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環(huán)境系統(tǒng)中具有存在很多的復雜但是又不確定的子系統(tǒng),可以說,這一系統(tǒng)中的變量關系是非常復雜的,各變量間呈互相禍合存在,具有很強的不確定性。相關環(huán)境科學研究人員一直試圖對系統(tǒng)發(fā)生的變化進行詳細地描述,對系統(tǒng)當中存在的潛在信息作一挖掘。環(huán)境系統(tǒng)當中存在的不確定因素一直以來都是環(huán)境科學中比較重視的問題,但是以往的思維模式就算不屬于概率邏輯,就會是確定論,并沒有對系統(tǒng)的動力學變化進行仔細說明。就水環(huán)境當中存在的很多不確定的非線性關系,需要人們在非線性領域中正確對待混沌問題,通過對混沌理論的御用實現(xiàn)對環(huán)境系統(tǒng)的再次研究,會在一定程度上拓展人們的視野與思維,對其以前的認識進行改革,例如,城市生活用水系統(tǒng)中的應用。通過對混沌理論的應用,選擇相空間的重構(gòu)法,能夠?qū)⒚菜凭哂须S機性地混亂用水系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成有序的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。當然,混沌理論也可以在環(huán)境科學中的其它方面進行應用,例如,對河流水質(zhì)的預測和城市的規(guī)劃以及生態(tài)種群的復雜性研究等方面。
環(huán)境系統(tǒng)當中的復雜現(xiàn)象非常多,且都是伴隨混沌現(xiàn)象的出現(xiàn)而出現(xiàn),可以看出,混沌理論應用在環(huán)境科學當中能夠發(fā)揮巨大的潛能,具有廣闊的前景。
2分形理論在環(huán)境科學與工程中的應用
對分形理論的研究屬于歐式幾何中忽視的一個無定形的內(nèi)容。研究人員曼德勃羅對分形幾何進行了開創(chuàng),并科學地對該類復雜性的全新概念以及方法做了詳細地闡述,即局部與整體之間存在某種方式上比較相似的形體。然而分形不只是自然分形,還涉及時間分形和社會分形以及思維分形。就分形理論而言,其主要從非線性的復雜系統(tǒng)中進行著手,不曾簡化與抽象地區(qū)研究,讓人們可以對思維方法從線性轉(zhuǎn)化到非線性,對貌似混亂和無規(guī)則與隨機現(xiàn)象的發(fā)展規(guī)律做了定論。分形理論是新概念與新方法,其在處理環(huán)境科學時的復雜現(xiàn)象進行了應用。
對水的大多數(shù)處理都是除掉水中存在的懸浮的固體顆粒,因此,研究絮體結(jié)構(gòu)本身的意義是非常重要的。但是在分形幾何前,并不能輕而易舉地對絮體復雜的形狀進行描述,然而分形幾何能夠在一定程度上探求不規(guī)則的幾何體。也就是說,分形能夠促進混凝工藝的改進,并且可以對混凝機理進行新的研究。就水質(zhì)狀態(tài)來說,盡管其化學成分的復雜性比較強,但是所有污染因子在變化時都和水質(zhì)存在一定的關系,分形理論能夠?qū)ζ渥饔眠M行有效發(fā)揮。
3復雜適應性理論在環(huán)境科學和工程中的應用
所謂復雜適應系統(tǒng),其主要是指主體間具有相互作用,能夠讓新的行為模式得以涌現(xiàn)。在所有的層次上都會出現(xiàn)新的模式,層次比較低的復雜性適應系統(tǒng)可以利用相互作用出現(xiàn)高層次現(xiàn)象,其從低層次的現(xiàn)象中組合而成。復雜適應的系統(tǒng)理論能夠?qū)碗s系統(tǒng)本身的層次結(jié)構(gòu)與功能進行描述,加之,復雜適應的系統(tǒng)理論已經(jīng)在算法與模型上獲得了一定的成功,例如遺傳算法,其具有非常強的普適性與可操作性,在環(huán)境科學中的發(fā)展也比較好,讓人們更加感興趣的是動態(tài)系統(tǒng)本身的自適應與進化。例如,在對工業(yè)廢水中的生物進行處理時,為了對處理效果不斷提高,一般要求細菌的自適應能力更加高,進而可以有計劃性地對細菌發(fā)生的條件進行控制。除此之外,在大尺度的范圍中,對生態(tài)系統(tǒng)當中的動植物的全球性問題進行研究,這是環(huán)境科學人員比較關注的問題。
然而,現(xiàn)階段復雜適應的系統(tǒng)理論還存在一系列問題,主要包括以下幾點。一是,這一理論中的大多數(shù)內(nèi)容具有描述性,并不能將其稱為整體化的理論體系;二是,復雜適應的系統(tǒng)理論當前還是在研究中的理論,要從具體的和復雜的系統(tǒng)中進行分析得出;三是,復雜適應的系統(tǒng)數(shù)學機理并不清楚,對適應性怎樣造成穩(wěn)定復雜性機制的原因還在研究中??偠灾ㄟ^對復雜適應系統(tǒng)理論的利用,能夠?qū)Νh(huán)境科學領域中的一些問題,但是還是存在很大的困難,不能否認的是,其一直在朝著積極的方向發(fā)展。
4結(jié)束語
綜上所述,現(xiàn)階段復雜性的科學理論還處于進一步的研究中,一些新理論層出不窮。已經(jīng)形成的復雜性的科學理論給予了傳統(tǒng)環(huán)境科學和工程新的啟示,具有十分重要的實際作用。反之,環(huán)境系統(tǒng)的問題已經(jīng)成為復雜系統(tǒng)理論在研究過程中比較大的動力與挑戰(zhàn)。人們可以預言,復雜性的科學理論在環(huán)境科學中的運用,不但可以實現(xiàn)在基礎理論上的突破,還能夠為環(huán)境科學的發(fā)展迎來更好地居于,會給予人類發(fā)展一個非常好的未來。
參考文獻:
[1]陳侃.城市化進程與水環(huán)境質(zhì)量關系及突發(fā)水污染事件規(guī)律的研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學,2013.
