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環境工程師范文1
關鍵詞 卓越計劃 環境工程 教學改革
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.11.022
Abstract The "excellent engineer program" is to teaching reform of engineering practice based on the traditional theory teaching, which puts more emphasis on the training of engineering quality and ability. Selecting the major of envrionmental enginneering of our school as research object, we systimatically analyzed its actual situation of the practical teaching requirements and problems, then investigated the inevitability, basis and measures of application of "excellent engineer program" into the major of environmental enginneering. Based on the reform and compensation of the present teaching class systems and construction of practical teaching foundation in various fields, we realized the cultivation object of our school and met the requirements of national cultivation talents. The obtained results provides a case for the study of "Excellent engineer program".
Keywords excellence scheme; environmental engineering; teaching reform
卓越工程師教育培養計劃是教育部提出的提高教育質量的重大改革項目和重要舉措,旨在為國家的經濟發展輸送大量創新型的工程類人才,進而實行強國富民的目的,這將對國家全面人才培養質量具有十分重要的指引作用。①②本文以安徽建筑大學環境工程專業卓越工程師培養計劃的實踐教學改革為例,探討在本校開展卓越工程師的人才培養模式,對卓越工程師教育培養計劃的在全校乃至全國的全面開展將具有重要的參考意義。本文將從環境工程專業培養模式改革的必然性、改革的基礎、改革的具體實踐等幾個方面展開敘述。
1 環境工程專業培養模式改革是國家和地方發展的必然性
1.1 國家人才的需求
傳統經濟不顧環境健康的飛速發展,導致了環境污染越來越嚴重,由此導致的環境危害事件頻繁發生。因此,環境問題已成為制約社會經濟發展的重要因素,引起了全世界各國政府的高度關注。目前,我國環境污染形勢尤為嚴峻,面對嚴重的環境污染現狀,國家正加快轉變經濟發展方式和實施生態文明建設戰略,社會對環境工程學科專業研究及應用型相關人才的需求將急劇增加。③作為高校的環境工程專業,面對日益嚴重且更為復雜的環境污染現狀,需要通過不斷改革才能適應國家發展的需求,培養出的人才才能更好地為國家服務。
1.2 支撐地方經濟社會和支柱產業、戰略性新興產業發展的需要
隨著安徽省經濟的快速發展和工業化、城市化進程,生態環境問題將日益突出,我省所頒布了《安徽省生態強省建設實施綱要》,④實施重點目標為將我省基本建成生態環境優美、生態經濟發達、生態家園舒適、生態文化繁榮的宜居宜業生態強省。因此,不僅要培養環境工程專業方面的人才,更需要培養創新型、高端的環境工程工程類人才以從事生態環境保護和環境治理工作,才能使人才培養真正地更好地服務于地方經濟。
2 本校環境工程專業實踐教學改革基礎
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1.1實習基地
少學校師范專業實踐教育有多年的經驗,教育實習基地覆蓋各地區和各類型的學校,但是環境工程專業因為辦學時間短,辦學經驗不足等原因,使得實習基地少。環境工程專業實習基地只有南充市環境監測中心站、南充污水處理有限責任公司和南充市城市生活垃圾填埋場三個,并且由于垃圾填埋場地方有限只能供參觀學習。實習基地少,使得60多名學生畢業實習只能分組輪換,這樣實習時間和實習效果均得不到保證。
1.2實習經費
不足學校屬于地方師范院校,辦學經費有限,致使實習經費不足。一方面,沒有經費開拓新的實習基地;另一方面,無力支付包括指導費、交通費、生活補貼在內的畢業實習費用。這就產生了實習基地少和實習時間短等問題。
1.3實習時間不合理
畢業實習一般安排在第三個暑假,從7月中旬到8月初,實習時間為4周。7~8月正是南充最熱的時候,炎熱的天氣使得學生的出行和食宿受到影響。加上暑假學校食堂和宿舍大都關閉,給學生的食宿帶來極大的不便。實習時間短、實習時間不合理使得實習效果不佳。
