劉理臣 李小英 張明泉 曾正中
蘭州大學資源環境學院 甘肅蘭州 730000
環境工程專業是應用自然、社會和工程等學科的理論、方法、技術保護和管理環境、預防和治理污染,實現人與自然和諧共生的應用型學科。我國自20世紀70年代后期開始設置本專業,四十多年來,已培養了大量高素質專門人才[1]。本專業課程體系包括公共課、專業課、實習實踐和畢業設計(論文)等。其中,認識實習是實踐教學的重要內容和必修環節[2]。
環境工程專業認識實習旨在使低年級的學生有一個接觸環境、認識環境問題的機會,為后續專業課學習、高年級的實習奠定基礎;是學生從專業角度認識和理解環境的開始,有利于提高專業和職業認知度,明確學習目標[3];對學生認識和理解環境系統、人地關系等具有深遠影響。筆者結合多年認識實習教學實踐,探討教學的內容與方法,以提高教學質量與效果,努力為新時代環境保護事業培養更多高素質專門人才。
環境工程專業認識實習應作為一門課程來對待,精心策劃、建設教學體系。本文主要從明確目標、凝練內容、優選線路、重視組織管理等四方面展開討論。
認識實習教學目標是實習教學預期得到的學生學習的結果,包括價值觀、基本理論、技能等目標。認識實習應以目標為導向,實習內容凝練、線路優選、教學方法手段運用、關鍵教學環節處理、重點把握、組織管理等均應圍繞目標展開。綜合分析我國開設環境工程專業院校的培養方案,認識實習的目標應明確為:培養良好的職業道德和責任意識;培養實事求是的嚴謹態度和刻苦鉆研的工作作風;提高專業和職業認知度;增強實踐觀念,提高理論聯系實際的能力;激發動手和創新能力;認識和理解環境系統、人地關系。
實習教學內容是目標的具體化,是在“教與學”的過程中,教師有意傳遞給學生的主要信息,包括弘揚的價值觀,講授的知識、傳授的技能,有意培養的習慣和行為等。環境工程專業認識實習,重在認識環境及環境問題的事實、解釋基本概念、闡釋基本原理并揭示其內在聯系。應通過實習模塊的合理配置,建立目標明確、結構完善、層次分明的教學內容體系。遵循與課堂教學內容相適應、滿足理論聯系實踐的要求、內容系統完整、特色突出、安全可行等原則,按照基礎知識、專業技能、綜合應用能力安排認識實習教學內容。
我國各院校根據主攻方向、專業特色形成了各具特點的認識實習教學內容體系。主要包括:復合生態系統模塊、人地關系模塊、污染控制模塊、環境規劃與管理模塊等。我校通過多年實踐,逐步確定了如下內容:干旱內陸石羊河流域水環境與水環境問題;祁連山前植物生態系統;祁連山前水源涵養林水環境效應及草原生態環境保護;沙漠綠洲的形成演化及其效應;戈壁、沙漠生態環境及問題;土地荒漠化及沙漠治理技術;干旱沙漠湖區水環境演化及其水文地球化學成礦作用;礦山開采引起的環境問題及防治措施;城、鎮、村環境問題及環境保護與環境問題防治;工業“三廢”污染控制;環境問題調查分析與污染物監測。
根據實習目標和內容體系,選擇確定一條切實可行的實習線路是保證實習隊伍安全、順利完成實習教學任務、保證教學效果的前提條件。應根據本專業主攻方向、產學研基地情況等,通過考察和調研學校周邊地區的環境特點,預選出幾套可供實習的線路-節點方案,經對比分析后,確定最優的實習線路方案。
我校通過對甘肅河西走廊和臨近省區的考察,最終優選出了從南部的祁連山冷龍嶺到北部的巴丹吉林沙漠邊緣,南北橫穿河西走廊東段武威、民勤兩盆地的實習路線。主要基于以下考慮:環境現象多、人地關系復雜、實習內容豐富,能滿足認識實習目標和內容的要求;遠近適中,交通、食宿等方便可行;教學效率高,費用低;便于實習基地建設;便于產學研相結合。為保證實習順利完成和教學質量,建立了龍首礦實習基地、金昌市環保局實習基地以及民勤治沙站實習點等。
認識實習的組織管理指為保障安全、保證教學規范、有序、高效,根據實習目標、內容、線路,結合教與學的規律,制訂的實習程序、建立的方法等。主要包括教學組織和隊伍管理,二者互為補充,缺一不可。教學組織的重點是針對具體實習內容實施適當的教學方式和手段。在體現理論教學與實踐教學相互結合上,保證學生人手一冊實習講義,讓學生聯系實際學習;在體現教學與生產相互結合上,聘請生產一線、科研單位的工程技術人員進行現場教學,帶領學生實地觀察。為使學生全面了解實習內容,使教學效果更為直觀、有效,制作了一套幻燈片。實習隊伍管理方面,通過多年探索,提出了“一三五二一”的隊伍管理準則。一條紀律:一切行動聽指揮。三項注意:注意學生之間的團結,注意師生之間的關系,注意實習隊伍與當地各單位之間的關系。五個要求:多看、多聽、多記、多問、多思考。二種精神:不怕苦、不怕累的精神;先人后己、助人為樂的精神。一個保證:保證人身安全。