作者簡介:
陳企楠(1992-),男,湖北武漢人,長江大學資源與環(huán)境學院碩士研究生,研究方向:油氣地球化學。
【關鍵詞】環(huán)境科學與工程導論 雙語教學 教學策略 探索
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)08C-0063-02
環(huán)境科學與工程導論是環(huán)境類專業(yè)本科生專業(yè)基礎課程,在廣西大學已連續(xù)7年采用雙語教學。在教學內(nèi)容上,緊密結(jié)合學科發(fā)展動態(tài),廣泛吸收現(xiàn)代環(huán)境科學與工程學科的最新研究成果,形成“環(huán)境問題-產(chǎn)生機制-影響程度-控制方法-過程原理-效果評價”的課程結(jié)構(gòu);建立以環(huán)境問題為導向、以學生為教學主體的教學理念,不僅提供創(chuàng)新與發(fā)展空間,培養(yǎng)學生的專業(yè)精神,還要使學生通過課程學習,增強他們的環(huán)境意識。在教學實踐中,教學團隊在以下幾個方面開展了教學實踐的探索,于2010年成為國家級雙語示范課程。
一、雙語教學目標的確立與實現(xiàn)
(一)根據(jù)專業(yè)人才構(gòu)建一個多層級的雙語教學目標體系。雙語教學目標是雙語教學活動的出發(fā)點和歸宿點,是雙語教學中師生共同的行動導向,具有激勵和評價功能。在雙語教學目標體系中,最高層次是人才培養(yǎng)目標,其次是雙語教學目標,再次是課程目標。本課程是環(huán)境科學和環(huán)境工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎課,對學生后續(xù)專業(yè)課程的學習具有導向和示范作用。本課程依據(jù)環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標來構(gòu)建一個多層級的雙語教學目標體系(見圖1),作為課程教學活動的宏觀指導和具體行動指南。
(二)構(gòu)建雙語教學內(nèi)部課程體系。此內(nèi)部課程體系由雙語課堂教學、小組活動和隱性課程組成。
課堂教學是讓學生在“教中學”,以系統(tǒng)掌握必要的學習技能、專業(yè)本領和科技英語知識;小組活動(Group learning)主要在課后進行,這是一種“動”的狀態(tài),其意義則是讓學生在“動中學”,以鞏固課堂知識,以“用”為導向,實現(xiàn)學以致用,這兩項教學活動之間是一種“學用結(jié)合”的關系。雙語隱性課程則要求為學生創(chuàng)設一種浸潤式的雙語情境,如通過視頻、音頻、科技文獻、游戲等給學生營造―種語言氛圍,使之在自覺與不自覺之中習得雙語;課堂教學是顯性課程,教學網(wǎng)站提供的影像資訊、材料閱讀和論文寫作是潛在的隱形課程,二者之間就是一種“顯隱結(jié)合”的關系。
(三)課程考核改革與試題庫建設。首先對考核方式進行必要的改革,加大平時成績所占比例,以平時成績?yōu)閷?,引導學生自主學習和小組合作學習。成績構(gòu)成分幾個方面,如圖2所示。
平時成績又三部分構(gòu)成:一是課堂表現(xiàn)及課堂作業(yè);二是基于解決問題的小組學習(Problem-based Learning,PBL):三是課程小論文。
在課堂作業(yè)形式、小組學習內(nèi)容、課程論文選題方面,教師精心設計,在內(nèi)容上既要考慮涉及的知識點,又要保證合適的信息量;在形式上既要顧及年輕人喜歡挑戰(zhàn)、敢于展示能力的一面,又要做到輕松有趣,想方設法激發(fā)學生的學習興趣。例如,學生的課堂表現(xiàn)主要通過案例討論的形式予以考察,根據(jù)大家時下關注的環(huán)境問題和環(huán)境熱點,結(jié)合專業(yè)理論,組織大家進行課堂討論。
小組合作學習的內(nèi)容可設計為《××大學新生環(huán)境意識調(diào)查》,具體任務為:一是設計一份調(diào)查問卷(如環(huán)境意識調(diào)查、某個具體環(huán)境問題的公眾參與問卷等);二是完成調(diào)查工作,回收問卷;三是統(tǒng)計分析調(diào)查結(jié)果,按格式撰寫調(diào)查報告;四是選讀調(diào)查報告,制作Powerpoint幻燈片,采用漢語或英語陳述。此環(huán)節(jié)要求小組每個成員都提前做好準備,采取小組現(xiàn)場抽簽形式選出代表宣講,避免性格內(nèi)向的學生被邊緣化。教師和助教按以上四個部分作業(yè)的完成情況給小組評分,各小組根據(jù)每個組員的具體表現(xiàn),民主評議分配總分。
課程小論文可以設計為以“家鄉(xiāng)環(huán)境”為主題,要求個人獨立完成。學生可以通過網(wǎng)絡或書信收集家鄉(xiāng)環(huán)境信息,分析家鄉(xiāng)環(huán)境問題,撰寫以家鄉(xiāng)環(huán)境問題調(diào)查為內(nèi)容的小論文,格式上嚴格按照《廣西大學學報(自然科學版)》投稿要求。學生在撰寫中英文摘要時,就是對“雙語”教學一種“學以致用”的體驗,也是對雙語教學效果最好的檢驗,教師可以將學生中英文摘要作為專題教學素材予以點評。
