環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)體系建設(shè)路徑

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【摘要】環(huán)境工程作是典型的工程類交叉學(xué)科，其專業(yè)實驗與實踐課程教學(xué)體系尚不完善，主要存在著工程實驗平臺信息化程度不高，工程實踐資源的共建共享薄弱等問題，較難滿足新工科建設(shè)背景下跨學(xué)科資源整合的教學(xué)需求。環(huán)境工程專業(yè)實驗與實踐教學(xué)體系的改革，需要從“立足區(qū)域生態(tài)環(huán)境實際，保證質(zhì)量凸顯環(huán)境治理特色”“打破學(xué)科壁，促進工程實驗與實踐創(chuàng)新”和“促進環(huán)境資源信息化及共建共享”的思路出發(fā)，對環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)體系進行探索。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境工程；專業(yè)實驗；課程體系；共建共享

1引言

當(dāng)前，我國環(huán)境保護進入快速發(fā)展階段，以互聯(lián)網(wǎng)為核心的新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命蓄勢待發(fā)，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)的快速發(fā)展，對環(huán)境工程專業(yè)的教學(xué)改革提出了新的要求[1-3]。在我國環(huán)境保護的新形勢下，迫切需要新型環(huán)境工程人才的支撐，需要面向未來探索信息化與傳統(tǒng)工程教學(xué)相互融合，具有多樣化和個性化特色的教學(xué)新模式[4，5]。環(huán)境工程是應(yīng)用性與實踐性很強的工程學(xué)科，故該學(xué)科的實驗與實踐教學(xué)十分重要。隨著我國環(huán)境保護的形勢日趨嚴峻，環(huán)保需求日益增長，環(huán)境工程專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展成為當(dāng)今社會環(huán)保產(chǎn)業(yè)升級與發(fā)展的迫切需求。這就要求深化高校環(huán)境工程教育改革，以滿足我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)和綠色經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)實需求。然而長期以來，受各方面教學(xué)條件的限制，國內(nèi)高校環(huán)境工程專業(yè)的實驗教學(xué)與工程實踐教學(xué)體系尚不完善，主要表現(xiàn)為工程實驗平臺信息化程度弱，專業(yè)分支體系交叉跨度不大，工程實驗與實踐資源的共建共享薄弱等方面，難以滿足新工科建設(shè)背景下跨學(xué)科資源整合的教學(xué)需求[6，7]。因此，需要結(jié)合新的環(huán)境保護形勢，以互聯(lián)網(wǎng)+為代表的信息化技術(shù)為研究手段，探索信息化與新型工程教學(xué)實踐模式深度融合的方式方法。緊密圍繞化學(xué)化工、環(huán)境工程、生態(tài)工程等環(huán)境工程相關(guān)學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下新型工科高度信息化、跨學(xué)科交叉集成的教學(xué)模式和體系。針對環(huán)境工程專業(yè)的實驗課程教學(xué)特點，應(yīng)當(dāng)從“立足區(qū)域生態(tài)環(huán)境實際，保證質(zhì)量凸顯環(huán)境治理特色”“打破學(xué)科壁，促進工程實驗與實踐創(chuàng)新”和“促進環(huán)境資源信息化及共建共享”的總體思路出發(fā)，對環(huán)境工程專業(yè)的實驗教學(xué)的信息化方式方法進行探索和實踐，力爭從新的教學(xué)視角創(chuàng)建環(huán)境工程實驗教學(xué)的新模式。為此，本文將首先闡述環(huán)境工程專業(yè)實驗課程建設(shè)面臨的主要問題，然后提出該專業(yè)實驗教學(xué)改革的重點措施。在此基礎(chǔ)上，探討該專業(yè)實驗教學(xué)的合理化教學(xué)模式，為構(gòu)建和優(yōu)化環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)體系提供新的思路。