1.4實習考核
方式單一由于實習領隊教師只有兩名,很難駐扎在實習單位指導學生實習,學生平時的實習和出勤情況領隊教師不得而知。加上缺乏與實習單位的及時溝通和銜接,學生實習基本上靠自覺。實習結束后,實習單位會在實習手冊上簽字蓋章,但實習成績大多流于形式,不能真實反映學生實習情況。學生的實際動手能力、專業技能等方面無從考核。
1.5實習單位積極性
不高建設實習基地是高等院校提高教育質量,培養高素質應用型人才的有效途,但許多院校在開展這方面工作過程中都遇到了實習單位積極性不高的問題。實習單位沒有培養學生的責任和義務,有的認為學生畢業實習增加工作負擔,擔心學生影響他們正常的工作,可能存在安全風險。因此,在學生實習過程中,大多實習單位放任學生,讓學生自習或者不上班。
2畢業實習的對策
針對畢業實習存在的問題,在四川省第二批卓越工程師培養計劃的支持下,舉辦了環境工程專業辦學十周年座談會。在總結經驗的同時,更多采納畢業學生和在校學生、教師、實習單位、用人單位的意見和建議。通過增加實習基地、加大實習經費投入等措施,改善畢業實習,從而提高環境工程專業畢業實習效果,達到提高學生的實踐能力并提高本科教育質量的目的。
2.1增加實習基地
實習基地是開展實習工作的重要保障,實習基地少制約了畢業實習效果。為此,在教務處和學院的大力支持下,積極拓展新的實習基地,走出南充,將實習基地遍布川東北的南充、遂寧、廣安、巴中、達州和廣元六個地市。環境工程專業川東北實習基地群的建立,一方面可以彌補南充市實習基地不足;另一方面,南充市作為川東北區域中心城市和成渝經濟區北部中心城市距離其他城市較近,可以節約交通費且便于實習指導和管理。實習基地不僅覆蓋川東北,而且包含環境監測、質量檢驗、污水處理、垃圾填埋、固體廢物處理與處置等不同行業,為實現大學人才培養、科學研究、社會服務和文化傳承的四大功能奠定基礎。環境工程專業實習基地群主要是近三年建立的,主要包括環境監測和質量檢驗兩個行業,環境污染治理、環境工程設計與施工、環保設施運行和管理等行業的實習基地明顯不足。由于每名學生需要指派一名指導教師且要獨立開展實習工作,而實習基地的專業技術人員和實驗場地有限,因此各個實習基地最多接納10名學生開展畢業實習。
2.2加大實習經費
投入近年來國家加大了對地方院校的經費投入,使得環境工程專業畢業實習經費大幅度增加,生均畢業實習經費由300元增加到500元。這樣有更多的經費用于實習基地建設,并解決因為實習基地向南充周邊擴展導致交通費、住宿費增加的問題。2.3調整實習時間以往將環境工程專業畢業實習安排在第六學期期末,會擠占第六學期教學時間,影響了正常教學秩序。由于畢業實習安排在7~8月,而此時天氣炎熱,給畢業實習工作及其師生帶來諸多不便。實習時長只有4周,很多學生剛熟悉實習環境,還沒來得及實踐實習就結束了。為此,將實習時間改為9~10月,與學校的教育實習時間同步,適宜的氣候有利于學生畢業實習,同時方便學校和學院開展畢業實習檢查與指導。將實習時長從4周增加到8周,讓學生有更多的時間熟悉實習單位各個工作環節,學到更多的知識和技能。
2.4改變實習考核方式
第六學期期末告知學生畢業實習安排,畢業實習以集中實習為主,允許不超過10的學生提出分散實習,但需要提交實習單位接收函。實習前召開畢業實習動員大會,邀請學院領導講解畢業實習的重要性,畢業實習和畢業設計(論文)、就業的關系,強調實習安全和紀律,與學生簽訂《畢業實習安全承諾書》;實習領隊教師向學生介紹各個實習單位基本情況,最后進行分組和確定小組長。實習期間,由小組長對每名學生考勤,學生必須認真填寫《實習日志》,如實記錄實習內容,建立班級畢業實習QQ群,每周通過郵件提交小結并附相關照片,有事必須向實習單位指導教師和領隊教師書面請假,假條交組長保存。實習結束后,實習單位指導教師根據學生在實習期間的表現給出書面鑒定與評語?;匦:螅匍_畢業實結大會,由各個小組匯報畢業實習收獲和體會,學生按時交《實習日志》和《實習考核手冊》,畢業實習成績由領隊教師根據學生的考勤(占10)、小組小結(占10)、小組總結(占10)、實習日志(占20)和實習單位考核(占50)評定,成績分優、良、中、及格和不及格五個等級。
2.5提高實習單位積極性
通過與實習單位簽訂《實習基地協議》,明確雙方的責任和權利,共同做好畢業實習工作。在協議中,為了減少實習單位對學生安全的擔憂,除了加強學生的日常教育和管理,學校為每名學生購買了意外人身傷害保險。積極協助實習單位解決工作中的實際問題,依托高校學科優勢,謀求與企業多方位合作,讓實習單位得到實惠。通過溝通和協調,部分實習單位積極參與畢業實習,為每名學生選派一名責任心強、技術過硬的指導教師,讓學生自己動手獨立開展各項工作。實習單位領導定期與畢業實習學生座談交流,關心他們的工作、學習和生活。學生不僅學到了很多實際的知識和技能,同時也感受到實習單位濃厚的文化氛圍。
3結束語