所有平時成績(課堂表現(xiàn)、小組學習、課程論文)都要及時講評和記錄,并及時在課程QQ群里公布,以便于及時提醒和引導學生完成學習任務。本課程教學實踐證明,這種以平時成績?yōu)閷虻慕虒W方式把“教”和“學”雙方緊密地聯(lián)系起來,教師對“學”的進程進行有效的引導和把控,學生對“教”的目的和“學”的內(nèi)容及時了解,并對自己的學習成績“心中有數(shù)”。
對考試內(nèi)容也要進行改革,使考試內(nèi)容具有較強思考性與啟發(fā)性,試題的難度、區(qū)分度安排較合理,緊貼教學大綱;命題符合大綱要求,科學、合理,注重學生雙語能力的考查。
期末考試方式采用英文出題,除論述題外,其余用英文答題。既注重引導學生牢固掌握環(huán)境科學與工程學基本的知識點,將專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為專業(yè)常識,還注重提高學生的分析問題、解決問題的能力,以達到更好的教學效果。
(四)建立一套專業(yè)課程雙語教學水平的評估體系。構(gòu)建針對學生、教師的雙語教育評價標準與指標體系,發(fā)揮評價的導向、調(diào)節(jié)、鑒別與激勵功能,為使雙語教學向其他課程輻射奠定基礎。雙語教學評估體系可以包括:一是針對學生的評價標準與指標體系,如專業(yè)知識學習能力、專業(yè)英語交流能力、專業(yè)信息獲取能力等;二是針對雙語教師評價的標準與指標體系,如專業(yè)知識傳授能力評價、專業(yè)外語傳授能力評價、課堂組織能力評價、教學績效評價等。
目前,很多院校環(huán)境科學與工程專業(yè)研究生專業(yè)英語的教學情況不容樂觀。在很多研究生培養(yǎng)方案中,雖然開設有專業(yè)英語課程,但一方面,研究生的外語基礎較差,在專業(yè)英語的學習上難度較大;另一方面,專業(yè)英語的教學內(nèi)容隨意性太大,不利于學生的系統(tǒng)學習和提高??紤]到以上問題,有些院校的培養(yǎng)方案取消了專門的專業(yè)英語課程,改為專業(yè)英語文獻精讀,由研究生導師指導完成。然而,這又帶來了新的問題:一方面,部分教師本身的英語水平有限,對學生無法起到較好的指導作用;另一方面,部分研究生導師思想上存在一個誤區(qū),即過于重視實驗研究,而有意無意忽視文獻閱讀。由此可見,改革環(huán)境科學與工程專業(yè)研究生專業(yè)英語教學模式,提高研究生的專業(yè)英語水平,已經(jīng)成為一個迫在眉睫的問題。有鑒于此,本文對環(huán)境科學與工程專業(yè)碩士研究生的英語教學模式進行了初步探索,以期為該專業(yè)的英語教學改革提供一個有益的參考。
一、課程體系的設置
目前,許多高校分別開設有專業(yè)英語課程,用于研究生的英語教學。這兩門課程各有側(cè)重,《專業(yè)英語》側(cè)重于教授基本的專業(yè)術語和英語表達方式,文獻精讀用于培養(yǎng)學生的英文文獻閱讀和理解能力。另外,大多數(shù)院校均設置有《環(huán)境科學進展》等專業(yè)提高課程,用于讓研究生對于學科當前的最新動態(tài)有所把握。在筆者看來,這三門課程應該并存,形成互補。建議研究生的第一學期開設《專業(yè)英語》課程(36學時,2學分),待學生掌握了環(huán)境科學與工程專業(yè)的英語基本詞匯和表達方式后,于第二學期開設《環(huán)境科學(工程)》進展雙語課程(36學時,2學分),一方面加強學生對于專業(yè)英語詞匯和表達方式的掌握,另一方面使學生對于本專業(yè)的最新動態(tài)和進展有所了解,強化其專業(yè)知識。第三學期則開設《文獻精讀》課程(2學分),以講座和討論的形式,貫穿整個學期,提高學生的英文閱讀理解和口語表達能力。
二、教學內(nèi)容的選擇與學時安排
(一)《專業(yè)英語》的教學內(nèi)容與學時安排
建議選用英文原版教材。以IntroductiontoEnvironmentalEngineering(Davis&Cornwell,F(xiàn)ourthEdition)為例,建議教學內(nèi)容和學時安排如下:
Chapter1Introduction/引論(4學時)
Chapter2Hydrology/水文學(4學時)
Chapter3WaterTreatment/水處理(5學時)
Chapter4WaterQualityManagement(5學時)
Chapter5WastewaterTreatment/廢水處理(6學時)
Chapter6AirPollution/空氣污染(6學時)
Chapter7NoisePollution/噪聲污染(2學時)
Chapter8SolidWasteManagement/固體廢物管理(2學時)
Chapter9HazardousWasteManagement/危險廢物管理(2學時)
