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環境科學與工程基礎范文1
大學為了實現“人才培養、知識生產、社會服務”三大功能,需要進行一種專業目的的學科群建設,以學科群組織人才培養模式。本文在對環境科學學科群和相應的專業課程體系進行系統分析的基礎上,對環境科學專業課程體系設置進行探討,為建立適應新時期要求的環境科學專業人才培養方案提供科學依據,也為專業建設提供一種新范式。
1專業學科群
高等學校的專業是一種傳承知識、培養人才的組織方式,主要指學術和人才培養的人為分類,起著目錄性的指導作用,規定著師生探索的方向和范圍,也起著范型的作用,是人才培養的范式。從知識角度講,專業也是實現知識領域專門化的一種方式,是知識、學科及學科群的一種組織形式,既是具有一定共性和內在聯系的學科群的集合體。
專業學科群包括基礎學科、帶頭學科和外延學科三個層次。學科群建設就是要加強基礎學科的理論源頭作用,發揮帶頭學科的牽引作用,使多形態的學科結構產生協同效應,緊密聯系交融形成一個學科整體是學科發展的一個新模式。學科群必須有帶頭學科。帶頭學科領域內的知識內容必須是學科群中心任務所涉獵的內容的大部和關鍵所在,是眾多學科之中的核心學科和首席學科,擔負起領導和組織的功能,連通、協調著各個學科、各層次學科,起著牽引作用。根據環境科學專業的發展演變過程和傳統特色,環境科學是其帶頭學科,也是環境科學專業學科群的主干課程?;A學科是學科群的理論源頭,環境科學專業的基礎學科為地學、化學。
2環境科學專業學科群分析
2.1環境科學專業淵源
環境科學就是研究人及其生存環境間關系的一門學科。環境科學學科都是在傳統學科中衍生、發展、壯大起來的,在環境科學的初級階段,與環境科學的相關學科分別從解決環境問題的不同角度出發,形成了具有各自學科特點的環境類專業,如環境化學、環境地理學、環境地質學、環境生物學、環境工程學等,形成了各類環境科學分門別類發展,百花齊放,百家爭鳴的局面。這樣環境科學學科都以二級學科的形式附屬在傳統學科內。例如,綜合性和師范型大學的環境科學體系主要起源于地理學、化學、和生物學等學科,農業大學的環境科學體系主要起步于土壤農化和農業環境保護,海洋大學的環境科學體系主要側重于海洋環境科學等。隨著環境科學進入綜合發展階段,由于實際環境問題的綜合性,前述學科通過相互聯系、聯合、融入和融合,并逐漸綜合、歸并為環境科學和環境工程兩個專業。1998年國家對學科設置體系進行了調整,新設了環境科學與工程一級學科,其下包括環境科學和環境工程兩個二級學科,其中環境科學所涵蓋了原來的環境地理學、環境化學、環境生物學、環境海洋學等多個二級學科,成為一個覆蓋面非常廣的一個新的二級學科。
2.2帶頭學科的演變
環境科學是一門綜合性強的科學,研究核心是人地關系。研究對象是人地系統,是指環境與人類活動兩個子系統相互作用,構成的具有一定結構和功能機制的復雜巨系統。按照研究人地關系系統相互關系的課程設計,環境科學專業主干課程是環境科學。
環境科學是一門年輕的交叉科學,環境問題是環境科學發展的根本驅動力,環境科學發展以環境問題為導向。20世紀50年代初,環境科學是在人類認識解決環境問題的過程中逐步產生和發展起來的,是人類社會生產力和科學技術發展到一定階段的產物。因人們對環境問題的日益重視而在國外被提出,隨著國際社會對環境問題關注的不斷加強而得到發展,特別是進入20世紀七、八十年代后,得到了迅速發展,逐步形成了一門具有領域廣泛、內容豐富的獨立新興學科。
環境科學是多學科、多門類的綜合性科學,不過主要是移植其他眾多自然科學學科如生物學、地學、化學、氣象學、經濟學、工程學、規劃學等的原理和方法應用,及相關學科分化,并隨著科學和技術進步而逐步發展起來的。從地球科學分化出的環境地學包括環境地理學、環境地質學、環境海洋學、環境地球化學以及環境生物地球化學和環境大氣學等。生物學分化出環境生物學和環境醫學包括環境生態學、環境水生物學、環境微生物學、環境生理學和環境毒理學等。由化學學科分化而來的環境化學包括環境分折化學和環境工程化學、環境有機分析化學、衛生工程化學、用水廢水化學、大氣污染化學、土壤污染化學和海洋化學等。環境物理學,包括輻射生物學和輻射醫學以及環境聲學、環境空氣動力學等。工程類的環境工程學包括給水排水工程、給水及污水處理工程、供熱工程、空氣調節技術、除塵技術、冷凍技術、“三廢”綜合利用等。環境社會科學是從社會學科發展而來的,包括環境發展史、環境污染史、環境經濟學、環境規劃和環境管理學等。90年代前后,才開始注意到社會科學在研究和解決環境問題中的重要作用,環境哲學、環境社會學、環境倫理學以及環境法學等學科才逐漸形成。
20世紀70年代,聯合國教科文組織,把“人與生物圈”的研究列為全球性課題,強調從宏觀上研究人與環境的規律。人類面臨的人口、糧食、能源、環境、健康等重大問題都是環境科學的研究內容,既要從廣義的科學、技術和社會角度解決,更是從生物認)與環境角度來解決。這樣,“環境科學”以其與時倶進的強大生命力,不斷地擴充其學科視野,擴展其理論視界,擴張其應用視域,直到全面關注并深層關懷人類的生存與發展的生態文明前景。這樣不僅形成了眾多的環境科學分支,還與其他一些應用學科甚至社會學科相互滲透,產生了許多應用科學。人類環境學基礎理論包括環境動力學、環境控制論和環境系統學;從應用上分有環境工程學、環境規劃學和環境管理學;從層次等級分有個體環境、家庭環境、企業環境、社區環境;從系統類型分,有農村環境、城市環境、工礦環境、交通環境;從學科領域分,有經濟環境學、文化環境學、社會環境學、行為環境學、環境倫理學、醫學環境學、教育環境學和技術環境學等。
環境是指人類賴以生存的自然環境和社會環境,是圍繞生物界泡括人類)并構成生物生存的必要條件的外部空間和無生命物質,如大氣、水、土壤、陽光及其他無生命物質等。環境科學的主體是人,人的活動遵循社會發展規律,向自然界索取資源,產生出一些新的東西再返回給自然。環境科學的目的就在于弄清人類和環境之間各種各樣的演化規律,包括人和環境的關系;人類活動引起環境質量的變化,這種變化又反過來影響人類活動,使我們能夠控制人類活動給環境造成的負面影響。它的任務就是要揭示人和環境的這種相互作用的客觀規律,以及運用這個規律來保護和改善環境。環境科學的研究從宏觀上講,研究人和環境相互作用的規律,由此揭示社會、經濟和環境協調發展的基本規律。從微觀上講,環境科學要研究環境中的物質,尤其是人類活動產生的污染物及其在環境中的遷移、轉變、積累、歸宿等過程及其運動規律。還要研究環境污染綜合防治技術和管理措施,尋求環境污染的預防、控制、消除的途徑和方法。經過數十年的發展,學科內容進一步細化、深化,分支成環境科學學科群。環境科學學科群包括生態環境學科集、環境學學科集和應用環境學學科集。
2.2.1生態環境學科集
生態環境科學學科集包括基礎環境因子學科子集和生態環境學科子集。
環境科學研究的環境是圍繞著人的生存環境,包括自然界的大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈。基礎環境因子學科子集細分為地質學、地貌學、氣象學、水文學、土壤學、動物學、植物學、微生物學等環境因子,每個環境因子都包括一個系列學科,如土壤學系列學科包括基礎土壤學、土壤地理學、土壤資源學、環境土壤學、土壤調查與制圖、土地評價、土壤改良治理工程與技術、水土保持、土壤社會學等課程;同時包括地質環境學、地貌環境學、大氣環境學、水文環境學、水資源環境、土壤環境學、生物環境學、植物環境學、動物環境學、微生物環境學等環境因子系列學科。