環境工程是應用型學科,理論聯系實際是認識實習的必然要求,是保證教學質量與效果的關鍵。對于培養學生獨立分析、解決問題的能力有深遠影響。
在認識實習教學中落實理論聯系實際的前提是講清基本理論。通過動員,學生通常會對實習表現出一定的好奇心,但他們并未全面掌握學科的基本理論知識和技能,面對實際環境問題不知道從何下手、如何從理論上認識和分析。教師可以利用學生的好奇心,首先,引導學生查閱文獻復習基本理論知識,然后,由共性到個性、由教材案例到實際工程、由淺入深地講解。從而使學生不僅能有針對性地認識環境問題,鞏固課堂知識,也能很快地掌握外業工作程序和方法。例如,在污水處理實習模塊中,首先,讓學生總結實習工藝的原理和組成;然后,在現場實習時,讓學生分析限制因素,總結出應對各種限制因素的建設方案。
在認識實習中落實理論聯系實際原則的另一方面就是實際工程對比。在同類實習模塊中,引導學生將工藝原理、場地工況相結合,通過工藝對場地條件的要求和場地條件對工藝的支撐和限制兩個方面的分析,展開實際工程的對比分析。實踐證明,這種模式有利于學生準確理解如何利用所學理論知識解決實際問題。例如,在生活垃圾填埋場實習模塊的現場總結教學中,首先,引導學生從地貌、水文、工程地質條件等方面進行討論、分析并對比2個實際工程的有利和限制因素;然后,帶隊教師進行總結;最后,讓學生結合現場討論,對照實際工程的總體布局、庫型、壩型、防護等輔助工程的差異進行分析。
在動員會上,教師可以列舉一些簡單的例子,利用課堂知識解釋環境問題的時空差異、成因及作用機理,適宜性防控措施和管理制度等。解釋由于背景環境的差異,解決同類環境問題在不同地區所采用的措施也是不同的。例如,筆者曾經以石羊河流域為例,通過分析各環境因子對水循環的影響,解釋上、中、下游水資源保護措施的實質及理論依據;部分學生在實習現場就提出下游大田漫灌不利于水資源保護,應采取減少農田土壤蒸發損失的灌溉方式。這種模式可調動學生積極主動思考,在認識實習中對環境問題由感性認識上升到理性認識,同時將理論知識與實際環境問題聯系起來,喚起學生主動學習的興趣,進而自覺發現問題、獨立分析問題、試圖解決問題,激發學生的創新能力[4]。
在實習講義中介紹實習目的地的主要環境問題、成因、防控措施、工藝及原理。使學生有一定的了解后,延伸相關問題,讓學生去查閱文獻,為現場實習做準備。在實習現場,引導學生帶著問題去觀察,使學生經歷從理論到實踐、再從實踐到理論的過程[5]。例如,在動員會上以生態修復措施的因地制宜原則為例,提出讓學生思考陰、陽兩坡生態修復措施的差異,并通過觀察、分析找出原因。在實地實習時,通過問題回顧,留給學生適當時間實地踏勘,學生通過觀察發現陰坡人工林成活率較高且長勢較好,相比之下陽坡人工林成活率較低、長勢不好、有退化的趨勢。在此基礎上引導學生從光照、水分、土壤等方面解釋植被的地帶性規律和非地帶性規律對生態修復工程效果的影響,讓學生理解生態修復工程的基本原則和所需要考慮的環境因子等。
在認識實習過程中應不斷激發學生思考新的問題[6]。在固廢處理處置和污水處理兩個實習模塊中,按照計劃提前一天通知學生第二天的實習任務,讓學生查閱文獻,先從理論上弄清實習工藝的理論依據和工作原理。在實習現場,邀請環保設施的運行技術人員帶領學生參觀并講解不同構筑物的結構、布局,儀器設備的安裝位置、工作原理和運行方式。在實習現場總結活動中,讓學生將構筑物、管線、管路繪制在草圖上。學生在繪制過程中會遇到各種疑問,首先鼓勵學生通過討論自行解決,其次由聘請的一線技術人員或帶隊教師現場解答,從而引導學生不斷提出新的問題,積極思考,綜合利用課堂上所學的理論知識和實地觀察分析解決問題。實踐證明,這種從理論到實踐、再從實踐到理論的方式對于激發學生積極主動思考很有幫助。
環境工程專業認識實習應結合新時代環境保護事業的新需求、環保專業人才緊缺的現狀和工程教育認證等對環境工程專業人才培養提出的新要求、新方向探索改革,推進我國環境保護人才培養事業不斷前進。環境工程學科涵蓋范圍廣、綜合性強、應用性突出、地域特色明顯,為使認識實習與課堂教學相適應,應加強環境管理和污染控制等領域上游知識教學,突出學生的主體地位,提高學生的參與度,探索參與式教學[4]等新的教學方法、模式的應用。依托實習基地完善實習內容體系,避免實習基地單一,實習內容體系不完善的情況。完善帶隊教師的專業結構,配備有環境系統、工程背景和經驗的教師,以老帶新,加強師資隊伍的建設。適當增加認識實習學分,保證經費投入,改善認識實習教學條件。探索新的多元化考核機制,客觀真實評價教學效果。利用認識實習的機會加強學生思政教育,培養環保專門技術人才的道德操守、實事求是的嚴謹態度和不怕苦不怕累的專業精神。