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“環境工程”專業實踐性教學體系的內容基本上由各類實習(認識實習、生產實習和畢業實習)、實驗和課程(畢業)設計等三部分組成。在實習教學環節,如何將認識實習、生產實習和畢業實習有機結合,并能夠分層次推進,需要妥善安排實習內容和教學方法;如何將現代先進的污染控制工藝與設備的相關知識融進實習教學內容;如何將相關企業的運行、管理、維護等生產基礎性知識融會貫通到實習教學環節是“環境工程”專業實習教學環節所必須考慮的。認識實習通常安排在第4學期,專業課程尚未開設,學生僅僅對環保工藝、設備有個感性認識,實習一般安排到附近的污水處理廠、垃圾填埋場、環保設備企業、或汽車制造、日化等污染型工業企業進行,進行程度較淺,多為20~30人一組,在企業治理污染車間或設備車間等參觀半天。生產實習一般在實習基地進行,學生分成4~5個小組,每個小組5~7人,分散到企業進行1周左右,每個學生循環2個單位,隨單位工程師上崗。畢業實習一般結合畢業設計課題進行,不分組,每個同學根據自己課題選擇到相應的單位,時間通常3~4周,一般去設計院所、廠礦企業、環科院所、監測站等。實驗教學環節,開有環境工程實驗(1)和環境工程實驗(2),實驗(1)內容是水、氣、固體廢物的治理實驗,如混凝實驗、離子交換實驗、脫硫實驗等;實驗(2)是創新實驗和綜合實驗,主要結合本專業教師的縱向研究課題,將理論研究和實驗研究有機結合能夠提高學生的創新性思想。此外,在畢業設計環節也有一小部分進行實驗。設計教學環節,主要是水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置、噪聲污染控制工程、環保設備工程、環境影響評價、泵與泵站等課程開設課程設計。課程設計主要要求學生熟悉相關規范與標準、熟悉設備與材料、熟悉制圖標準、熟悉相關軟件等,課程設計要做到密切關注國家規范與標準的更新,關注新軟件、新材料等,在設計中大膽采用新技術新工藝等,采取這些措施體現課程設計的創新性。對課程設計的內容也不斷進行拓展,有利于激發學生的積極性和創造性。
2環境工程實踐性教學環節的創新措施
“環境工程”專業的實踐性教學環節的創新和改革是完善理論與實踐教學相融合、加強對理論教學的理解、改進課程的教學效果、提高學生動手能力、激發學生創新性思維等方面都是迫切需要而且非常重要的。因而,完善“環境工程”專業理論和實踐性教學有十分積極的意義,對環境工程學科的發展也將有一定的意義。我專業在這方面進行了一定的探索,主要有以下幾點。
2.1完善“環境工程”專業實踐性教學環節的教學內容
根據目前環境工程專業的學科發展方向以及我校環境工程以水污染防治為主的專業特色,及時追蹤水學科發展動態,追蹤城鎮污水和各類工業廢水處理新技術新工藝,跟蹤城鎮排水系統和面源污染防治的新理念,探索新的教學理念并將之融入到實踐性教學環節中去。根據建筑類院校的辦學特色和我校的辦學條件,進一步完善“環境工程實驗”等實驗類教學和課程設計、畢業設計類教學的教學內容,積極與地方企業協作,完善實習教學的內容,編制有特色的實踐性課程教學大綱,編制相關實踐性教學的指導書,編制污水廠實習指導書、環保設備企業實習指導書、水處理實驗指導書和課程設計指導書等文件。
2.2改進“環境工程”實習和實驗等教學環節的教學方法
針對以前實習教學存在的效果差、缺乏動手機會等問題,吸取相關專業實施的“卓越工程師”培養方案的經驗,確定“環境工程”專業可行的實習教學方法,將校企聯合培養的模式融入到環境工程專業實習中去。實驗教學方法應該強化學生的動手能力、培養學生獨立思考問題和解決問題的能力。2014年9月,我專業成功納入校級卓越工程師培養計劃。
2.3發展與完善“環境工程”相關課程的綜合性實驗、創新性實驗教學的教學內容
根據環境工程專業的特點,確定綜合性實驗、創新性實驗教學的實驗方案,探索如何實現實驗教學與教師的科研項目有機結合。綜合性實驗和創新性實驗對學生和指導教師的要求較高,與傳統的驗證性實驗不同,這類實驗方案設計的難度大,實驗時間一般較長,實驗數據需要進行嚴密的分析、歸納和整理,這類實驗結果一般來說具有一定學術價值,其結果對指導教師的科研項目有積極參考價值。
2.4改革“環境工程”專業課程設計和畢業設計的教學內容和教學方法
將污染控制的新技術、新工藝、新設備等內容融入到課程設計中去,積極汲取現代水處理技術和固體廢物控制技術的研究成果。近年來,污染控制領域特別是水處理領域的新技術、新工藝、新設備發展非常迅速,為了使學生能夠在本科學習階段不至于學習陳舊的知識和內容,需要在實踐性教學環節讓學生有機會接觸到相關學科的發展動態,體現在“環境工程”專業課程設計和畢業設計等教學環節中則需要有與時俱進的課程大綱,先進的教育教學理念,現代的教學方法等。
2.5設置大學生創新活動平臺
學校設置大學生創新研究項目,旨在培養本科生的創新能力和實踐性能力。大學生創新活動平臺一般由年輕教師申報相應的創新課題,由學生參與完成,學生必須完成一定的任務方獲得實踐創新1個學分。大學生創新項目可以是一般的環境保護科學研究問題,也可以是環境問題的解決方案,企業的技術難題,實習實訓的相關技術問題等,通過大學生創新活動平臺的搭建,顯著提高學生的實踐創新能力。
2.6實施卓越工程師培養計劃
2014年底,環境工程專業卓越工程師培養計劃得到省級人才培養計劃立項建設,2015年環境工程專業將制定基于卓越工程師培養為目標的培養計劃,未來本專業將按照該培養計劃進行。
3強化工程實訓的實踐創新