生態環境學科子集細分為海洋、河流、沙漠、草原、森林、農田、湖泊、沼澤、平原、山區、高原、丘陵、盆地等類型,包括海洋學、流域學、草原學、森林學、農田學、湖泊學、自然地理學、經濟地理學和人文地理學等學科;海洋環境學、流域環境學、沙漠環境學、草原環境學、森林環境學、園林環境學、農田環境學、湖泊環境學、河流環境學、城市環境學、聚落環境學等系列課程;同時包括生態系統工程學、海洋環境工程、水利工程環境學、沙漠環境工程、草原環境工程、森林環境工程、園林環境工程、農田環境工程、湖泊環境工程等系列學科。
2.2.2環境學學科集
環境學學科集包括基礎環境學學科子集、社會環境學學科子集和環境工程學科子集。
基礎環境學學科子集包括環境科學概論、環境地質學、環境地球化學、環境海洋學、環境土壤學、污染氣象學、環境化學、環境物理學、環境微生物學、環境生物學、數學環境學、化學環境學、環境醫學、環境毒理學、環境生態學、環境監測、環境質量及評價、環境儀器分析等系列學科。
社會環境學學科子集包括環境哲學、環境科學方法論、環境統計學、環境倫理學、環境社會學、自然環境保護學、清潔生產概論、環境信息系統、環境保護學、環境管理學、環境經濟學、環境法學、環境美學、景觀環境學、環境政治學等系列學科。
環境工程學科子集包括環境規劃學環境工程學、環境生態工程學、環境保護工程學、環境系統工程學、環境地球化學工程學、水污染防治工程學、大氣污染防治工程學、固體污染防治工程學、噪聲控制工程學、環境材料等系列學科。
2.2.3應用環境學學科集
應用環境學科是飛速成長的環境科學學科群中另一個重要學科子集。環境學與經濟學相結合產生了經濟環境學,同理如農業環境學、資源環境學、城市環境學、產業環境學、家庭環境學、工程環境學、環境教育、放射性環境學、農村環境學、區域環境學、全球環境學和宇宙環境學等都是環境科學應用的重要研究領域。出現了環境科學與環境工程學科雙向同步發展的景象,如與前述應用環境科學學科相對應的農業環境工程、資源環境工程、城市環境工程、產業環境工程、家庭環境工程、環境教育工程、放射性環境工程、農村環境工程、區域環境工程、全球環境工程和宇宙環境工程等學科紛紛出現,這樣就逐漸形成了飛速成長的應用環境學學科集。
2.3環境科學專業學科群的外延發展
環境科學專業是一門新興的、多學科交叉滲透形成的、與人類及生物生存息息相關的前沿學科集其知識體系涉及自然資源和環境資源的高效利用、浪費、污染及控制、生態與環境建設的各個方面。因此人和環境科學集向外延拓展:(1)人一方面外延發展成人、生物科學與技術進而發展成包含現代生物認肢術與工程的生物(人)科學集;另一方面人口資源外延發展成自然資源,發展成以人口資源為主體的自然資源調查與保護、管理,進而發展成為資源科學學科集;(2)環境科學由人類生存環境發展成為生物(人)環境系列課程,外延發展成社會環境、人類環境系列課程,進而發展成為包括自然環境學科、社會環境學科、人類環境學科的環境科學學科集。
2.4農業大學環境類特色學科
農業大學最大的特色學科是農業學科群屬于生命科學群的重要組分。經過數十年的發展,農業己經形成了許多傳統學科,與環境科學專業有關的課程有:普通生物學、植物學、動物學、微生物學、植物生理學、植物生物化學、農業概論、作物栽培學、園藝學概論、生物保護學、設施園藝環境調控工程、養殖環境工程、農業生態學、農業病理學、植物保護學、試驗設計與生物統計、農業儀器分析;農業氣象學、農田水利學、土壤肥料學、農業環境學、園林環境學、生態農業、循環農業、綠色(有機)食品工程、建筑環境學、環境景觀設計等。
2.5地方環境特色學科
青島農業大學位于美麗濱海城市一青島市的腹地城陽區,瀕臨黃海,東接嶗山、西鄰膠州灣,濕地廣布,水域(濕地)環境研究方便。學校具有強大的農業技術背景,依托這一背景,學院環境科學專業將在農業環境保護、濕地(尤其是海洋)環境保護、區域環境規劃、農業環境工程等方面獨具一格。
3環境科學專業課程體系設置
高等學校的“專業”指的就是一個系列、有一定邏輯關系的課程組織151。因此,專業就是培育學科群的組織保證,是圍繞社會需要,尤其是人才培養的需要,組織多學科協同攻關,形成一些由若個具有某一共同屬性的分支學科構成的學科群體和人才培養的范式。
環境科學著重研究區域生產(生活)活動中的環境污染問題及資源利用與生態、環境和工程之間的相互關系,其工作重點是在可持續發展戰略思想的指導下,努力提高環境容量,注重區域生態環境的保護和環境質量的改善,保證區域環境健康和優質農產品生產,確保生物認)生存的環境質量,是人們生活、生產和環境保護的理論基礎,也迫切要求用較為完善的理論去對許多應用性問題提供專門指導?!皣抑虚L期科學技術發展綱要”161中指出:防止水土流失、保護生態環境,建立合理的農林牧副漁復合生態體系。發展生態建設工程,開展溫室效應、酸雨及臭氧層機理,及其對環境和人體影響的研究。是中國21世紀初環境科學研究發展的前沿和核心領域。由于環境問題涉及面廣、性質復雜,其解決需要各相關學科的知識,環境科學專業也就需要同時具備相應的基礎知識和基本技能,尤其是現代科學技術的發展和解決環境問題的迫切性,要求環境科學本科專業人才必須具備廣博的理論基礎和扎實地掌握相應的技術手段。針對環境科學涵蓋面的廣泛性和所研究問題的復雜性,客觀上需要專業方向各有所側重的人才多樣化,需要具有深厚理論基礎的綜合能力和適應性強的專業人才的特點。這就要求學生掌握環境科學方面的基本理論、基本知識,受到應用基礎研究、應用研究和環境管理的基本訓練,熟悉國家環境保護、自然資源合理利用、可持續發展、知識產權等有關政策和法規,了解環境科學的理論前沿、應用前景和最新發展動態,以及環境保護產業的發展狀況;同時通過學科交叉、滲透,加強基礎理論教學,拓寬學生的知識面,強化專業基本技能、基本實踐的訓練,培養學生具有系統扎實地環境領域的科學研究、工程設計和管理規劃能力,具備區域環境質量監測與評價、生態環境建設、資源利用技術、環境規劃與管理、環境質量保障方法和可持續發展方法的基礎理論和基本技能,具有較好的科學素養及一定的教學、研究、開發和管理能力,成為基礎扎實、適應性廣、能力強、素質高的區域環境系統規劃、建設和管理的技術人才,能在科研機構、高等學校、企事業單位及行政部門等從事科研、教學、環境保護和環境管理等工作。高等學校應在教育部頒布的環境科學專業課程體系基本框架下,根據環境科學專業學科群發展的要求,按照“寬口徑、厚基礎、強能力”的原則,結合自身特點和所處環境,從有利于學生就業和繼續深造兩方面著手構建環境科學專業的課程體系和人才培養模式。
