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摘 要:環境適應性與環境工程均屬于我國經濟發展到一定程度的產物,因此,發展進程越來越快的國民經濟對環境適應性及環境工程的快速發展有著積極的促進作用。本文從環境適應性與環境工程的概念出發,簡要分析了環境工程的主要工作內容,并在此基礎上探討了環境工程在裝備研制中的地位與作用。
關鍵詞:環境適應性;環境工程;生態環境
環境適應能力是為人類生存狀態提供一定保護作用的重要屬性,一旦生態環境遭到極大程度的破壞,且環境系統自身難以進行修補,人類生存質量將受到嚴重影響,此時就需環境保護和治理工程發揮一定的輔助作用,以為我們重新構建出一個良性健康的環境系統。
一、環境適應性與環境工程的概念分析
1.環境適應性的定義
我國于2001年初頒布實施的GJB4239《裝備環境工程通用要求》中對“環境適應性”的定義有著明確解釋,即“環境適應性是裝備在其壽命期預計可能遇到的各種環境的作用下能實現其所有預定功能、性能和(或)不被破壞的能力”[1]從以上定義中我們可以看出,環境適應性是裝備的重要質量特性之一,而其中的“環境”是指壽命期中遇到的冒有一定風險的極端環境,即能夠適應極端環境的裝備必然也能夠適應比較溫和的環境。“功能”則是指裝備實現或產生規定的動作或行為的能力。但裝備有功能并不代表其可達到規范規定的技術指標,只有功能與性能均滿足要求的裝備才能在預定環境中正常工作;此外,裝備在預定環境中還需具有不被破壞的能力。以上兩種要求即為環境適應性的兩個標志。
2.環境工程的定義
“環境工程”這一概念早就出現了,但人們常將其誤解為環境保護工程,即通過測量和控制環境污染達到保護地球上人類、各種植物、生物等有機物目的的環境保護與環境治理概念。GJB4239《裝備環境工程通用要求》對“環境工程”的定義如下:“將各種科學技術和工程實踐用于減緩各種環境對裝備效能影響或提高裝備耐環境能力的一門工程學科即為環境工程,主要包括環境工程管理、環境分析、環境適應性設計和環境試驗與評價等內容。”[2]我們所此定義中所提出的環境工程的對象并非前文中人們普遍觀念中的各類有機物體,而是我們人類在發展過程中不斷制造出的各種諸如飛機、汽車、旗艦、導彈等各種載體及這些載體上運輸或載體本身的設備,這些載體和設備極易因各種環境的作用而損壞或無法正常工作。因此,本文所說的“環境工程”應為“裝備或產品的環境工程”。
二、環境工程的工作內容
為了確保裝備能蛞愿咝率、低成本達到規定的環境適應性,我們需對裝備環境工程的工作內容進行全面的考慮。一方面,裝備環境工程在開展工作時需在加強日?;A技術研究的前提下構筑較高的環境工程技術平臺;另一方面,在開展環境工程技術應用研究與管理時,需將裝備自身的特點及其在壽命期各階段的任務、要求目標等結合起來。通過以上分析我們可以得出,裝備環境工程的工作內容具體可分為與裝備研究無直接關聯的日?;A工作、與裝備論證、研制、生產、應用等密切相關的工作。具體而言,裝備全壽命過程中的環境工程的工作內容應包括環境適應性要求的確定、環境工程管理和控制計劃的制訂、環境試驗的開展、全壽命環境管理的實施以及對裝備環境適應性的綜合評價這6個方面的內容。
三、環境工程在裝備研制中的地位和作用
依據前文所闡述的環境工程的工作內容,筆者將簡要分析環境工程在裝備研制中的地位和作用。
1.環境工程基礎技術的作用。裝備的研制與生產離不開各類環境工程基礎技術和標準的支持。環境測量和環境分析技術、環境條件確定技術、環境數據庫、環境適應性設計技術、環境試驗技術、環境試驗設備、環境工程標準和環境工程管理技術均屬于環境工程基礎技術。型號工作項目立項前,以上所提及的基礎基礎和標準均需充分具備,但這些基礎技術研究工作僅為環境工程日常工作的一部分,其余諸如環境工程標準、文件制定、實驗室、場站的建設與管理等日常工作同樣不容忽視。