環境工程實踐性教學環節,雖然包含了實驗、實習、實訓、課程設計與畢業設計等,但最終的目的都是要求學生達到熟悉企業污染治理工程(工藝、技術)、熟悉生產現場與設備材料、熟悉污染治理環節的輔助措施等,所以強化學生的工程實訓、工程設計和施工等內容,并體現一定的創新性思維有重要意義。強化學生在工程實訓中體現一定的創新性是畢業設計的重要內容。為了在畢業設計環節充分體現我校建筑類高校的環境工程專業特色與優勢,我們強化學生的工程教育和工程設計實訓,并采取了一些措施。如要求畢業設計指導教師具有較高的專業指導能力和創新水平,一般學校講師就可以指導畢業設計,而我校對于指導教師有工程實踐方面的額外要求。對于不具有工程方面教育背景的教師,要求通過參加勘察設計相關執業資格考試來提高自己業務水平;還可以通過到設計院、工礦企業進修來提高自己的工程實踐業務水平,目前我專業有4名教師取得了注冊環保工程師或公用設備工程師(給水排水專業)職業資格,有2名教師具有設計院或工礦企業工作經歷。此外,在畢業設計環節要求大膽采用新技術和工藝,以城市污水處理廠設計為例,以前學生多以傳統活性污泥法、卡魯塞爾氧化溝或SBR工藝,現在鼓勵學生在謹慎論證科學合理的前提下采用已經較為成熟的新工藝,如UNITANK、曝氣生物濾池、UCT、倒置A2O工藝等。在涉及到最新工藝和技術的時候,學生對創新思想的認識有明顯提高,也明顯增加了對工程實踐的學習興趣。在課程設計和畢業設計環節,我們組織學生開展興趣小組深度學習或解析國家工程設計規范或工程技術規范(標準),尤其是最新推出的規范(標準),或規范(標準)的修訂內容,對提高工程設計實踐的創新性有明顯幫助。近年來國家的工程設計規范和工程技術規范為了適應快速發展的科學技術水平,更新速度很快。以《室外排水設計規范》為例,2006年推出的版本是GB50014-2006,很快2011又分別推出部分修訂的新版本。工程實訓實踐環節的創新性教育,還體現在工程設計過程對新設備新材料的應用方面,將新技術、新工藝、新材料、新思維帶入工程設計實踐,正是強化工程實踐創新性教育的主要目的。
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1環境工程專業實踐教學環節現狀
1.1理論教學與實踐教學環節聯系不緊密環境工程專業理論課程涉及面非常廣泛,理論性比較強,在實際的工作中理論與工程技術的結合程度比較高,但目前理論課堂中,主要以純理論的教授為主,過于抽象,學生在學習的過程中容易出現難以理解消化的現象,使學生不易清晰明白實際工程技術和意義。
1.2實驗教學安排不利于學生實驗技能培養環境工程專業作為典型的理工科專業,在實際的工作中,要求學生應具備較強的實驗操作能力,實驗課程對與學生而言是非常好的實驗技能的培養機會,我校在環境監測、環境微生物、水處理等多個專業課程中開設了實驗課程,實驗體系比較完備,但是實驗基本都屬于基礎驗證性實驗,實驗目的單一,不利于學生實驗技能和創新能力的培養。
1.3實習基地建設與實踐教學的要求存在差距目前環境工程專業實習主要是認識實習,時間安排比較緊,實習內容相對比較粗泛。實習過程中缺少深入學習生產流程或生產工藝的機會,對學生實際工作能力的培養有限。此外,缺乏崗位實習,而通常崗位實習是最能鍛煉學生專業操作能力的實習形式,實習往往不能達到預期的鍛煉學生實際操作能力的效果。
1.4實踐教學考核體系有待優化實踐教學作為一種教學的形式,必須要具備合理的考核體系。目前環境工程專業實踐教學考核主要依據為就實習報告進行評定,考核手段單一,而對實際操作能力,工作態度等并未納入考核范圍,這樣導致無法形成實踐教學的及時反饋和互動,不利于提高學生的實踐能力。
2環境工程專業實踐教學體系構建的具體措施
2.1師資隊伍建設
2.1.1教師觀念的轉變應用型人才的培養不同于傳統科研型人才的培養,在培養過程中,實踐能力的培養是至關重要的,積極引導專業教師及時轉變觀念,處理好實踐教學與理論教學的關系,做到將二者進行有機結合,以理論教學為基礎,以實踐教學為工具,鼓勵學生主動發現問題、分析問題、解決問題,培養學生的動手能力和創新能力。
2.1.2培養與引入并重本校教師走出去。鼓勵本校教師多去其他單位調研、進修,我校教師曾到北京建筑工程學院、北京華晟實驗教學儀器公司、山東建筑大學、天津城建學院、天津理工大學等單位調研,這為我校實踐平臺構建提供了很多新思路。優秀教師引進來。目前,環境工程專業畢業設計的指導教師中75%左右是來自天津大學、天津城建學院的教授和副教授以及企業工程師,并邀請設計院工程師作為答辯評委,這都對學生實踐能力培養是大有裨益的。
2.2加強實踐環節與理論教學的有機結合環境工程專業具有很強的實踐性,培養學生的工程實踐能力顯得尤為重要。因此,在平時的教學中不可忽視實踐性教學環節[5]。目前,我專業認識實習調整到專業理論課程之后,學生們對專業課有了一定的認識之后,再到現場去學習課堂中所講的那些處理工藝,學習有了明確的目的和針對性,印象更加深刻,學習效果良好。
2.3優化考核方式做好實踐環節的過程控制,加強針對學生個體的個性化訓練,同時,將個性化訓練與團隊精神培養相結合。我專業課程設計和生產實習的考核均增加了答辯環節,這項措施增加了他們對課程設計和實習的重視程度,一定程度上避免了學生實習報告的抄襲現象。從學生實習答辯的表現可大致判斷出學生實習效果,避免了單純從實習報告評定成績的片面性,使實習達到了應有的效果。
2.4建立寬闊堅實的實踐教學平臺
