、認證以及初步設計。
畢業(yè)設計(論文)是教學過程的最后階段的一種總結性的實踐教學環(huán)節(jié)，其主要目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學專業(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，使學生受到專業(yè)相關工作的基本訓練。環(huán)境科學專業(yè)畢業(yè)設計(論文)要求選題要結合實際，符合專業(yè)培養(yǎng)目標。通過選題論證、文獻檢索、技術調查、實驗設計、實際操作、數(shù)據處理、結果分析、畢業(yè)答辯等環(huán)節(jié)，全面鍛煉學生的綜合實踐能力，重點培養(yǎng)并提高學生的開發(fā)創(chuàng)新能力，同時培養(yǎng)學生的計算機與外語應用能力。
3 目前存在的問題
筆者長期從事環(huán)境科學專業(yè)建設和專業(yè)管理工作，深知目前天津理工大學的環(huán)境科學專業(yè)發(fā)展存在一些問題。實驗教學方面，雖然很多專業(yè)課都設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)象而設計的簡單的驗證性實驗。實習多采用集中方式進行，實習基地不穩(wěn)定，與實習單位的聯(lián)系缺乏連續(xù)性，未能建立長效合作機制。大多數(shù)學生到四年級才通過教師指導畢業(yè)設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)教學缺乏完善的實踐環(huán)節(jié)考核機制，教學效果上有待于進一步提高。
4 實踐教學改革措施
4.1 實行專業(yè)導師計劃 2013年學校確定環(huán)境科學專業(yè)與環(huán)境工程專業(yè)以環(huán)境類進行大類招生。開學一年后，按照學生成績和學生志愿進行專業(yè)分類。為了讓學生盡快了解自己所選專業(yè)的研究方向及發(fā)展現(xiàn)狀，使學生盡快樹立專業(yè)思想，在一年級的課程設置中安排了環(huán)境科學與工程概論課程，為學生講解兩個專業(yè)的研究側重點和工作方向。然而，一部分學生對于工科專業(yè)和理科專業(yè)的理解仍然存在一定的誤區(qū)，加之現(xiàn)在學生對于未來的.思考缺少主動性和深入性，導致專業(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：男生學習成績不如女生，在選擇專業(yè)時失去選擇權，導致環(huán)境工程專業(yè)女生比例遠超出男生，而環(huán)境科學專業(yè)的男生比例很高，分班后的環(huán)境科學專業(yè)學生成績整體形勢不容樂觀。面對這種情況，環(huán)境科學專業(yè)啟動專業(yè)導師計劃，以面轉點，每個指導教師負責幾名學生，有針對性地開展工作。指導教師采用一對一的方式，了解每個學生的具體情況以及心理動態(tài)，幫助學生分析存在的問題，為學生提供建設性的改進辦法。由以往高年級進行的針對性專業(yè)指導思路改為從低年級入手，教師對學生進行專業(yè)引導和指導，幫助學生樹立較強的專業(yè)意識，指導學生從專業(yè)角度學習基礎理論知識和實驗技能、分析問題和解決問題。教師根據科研情況，安排學生參與課題研究，從低年級構建以項目參與為主的實踐教學新模式。教師為學生提供參與科研工作機會的同時，積極幫助學生走向社會實踐，使學生逐步科學地形成自己的專業(yè)研究方向、就業(yè)規(guī)劃等。經過專業(yè)指導教師和學生的共同努力，學生學習的主動性和積極性逐漸提高，學習狀態(tài)和精神面貌大大改觀，學習成績穩(wěn)步提高。同時學生積極參與校級、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，學風和班風建設取得了一定的成效。
4.2 加強開放實驗室建設
4.2.1 增加綜合性、設計性實驗�；A生物學實驗在原有的微生物學實驗項目部分增加專業(yè)性更強的環(huán)境微生物學實驗項目，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，以適應教學發(fā)展的需要。例如環(huán)境監(jiān)測中會根據專業(yè)發(fā)展情況，對一些陳舊過時的監(jiān)測方法或實際應用不多、行業(yè)性很強及理論知識高深、測定步驟繁雜的內容予以適當刪減和合并。地學基礎實驗中對于學生難于勾畫的流域匯水面積做了小型流域的教學模型，使學生能夠得心應手地完成勾畫工作。分析與基礎實驗是后續(xù)很多課程和實驗的基礎，針對實驗項目的設置開展多次研討，相關專業(yè)教師全部參加，制訂合理的實驗項目，在教學運行中也由多位熟練掌握大型儀器的教師參與，使得學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)據的分析與總結等知識與技能。