2環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)體系建設(shè)面臨的問題

當(dāng)前，在新工科建設(shè)的新形勢下，環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)及專業(yè)建設(shè)面臨著諸多難題。首先，在環(huán)境工程專業(yè)領(lǐng)域，有關(guān)深度融合信息化與工程實驗教學(xué)，并且具有多樣化與專業(yè)化的綜合性工程實驗教學(xué)模式比較缺乏。在信息化時代的今天，環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)需要體現(xiàn)出三個方面的“融合”。一是工程教育模式與信息化技術(shù)的深度融合；二是工程實驗教學(xué)方式專業(yè)化與多樣化的相互結(jié)合；三是環(huán)境工程專業(yè)與相關(guān)學(xué)科的交叉融合?？v觀國內(nèi)大專院校的環(huán)境工程實驗教學(xué)模式，都普遍存在一定的問題，主要包括信息化程度不高，教學(xué)手段多樣化有余而專業(yè)特色不鮮明，多學(xué)科的交叉集成跨度不大等問題。其次，具備資源共享功能的環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)實踐平臺亟待建設(shè)。目前而言，對于大多數(shù)高等院校來說，環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)資源可能并不缺乏，但這些教學(xué)資源的共建共享平臺的建設(shè)卻十分薄弱。調(diào)查顯示，絕大多數(shù)高校的環(huán)境工程專業(yè)實驗設(shè)備大多只對本院系開放共享使用，跨校共享工程專業(yè)實驗儀器和設(shè)備面臨不小的困難。因此，探索跨校和遠程資源共享功能的環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)體系是十分必要的。

3環(huán)境工程專業(yè)實驗課程體系的建設(shè)措施

3.1強化環(huán)境工程實驗教學(xué)專業(yè)化與信息化，促進資源共建共享

環(huán)境工程專業(yè)的實驗內(nèi)容主要包括水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與利用、噪聲污染控制等相關(guān)實驗。因而該專業(yè)實驗的教學(xué)內(nèi)容存在著一定的高污染及高消耗等特點，其實驗課程教學(xué)過程中不可避免的面臨著難度大、危險性偏高、教學(xué)效果不突出等問題。因此，需要將專業(yè)實驗教學(xué)與信息化技術(shù)有機結(jié)合，依靠計算機網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，強化該專業(yè)實驗教學(xué)的信息化程度，促進環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)資源的共建共享，進而切實提高環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)的效率，更好地實現(xiàn)新工科信息化專業(yè)教學(xué)的目標。首先，為使環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)體現(xiàn)高度的信息化和集成化，在構(gòu)建跨學(xué)科實驗課程體系的同時，有條件的高等院?？梢砸劳幸恍┨摂M仿真實驗教學(xué)的硬軟件平臺，通過校企合作、自主開發(fā)等手段逐漸充實和完善自身的信息化工程專業(yè)實驗課程體系，以互聯(lián)網(wǎng)+模式的實驗教學(xué)素材、實驗軟件、教學(xué)平臺等方式對專業(yè)實驗課程內(nèi)容進行信息化改造，通過深度融合的課程內(nèi)容、更加直觀的教學(xué)手段增加師生互動程度、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，更好地促進環(huán)境工程類專業(yè)實驗教學(xué)效果的提升。其次，多渠道促進不同之間學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)資源的整合與共享。一方面，可以將環(huán)境工程類的基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實驗、實訓(xùn)等教學(xué)模塊進行整合升級，另一方面對該專業(yè)實驗的平臺性能進行拓展和優(yōu)化，以提高平臺使用順暢程度，使其能更好地應(yīng)用于學(xué)校及鄰近高校的實驗教學(xué)共享。第三，校企合作開發(fā)環(huán)境工程實驗教學(xué)輔助軟件，提升教學(xué)效果。聯(lián)合計算機企業(yè)進行校企合作，對教師在環(huán)境工程專業(yè)領(lǐng)域所取得的教學(xué)科研成果進行創(chuàng)新實驗軟件的聯(lián)合開發(fā)。一方面使其成為教學(xué)的優(yōu)良資源，另一方面加強專業(yè)學(xué)術(shù)成果的轉(zhuǎn)化，以科研成果促進工程教學(xué)。