2.4.1實驗平臺實驗教學是實踐性教學的重要組成部分,實驗過程是使學生將理論知識轉化為實踐的重要手段,是課堂教學無法替代的[6]。我專業現有六個專業實驗室,即環境微生物、環境監測、水處理、水力學、水泵及精密儀器六個實驗室。實驗室已配備了環境工程專業教學實驗所需要的各類實驗裝備及分析測試儀器,精密儀器實驗室還配備了頂尖的專業測試設備,為我院青年教師的教學和科研活動提供了便利。在實驗教學中,在原有基礎上進行開發,除了基礎性和驗證性的實驗教學,還引入和開發綜合設計型實驗,目前采用的實驗課教材提供多個綜合性實驗。如水處理實驗設置了離子交換實驗,顆粒自由沉淀實驗,活性污泥法實驗;環境微生物實驗設置了微生物的染色,培養菌的制備和滅菌,細菌純種分離、培養和接種技術;環境監測實驗設置了水中揮發酚的測定,化學需氧量的測定等綜合性實驗。另外,還增加了設計性實驗,學生針對我校仁愛湖水微污染的狀況,測湖水各項水質指標,根據湖水污染的情況,自行設計一套處理工藝流程,設計完畢之后,到實驗室進行試驗驗證,根據最后水處理的結果,由學生對所設計的處理流程進行評價。該實驗可培養學生的創新性思維,同時提高了學生對于知識的綜合利用能力。
2.4.2實習平臺環境工程專業的實習基地匱乏,實習基地建設落后于實踐教學需要。由于環境保護工作崗位有很強的專業性,同時環境工程專業學生的實習無法給實習單位帶來效益,致使實習單位能提供的實習崗位有限[7]。目前,環境工程專業在鞏固原有實習基地的基礎上,與咸陽路污水處理廠、北辰污水處理廠、西安市第四污水處理廠等主要的實習基地建立了長期穩定的合作關系,為學生的專業認識實習和生產實習等教學環節拓寬平臺。另外,2011年我專業和西安第四污水處理廠建立合作關系,學生到西安第四污水處理廠進行生產實習為期兩周,和以往的實習相比具有以下特色:①不是走馬觀花式的參觀,在兩周的時間里學生們系統學習了污水廠的每一個處理構筑物工作原理、流程以及水質指標化驗方法。②此外還學習了污水廠運行管理知識,比如中控室,設備管理,配電和電氣的相關知識,使學生掌握多學科交叉知識。③學生還對污水廠的設計圖紙進行學習,對照著圖紙去現場看,更具有針對性,同時也有利于課程設計和畢業設計的圖紙繪制。
2.4.3實訓平臺實訓有校內實訓和校外實訓,包括教學見習、教學實訓和生產實訓,實訓結合了課堂教學和實習的優勢,教學采用來自真實工作項目的實際案例,通過模擬實際工作環境,使教學過程理論結合實踐,通過學生的參與式學習,能夠在最短的時間內使學生在專業技能、實踐經驗、工作方法、團隊合作等方面提高。此外,我們還鼓勵學生在校期間考取相關職業資格證書,現已有部分學生已經取得了CAD證書、建造師、助理工程師、項目經理等相關職業證書,實訓平臺的作用得到了驗證。
2.5重視課程設計和畢業設計的實踐鍛煉目前我系結合專業課程要求及其實際應用要求而開展的課程設計有:建筑給排水、城市給水處理、水泵與水泵站、給水排水管網、城鎮污水處理和大氣污染控制工程等課程設計。在近幾年環境工程畢業班中,95%的學生的畢業設計選題都與實際工程密切相關,甚至有些畢業設計原本就是實際工程的一部分,使學生將理論應用于實際的能力得到了極大的鍛煉,為就業打下了堅實的基礎。
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關鍵詞: 環境工程專業 存在問題 對策
隨著社會經濟的發展,人類對環境的日益重視,環境保護已經成為世界關注的焦點。在全社會呼吁改善環境質量的同時,對環境工程綜合人才的需求迅速擴大。探討如何進一步培養高素質、高技能的環境工程專業的學生成為當務之急[1]。
一、在環境工程專業學生培養中存在的問題
1.學生的專業認同感差,缺乏明確的學習目標動力。
中國由于長期注重社會經濟的發展,忽略自然環境的保護,一度使大眾的環境保護意識不強?,F今由于環保事業正處于起步的階段,學生對環境保護領域缺乏深入的了解,學生的就業面相對其他專業領域狹窄,因此學生對此專業的認同感缺乏,導致學生在學習過程中不主動,學習動機不明確,學習態度不認真,學習效果不顯著。這些都嚴重影響高等院校環境工程學生在校期間的學業發展狀況,進一步影響學生畢業后的職業生涯的發展,嚴重影響學生培養的質量。
2.教學內容和形式單一,缺乏完善的教育培養體系。
目前專業基礎課教材內容通常偏向于理論知識講解,缺乏工程實用例子,教師通常按照教材編排內容和順序講授,學生感覺內容枯燥乏味,無法對專業知識產生興趣。
隨著經濟和社會的全面發展,知識總量的遞增速度會越來越快,新知識的倍增速度與傳統的教育觀念和方法之間必然存在矛盾。環境工程對學科知識前沿性要求的欠缺導致學生缺乏創新思維,通常出現舊辦法無法應對新問題的情況。一些工程單位反饋的信息表明,高校學生在走上崗位后,由于所學的專業基礎知識不夠寬廣和扎實,某些人顯得心有余而力不足,在知識和技能結構的自我完善、創新能力等方面缺乏解決各行業中主要環境問題的能力。
3.實踐教學環節欠缺,缺乏理論與實際的結合。
環境類專業的專業性很強,對學生的專業技能要求較高,同樣用人單位對畢業生的能力資格非??粗亍D壳皣鴥雀鞲咝W⒅貙W生理論知識的傳授,忽略環境治理實踐環節的培養。學生踏上工作崗位往往出現無所適從,無處下手,無法應對困境,感覺到所學的專業知識無法應用到實際當中,這主要是理論教學和實踐教學脫節造成的。
二、提高環境工程學科學生培養質量的對策