專業學科群是本專業的主干課程的細化、交叉融合形成的系列課程的集合,以本專業的主干課程系列課程為核心,以專業主干課程的外延課程系列為支撐,加上這些專業課程的基礎課程群,形成金字塔型學科群。地方農業院校環境科學專業學科群包括化學科學學科集、生物濃業)科學學科集、生態環境科學學科集、環境科學學科集和環境工程科學學科集。青島農業大學將前述的環境科學專業學科群分成專業基礎課程、專業課程、專業選修課程等層次,形成環境科學專業課程體系。針對龐大的課程體系,特別是眾多的選修課,學生們往往很迷茫。為了學生們能根據自己的喜好,很好地在環境科學領域定位自己、發展自己,在寬口徑的基礎上,能有一技之長,畢業后成為能在產業環境保護、生態農業、循環生產、污染監測及控制的教學、科研、管理等工作的應用技術型人才。我們結合農業資源與環境科學的發展趨勢,緊密結合中國資源管理與環境保護方面的問題與社會需求,尤其是“三農”領域的廣泛需求,考慮到農業院校的基礎和環境科學領域的特色,根據市場的需要考慮設立多個專業方向,來培養多層次、多樣化、適應性強的各類人才。按照“基礎+模塊”模式設置了環境科學專業課程體系,將環境科學專業選修課程分設三個方向,每個學生至少選修一個方向的課程、至少選修8個學分人文社科類課程和一定任選課。濕地晦洋)環境科學方向:主要選修課程有水生生物學、水文與水資源學、海洋學導論、自然資源學、水域生態學、水污染與控制、水污染治理、海洋環保技術、水土保持、環境生態工程學等;
污染控制方向:環境工程原理、CD制圖、產業生態學、城市生態學、環境風險評價、環境土壤學、清潔生產概論、大氣污染控制工程、固體廢棄物處理與資源化、物理性污染控制、水處理新技術、室內空氣污染控制工程等;
環境科學與工程基礎范文2
一、《地球科學概論》的教學內容
根據《工程教育認證標準(2015版)》,該標準由通用標準和專業補充標準組成;通用標準是各工程教育專業應達到的基本要求,專業補充標準是在通用標準基礎之上根據本專業特點提出的具體要求。在測繪工程的專業補充標準中,課程設置分為四類,即:數學與自然科學類課程、工程基礎類課程、專業基礎類課程、專業類課程?!兜厍蚩茖W概論》屬于數學與自然科學類課程中的自然科學課程。
地球是一個巨大的系統,地球的各圈層在不斷地演化與相互作用,人類對地球的認識在不斷地深化。通常,《地球科學概論》的教育教學內容包括以下四個方面:(1)地球的形成和組成,包括宇宙中的地球、行星地球簡史、地球的物質組成三個部分;(2)地球的外部圈層,包括大氣圈、生物圈、水圈,以及地球表部圈層的相互作用四個部分;(3)地球的內部圈層,包括地球的內部圈層的劃分和性質、巖石圈內部物質的轉化、巖石圈的變形與變位、重力地磁與核幔作用四個部分;(4)人對地球的認識和人與地球關系,包括地球系統科學、人與資源、維護我們的生存環境三個部分。
二、《地球科學概論》知識點的涵蓋
在2013年版測繪工程本科人才培養方案中,設置了《地球科學概論》課程,該課程可以很好地涵蓋教學內容的所有知識點。但在之前版本的測繪工程本科人才培養方案中,沒有設置《地球科學概論》課程,對于2011級、2012級同學來說,該課程的知識點需要由其他課程的教學內容來涵蓋;具體設置的相關課程有:第3學期《環境科學概論》、第4學期《煤礦地質學》、第5學期《采煤概論》以及第7學期的《開采沉陷與變形監測》、《土地復墾與生態重建》。
《環境科學概論》的知識點,通常包括:大氣環境、水體環境、土壤環境、固體廢物與環境、物理環境、生物環境、環境管理、環境科學技術與方法、全球環境變化與可持續發展等。
通常,可以涵蓋《地球科學概論》第四方面內容(人對地球的認識和人與地球關系),同時大氣環境、水體環境、土壤環境、固體廢物與環境、物理環境、生物環境,可以部分地涵蓋《地球科學概論》第二方面內容(地球的外部圈層)。
《煤礦地質學》的知識點,通常包括:基礎地質理論部分,地球概況、地質作用、礦物巖石、古生物地史、地質構造、煤與煤系等,應用地質工程技術部分,影響煤礦生產的主要地質因素、礦井水文地質與防治水、煤礦環境地質、地質勘探、主要地質圖件、儲量管理、地質編錄、地質報告與說明書、煤礦地質信息技術等;可以涵蓋《地球科學概論》第一方面內容(地球的形成和組成),同時,可以較多地涵蓋《地球科學概論》第三方面內容(地球的內部圈層),以及部分涵蓋《地球科學概論》第二方面內容(地球的外部圈層)?!恫擅焊耪摗返膬热葜饕敲旱V生產建設的基礎知識,知識點通常包括:煤礦地質、煤田開發、井田開拓、采煤方法、井巷掘進與支護、礦井通風與安全、礦井生產系統等;可以較多地涵蓋《地球科學概論》第三方面內容(地球的內部圈層),以及部分涵蓋《地球科學概論》第二方面內容(地球的外部圈層)。
《開采沉陷與變形監測》主要內容是:地下開采引起的巖層與地表移動、地表及巖層移動的觀測工作、地表沉陷的一般規律、地表移動與變形預計、開采損害及其防護措施、露天礦邊坡的穩定性監測、下沉與變形監測新技術;可以較多地涵蓋《地球科學概論》第三方面內容(地球的內部圈層),以及部分涵蓋《地球科學概論》第二方面內容(地球的外部圈層)。《土地復墾與生態重建》主要內容是:土地復墾與生態重建的概念、內涵與發展歷史,采礦對土地與環境的影響,土地復墾與生態重建的技術,礦區土地復墾與生態重建中的測量工作;可以較多地涵蓋《地球科學概論》第四方面內容(人對地球的認識和人與地球關系),以及可以部分涵蓋《地球科學概論》第三方面內容(地球的內部圈層)。
所以,雖然在之前版本的測繪工程本科人才培養方案中沒有設置《地球科學概論》課程,但《地球科學概論》的知識點,已經得到了很好的涵蓋。
三、《地球科學概論》的教學特點
通常認為,《地球科學概論》不同于《普通地質學》?!镀胀ǖ刭|學》是地質類專業學生的一門入門性的課程,解決的是專業入門教育問題,以今后從事地質工作為培養目標,在后續課程中將深入學習《普通地質學》中每一章的內容,是相對較純的地質學的研究內容。而《地球科學概論》是由原來的《普通地質學》拓寬、發展而來的,課程的內容更加廣泛,涉及的學科更多,體系更加龐大,不僅包括自然科學中比較成熟的地學知識,而且要面對當代技術發展和人類面臨的重大問題,它的主要對象是非地質類專業但與地學相關專業的學生,它不以今后從事地質工作為培養目標,沒有相應的后續課程,主要任務是為剛進入大學校門的學生傳授地球科學的基本知識,進行地質思維的教育,使學生建立起正確的地球觀,具有人與環境和諧發展的科學素質,培養學生對自己所學專業的興趣。
通常來說,《地球科學概論》具有內容多、課時少、程度淺的特點。內容多體現在:地球科學是六大自然科學之一,地球科學所研究的對象具有空間跨度大、時間跨度長、地質過程復雜的特征,不僅要介紹地球的形成和組成,而且要介紹地球的外部圈層、內部圈層,闡述地球系統的整體作用和不同圈層之間的相互關系,在這基礎上,還要介紹人類對全球變化、環境保護、資源利用和災害防治等當今熱點問題的認識和態度。
課時少體現在:通常該課程僅僅為32學時或40學時,相對于龐大的教學內容而言,課時顯得十分的有限。程度淺體現在:《地球科學概論》是有關地球科學基礎知識的一門通識性課程,不以從事地質工作為培養目標,在講授時應由淺入深、由表及里將復雜的地質現象用淺顯易懂的方式加以解釋。以上的這些特點,也就決定了,要上好這門課,不能照本宣科,必須十分熟悉教學內容,必須對教學內容進行高度的凝練,教學過程中在具有很強的知識性、理論性的同時,還要具有很強的趣味性、思想性。
四、《地球科學概論》教學對專業認證的支撐
自2006年起,由教育部牽頭,我國工程教育專業認證工作在機械、化工等行業開展了試點工作;隨后,工程教育專業認證工作有序推進。我國工程教育專業認證工作的全面展開,對引入先進的教育理念與質量保障文化、引導工程教育專業建設與教學改革、全面提高工程教育人才培養質量,意義重大。測繪地理信息類專業認證從2012年開始,由國家測繪地理信息局和中國測繪學會進行認證工作。根據《工程教育認證標準(2015版)》,在畢業要求方面應覆蓋12方面的內容:1.工程知識;2.問題分析;3.設計/開發解決方案;4.研究;5.使用現代工具;6.工程與社會;7.環境和可持續發展;8.職業規范;9.個人和團隊;10.溝通;11.項目管理;12.終身學習。