3.2打破學(xué)科壁壘，促進工程創(chuàng)新

環(huán)境工程是典型的學(xué)科交叉性較強的工科專業(yè)。學(xué)科交叉是21世紀科學(xué)發(fā)展的典型特征，現(xiàn)代科技的學(xué)科界限愈加模糊，同時現(xiàn)代環(huán)保工程問題的解決通常會涉及到環(huán)境科學(xué)、給排水工程、化學(xué)化工、資源科學(xué)等多個相關(guān)學(xué)科。通過多學(xué)科的協(xié)同合作，利用工程學(xué)科融合理念開展環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)，打破學(xué)科界限與壁壘，可以給學(xué)生傳授多學(xué)科融合理論，賦予其創(chuàng)造性解決新時期環(huán)保問題相關(guān)復(fù)雜問題的能力。通過課程內(nèi)容的融合、課程體系的重構(gòu)、專業(yè)構(gòu)架的重塑、跨學(xué)科課程體系的信息化等措施，逐步構(gòu)建起融會貫通的信息化跨學(xué)科課程體系，為環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)探索改革路徑[3]。

3.3立足區(qū)域生態(tài)環(huán)境實際，保證教學(xué)質(zhì)量凸顯專業(yè)特色

環(huán)境工程專業(yè)實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生對一般性環(huán)境污染問題的解決能力，如水體污染、空氣污染、土壤污染和垃圾處理等問題。我國幅員遼闊，生態(tài)系統(tǒng)類型多樣，不同地區(qū)所表現(xiàn)出來的環(huán)境問題各有不同。因此，不同地區(qū)所開設(shè)的環(huán)境工程專業(yè)實驗，應(yīng)結(jié)合區(qū)域的生態(tài)環(huán)境實際情況，體現(xiàn)出一定的特色和差異。例如針對青藏高原地區(qū)的生態(tài)環(huán)境退化問題，長江經(jīng)濟帶的水環(huán)境污染問題，太湖、巢湖、滇池的湖泊水體富營養(yǎng)化問題，北京上海等大城市的垃圾圍城問題等，開發(fā)特色鮮明的環(huán)保污染治理專業(yè)實驗。在此基礎(chǔ)上，將這些專業(yè)實驗教學(xué)資源進行共建共享，以此實現(xiàn)工程專業(yè)實驗教學(xué)的良性循環(huán)發(fā)展。

4結(jié)論

學(xué)科交叉是21世紀科學(xué)發(fā)展的典型特征，環(huán)境工程作為學(xué)科交叉性極強的工程專業(yè)，不僅涉及水環(huán)境、大氣環(huán)境、固體廢物、土壤環(huán)境、生態(tài)環(huán)境等多個環(huán)境要素，它與化學(xué)工程、給排水工程、工程力學(xué)、生態(tài)工程等專業(yè)也有緊密聯(lián)系。環(huán)境工程專業(yè)實驗需要利用學(xué)科融合理念開展專業(yè)實驗課程的教學(xué)工作，在今后的專業(yè)實驗教學(xué)過程中，應(yīng)逐步打破學(xué)科壁壘與限制，通過傳授多學(xué)科融合理論和專業(yè)實驗技術(shù)，賦予其創(chuàng)造性的解決我國社會經(jīng)濟發(fā)展過程中可能出現(xiàn)的各類典型環(huán)境問題以及復(fù)雜的新型環(huán)境問題。因此，環(huán)境工程實驗教學(xué)體系的構(gòu)建需要通過實驗課程內(nèi)容的融合、專業(yè)課程體系的重構(gòu)、專業(yè)構(gòu)架的重塑、跨學(xué)科課程體系的信息化等措施，逐步構(gòu)建起融會貫通的信息化跨學(xué)科的專業(yè)實驗教學(xué)體系，以期為新工科建設(shè)背景下環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的建設(shè)探索新的改革思路。

參考文獻

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作者：柏松 單位：西南民族大學(xué)