近幾年國家一直十分重視環境保護和治理,把它的高度提升到與經濟建設并齊的位置。國家、企業,包括大眾對于環境保護的意識越來越強烈,尤其是一些經濟高速發展的一線城市如北京、上海,這幾年都在環境保護方面做大量的努力和投入,因此提高環境工程人才培養的綜合素養尤其重要。
1.多渠道引導學生全方面關注環境工程專業,增強專業認同感。
新生入學后要盡早給予他們指導,通過校園或社會當中的環境保護公益組織幫助學生在較短的時間內全面了解人類的環境問題及當今社會環境熱點問題,使學生意識到環境問題的嚴重性及環境工程專業的重要性,激發學生環境工程專業的濃厚興趣。
盡快讓學生接觸環境專業知識,通過參與高年級甚至研究生的實驗研究,熟悉環境工程的多個方向,使學生對自己的學業生涯有合理的規劃。
邀請相關的環境類證書的權威機構進校園宣講,讓學生適當地了解環境專業的就業情況,對自己日后的職業做到心中有數。
2.加強環境工程新技術和工程實例,充實專業教學內容。
在專業課教學內容方面改革,在熟悉了解成熟的污染控制技術理論的前提下,跟蹤當今新興的污染控制技術理論的發展,加大課堂講授內容的信息量和新穎度,充分激發學生的學習興趣和熱情,提高教學效率。同時,對教學內容可進行適當調整,增加一些學科前沿知識及國外技術狀況的講解,理論聯系實踐,增加學生感性認識,提高實際解決問題的能力[2]。
3.進一步加強對外交流,建立長期的校外實踐基地。
課堂內的學習和培養環節顯然很重要,但真正考核學生能力和培養質量的還是進入企業后的工作能力和解決實際問題的專業技能。通過理論學習、實踐培訓及參與項目研究工作,學生具備基本的專業技能和創新能力。然而學生的創新實踐能力還需要到企業實地體驗和鍛煉。通過在校內教師和企業工程師的指導下,共同解決企業實踐中迫切需要解決的問題,把企業實踐中遇到的問題以項目的形式讓教師和學生參與,學生還可以在畢業設計時期有較長一段時間直接參與企業工作,直接鍛煉解決實際問題的能力,做到理論為實踐服務。
參考文獻:
環境工程師范文6
810F中關于環境工程剪裁的定義為“考慮裝備壽命期內通常將遇到的特定環境強迫作用的影響,選擇裝備設計特性/容限和試驗環境、試驗方法、試驗程序、試驗條件、試驗順序,以及改變關鍵設計和試驗量值、故障條件等的過程。剪裁過程也包括編寫和審查工程任務、規劃、試驗與評價文件等。在剪裁中要確保在裝備的整個采辦周期內適當地考慮真實的天氣、氣候和其他物理條件。”810F第I部分的附錄C《環境工程專家環境剪裁指南》中明確指出:“環境工程剪裁是選擇或改變裝備設計和試驗的過程”。這是對810F剪裁定義的很好說明,但不夠完整。實際上,環境工程剪裁是在研究將遇到的環境因素作用的基礎上進行了如下3個方面的剪裁。
選擇裝備設計特性/容限,改變關鍵設計和故障條件這實際上是對裝備設計特性要求的剪裁。所謂裝備設計特性是指根據技術要求通過設計而賦予裝備的特性。這些特性包括裝備的物理特性(尺寸、重量、重心接口、互換性等)、功能性能、環境適應性、可靠性、維修性、測試性、保障性、安全性、電磁兼容性、電源環境適應性等。人們又把物理特性和功能性能稱為產品的專用質量特性,而環境適應性和可靠性等特性稱為通用質量特性。由此可見,剪裁涉及的內容非常廣泛。每一質量特性都有其相應的技術指標和容差要求,如環境適應性,要考慮各環境因素的量值大小和容差。無論是各環境因素應力的容差,還是作為產品故障判據的性能參數容差,其量值的變化實際上就是判定產品是否有故障的依據,稱它們為故障條件。因此上述質量特性的應力量值大小及其容差甚至故障條件均是剪裁考慮的重要因素,均需要根據具體情況剪裁確定。
選擇試驗環境、試驗方法、試驗程序、試驗條件、試驗順序,改變試驗量值這實際上就是選擇和改變試驗的過程,即試驗剪裁。810F中的每一個試驗方法都對應一種環境,因而選擇試驗環境就是選擇試驗方法。但針對該環境因素對不同裝備作用或影響的方式不同,試驗方法中往往設置多個試驗程序,而每個試驗程序均是一個完整的試驗過程,即一個完整的試驗項目。每個試驗程序(試驗項目)均有對應的試驗條件。環境試驗中有一部分試驗項目具有破壞性,而且作用于同一試件上的試驗項目次序不相同時,由于產生不同的減緩或疊加效應,試驗結果會不一樣,因此試驗項目實施次序也應很好地進行剪裁、設計。
編寫和審查工程任務、規劃、試驗與評價文件這實際上是對環境工程任務和管理文件的剪裁。810F第I部分的附錄C《環境工程專家環境剪裁指南》中明確指出:“廣義說來,剪裁過程也包括編寫或修改工程任務和計劃文件”。所謂工程任務,就環境工程來說包括環境工程各個工作項目。GJB4239中規定了包括確定環境適應性要求,進行環境適應設計和預計,開展環境試驗與評價,以及全壽命環境工程管理方面的20個環境工程工作項目。由于軍用裝備研制的起點(包括全新研制、老型號改型)、承研方在型號系統中地位(總體單位、成品廠或成品廠的初始產品供應方)的不同,其實施的工作項目也不同,因而需要根據實際情況,如型號實施的研制階段的不同等剪裁計劃文件和試驗文件。這些剪裁工作實際上是管理要求方面的剪裁。可見,810F的剪裁工作,包括了設計要求(即環境適應性要求)的剪裁、試驗剪裁、管理要求及文件的剪裁,剪裁工作遍及方案論證、研制、生產和使用全過程。