《地球科學概論》教學對測繪工程專業認證的貢獻,首先是課程設置的需要,《地球科學概論》屬于數學與自然科學類課程中的自然科學課程。其次是教學內容為測繪工程專業的后續學習提供了一定的基礎,如地球形狀的知識是投影帶劃分的基礎,大氣圈的物質組成和分層的知識是航空攝影測量的基礎,地球重力場和地磁場的知識是地球物理大地測量的基礎等。最后是對專業認證畢業要求的12個方面中的幾個方面有一定的支撐;在“6.工程與社會”方面:例如,滑坡是一種地質災害,具有突發性的特點,通過觀測整體的微小變形量,構造統計分析模型,能夠及時有效地預測變形體的變化趨勢,為防治災害提供基礎。這不僅是一個工程技術問題,而且是涉及到人身財產安全的社會問題。
在“7.環境和可持續發展”方面:地球是養育著億萬種生命的搖籃,是唯一適合人類生存的美好家園,為人類提供了空間、環境、資源等一切賴以生存與發展的條件。人類在發展自身的歷程中,對地球的索取遠遠超過對她的關愛與保護,這種人地關系的失衡導致了資源、環境、生態和人口等問題,并對人類生存和發展構成了威脅。正如郝詒純院士在為《地球科學概論》作序中指出的:地質科學已成為保障人類生存的科學,發展和普及地球科學是關系到中華民族乃至全人類生存和繁榮昌盛的意義深遠的戰略。在“8.職業規范”方面:在地球科學發展的過程中,存在著很多的爭論,如水成論與火成論的爭論、災變論與漸變論的爭論、固定論與活動論的爭論等,這些不同學說之間的爭論極大地推動了人們對地球科學的理解,豐富和完善了地球科學的理論。這些內容,對于培養同學們的辯證唯物主義思想、提升人文社會科學素養具有很好的幫助?!兜厍蚩茖W概論》的教學,還可以促進認識地球、了解地球,關注人類與資源、環境、災害、可持續發展等問題,從而珍惜自然資源,愛護生存環境,增強社會責任感和歷史使命感。
環境科學與工程基礎范文3
隨著社會經濟的迅猛發展,環境污染問題不斷突出。近期,國家在環境保護方面相繼出臺了《全國地下水污染防治規劃(2011-2020年)》、《“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》、《“十二五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》、《大宗工業固體廢物綜合利用“十二五規劃”》等政策,對實現節能環保、提升基本環境公共服務、改善環境質量等重大環保民生工程更加重視,同時對環境保護人才也提出了更多的需求和更高的要求。面對社會中頻繁出現的黑心工程、豆腐渣工程,社會公眾對工程師社會責任感的提升提出了迫切要求。但是目前我國高等教育發展趨向大眾化,工科院校承擔的擴招任務較重,高校新生差異較大,綜合素質出現下降。[1,2]狹窄的傳統環境工程專業人才培養模式已經無法滿足社會經濟快速發展與建設資源節約型、環境友好型社會的要求,畢業生的工程意識、創新意識較為薄弱,社會責任感、合作精神、適應能力及運用多學科知識解決問題的能力等方面顯著下降。[3]
課程體系作為高校教學體系的核心環節,對實現人才培養目標和適應社會需求具有重要作用。本文將以應用型本科院校河南城建學院為例,對環境工程專業課程體系的改革進行探討。
一、應用型本科院校環境工程專業課程體系現狀
1.缺乏工程倫理教育
20世紀末,美國工程教育界率先提出了大工程觀的概念。從大工程觀念出發,作為一名合格的現代工程師,既要具備一定深度和廣度的科學基礎,具有一定的本專業知識和動手解決實際問題的能力,還要對經濟環境(本文由收集整理市場)、社會環境、公共政策、人際關系、道德規范、審美以及自然環境有一定的了解與適應能力。
美國斯坦福大學要求學習工程科技的學生,必須具備多方面的人文和社會科學知識,并加強在道德、文化等方面的修養,且在課程設置上體現學科交叉、融合的綜合化思想。[4]北京科技大學(原北京鋼鐵學院)于1999年最早開設工程倫理學課程,之后西南交通大學、清華大學、福州大學、東南大學、大連理工大學等相繼開設了此課。其中,西南交通大學將工程倫理學確定為必選課,并將其建設為四川省精品課程,其他高校則主要以本科生選修課的方式開設。2011年舉辦的全國第三屆科學技術與工程倫理學術研討會進一步推動了科學技術與工程倫理學科的發展,同時指出加強對學生的工程倫理教育,是塑造未來高素質工程技術人員必不可少的環節。
河南城建學院是一所以“城建”為特色,以培養具有綜合素質和創新精神的高級應用型人才為目標的新建工科本科院校,但目前包括環境工程專業在內的所有工科專業均未開設工程倫理方面的課程,因此在對學生的大工程意識、工程技術人員基本職業素養和社會責任感的培養方面存在很大不足。
2.文、理、工學科融合不夠
工科學生普遍存在學生文化視野狹窄,表達能力、社會適應能力及合作意識相對較弱,運用社會科學等多學科知識解決問題的綜合能力較差等問題,主要是由于工科院校中學科融合不夠所致。而目前環境污染問題不斷復雜化,環境問題與經濟問題、社會問題交織,要實現環境問題的解決,不但需要專業知識,更需要法律、經濟學、溝通技巧等各方面的綜合能力,而有時這些能力會成為推動問題解決的關鍵性因素。河南城建學院目前設有42個本科專業,涵蓋工學、管理學、理學、文學、法學、經濟學等六大學科門類,其中工學專業為24個,基本上形成了理工結合、文理滲透、城建特色鮮明的學科專業體系,但在課程體系方面存在很多問題,如課程設置缺乏工科針對性,即課程內容應用性和指導性相對較差,缺乏公共選修課的精品課程,課程考核機制不健全,導致授課效果受到影響。
3.應用型人才創新意識和創新能力培養較薄弱
社會經濟結構、生產方式、消費模式不斷改變,由此產生的環境污染性質、污染物種類不斷變化,因此對環境工程專業人才的創新素質提出了更高的要求。面對不斷更新的環境問題,環境工程人才必須樹立創新意識,能用科學技術創造性解決工程問題,不斷創新科技手段和管理機制,才能實現對環境問題的有效解決。而目前國內培養應用型人才的院校多為新建本科院校,主要由??茖W校通過重組、合并后升格形成,辦學上本??平逃⒋?,人才培養上難以脫離傳統應用型人才培養模式,缺乏對環境工程人才創新意識和創新能力的培養,學生難以適應經濟社會的快速發展。
4.實踐教學方式、產學研合作機制有待改革創新
實踐教學環節是培養應用型人才專業技能和實踐能力的關鍵環節,但傳統的實踐教學管理方式及教學方式無法實現高級應用型人才的培養目標,需進行深入探討與改革創新。[5]目前河南城建學院環境工程專業的實習教學環節主要采取到企事業單位參觀實習的方式,由于時間較短,人數較多,學生無法對現場生產工藝及設備運行等情況進行深入了解,導致學生對專業技能掌握不透徹,課程設計及畢業設計成果水平難以提高,甚至在就業過程中存在上手難的問題。在學校及系部的努力下,雖然已經建立了實踐教學基地,但運行方式及產學研合作機制仍不完善,總體實踐教學環節學時數偏低,實踐教學效果有待提高。
二、環境工程專業課程體系改革措施
針對目前環境工程專業人才培養過程中存在的問題,立足中原經濟區建設需求和高素質應用型人才培養,主要對河南城建學院環境工程專業課程體系采取以下改革措施。
1.優化公共基礎課構成,完善公共選修課平臺,強化應用型人才綜合素質培養
提高公共基礎課中人文、藝術、社會科學課程比例,根據教育部要求增設社會實踐環節。擴大公共選修課學科覆蓋領域,在規定修滿公共選修課學分的基礎上,加強公共選修課的開設審核、過程控制和質量考評體制,提升公共選修課質量,評選一批公選課精品示范課程,進一步擴大學生知識面,提高學生的綜合素質。