4.2.2 為學生自主實驗創(chuàng)造條件。目前，從教育部到學校有各級“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”及“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽和創(chuàng)業(yè)計劃大賽，學校團委設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生多申請、參與相關項目，并積極作為指導教師參與工作。學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，教師有意鍛煉學生自主進行科學研究的能力，對于學生在研究過程中遇到的問題能夠給予科學指導，定期召開階段工作總結會議，根據研究進展情況適當調整研究內容和研究方法。與實驗中心協(xié)調，主動向學生開放相關實驗室，使學生有更多的獨立實驗的機會，充分發(fā)揮學生的想象力和聰明才智，為學生的個性發(fā)展創(chuàng)造條件。
4.3 加強實習基地建設 按照培養(yǎng)目標要求，2013級培養(yǎng)計劃調整將地學基礎改為環(huán)境地學。該專業(yè)教學實習是環(huán)境地學和生態(tài)學課程教學過程中的必要環(huán)節(jié)，具有很強的實踐性和綜合性，不僅能夠使學生對所學課程理論知識加以驗證，更重要的是培養(yǎng)學生的實際動手能力，培養(yǎng)學生的觀察能力、對具體地質地貌現(xiàn)象的識別能力、生態(tài)學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，因此教學實習是教學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研究資料的重要途徑，也是提高綜合素質的教育環(huán)節(jié)之一�！八E縣梨木臺自然風景區(qū)”為天津理工大學建立的教學實習基地之一，為了見識更多的地質現(xiàn)象、巖石種類及形成原因、土壤質地結構、植被種類及生物多樣性，根據教學需要又增加“薊縣九龍山國家森林公園”為環(huán)境科學教學實習基地。
學生經過教學實習，雖然對于實踐學科的目的意義已經有了較為專業(yè)的認識，但是教學實習和認識實習的實習項目及要求不同。前者以課程為依托，針對特定課程確定實習項目，后者的目的是使學生了解和掌握基本生產知識，印證、鞏固和豐富已學過的專業(yè)課程內容，提高其在生產實際中調查研究、觀察問題、分析問題以及解決問題的能力。由此，培養(yǎng)方案中設立認識實習，以期通過認識實習使學生學到、接觸到更多知識，加深對環(huán)境科學專業(yè)諸多問題的感性認識，為今后的工作和學習打好基礎，積累經驗。針對環(huán)境科學的專業(yè)特點，在前一年度實習內容的基礎上都會做出相應調整，增加相應實習項目，確定更為專業(yè)的實習內容。學院已與天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保東郊污水處理廠、天津泰達威立雅水務有限公司建立了長期有效的聯(lián)系，但主要側重于水處理方向。為了增加專業(yè)實習面，在已有的實習基地的基礎上，廣泛建立聯(lián)系，與相關專業(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)學生，增加學生的實踐及就業(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)境保護科學研究院、天津市環(huán)境監(jiān)測中心、農業(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研究院等環(huán)保部門建立了長期的實習關系，定期為這些單位輸送學生進行專業(yè)技術實習，使學生獲得一定的專業(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基礎。
4.4 建立實踐性教學環(huán)節(jié)教學質量的管理與監(jiān)督機制 實踐教學是本科教學中很重要的一個教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和實踐能力的一個重要階段，實踐教學質量直接影響專業(yè)人才培養(yǎng)質量及學生的從業(yè)能力。為深化教育教學改革，提高實踐教學質量，結合學校、學院考核機制，從專業(yè)建設實際出發(fā)，細化評價辦法和細則，完善實踐教學環(huán)節(jié)質量考核體系，在對實驗教學、畢業(yè)論文的教學管理上，借鑒一些新的經驗制定實踐教學、實驗教學和畢業(yè)論文(設計)教學質量管理辦法，使實踐教學質量和水平得到提高;建立實習基地評估體系，補充實習基地文件，確定實習基地評估體系的內容和指標，并對專業(yè)實習基地進行有效評估。
5 結語
專業(yè)導師計劃首先在環(huán)境科學與安全工程學院2013級環(huán)境科學專業(yè)進行實踐，取得了良好的效果。近幾年實習基地建設和實踐教學項目都在嘗試階段，并根據經驗和成果逐步推進和完善。實踐改革貫穿整個環(huán)境科學專業(yè)，從2013或2014級學生開始全面實施，涉及實驗、實習及畢業(yè)論文等各個實踐教學環(huán)節(jié)，注重擴大學生的知識面和專業(yè)技能，使學生對與專業(yè)相關的學科、高新技術的發(fā)展及應用前景有所了解，具有一定的科學研究和技術開發(fā)能力。在實施過程中，廣泛聽取專業(yè)教師、學生工作教師及學生的意見，在總結成績的基礎上克服困難，解決問題。
實踐教學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，今后應進一步完善考核機制，實踐教學考核與理論教學考核并行，點面結合，建立長效健全的考核體系。
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