GJB6117-2007《裝備環境工程術語》對實驗室環境試驗剪裁的定義是:“對裝備壽命期各階段實驗室環境試驗工作及內容等進行剪裁,是環境工程剪裁的組成部分”。GJB6117對該術語進一步解釋如下:“是以有關標準或規范規定的試驗方法為基礎,根據裝備(產品)的環境適應性要求、自身特性、相似設備情況、壽命期階段、設備、人員等進行分析和權衡,確定裝備(產品)壽命期各階段環境試驗要求及其具體內容的過程,包括試驗項目、試驗項目順序、試驗條件和試驗步驟等方面的剪裁”。對定義進一步作說明如下:1)實驗室環境試驗剪裁的最主要依據是裝備(產品)研制合同或協議中規定的環境適應性要求;2)實驗室環境試驗剪裁包括GJB4239中規定的壽命期各階段的環境試驗剪裁,不限于環境鑒定試驗;3)實驗室環境試驗剪裁還要考慮產品自身特性、相似設備、試驗設備等其他情況;4)實驗室環境試驗剪裁是環境工程剪裁的組成部分,不包括環境適應性要求的剪裁。810F第I部分的附錄C中還明確指出剪裁的目的是:“幫助確保裝備在其使用壽命期間預期遇到的特定環境方面不會出現過設計和欠設計、過試驗和欠試驗”,從而使“制造出和經過試驗后的裝備能在其整個壽命期經歷的各種環境因素及其量值的作用下可靠地工作”。眾所周知,美國軍用標準810C是一個引用的菜單標準,GJB150作為其等效標準具有相同的性質。因此810C和GJB150中規定的一些試驗條件常常被直接引用作為設計要求和試驗條件,從而導致過設計和過試驗的情況屢屢出現。如許多產品怎么也通不過規定的試驗,但在使用中卻從未出現故障。因而隨著810C和GJB150的廣泛貫徹實施,由于過設計和過試驗所帶來的進度延誤、資源浪費,對自行剪裁確定環境適應性設計要求和環境試驗條件的呼聲日益高漲。810F和GJB150A這類剪裁標準就是為了避免過設計和過試驗而制定的。
環境工程剪裁工作重點是裝備設計要求(環境適應性要求)和環境試驗要求。GJB4239中工作項目201、202、203和204明確規定了實現這一目標的工作要點。在810F中則通過規定一組環境管理和工程任務來指導剪裁工作。這些任務及目標包括:制訂環境工程管理計劃;確定壽命期環境剖面;制定使用環境(數據)文件;確定環境要點/準則清單,即確定環境設計要求和試驗量值,并作相關的技術問題說明;制訂詳細的試驗計劃及編寫環境試驗報告。這些工作關系參見810F中《環境工程工作指南》的圖1-1。顯然,這些工作涉及項目主任(項目總師)、設計工程師、環境工程專家、試驗工程師、試驗實施和操作人員。各種人員根據其職責實施相應的剪裁任務。
810F和GJB150A的剪裁要求和分析
GJB150A是810F第I部分《環境工程工作指南》的第5章《通用實驗室試驗方法指南》和第II部分《實驗室試驗》的等效標準,因此GJB150A的剪裁實際上僅限于對實驗室試驗及相關技術管理文件的剪裁。從表1可以看出,GJB150A和810F的相應部分基本上都有與剪裁相關的內容和要求,但存在著以下差異:1)GJB150.1A的前言沒有直接明確標準的剪裁性質,而810F的前言中則明確說明“其第II部分的各試驗方法不能全套引用,也不能作為不可改變的例行程序使用,而是用于選擇和剪裁的基本方法”。2)810F前言中明確剪裁的內容是設計要求和試驗參數,而且明確標準中的第I部分提供了針對裝備壽命期可能遇到的條件進行剪裁的任務、過程和方法指南。應當指出,剪裁設計要求和環境工程工作任務遠遠超出了實驗室試驗的范圍,已擴充到管理和設計范圍。作為810F這樣一個集管理、設計和試驗方法為一體的混合型標準,前言中有這方面的內容是理所當然的。GJB150A作為實驗室試驗方法標準沒有提及剪裁設計要求,符合我國軍用裝備設計要求應當由總體(師)單位剪裁的研制程序。3)GJB150A中的各試驗方法不像810F第II部分的各試驗方法那樣在一開頭就用眉語強調標準要進行剪裁后才能使用。4)GJB150A的編寫格式基本上與810F相似,去除了GJB150中體現引用標準特點的《試驗條件》和《引用本標準時應規定的細節》二節,而將《試驗條件》一節改為《剪裁指南》?!都舨弥改稀返膬热莩囼灄l件外還包括試驗方法、試驗程序、試驗順序等,具體內容兩者基本相同。#p#分頁標題#e#
GJB150A、810F中有關《剪裁指南》一節強調根據裝備壽命期可能遇到的環境、裝備特性和受環境影響程度等,剪裁確定是否選用某種試驗方法及該方法中的有關試驗程序,以及確定各程序對應的試驗條件。這一過程與我國軍用產品的研制體制和程序不符,也不符合GJB4239中規定的環境工程工作程序,因而易造成以下一些誤解。環境適應性作為一個質量特性在立項論證階段和研制階段早期就應通過應用GJB4239的環境分析中規定的一系列工作項目或810F第I部分4.2.2節和附錄A、附錄C提供的指導,剪裁確定裝備的環境適應性要求的定量和定性要求,然后設計人員按此要求在工程研制階段進行耐環境設計,研制出的硬件才能逐步開展各種實驗室環境試驗。GJB150A和810F中有關部分(如表1中列出的第4節或第2節《剪裁指南》)規定直接按上述方法導出試驗條件,而不提及設計要求,給人的印象就像是環境工作只是進行事后把關的環境試驗。這與810F中一再強調的剪裁設計要求,工程研制階段用環境試驗發現裝備設計工藝薄弱點和探討裝備設計的環境閾值等是不相符的。