(二)《環(huán)境科學(工程)進展》的教學內(nèi)容與學時安排
建議選用Science、Nature、EnvironmentalScience&Technology等環(huán)境科學與工程領域的權威雜志上最近3~5年的文獻,內(nèi)容建議涵蓋如下領域。
1.大氣環(huán)境科學與工程進展,內(nèi)容包括大氣污染物源及污染物排放特征,污染物在大氣環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化與主要大氣環(huán)境要素的關系等。
2.水環(huán)境科學與工程進展(Advancesinaquaticenvironmentalscienceandengineering,6學時),內(nèi)容包括地表水與地下水污染(pollutionofsurfacewaterandgroundwater)、污染物在地表水和地下水體中的遷移轉(zhuǎn)化transportandtransformationofpollutantsinsurfacewaterandgroundwater)、水體大量與痕量污染物的去除技術(Removalofmacro-andmicro-pollutantsfromcontaminatedwater)等。
3.土壤環(huán)境科學進展(Advancesinsoilenvironmentalscience,6學時),內(nèi)容包括土壤污染物的來源、污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化(sources,transportandtransformationofpollutantsinsoilenvironment)等。
4.持久性污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化和歸趨(Transport,transformationandfateofpersistentpollutantsintheenvironment,6學時),內(nèi)容包括重金屬和持久性有機污染物在水環(huán)境和土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化與歸趨(transport,transformationandfateofheavymetalsandpersistentorganicpollutantsinaquaticandsoilenvironments)。
5.環(huán)境污染修復研究進展(Advancesinenvironmentalremediation,6學時),內(nèi)容包括水體(地表水、地下水)污染修復技術進展(Advancesinremediationtechniquesforpollutedaquaticenvironment)和土壤污染修復研究進展(Advancesinremediationtechniquesforpollutedsoil)。
6.綠色化學與低碳工業(yè)(Greenchemistryandlow-carbonindustry,6學時)。以全球氣候變暖與環(huán)境污染的關系為出發(fā)點,介紹綠色化學和低碳工業(yè)的最新研究成果以及應用前景(Beginningwiththerelationshipbetweenglobalwarmingandenvironmentalpollution,introducingthestate-of-artachievementsandapplicationsingreenchemistryandlow-carbonindustry)。
(三)《文獻精讀》的教學內(nèi)容與學時安排
該課程內(nèi)容應該與研究生的具體研究方向密切相關,兼顧其他研究方向,故其具體內(nèi)容由指導教師確定,但是應滿足如下要求:應該閱讀不少于10篇英文文獻;應選擇頂級學術刊物的綜述性文章和最新研究進展的文章各5篇,使得學生在學習英語的同時,對于本學科方向的研究現(xiàn)狀及最新進展形成鮮明的認識;應該滿足精讀的要求,即對于專業(yè)詞匯應該掌握;對于難句、長句,應該學會分析其句法結(jié)構(gòu)和邏輯關系;應該能夠提煉出文章的主要研究內(nèi)容和成果;熟悉學術文獻的寫作框架和模式。
三、教學方式
(一)《專業(yè)英語》的教學方式
以漢語講授英語詞匯及語法現(xiàn)象為主,鼓勵學生使用英語提問和回答問題,提高學生的口語和聽力水平。布置適當?shù)碾S堂作業(yè)和課后作業(yè),要求學生使用英語來做題和回答問題,鍛煉其寫作能力。
(二)《環(huán)境科學進展》的教學方式
采用雙語教學?;脽羝ㄗh采取全英文形式,教師講課以英語為主、漢語為輔。建議英語與漢語的比例為7∶3。使用英語提問并要求學生用英語回答,鼓勵學生與教師的相互呼應。布置適當?shù)碾S堂作業(yè)和課后作業(yè),要求學生使用英語來做題和回答問題,鍛煉其寫作能力。
(三)《文獻精讀》的教學方式