2.環境分析的作用。確定合理的環境要求是裝備研制在環境工程方面的首要工作,其合理性與裝備的研制難度、進度及成本有著直接關系。過高的環境適應性設計要求必然會增加裝備設計和工藝上的困難,研制成本也將大大增加;過低的環境適應性設計要求不盡會造成大量的人力與物力浪費,還將導致研制出的裝備無法達到使用要求。環境分析工作可對各種環境的因素數據和環境影響數據進行深入剖析,進而可為其他環境工程工作以及型號工作的展開提供科學合理的依據。
3.環境試驗的作用。在不同階段使用的自然環境試驗、實驗室環境試驗和使用環境試驗均屬于環境試驗,其在提高、確保和評價裝備環境適應性方面發揮有十分重要的作用。在進行裝備環境適應性設計時,選擇材料、結構件和零部件是重要環節,此時進行裝備及其材料、涂層的自然環境試驗可為各類材料或部件的選擇提供依據;在樣機階段進行的使用環境試驗中所產生的數據可供改進設計使用。不同環境試驗的綜合使用也有著重要作用,如投入使用后的使用環境試驗與自然環境試驗的結合,其可對裝備的環境適應性進行更加準確地綜合評價。實驗室環境試驗具有環境應力可控性,同時還可與裝備研制生產結合得更為緊密,因而其貫穿于裝備研制生產的全過程。
4.環境工程工作貫穿于裝備壽命期全過程
環境工程工作貫穿于裝備壽命期的全過程,包括方案制定和論證階段、工程研制階段。批生產階段和使用階段等。如在裝備的方案和立項論證階段需開展GJB4239中規定的工作項目201~203,以在此階段確定出科學合理的環境要求;在裝備研制、生產和使用階段則需開展GJB4239中規定的工作項目401~409,以為環境適應性設計、驗證及評價提供各類信息與依據。
結束語:近些年,環境工程這一概念已引起越來越多人的重視,但社會對環境適應性這一重要的質量特性及環境工程工作內容的認同和了解尚未普及,這直接導致環境工程在型號中沒有得到應有的地位。因此,環境工程未來工作的重中之重在于加強對環境適應性和環境工程的研究與宣傳力度,積極轉變大眾的傳統觀念,切實將環境適應性作為裝備的重要質量特性,并將環境工程置于型號工作的重要地位。
參考文獻
[1]胥澤奇,張世艷,宣衛芳.裝備環境適應性評價[J].裝備環境工程,2012,01:54-59.
環境工程技術經濟分析本質上是一種經濟學活動,所設涉及的概念和普通經濟學概念是相同的,如投資、成本、收入、利潤等。這些基本概念是環境工程進行技術經濟分析的基礎,在環境工程技術經濟評價中主要涉及的概念有以下幾類,分別概述如下。經濟學上將投資定義為為獲得預期收益而投入的資源或經濟活動,其主要表現形式為貨幣資金。按投資類型來劃分,有可分為建設性投資和流動資金。就環境工程而言,項目的投資往往表現為為了達到某種環境治理或改善的目標而投入的資金,如將某湖泊的水質從四類水提高到一類水而需要進行的工程投資和非工程投資。在達到預期的環境治理目標后,項目投資可能產生一定的社會經濟效益。環境工程一個很大的特點就是社會效益往往會大于經濟效益,因為優美的環境會讓居民感覺舒適,但往往不會直接產生經濟效益。環境工程的投資所獲得的收益往往要依靠后期的環境開發來獲得,這是在做環境工程的技術技術分析時應重視的問題,即如何合理進行國民經濟評價。
環境工程的所處理的問題的基本特點是工程規模一般都比較大,而且工程的持續時間也比較長,如對湖泊的水污染治理,就不是一朝一夕之功,需要幾年甚至十幾年才能全部完成。因此環境工程的投資通常都比較大。我國的環境工程一般都是由政府部門主導,因此從資金來源上看,主要可以分為三類,一是國家財政預算,二是銀行貸款,三是外資和自籌資金。其中國家財政預算和銀行貸款是主要的資金來源,利用外資的環境項目也逐漸增多。在經濟學中將成本定義為為生產產品或提供某種服務所必須付出的各種費用。在環境工程中卻并不是直接生產某種產品,而更多的表現為提供某種服務,具體又可細分為總成本和經營成本。如某湖泊治理中需要興建一個給排水站為例,成本主要包括修建給排水站的土木工程投資、給排水設備的購置成本、燃料和動力費(主要是指電費、燃油費等)、泵站職工工資、基本折舊與攤銷費、設備的維護運行費、貸款利息和其他費用等。以上各項構成該項目的總成本,從總成本中扣除折舊費和攤銷費以及貸款利息后就是項目的經營成本。