2.促進層級深入、多學科融合的專業課程建設
在專業基礎課及專業課模塊中,分學期開設了“環境工程導論”、“環境工程制圖”、“環境工程原理”、“泵與風機”、“固體廢物處理與處置”、“水污染控制工程”等專業課程,由淺入深、層級深入介紹專業理論知識。設置了“環境管理學”、“環境影響評價”、“環境工程微生物學”等相關學科的必修課。將“環境工程概預算”與“環境經濟學”內容整合為“環境工程技術經濟與概預算”,有利于學生對專業知識的全面掌握。將“環境工程專業文獻檢索”由原來的專業任選課調整為專業基礎課,強化學生對信息的獲取和綜合分析能力,提高學生對現代社會的適應能力。
3.因材施教,多元發展,完善專業選修課
為進一步適應社會需求,促進學生多元發展,河南城建學院環境工程專業選修課模塊分為環境工程方向和環境監測兩個方向。
環境工程方向在原有“環境工程施工與監理”等課程的基礎上,增設了“工程倫理學”選修課,使學生能夠了解工程師職業活動的社會道德責任和法律責任。培養學生對工程活動中存在的倫理問題的道德敏感性,建立工程倫理問題意識,使學生建立更開闊的工程視野,開辟科技創新的新思路,并樹立起審慎、嚴謹、負責的職業態度。
環境監測方向在“現代環境監測技術”等課程基礎上,增設“城市生態學”課程,使學生掌握城市生態學的基本理論框架和體系、各種區域環境管理的原則和方法,提高學生應用生態學原理解決城市規劃中的具體實踐問題的能力,促進城市生態環境的可持續發展。
專業任選課模塊開設了“環境與資源保護法學”課程,并調整開設“生態修復技術”,使學生能夠熟悉本領域研究的新進展與新成果,培養學生科研創新意識與從事污染環境生態修復技術及研究開發工作的能力。增設“循環經濟與清潔生產”課程,使學生了解清潔生產的概念及評價方法,掌握清潔生產的主要途徑。對產品生產過程產生的污染進行綜合預防,為節約能源、實現可持續發展打下基礎。
4.強化實踐教學,促進人才工程實踐能力和創新能力培養
(1)增加實習、設計等實踐教學環節學時數。將集中實踐教學環節周數調整為39周。“認識實習”由原來的1周調整為2周,進一步加強學生對環境工程專業的感性認識,激發學生對專業知識的學習興趣,鞏固學生的專業思想,為今后的專業知識學習打下良好的基礎。為了使學生鞏固和加深對“泵與風機”課程內容的理解,并為“水污染控制工程”課程設計打下良好的基礎,增設“水泵與水泵站設計”1周,進一步強化學生的工程意識和理論知識的系統應用。為解決當前社會面臨的生活垃圾等固體廢棄物處理問題,滿足社會對固廢處理方面人才的需求,將“固體廢棄物處理課程設計”課時由原來的1周調整為2周。同時將“水污染控制工程(下)課程設計”調整為2周,強化培養學生綜合應用知識和分析解決問題的能力,提高學生工程設計與制圖的能力。
強化畢業設計(論文)工作的校、系兩級管理體制,加強質量監控,嚴格過程控制與目標管理,加強前期、中期、后期和專項檢查,進一步提升畢業設計(論文)質量。
(2)增加“現代環境監測技術”、“環境工程施工與監理”等課程的課內實驗學時,完善“基礎實驗、綜合性實驗、設計性實驗”三階段實驗教學體系;進一步規范“以學習為中心、學生為主體,老師為輔導”的開放性實驗環節;增加科技創新學分,規范科技創新學分管理。積極開展大學生實驗技能大賽。
(3)積極研究與當地企事業單位合作教學的長效機制,在合作基礎上,深入探索生產實習等實踐教學改革方式,保證實踐環節的有效教學時間及教學內容的進一步細化、深入化,使學生能切實將理論聯系實際,有效提高實踐應用能力,為培養應用型人才打好基礎。探索與企事業單位合作培養機制,加大“雙師型”青年教師培養力度,提升青年教師工程素質,促進實踐教學效果的有效提高。
環境科學與工程基礎范文4
關鍵詞:水利工程;規劃設計;環境影響評價
水利工程是關系到國計民生的重大項目,在社會經濟不斷進步的背景下,近年來我國加大了水利工程建設力度,各個水利工程對當地經濟的發展起到了重要的推動作用。然而,不科學的水利工程規劃設計很容易導致流域內生態環境遭到嚴重的破壞,不利于當地以及我國整體的長期可持續發展。在這種情況下,國家明確規定,在水利工程規劃設計中必須加大環境影響評價力度,提升水利工程規劃設計的科學性,并為我國人民的長期發展造福。
1工程實例分析
2015年7月14日青海省羊曲水電站正式開始建設施工,然而,卻被相關部門舉報稱其在開始施工前,并沒有通過環境影響評價。鑒于此,當地環境保護廳及時下達了《責令改正違法行為決定書》,其中責令黃河上游水電開發有限責任公司必須于2015年12月31日前完成“三通一平”工程環境影響評價文件的審批。然而,該公司經過4個多月的努力,在向青海省環保廳進行報告的過程中提出,無法按時完成“三通一平”工程環境影響評價文件的審批。在這種情況下,青海省環保廳決定根據我國《環境影響評價法》和《環境保護法》內的相關規定,給予該公司20萬元的罰款作為處罰。該公司之所以會受到處罰,是因為其運行過程中,忽視了水利工程與環境之間的關系,更沒有從長遠的角度出發來展開水利工程的建設和規劃設計,工程如果繼續實施,將對當地造成無法彌補的損失。
2水利工程與環境之間的關系
2.1水利工程同環境是一體
在構建水利工程的過程中,相當于將新的環境因素融入到原有環境整體中,此時將導致一個與以往不同的環境系統的產生。該環境系統是科學、合理的,同水利工程與最初環境要素之間的協調程度具有緊密的聯系。如果水利工程能夠同原有全部環境要素進行有效協調,那么該工程經過建設,不僅不會對當地生態環境造成嚴重的負面影響,反而會促進當地居民生活質量的提升以及經濟的全面可持續發展。反之,如果二者無法實現有效協調,將導致原有生態環境遭到嚴重破壞,不僅不利于人們生活環境質量的提升,還將嚴重影響當地各個方面的持續發展。
2.2水利工程建設應以環境為基礎
水利工程應將當地原有環境狀態作為構建依據,才能夠充分利用資源,發揮水利工程功能,而這一過程中,無法避免對原有環境的影響。這一影響因素如果得到了規劃設計人員的充分考量,那么其將采取一系列有效措施,對當地環境進行改善,并將水利工程給當地環境帶來的不利影響降到最低。反之,如果水利工程規劃設計過程中,忽視了工程將對環境造成的影響,那么經過規劃設計,在實際施工中,將導致滑坡、水土流失等自然災害的產生。事實上,環境同水利工程相比,二者之間具有相互促進和相互制約的關系。也就是說,人類在對自然、生態環境進行改善的過程中,可以對水利工程進行利用,同時,如果當地環境條件良好,那么也將有助于水利工程的價值充分發揮出來。
3水利工程規劃設計中各個階段環境影響評價工作的重點
3.1規劃階段環境影響評價工作的重點
水利工程在規劃階段中,應在對工程覆蓋區域周邊環境狀況進行充分掌握的基礎上開展環境影響評價工作。從整體層面出發,引導施工企業對現有環境狀態、環境問題進行充分的了解,并有針對性對工程開發進行制約,嚴禁過度開發、嚴重破壞當地環境因子,同時初步預測評價工程所在區域的環境因子以及現有環境問題的未來發展趨勢,從而將大量可靠的環境數據和信息提供給施工企業。例如,對環境敏感地域的充分調查就是這一階段環境影響評價工作中的重點,包括珍稀動植物以及飲用水源保護地等。
3.2可行性研究階段環境影響評價工作的重點