對于軍工產品研制來說,實施環境試驗的單位不是第三方就是裝備成品研制單位,他們并不具備確定環境試驗條件的數據,尤其是誘發平臺環境數據,而且這也不是他們的職責。事實上環境適應性要求早就應在研制任務書、合同或協議書中明確,因而環境適應性要求的剪裁在形成上述文件前就應進行并將結果固化在上述文件中。準確地說,應當根據研制任務書、合同或協議書中規定的環境適應性要求來剪裁試驗方法、試驗程序和試驗條件,不同階段的環境試驗均應以環境適應性要求為基礎剪裁其環境試驗的項目和試驗條件等。要指出的是,研制貨架產品的民用部門或軍工單位,并不存在由用戶確定研制任務和簽訂研制合同與協議書的問題,因而沒有用戶規定的要求,也就談不上按用戶要求的指標進行相應的鑒定和驗收環境試驗,產品的環境適應性只能等待實際使用檢驗,因此研制單位可以自行確定環境適應性要求和試驗項目等,甚至不事先確定環境適應性要求,而只確定環境試驗項目和進行相應的環境試驗。應由不同單位分別承擔完成剪裁工作由誰承擔和由誰來認可不明確。實驗室環境試驗剪裁涉及的內容是多方面的,有的項目的剪裁應由使用方負責,有的則應由承試單位實施,甚至由承研單位承擔,其最終結果應經過評審并得到相應機構的批準。這是一個管理問題。GJB150A中沒有相應的說明,因此實施起來容易造成混亂和無所適從,急切需要加以明確。
810F前言中有關剪裁的內容及其分析
810F前言中指出,“標準分為兩部分,第I部分是描述管理、工程與技術在環境設計和試驗剪裁過程中的作用,重點是針對某一裝備項目按其壽命期內最可能遇到的具體環境條件進行設計和試驗準則的剪裁過程。”其含意是根據裝備壽命期最可能遇到的環境條件,對環境適應性設計要求和環境試驗量值進行剪裁。810F的第I部分及附錄中提供了進行這種剪裁的具體指導,顯然剪裁工作只有使用方和型號總師單位才有條件且有責任承擔。第II部分是按第I部分的剪裁指南進行剪裁時要用到的各種試驗方法,前言中指出“需要強調的是這些方法既不能全套引用,也不能作為不可改變的例行程序使用,而是可以進行選擇和剪裁的,以盡可能產生最合適的試驗數據”。明確說明了810F中的試驗方法部分不能直接引用,而是要經剪裁后才能使用。GJB150A作為等效標準并沒有在總則的前言中明確標準的剪裁特性。
需要指出的是,人們往往把810F的應用剪裁工作看得很困難,其實不然,并不是標準中的每個試驗方法剪裁均要具備大量的資料數據和復雜的剪裁技術。810F前言中指出:“每個試驗方法中都包含有一些環境數據和參考文件,且闡明了該試驗方法剪裁的可能性。有些方法有很大的剪裁余地,有些方法可通過剪裁達到既定的極限,有些方法的剪裁選擇相對較少……每個試驗方法都包含基本原則以幫助確定適當的剪裁水平……這些試驗方法中所包含的任何具體的剪裁信息和量值均可被可得到的最新信息或裝備的具體信息所取代”。810F前言的這一段描述不僅說明了剪裁工作的靈活性,即隨時可用新的信息取代原有剪裁的結果,這說明了各試驗方法的可剪裁性存在很大的差別,應當具體分析和區別對待??杉舨眯杂腥缦?種情形:
一般說來,模擬平臺誘發環境的試驗方法有很大的剪裁余地。這不僅是由于平臺誘發環境隨平臺種類和在同一平臺上位置的不同而變化,而且由于試驗方法中模擬這種環境的試驗程序具有多樣性。典型的試驗方法是高溫工作試驗和振動、沖擊等力學環境試驗。在這些試驗方法的確定試驗條件章節中明確規定:“盡可能使用裝備安裝平臺上的實測數據來確定試驗激勵參數,以獲得對真實環境更好的模擬;或者作為替代,使用相同類型平臺裝備位置上的數據。”因此,標準的正文或附錄中提供的環境數據或試驗參數只有在上述條件不具備的情況下才能使用。此外,同一試驗方法中往往提供多個試驗程序或試驗參數控制方式,因而需要根據裝備實際情況和可用模擬方式的不同等來選擇試驗程序。因此這些方法在確定試驗條件和試驗程序方面有較大的剪裁余地。
一般說來,在模擬自然環境因素作用的試驗方法中,某些試驗方法的剪裁和選擇的可能性相對較小。這是因為自然環境是自然界產生的,與平臺本身沒有直接關系,不管是什么類型的裝備,在同樣區域和同樣時期內其壽命期中遇到的主要的自然環境因素種類和強度都是相同的,只是由于裝備本身的遮擋作用對其內部不同位置的影響或許會有差別。典型的環境如雨淋、沙塵、鹽霧、風壓、積冰/凍雨有關環境等,這些環境因素的作用強度往往是通過對自然環境因素數據多年的測量記錄和統計分析得出的,對于具體裝備來說,只要從根據這些數據制定的相應標準如GJB1172《軍用設備氣候數值》和MIL-HDBK-310《全球氣候數值》中選擇就可以了。這些標準中按1%、5%、10%等時間風險提供了相應的數據。確定環境適應性設計要求和驗證試驗要求時,只要確定選用的時間風險值后即可從標準中直接查得相應的數據。要指出的是,GJB150A中的濕熱試驗僅提供了一個程序,其試驗條件也是明確的,因而幾乎沒有剪裁或選擇的余地,這一試驗的不可剪裁是因為試驗的設計原則為不打算模擬濕熱環境,而只追求能夠充分發現濕熱環境引起的問題。#p#分頁標題#e#
一般說來,氣候環境因素中的一些環境因素(如溫度)也可成為誘發環境因素。其對應的試驗方法要進行剪裁,但十分有限。典型的試驗方法是高溫日循環貯存、日循環工作試驗和太陽輻照試驗。這3種試驗的溫度條件均是太陽輻照誘發產生的,而太陽輻照所誘發的溫度的高低往往取決于裝備部署所在地區的緯度和相關的一些其他因素,因此標準中提供了幾種類型的日循環,需要根據部署地域從中選取,其可選擇程度是極有限的。需要指出的是霉菌作為一種生物環境因素,與氣候環境因素不同,沒有時間風險率的問題。標準中給出美國的5個菌種和歐洲的7個菌種,可按產品應用場合從這兩組菌種中選擇。流體污染試驗標準中,提供20多種試驗流體,具體產品試驗選用哪種流體,可根據實際情況選擇??梢娝鼈兊倪x擇也是有限的。