一學期內(nèi),應組織不少于5次的學術講座,講座應該以學生為主,學生主要使用英語講述其所閱讀的文獻,全體碩士生及其導師參與討論、點評,指出其不足之處,促進學生進步。
四、結(jié)語
如何提高環(huán)境科學與工程專業(yè)研究生的英語水平是當前許多高校面臨的一項挑戰(zhàn)。以往的經(jīng)驗已經(jīng)表明,單次英語課程的教學,對于研究生英語水平的提高幫助有限。改變現(xiàn)有的教學模式,設置自成體系的多門課程,結(jié)合互相補充、互相助益的教學內(nèi)容與方式,對于全面提高研究生的專業(yè)英語水平,應該是十分有益的。
關鍵詞:環(huán)境科學與工程專業(yè);應用型;培養(yǎng)模式;創(chuàng)新
一、引言
“我國環(huán)境科學專業(yè)高等教育始于20世紀70年代”,在50年的發(fā)展歷程中不斷探索人才培養(yǎng)模式,逐漸發(fā)展成為一門具有廣泛研究領域和豐富教學內(nèi)容的學科。當前,高校畢業(yè)生就業(yè)不容樂觀,環(huán)境科學專業(yè)也面臨著嚴峻的就業(yè)形勢,為了適應社會及環(huán)保行業(yè)對專業(yè)人才的需求,高校環(huán)境科學專業(yè)急需探索出培養(yǎng)創(chuàng)新專業(yè)人才的路徑,強化實踐應用型人才的培養(yǎng)。
二、以社會及行業(yè)需求為導向,優(yōu)化人才培養(yǎng)方案
高校環(huán)境工程專業(yè)是為適應輕化工行業(yè)清潔生產(chǎn)和末端治理需要應運而生的,在近20年的辦學過程中,該專業(yè)始終以社會及行業(yè)發(fā)展需要為目標,遵循高等教育發(fā)展規(guī)律,逐步改革人才培養(yǎng)方案,優(yōu)化人才培養(yǎng)體系,適應行業(yè)發(fā)展對人才能力培養(yǎng)的需要。專業(yè)創(chuàng)辦以來,堅持理論教學、生產(chǎn)實踐和科學研究三結(jié)合的教學原則,在基礎課、技術基礎課、專業(yè)課中加強實踐性教學,突出對工程實踐能力的培養(yǎng)。在生產(chǎn)實習中,系、教研室主任和科任老師帶隊,深入現(xiàn)場指導,使學生在現(xiàn)場教學中學到了生產(chǎn)技術與操作技能,人才培養(yǎng)方案強調(diào)專業(yè)性,注重實踐技能的培養(yǎng)。
三、以市場需求為導向,優(yōu)化課程體系設置
(一)合理設置課程體系
“作為培養(yǎng)目標的具體化實施體系,課程體系建構(gòu)學生的素質(zhì)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu),在人才培養(yǎng)過程中起著舉足輕重的作用”。根據(jù)應用型人才培養(yǎng)目標科學合理設置課程體系,能夠促進學生在常規(guī)學習中夯實基礎、培養(yǎng)能力、積極實踐,錘煉自身,適應專業(yè)發(fā)展要求。合理設置課程體系,既要包含體育、外語、人文社會科學等通識類學科,又要包含生態(tài)學、環(huán)境監(jiān)測與分析、分析化學等學科專業(yè)課程;既要有科學文化知識的學習,又要有集中實踐環(huán)節(jié);既要有必修課程夯實專業(yè)知識,又要有選修課程,給予學生根據(jù)興趣、特長與未來發(fā)展方向?qū)崿F(xiàn)個性化發(fā)展的機會與平臺。此外,課程設置并不是一成不變的,要隨著社會需求和專業(yè)發(fā)展不斷調(diào)整課程結(jié)構(gòu),隨時增加或者刪除科目,突出學校專業(yè)特色和市場引領,以適應不斷變化的社會需求。
(二)重視專業(yè)課程設置
為了培養(yǎng)學生具備扎實的專業(yè)知識、專業(yè)技能和創(chuàng)新精神,本專業(yè)開設了專業(yè)基礎課和專業(yè)方向課。專業(yè)基礎課包括:電子電工、無機及分析化學、無機及分析化學實驗、有機化學、有機化學實驗、物理化學、物理化學實驗、儀器分析、儀器分析實驗、環(huán)境學導論、環(huán)境生物學、環(huán)境生物實驗、環(huán)境化學、環(huán)境化學實驗、環(huán)境工程原理、環(huán)境地學、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測實驗、水處理工程、大氣污染控制工程、環(huán)境科學與工程實驗。專業(yè)方向課分為兩個方向——環(huán)境工程方向和環(huán)境科學方向。其中環(huán)境工程方向包括固體廢物處理與處置、物理性污染控制、環(huán)境質(zhì)量評價、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎;環(huán)境科學方向包括環(huán)保設備的設計與應用、飲用水處理工藝與工程、環(huán)境法學、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎。學生可以根據(jù)的自己的愛好和規(guī)劃選擇除“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎”之外的任意三門專業(yè)方向課程。