通常,環境影響表的填報是中小型水利工程開展過程中的首要環節,而針對大型水利工程來講,則應對環境影響報告書進行編制,在進行大量的專項調查以后,并確定不存在相關環境因素將對水利工程建設產生制約的基礎上,以環境保護為大前提,對環境工程是否可行進行全面論證,論證需要在環境影響報告書中進行,此時,應緊緊圍繞環境將受到工程的負面影響這一問題而展開,從而對設計、環保措施進行明確,對可操作性、針對性和有效性較強的環保措施進行掌握。并且,要想徹底深入貫徹落實相關環境保護措施,需要對工程建設過程中應用于環境保護方面的投資進行明確,此時需要進行大量反復的估算,最終將其作為工程總概算中的一個重要組成部分。
3.3初步設計階段環境影響評價工作的重點
在以上2個階段的環境影響評價工作基礎上,還應當在初步設計階段加大環境影響評價工作力度,這一過程中,應充分調查、掌握不同環保措施的可行性和科學性,將其同工程成本預算、工程量計算等進行緊密的結合,為提升設計合理性奠定良好的基礎。在實際展開工作的過程中,施工企業應對環境管理工作開展的責任人、執行人等進行明確,將明確的界限應用于環境行政管理與環境管理之間,并掌握工程管理與環境管理之間的區別和聯系,為提升水利工程設計科學性、環保性奠定良好的基礎。
4環境影響評價工作開展中的注意事項
4.1充分掌握環境保護責任與環境需求
環境影響評價同環境質量評價存在差異,前者在實施過程中,必須對原有環境問題進行充分的掌握,并明確水利工程建設過程中將帶來哪些新的環境問題、次生環境問題等,在此基礎上,堅持對環境的科學治理和保護。同時,水利工程開發及建設單位,應在實際施工前,就明確自身應承擔的環境保護責任,對工程有可能帶來的環境問題進行明確,并從技術的角度出發,制定保護環境的策略和方針。
4.2充分發揮環境影響評價工作的服務職能
在水利工程設計中,環境影響評價的順利開展,有助于設計得到優化。環境影響評價工作開展的根本目標是切實貫徹落實環境保護法律規定,并確保水利工程設計各個環節都能夠符合環保要求,從而實現有機結合工程設計和環境需求的目的。因此,相關領域工作人員,必須明確環境影響評價是服務于設計的,在這一思想的基礎上,才能夠確保人類創造行為能夠同自然和諧相處。實際規劃設計中,環境影響評價應被融入到水利工程方案的確定、移民安置、施工手段等各個方面中去,在明確當地環境將受到工程的各種影響背景下,科學對設計方案進行優化,提升方案合理性,同時結合當地實際情況,對工程施工中應采取的環保措施進行詳細規定,實施專項環境保護。
5結語
綜上所述,水利工程規劃設計中,環境影響評價的重要性是不容忽視的,這是因為,水利工程同當地原有環境之間存在相互促進和相互制約的關系。鑒于此,現階段我國在積極進行水利工程建設規劃設計的過程中,必須加大環境影響評價工作力度,在提升規劃設計科學性的基礎上,將水利工程促進當地經濟發展的重要價值充分發揮出來,并為當地實現可持續發展奠定良好的基礎。
作者:周相麗 單位:信陽水文水資源勘測局
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環境科學與工程基礎范文5
關鍵詞:環境科學;工程制圖;教學模式
工程制圖是高等理工學校本科專業的一門重要的技術基礎課,是表達和交流技術思想的重要工具。目前,各類理工科專業課程體系中基本都設有工程制圖課,各專業均結合本專業的需求和特點,在教學內容設置、教學方法上突出了不同的側重點,比較傳統的有機械制圖、土木工程制圖、建筑制圖等。
隨著環境問題的日益突出,與環境污染治理相關的工程項目越來越多,這就要求環境類專業的學生不僅能夠掌握污染治理的基本原理、工藝和技術,還要能夠將各種污染治理技術用工藝圖紙表達出來。學會繪制環境工程圖樣,讀懂復雜的施工圖,對環境科學專業的學生將來在管理、科研等崗位更好地工作具有重要意義。同時,也是學生增加就業競爭力的重要條件之一。目前我國的環境工程制圖課程還沒有形成很好的課程結構體系,很多高校還在沿用機械制圖或土木工程制圖的教材及教學模式,這些課程在專業知識方面沒有很好地與環境專業相結合,課程中所選用的一些圖例也沒有突出環境工程的特點,這就給學生識讀、了解環境專業圖樣帶來了很大的障礙,進而對學生以后進行相關課程設計以及就業造成了麻煩,因此,研究如何改進環境工程制圖課程體系、改進教學模式是環境類專業課程中亟待解決的重要問題。
目前,我國高等學校的教學改革正在全面深入進行中?!吨袊逃母锖桶l展綱要》指出:“在高等教育的改革和發展中,體制改革是關鍵,教學改革是核心,培養人才是根本?!蔽覀冡槍Νh境科學教學的特點,結合當代科技的動態及市場經濟建設的需要,在多年環境科學專業工程制圖教學的基礎上,參考其他專業工程制圖的教學情況,探索出了一套新型的教學模式。
一、當前環境科學專業工程制圖教學中存在的問題
工程制圖教學的主要任務是培養學生較強的讀圖能力、圖示能力、空間想象能力和繪圖技能。針對目前學生在學習制圖課時空間想象能力、識圖表達能力和完成作業時出現的種種問題,探討有針對性的教學方法并采取有效的教改措施,是提高工程制圖教學效果的當務之急。
縱觀近年來的教學實踐,工程制圖教學過程中存在不少問題,主要表現為:
(一)課時少與教學內容多的矛盾
目前,環境科學等理科類專業開設的工程制圖課時數都比較少,一般是40學時左右,有的甚至更少,而教學內容幾乎與工科專業的工程制圖一樣多,不僅包括畫法幾何、制圖基礎,還需要介紹環境工程、給水排水工程等相關專業圖的識讀與表達以及計算機繪圖的基本知識,這就造成教學課時不夠、學生學習困難兩個方面的矛盾。
(二)教學內容與環境專業相關性差
目前大部分學校為環境專業學生選擇的教材為《工程制圖》、《建筑制圖》或《土木工程制圖》,教學內容從總體上講與機械制圖相差不多,但環境科學專業與機械專業、建筑專業的要求不同,除適當講授畫法幾何學、制圖基礎和計算機繪圖等基本知識外,還應當增加適于環境科學專業的教學內容。
(三)學生的空間想象能力差
在制圖教學過程中,經常需要從物體到圖形又從圖形回到物體的空間思維活動,學生往往想象不出已知視圖表達的空間形體,不能順利地補畫視圖;想象不出截交線、相貫線的形狀,不能準確地判斷截交線和相貫線的彎曲趨向,想當然地盲目畫線;想象不出較復雜的組合形體的內部結構和形狀,錯誤或不完整地表達形狀結構。這些問題給學生識讀和繪制環境工藝圖紙帶來一定的困難。
二、環境科學專業工程制圖教學新模式探索
(一)多媒體與直觀教學相結合
近年來,隨著教學改革的不斷深入,制圖課的教學內容和教學要求都有了新的調整。為此,傳統黑板加粉筆的教學手段已經不能適應當前的教學需要。而以計算機技術為主要特征的多媒體教學方式為制圖教學帶來了新的生機。
傳統教學中所采用的教學媒體只能生成靜態圖,缺乏生動性和直觀性。如果采用多媒體教學,則教學方式可以多樣化,對于教學中的重點和難點,配合三維模型和視圖,必要時演示動畫,可以大大減少學生的理解難度,使得索然無味的理論教學變得生動、直觀和可視化。多媒體教學不僅能夠極大地提高學生學習的積極性,有效改善教學效果,而且可以大大節省課堂教學中手工繪圖的時間,減輕教師講課的強度,提高教學效率,最終達到提高教學質量的目的。
此外,教師在應用課件時,應針對教學內容和學生的具體情況,結合多媒體教學課件來備課和組織教學內容。課前,教師應提出一些問題,讓學生帶著問題聽課,在講解概念和開始舉例時,應用三維動畫將問題講解透徹,重點和難點內容可適當放慢速度,反復播放。學完一段內容后,讓學生回答問題,提出疑問。進一步舉例時,應將動畫關閉,讓學生根據投影圖,分析空間情況,培養學生的空間想象力。通過這些交流,刺激學生上課時集中精力聽課,同時,教師也能更好地掌握學生的學習情況,安排好下一步教學內容。此外,計算機輔助教學不只限于教學課件的應用,還可以在學生自學過程以及測試、作業答疑等各環節使用多媒體課件,提供每道題的分析與答案,從而使教學效果與學習效率快速提高。