固定資產的折舊費可以從有形損耗和無形損耗兩個方面來考慮。在計算折舊費時主要考慮兩個因素,一是折舊年限,二是折舊率。攤銷是指無形資產從開始使用之日起應按照有關的協議合同在收益期平均攤銷沒有規定收益期的按不少于10年的期限分期平均攤銷。在環境工程中,固定資產主要是指為到達的某種目的而修建的土木工程或機械設備,如泵站的站房、水泵等。而攤銷則需要根據環境工程類型的不同分別進行考慮。環境工程項目的現金流量反映項目在建設和生產服務年限內流入和流出系統的現金活動。對環境項目的現金流量分析是進行技術經濟分析中衡量項目經濟效益的基礎性數據。由于環境工程類型眾多,涉及的現金流量類型也不盡相同。一般而言,項目的現金流入包括銷售收入(如果有經濟收益)、固定資產殘值、流動資金的回收等,而現金流出則包括工程總投資、經營成本、稅金(如果有)等。
環境工程項目的技術經濟分析方法
關鍵詞: 環境工程學 教學改革 網絡多媒體 實驗和實踐
1.引言
資源環境與城鄉規劃管理專業是一個技術性與實用性很強的專業[1],培養學生具備必要的生態環境科學、城鄉區域規劃和規劃管理學等的理論基礎,能在資源、環境管理、資源開發利用與規劃管理、生態環境規劃等方面進行科研及管理工作。環境工程學是“資源環境與城鄉規劃管理”專業的核心課程,同時也是一門能直接應用于工程實際的技術課程。本課程是一門主要研究運用工程技術和有關學科的原理和方法,保護和合理利用自然資源,防治環境污染,以改善環境質量的學科。研究主要內容包括大氣污染防治工程,水污染防治工程,固體廢物的處理和利用,以及噪聲控制,等等。同時還研究環境污染綜合防治的方法和措施,以及利用系統工程方法,從區域的整體上尋求解決環境問題的最佳方案。該課程內容豐富、概念抽象、原理復雜、理論性強。為了提高環境工程學的教學質量,增強教學效果,提高學生分析問題和解決實際問題的能力,培養適應現代科學技術發展的高質量人才,近幾年來,我們從教材選用、教學內容、教學手段和教學實驗、實踐等方面進行了一些改革和探索。
2.研究內容
2.1精選主輔學習教材,精心安排教學內容。
2.1.1認真選擇教材,主輔教材有機結合。
要做好環境工程學課程教學工作,首先要解決好教材的選擇問題。教材的質量直接影響到教學效果和學生的學習興趣。國內高校同類專業除了采用自編教材外,使用較多的是《環境工程學基礎》(王新,化學工業出版社)和《環境工程學》(蔣展鵬,高等教育出版社)。前者根據注重環境工程學原理基本概念和理論分析,后者在基本原理的基礎上更多關注部分發展和應用。根據學生專業特點和課時分配,我們采用了后者。同時為了提高學生的學習興趣,增加對相關知識點的學習深度,我們推薦了參考性教材,為學生課下學習提供便利,真正做到了主輔教材的有機結合。為了從教學內容上實現與國外高等教育的接軌,課程組參考了一些國外的經典教材,如“Environmental Engineering”等,并作為教師的參考書,還積極參加一些國內教學交流,使課程教學緊跟時代步伐。
2.1.2根據專業特點,精心選擇講課內容。
環境工程學要求學生掌握大氣污染防治,水污染防治,固體廢物的處理、利用和噪聲控制的原理與理論。理解環境防治的基本概念和所涉及的尋求解決環境問題的最佳方案的基本思想,使學生具有深入研究和掌握現代環境防治的能力,為下一步學習其他課程奠定基礎。為了達到這個效果,應以水、氣和固污染控制為重點,突出講授水氣固污染控制原理與技術內容。在對以上等基礎內容講授清晰的基礎上,對噪音污染等也進行了介紹,使學生了解現代環境的最新進展。為了提高學生的學習興趣,在授課過程中穿插視頻和圖片,分析最新環境科技研究進展和目前比較前沿的研究內容,使理論和實際能夠有機結合。