(三)重視生產(chǎn)實習
生產(chǎn)實習是讓學生通過參加環(huán)境保護方面的實際工作,檢驗自己所學專業(yè)知識,了解書本知識與實際生產(chǎn)需要的聯(lián)系與區(qū)別,體驗自己所學知識的局限性和實際工作所需知識的多樣性,從而提高其學習專業(yè)知識的自覺性和學習的主動性,為其將來參加工作、選擇就業(yè)方向打下良好的基礎。因此,將生產(chǎn)實習的時間延長為一個學期,學生就有將近半年的時間到生產(chǎn)第一線,提煉知識、拓展視野、鍛煉能力。這充分體現(xiàn)了理論教學與實踐訓練并重的思想,強化了學生應用能力、創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng),也為其畢業(yè)論文設計打下堅實的基礎。
四、構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式
(一)探索出一種校企聯(lián)合、合作育人的有效模式
1)校企聯(lián)合,共同制訂人才培養(yǎng)方案。環(huán)境工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案在修訂過程中,邀請相關產(chǎn)業(yè)、行業(yè)技術人員和校內(nèi)專業(yè)教師組成“環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂小組”,共同研討、制定人才培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求,制訂與生產(chǎn)實踐需求、社會發(fā)展需要相結(jié)合的培養(yǎng)方案、課程體系和實踐體系。通過校企聯(lián)合,對專業(yè)課程體系進行整體優(yōu)化,對部分課程進行合并和增刪,以適應專業(yè)技術的提升和行業(yè)發(fā)展需求對環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)的新要求。2)校企聯(lián)合,共同參與人才培養(yǎng)過程。在理論教學過程中,聘請環(huán)境工程行業(yè)及知名企業(yè)的總經(jīng)理、高級技術主管、核心研發(fā)人員來學校對學生進行學術報告、專業(yè)講座、專業(yè)教育、理論授課,帶來最新的行業(yè)發(fā)展信息,使學生及時掌握專業(yè)發(fā)展的動態(tài)與市場需求。在實踐教學過程中,聘請企業(yè)相關技術人員作為實踐教學的指導教師,實行雙導師制,共同指導學生進行實踐訓練,提高他們的工程實踐能力。3)校企聯(lián)合,共建實習實訓基地。按照環(huán)境工程專業(yè)的發(fā)展趨勢,在企業(yè)內(nèi)建設相對穩(wěn)定的實習基地和產(chǎn)學研基地。實踐過程中,企業(yè)和學校共同確定實踐崗位與課程體系,安排實踐指導老師,出具實踐鑒定報告,接受或推薦實踐學生就業(yè),較好地保證了實踐教學效果。4)校企聯(lián)合,共建人才培養(yǎng)信息反饋機制。通過校企合作,建立了環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)信息反饋機制。在人才培養(yǎng)需求上,企業(yè)及時將市場需求動態(tài)反饋給學校,校內(nèi)教學及時根據(jù)用人單位的反饋意見對教學內(nèi)容不斷進行調(diào)整;在人才培養(yǎng)質(zhì)量方面,由學校與企業(yè)共同制定考核與評價標準,在學生學習期間對學生進行動態(tài)考核與評價,切實保證實踐教學效果。5)校企聯(lián)合,共建人才培養(yǎng)激勵機制。環(huán)境工程專業(yè)除了設立校內(nèi)獎學金,還廣泛設立企業(yè)獎學金,校企聯(lián)合共建人才培養(yǎng)激勵途徑。
(二)強化專業(yè)實踐模塊
作為緊跟時代潮流發(fā)展、不斷動態(tài)變化的應用學科,環(huán)境科學時刻在發(fā)生日新月異的變化,不論是在生態(tài)發(fā)展層面、學術層面、企業(yè)實踐層面,抑或是高校教學層面。因此,環(huán)境科學教學應當緊跟發(fā)展潮流,注重專業(yè)實踐,使學生在學習階段就能參與實驗室、實習、實訓,得以鍛煉和提高。首先,強化專業(yè)實踐模塊,可以引入項目化教學,學生在課程中能夠根據(jù)某一相對獨立的項目展開學習,充分發(fā)揮能動性和創(chuàng)造性,強化基本技能訓練;其次,可以組織技能比賽、開設校級科研項目,一方面能夠替代傳統(tǒng)的作業(yè)訓練,另一方面,專業(yè)的評審隊伍和結(jié)果能夠使學生得到反饋、取得更大進步。
[關鍵詞]環(huán)境;綠色化學;教學;教學方法