對于不適合多媒體教學的內容,可以采用直觀教學(即黑板教學、模型教學)的方式解決。例如對那些需要實物參照,需要教師指導和某些實踐的環節,則放到直觀教學方式中解決。如截交線、相貫線的作圖及分析,采用直觀教學,可加強教師與學生的交流,使學生學習中的問題能及時得到解決,達到良好的學習效果。
(二)根據環境科學專業的特點進行教學
眾所周知,各專業的工程制圖的教材都來自機械專業的機械制圖,但是,環境專業與機械專業存在很大的區別,零部件的繪制也遠沒有機械工程領域復雜,根據這個特點,應該對教學內容進行精心安排。
傳統的工程制圖課一般包括兩大部分:畫法幾何及機械制圖,有的增加一章計算機繪圖簡介,有的還會增加一些建筑工程或土木工程圖樣。如:建筑平面圖、建筑立面圖、剖面圖、詳圖、管道圖、給排水工程圖等。然而,這些內容,既未體現環境科學專業的特點,也難以反映學科當前發展狀況。因此,在注重實效、講求實用、以培養學生能力為主的原則下,我們在2007年修訂新的本科生培養方案時,對《環境工程制圖》的教學大綱做了調整,把課程內容改為“制圖基礎、畫法幾何、環境專業制圖、計算機繪圖”四個板塊。這樣的安排既可以讓學生掌握工程制圖的基本原理和方法,又可以讓學生熟悉環境科學專業的制圖規律和專業知識。在“制圖基礎”部分,介 紹《機械制圖》國家標準及本專業有關的技術法規,使學生從一開始就養成遵守國家標準的習慣,培養學生認真負責的工作態度和嚴謹細致的工作作風。在“畫法幾何”部分,應合理取舍有關內容。在介紹投影原理時,要遵循人類“從三維到二維”的認知規律,講授投影方法及空間立體的投影規律,重點在于培養學生的空間想象能力及徒手繪制草圖的能力。在“環境專業制圖”部分,根據本專業及學科的發展動態,密切聯系工程實際,引入新技術、新內容,使學生對工程制圖與學科的結合和發展有一個綜合的思考。以各種污水處理工藝圖和施工圖為例,重點提高學生的工程意識和專業工程圖的閱讀、繪制能力。制圖課教師不能只講授制圖理論知識,相關的專業知識和實踐經驗也非常重要,專業制圖無論是繪圖、讀圖還是尺寸標注都涉及到具體的工藝和材料問題,環境專業圖件需要多工種、多系統的配合才能完成,教學中不僅要傳授制圖理論,還要講解相關的專業知識和背景,這樣才能把問題講清楚,而且對開闊學生的視野,讓學生接觸實踐也有很大好處。在“計算機繪圖”部分,介紹先進的繪圖軟件(主要是AutoCAD),讓學生熟悉AutoCAD制圖的環境和界面,掌握環境工程計算機輔助制圖的基本方法,能夠使用AutoCAD軟件繪制各種圖形單元,并對基本圖形單元進行編輯和尺寸標注;掌握塊、層的使用方法;熟悉廢水處理工藝圖的繪制。通過對軟件使用的教學,加強學生計算機繪圖的動手能力,切實有效地提高學生運用知識的綜合設計水平,體現工程制圖的時代性。
(三)加強課程設計教學環節,培養學生的實踐能力
工程制圖是一門實踐性很強的課程,單純依靠課堂教學難以實現課程的教學目的,尤其是“計算機繪圖”部分,如果不進行實際操作,則很難掌握軟件的各種功能,如果只是針對軟件功能和模塊讓學生進行計算機操作,雖然可以達到熟悉軟件環境、掌握軟件功能的目的,但學生的學習過程仍然是被動的,而且也不能形成系統的工程制圖概念,更無法讓學生了解環境工程專業圖紙的特點,無法與環境學科的專業知識掛鉤。因此,我們在總結多年教學經驗的基礎上,在2007年修訂《環境工程制圖》教學大綱時,不僅從理論知識方面增加了相應的環境專業圖樣的介紹,而且增加了一周的課程設計。內容主要包括:熟悉CAD制圖的環境和界面;練習繪制基本圖形單元,并對基本圖形單元進行編輯和尺寸標注;練習圖層、塊的使用方法;閱讀、分析給定的環境工程工藝圖紙(包括工藝流程圖、平面布置圖、高程圖等),讓學生自己制定繪圖方案;在圖紙繪制過程中,掌握圖層和塊在繪圖中的靈活應用,掌握尺寸標注的原則和方法;在完成工藝圖紙后,讓學生分組匯報圖紙繪制情況,并由教師進行點評。這樣的實踐教學環節,可以大大地鍛煉學生的動手能力,培養學生分析問題、解決問題的能力,從而做到學以致用、活學活用。
此外,由于本課程實踐性較強,因此在考核方式上也必須有所改變,本課程采用理論考試與制圖能力考核相結合的方式。理論考試主要考核學生的空間想象能力和空間思維能力,目的是考查學生對制圖基本理論的理解程度和應用能力,采取閉卷考試的方式。制圖能力考核主要包括平時作業和實踐考核兩部分,平時作業主要考查學生對制圖標準及規范的應用情況,督促學生在繪圖過程中時刻遵守國家標準及本專業有關的技術法規,實踐考核部分主要是考查學生對計算機繪圖的掌握程度,以及獨立完成環境專業基本工藝圖紙的能力。
(四)采用教學、自學與培訓并存的方式
隨著我國改革開放步伐的加快,大量外資企業也入駐中國,他們都需要一大批的各類專業技術人才,具有專業技能方面等級證書將成為學生就業的有效競爭工具。一般來說,各種高端CAD軟件都是遵循相關國際標準編制的,雖然風格、形式不同,但其內容功能模塊等方面,還是具有一定的相通性的,學生一旦掌握了某一種軟件,只要稍加努力,便可學會和運用其他的軟件。為此,我們鼓勵學生參加學習軟件培訓班,讓學生通過培訓,強化學習效果,同時獲得相應的培訓合格證書,為將來就業創造條件。
(五)開闊學生視野,介紹三維繪圖方法
CAD極大地豐富了制圖的教學內容,改變了制圖的教學方法,是一場制圖教學的革命。比如,CAD中三維模型的設計就是制圖學中沒有的內容,而且,隨著計算機技術的不斷發展,三面正投影圖由于直觀性不強的弱點,將逐漸被三維模型代替。CAD/CAM技術的進步與推廣,也將使CAD制圖教學得到進一步的發展。在一些發達國家,UG、Pro-E、Solidworks等先進的三維繪圖軟件的應用已經很普遍,近幾年內,在我國也必將得到普及。隨著教學設備和教學技術的改進,我們今后的教學也將會大有作為,我們應該讓學生了解更多、更有用的先進技術與技能,提高他們的綜合素質,為他們今后進一步的發展打下堅實的基礎。因此,在制圖教學內容中可考慮適當介紹一些三維繪圖軟件,以激發學生學習的興趣。
環境科學與工程基礎范文6
關鍵詞:環境評價;課程教學;教學方法
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)34-0133-02
一、前言
環境評價課程是高校環境科學、環境工程和生態學相關專業的必修課程之一,是環境類專業的一個重要研究方向,是一門綜合性和工程實踐性都非常強的課程。而且其內容集中體現了環境科學與技術基礎、環境管理和環境法學等學科分支知識的交叉和運用,具有很強的實用性和應用性[1]。
我國從2004年開始實施環境影響評價工程師職業資格制度,環境影響評價工作更加規范嚴格,這對高校環境影響評價課程的教學有了更高的要求。為了符合新形勢下社會對環境影響評價工作者的更高要求,學校的環境影響評價教學也應進行創新改革,以培養出基礎知識扎實、工程實踐能力突出的畢業生。
專業教學是環境工程專業培養學生的一個重要手段,教學質量的好壞直接影響著學生的培養質量和就業率,特別是在目前世界范圍內經濟危機的情況下,用人單位對環境工程專業人才的要求不斷提高,當前的環境工程專業本科畢業生面臨著巨大的就業壓力。本文通過對當前環境工程類環境評價課程的調查研究及分析,結合本人的教學實踐,初步探討了環境工程專業的教師如何適應新世紀的需求而進行環境評價課程的教學,使之更好地為社會、經濟的可持續發展服務,為環境工程專業本科教學改革提供一定的參考依據。