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)04-0044-02
綠色化學,也被稱為環(huán)境友好化學,清潔化學或無污染化學,主要是指在化學品的設計、制造和使用過程中,利用一系列的原則來減少、甚至消除有毒有害物質(zhì)的使用或在過程中的生成的化學。綠色化學的核心是“原子經(jīng)濟性”,基本原理是公認的十二原則。綠色化學是更高層次的環(huán)境友好化學,與環(huán)境保護不同,綠色化學不是被動地治理環(huán)境污染,而是主動地防止化學污染,是從物質(zhì)產(chǎn)生的源頭控制廢物的產(chǎn)生,減少對環(huán)境的污染。所以綠色化學對環(huán)境保護及社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導意義, 這與現(xiàn)代化工工業(yè)發(fā)展趨勢相吻合。
一、綠色化學課程教學的意義
大學生是我國科學技術未來的生力軍,在大學課程中開設綠色化學課程,通過相關的教學活動培養(yǎng)大學生的環(huán)境保護意識,有利于從根本上防止污染,有利于實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展。作為化學教育工作者,我們有責任和義務將綠色化學及相關知識引入高等教育知識體系中,并系統(tǒng)傳授給學生。
隨著對綠色化學科學研究的不斷深入,綠色化學的思想和觀念逐步為人們接受,并被引入高校教W活動中,很多高校都開設了綠色化學課程。綠色化學作為一門新的課程,具有涉及知識面廣、綜合性強的特點。與化學其他課程不同,綠色化學沒有完善的知識體系和教學大綱,因此如何結(jié)合時代特點和專業(yè)知識,為大學生講授綠色化學課程,是任課教師在教學過程中面臨的主要問題。作者從2009年開始在江蘇師范大學為環(huán)境工程專業(yè)學生講授綠色化學課程,在教學過程中積累了一些經(jīng)驗,進行了一些有益的嘗試。
二、綠色化學課程教學方法的探索
針對綠色化學的課程特點,我們對其教學方法進行了以下探索。
(一)精選教學內(nèi)容 啟發(fā)學生的興趣
綠色化學是一門新興的學科,發(fā)展很快,但沒有較為成熟的教材,需要教師根據(jù)教學目標選取教學內(nèi)容。這也為教師提供了一定的自由空間,教師可以結(jié)合自己的科研方向和學術思想、提供最新的學術動態(tài)。另一方面,綠色化學課程的教學內(nèi)容與有機化學聯(lián)系緊密,涉及很多有機合成反應的方法和條件,如果只進行抽象的講解,學生容易感到枯燥乏味。因此在教學過程中,應適時地結(jié)合實際生活,用生動的實例充實課堂教學,展現(xiàn)綠色化學在現(xiàn)代生活中的重要作用,進而激發(fā)學生對這門課程的學習興趣。例如,介紹“白色污染”及解決措施,這樣學生就會對綠色化學有更加充分的了解,也能夠加深學生對綠色化學在日常生活中的實用性和重要性的認識。
綠色化學是一門交叉學科,發(fā)展速度很快,而且涉及很多化學相關領域, 因此我們在滿足教學基本要求的前提下, 采用靈活多樣的教學形式,并經(jīng)常對教學內(nèi)容進行更新。比如在課堂教學中,根據(jù)學生的接受情況,將一些相關的具有應用價值的最新研究成果添加到教學內(nèi)容中。另外,也可以利用學校的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫資源來提供關于綠色化學的最新科研成果的鏈接,以便學生隨時閱覽、學習,讓學生了解綠色化學的研究動態(tài)及最新進展,提高學生對該門課程的學習興趣,增強他們對新問題的求知欲望,使學生獲取更多的知識。
(二)多種教學方法結(jié)合使用,啟發(fā)學生思考
傳統(tǒng)的課堂教學主要是“講解―接受型”教學模式,教師是教學信息的主動發(fā)出者,學生則是被動地接受知識,這種教學中師生的互動交流少,教學氣氛沉悶,也阻礙了學生主動學習的積極性和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。相比之下,研究性教學是深受廣大師生歡迎的教學方式,可以將課程的內(nèi)容轉(zhuǎn)變成生活、生產(chǎn)或科學中的實際問題,以學生為中心,在教師的引導下按照科學研究的模式來分析、解決這些問題,最終達到學生獲取知識、提高能力的一種教學過程。
在研究性課堂教學中,教師作為指導者,在設定的問題情境中要引導學生主動思考問題, 幫助學生找到解決問題的辦法,這種教學方式有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。如在講授綠色溶劑技術這個章節(jié)時,我們讓學生在課前查閱相關的文獻資料,了解有關的科學前沿內(nèi)容。在該章節(jié)的課堂教學過程中, 可以將這節(jié)課的10~15 分鐘左右的時間留給學生介紹自己的學習體會,以及對綠色溶劑技術的理解,分組進行討論,以提高他們的學習主動性,強化學生的科學思維方式。這種自主學習可以讓學生體會到學習的樂趣,同時也鍛煉了學生文獻查閱和使用網(wǎng)絡資源的能力。課堂教學和學生自主學習的有機結(jié)合可以有效地提高教學效果,有利于培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。
作為一門專業(yè)課,綠色化學每節(jié)課要傳遞的信息量非常大,多媒體教學技術的運用大大提高了綠色化學課程的學習效率。但是,多媒體教學的缺點是容易導致學生一直處于抄筆記的狀態(tài),沒有時間去消化和思考教師講授內(nèi)容,不能和教師互動,只能被動接受課堂內(nèi)容。所以要改善教學效果,就應該結(jié)合本課程的特點以及學生的實際情況,合理地使用多媒體教學手段,注意不同教學手段間的配合使用。
課堂教學是學生學習綠色化學的主要場所,但豐富多彩和形式多樣的課外活動是對課堂教學的良好補充,將二者有效結(jié)合起來,能夠起到事半功倍的效果。為全面提高學生的綠色化學素質(zhì),我們一方面組織學生到學校的實習基地,有合作的化工廠或制藥公司參觀調(diào)查并進行交流。另一方面,通過課外實驗教學來配合課堂教學進行綠色化學教育,讓學生在具體的實驗過程中進一步強化綠色化學觀念,如在環(huán)境工程專業(yè)學生的研究設計性實驗中分別采用有機溶劑和離子液體為反應介質(zhì)合成一些有機化合物,讓學生對兩種合成方法進行比較。這樣不僅能鍛煉學生的動手能力,而且能使他們用理論聯(lián)系實際,真正感受到環(huán)境污染帶來的危害性,增加他們迫切保護環(huán)境的積極性。另外在畢業(yè)設計和課程設計中有意識按綠色化學要求進行,開展專題講座,環(huán)保展覽宣傳等,讓綠色化學融入人才培養(yǎng)全過程,增強學生的環(huán)保意識。
(三)建立合理的考核機制,注意與學生的互動和反饋
在教學過程中,我們發(fā)現(xiàn)一些學生上課聽講不認真,主動學習積極性低,部分學生為了獲得更高的平時成績,抄襲別人的作業(yè)。因此,提高學生的學習興趣,優(yōu)化考核體系顯得尤為重要。
綠色化學課程的最終成績包括課程論文成績和平時成績兩部分。在每學期的授課中,我們通常在完成課堂教學任務前給出課程論文的具體要求,要求學生根據(jù)綠色化學課程的學習內(nèi)容,結(jié)合課程論文的具體要求,查找和閱讀有關的文獻,綜合運用所學知識,整理和撰寫課程論文??紤]到學生的實際情況,在這個環(huán)節(jié)通常也會給出一些相關指導,如每個數(shù)據(jù)庫的使用教程和視頻等,課程論文的完成很好地培養(yǎng)了學生檢索文獻、閱讀文獻、分析問題和解決問題的能力,也為環(huán)境工程專業(yè)學生的畢業(yè)論文設計打下了良好的基礎。
綠色化學的平時成績一般由出勤率,作業(yè)和課堂表現(xiàn)構(gòu)成。不同于其他化學類課程的考核方式,在綠色化學課程的考核中,我們將學生在課堂教學中的表現(xiàn)以及課后心得體會也計入平時成績。如在某些章節(jié)的課堂教學前,對學生進行分組,給每組學生布置一些題目,課堂教學中,每組可派出代表對相關問題給出解答,組與組之間可以互相提問。學生通過這個環(huán)節(jié)的學習可以更好地了解相關教學內(nèi)容的背景知識,更深刻地掌握教學知識點。教師根據(jù)每組學生的表現(xiàn)進行打分,并將這部分成績計入平時成績中。課程結(jié)束后,每個參與的學生都要總結(jié)該課程的學習心得體會,對課程進行簡單的評價并給出自己的意見和建議,這部分內(nèi)容也作為平時成績的一部分。以上教學活動的開展,一方面可以提高學生的學習積極性,另一方面學生給出的意見和建議可以督促任課教師改進教學方法,提高教學水平。在這門課程中,部分評價意見如下:1.綠色化學這門課跟我們的生活關系密切,感覺很有用;2.課堂上老師舉的例子很生動,學到了很多東西,擴展了知識面;3.通過準備課程論文,感覺自己查閱文獻的能力提高了;4.喜歡老師的講課,內(nèi)容吸引人,但是有部分反應有機化學里沒學過,能否多講一些。
總的來看,學生對這門課程的關注程度高,總體滿意程度也比較高。
三、結(jié)語
綠色化學是一門面向21 世o的高層次化學,它體現(xiàn)了化學、科學技術、社會之間的相互影響和聯(lián)系。在綠色化學教學中,教師采用研究性教學的方式,能幫助學生獲得相關的知識、技能和能力,有助于學生培養(yǎng)創(chuàng)造性思維,從而更好地理解人與自然、人與社會、人與人之間的相互依存關系, 激發(fā)其社會責任感。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 胡常偉,李賢均.綠色化學原理和應用[M].北京:中國石化出版社,2006.
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[3] 沈玉龍,王克誠.國外大學的綠色化學教育[J].化學教育, 2006(10):63-64.
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