二、環境評價課程簡介
從20世紀60年代初“環境影響評價”概念的提出,到20世紀末的30多年中,環境影響評價既成為環境科學體系中一門基礎性學科,也發展成為環境管理過程中一項具體制度,同時還是公眾參與環境保護與管理的一種有效模式[2]。
環境評價涉及的學科領域較廣,是一個發展中的具有理論框架的學科體系。特別是近十年來,環境影響評價作為一門新興學科,無論在理論、法規與體制上,還是在內容、方法與技術上都有長足發展。北京建筑工程學院適應本科生培養的要求以及形勢的需要,開設了這門課程,并列為環境工程專業的必修課程。目的是希望通過學習這門課程的教學,使本專業的學生掌握環境影響評價的理論、方法、技術與法規,融合可持續發展觀,為以后從事環境保護、管理和規劃等工作打下基礎。
三、環境評價課程教學的探討
1.重視教材的選用??茖W、合理地選用對于知識的傳授和人才培養至關重要,也決定了能否達到課程的預期培養目標。然而,與其他課程不同,環境評價是一門綜合性非常強的課程,涉及內容非常廣,包括法律法規、技術導則、技術方法和案例分析等。目前市面上環境評價教材種類繁多,但大部分都傾向于環境評價理論、技術和方法部分。在選擇教材時應注意其內容的全面性以及實際環評案例的分析,同時要及時更新教材,為學生提供最新、最前沿的知識。特別是最近幾年實行環評上崗證培訓和環境影響評價注冊工程師制度以后,畢業后很多同學將要加入環境影響評價工程師考試的大軍,選擇教材應該參考環境影響評價上崗證培訓教材,兼顧職業資格考試的要求和考試的內容,并使教材內容與環評上崗培訓和環評工程師培訓接軌。比如我們在教學中選用了全國環境影響評價工程師職業資格考試系列參考教材:國家環境保護總局環境工程評估中心編寫的《環境影響評價技術方法》,學生普遍反映此教材內容充實、實用、創新性強。這樣,無形中我們就優化了知識體系,保證了教學內容的改革和更新。
2.突出工科院校課程體系開設的優勢和特點。環境工程是一門涉及多學科知識的學科。新世紀科學技術突飛猛進,知識信息日新月異,環境工程也在迅猛發展。要在競爭中占有優勢,各高校必須在相同的原則下,利用各自的優勢培養環境工程專業本科生,環境評價教學也不例外。因此,在這方面,北京建筑工程學院環境工程系的環境評價教學必須圍繞學校的專業人才培養目標,突出建筑類院校的優勢和特色,并在下列內容上做進一步的改革或完善:(1)圍繞環境工程人才培養目標和工科院校環境工程專業特點,調整課程、課程學時和課程教學內容。由于環境評價課程是綜合性比較強的一門課,需要的前期知識較多,因此,該課程需要設置在水污染控制、大氣污染控制、固體廢物污染與控制、環境監測和環境生態學等課程之后或同步開設,這樣就可以減少學生學習課程的難度,更加熟練地學習該課程。(2)由于環境評價課時較短,需要對環境評價課程教學內容進行認真整合,全面分析課程的基本知識、基本理論和基本技能的內容,去除跟課程無關緊要的部分,增加新知識、新理論和新技能,整合構建完整的知識體系。(3)將國內外和教師自己的新科研成果充實到課程教學內容中。環境評價知識體系是隨著科學發展和大家對環境問題的認識不斷更新的,教師應該與時俱進,把一些最新的知識內容充實到課堂中來,豐富學生的知識面。
3.加強環境評價課程的課堂教學效果。(1)認真備課,這對環境評價課程的教學十分重要。備課充分,能調動學生的積極性,教學效果就會好很多。備課時認真鉆研教材和教學大綱,對照大綱要求,找出重點、難點,同時,除了準備課本內容外,還要盡量多收集一些環境評價的相關資料和案例作為補充,提高學生的學習興趣。盡量搜集一些實際的環評案例和課本知識相結合,使得課本知識貼近日常生活,把抽象的原理化為具體,讓他們了解社會發展和生活處處離不開環評,從而激發出他們自覺學習的熱情。(2)精心組織課堂教學,創造良好的課堂氣氛,在傳統教學的基礎上,采用多媒體這一教學手段,使學生真正參與到教學中,成為教育過程中的主體,變被動學習為主動學習,有效地提高了教學質量和教學效率。對于學生不能集中精力聽講的情況,可以采用提問的方式,增強和學生的互動,提問的內容可以涉及到一些具體的案例,這樣就會使學生的精神一下子緊張起來,并且去思考你所提出的問題,提問時,盡量把面鋪得廣一些,這樣就能增強全班同學回答問題的熱情。
4.重視學生的課程實踐。實踐教學環節是將知識內化為能力的重要過程,對培養學生的能力起著重要作用。隨著我國經濟體制的轉變,畢業生就業單位對畢業生解決實際同題的能力,特別是工程設計能力,提出了更高的要求,教師必須盡快轉變實踐教學的傳統模式,改革實驗教學的內容和方法,切實重視和加強實驗、實習、計算機上機等教學實踐環節。北京建筑工程學院的畢業生一向有工程實踐能力強,具有較強創新能力的優點,并在社會上得到認可。因此,對于環境評價課程的教學,也應該在理論教學基礎上,重點培養學生的實踐能力和創新能力,全面提高學生的素質。比如在教學活動中,可增加即社會調查、課程實習和畢業實習三個實踐環節,同時學會寫好調查報告、課程論文和畢業論文。這樣就可以循序漸進地提高學生實踐能力、寫作能力、社會工作能力和創新研究能力,使學生能夠更好地適應社會。
作為一門實踐性比較強的課程,環境評價課程在理論教學的基礎上,必須結合實際,不能與實際工作相脫節。環境評價課程內容涉及范圍很廣,比如水、氣、固、生態等,不但需要學生具備較開闊的前期知識,還需要學生對各個行業的生產工藝、設備以及污染物處理工藝等較為熟悉。這樣在進行環境影響評價時,就會避免由于不了解工藝和設備情況,難以正確評價工程或項目對環境的影響,提出相應的污染物治理措施。因此,針對企事業單位對環境評價專業人才的需求,學校要加強對學生的實踐能力的培養,擴大知識面,改善人才層次、專業知識結構,使之更好地適應社會的需要。
5.加強環境評價課程師資隊伍培訓和建設。教師是培養學生的主體,教師水平的高低直接影響到培養學生的效果。在當今社會,知識和科學技術的發展及更新可謂日新月異,這對教師特別是環境評價課的教師提出了更高、更新的要求。因此,要加強環境評價課程的師資隊伍建設,以提高教育質量。建議:(1)學校派課程教師有計劃地參加各種類型的專業師資培訓班或研討班。同時,加強同專業名牌大學和有經驗的環境工程專業環境評價課程教師的經驗交流。通過不斷的合作與交流,才有利于開拓眼界,吸收好的經驗,促進環境評價課程的健康發展,使培養的人才真正為中國的環境評價事業做出貢獻。(2)提高課堂教學效果,提高教學水平。多向有其他兄弟高校和本校具有豐富教學經驗的教師學習,多聽不同教師的課,博采眾長,這是一種提高教學能力的比較好的方式。這些資歷豐富的教師從多年的教學實踐中總結出很多教學方法和技巧,在教學方法、教學內容的設計和課堂氣氛的掌控方面都相當有經驗。
四、結論
環境評價涉及內容廣、實踐性強,為了達到理想的教學效果,教師要在傳統教學方法和內容的基礎上,根據工科院校環境工程專業的要求,豐富課程教學內容,結合本專業及學科的發展動態,使學生真正適應環境工程專業的要求。同時,也要積極加強課程設計教學環節,密切聯系工程實際,培養學生實踐的能力,將案例教學引入課堂教學中,培養環境評價高素質應用型人才。
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