2.2教學方法改革
2.2.1靈活運用教學方法
課題教學應從傳統的單一化、灌輸式的教學方式轉化為啟發式、探究式的教學方式,充分利用多媒體教學的優勢,培養學生獨立學習能力和學習興趣。教學環節避免了照本宣科,在講授過程中可以充分利用比喻等各種手段,將一些抽象的概念比較具體地呈現在學生面前,從而加深學生對相關概念的理解,并進一步提高學生的學習興趣。教學中采用“五個法”:工程案例法、分組討論法、激勵法、強化訓練法,并討論真實的工程案例與分析問題,改革以前的課程教學方法。
2.2.2現代化教學方法
在課堂教學中使用現代化的教學手段,文字、聲音、圖像、圖形和動畫等多種媒體對環境工程學內容進行有機的整合和生動的表達,給教學注入生動翔實的內容和豐富的信息量?;诰W絡環境,通過改革現存的理論教學傳統模式(黑板+粉筆+紙質管理),制作與開發環境工程學CAI課件,基于WEB的環境工程學網絡課堂,基于網絡多媒體的環境工程學教學平臺,基于SQL SERVER2000的資源數據庫管理系統,基于的環境工程學相關知識、信息網站等五大信息系統,解決課堂教學的網絡化問題。多媒體教學擴大了課堂教學的信息量,有利于提高課堂效率,增強教師表達方式的多樣性。不但增強了課堂教學的生動性與形象性,而且增強了教學互動性,有利于知識的獲取與保持。達到了直觀、省時、高效的目的,有利于更深入地向學生講授理論實質。
2.3加強實驗教學和實踐環節,提高整體素質。
環境實驗課程主要根據環境工程學課程的教學而開設。開設實驗可以加強理論課程的學習,加深學生對本課程中基本理論知識及基本概念的理解,提高學習興趣,增強理論聯系實際的能力。
為了培養創新素質、創新意識和創新能力,培養具有扎實基礎和較強動手能力的高素質人才,必須對實驗教學模式全方位地改革。具體說,就是合理配置演示型、驗證型、設計型和綜合型實驗,充分利用實驗室的模擬裝置,彌補實驗設備的不足。
為了充分發揮實驗教學的作用,將實驗教學進行延伸和課堂教學進一步融合,將部分燒杯實驗帶入課堂,增強課堂教學效果,在硬件實驗上增加設計實驗和綜合實驗的比重,在實驗過程中,讓學生重點理解實驗的原理和儀器運用方法、步驟。
最后,以“產學研結合”平臺,構建緊密型的校外實習基地,解決學生與培養崗位對應的實習問題,關鍵是形成“互惠互利”的運作長效機制;落實經費以相關研究單位、相應企業參與研究指導校內實驗(訓)基地建設,創設校內實驗(訓)的模擬真實情境。
3.結語
環境工程學是一門理論性和實踐性都很強的專業基礎課程[2],主要是介紹運用工程技術和有關學科的原理和方法,保護和合理利用自然資源,防治環境污染。要做到教學內容與實際應用相結合,使教學內容具有實用性和先進性,教學方法靈活有效,在教學模式上力求把“以教為主”的教學模式轉變為“以學為主”的教學模式,融合課堂教學內容和實驗內容,充分發揮實踐教學在整個教學體系中的作用。在實踐教學環節中,重視學生的主動性、創造性。遵循教學規律,不斷改革創新,進一步提高教學質量。同時,由于環境技術不斷發展,任課老師必須不斷地學習,才能使課堂教學內容與新技術發展相結合,才能進一步提高學生的興趣,也才能更好地做好環境工程學的教學工作,與時代科技發展相適應。
參考文獻:
關鍵詞:環境工程原理;教學改革;實踐改革
環境工程原理是高校環境工程類專業基礎課程中的核心,也是一門理論與實踐緊密結合的綜合性很強的課程。在全國高等院校轉型的大形勢下,如何提高應用技術型大學學生的綜合素質和能力,培養創新性環境專業特色人才,從而提高市場競爭條件下的學生就業能力,是學校開展環境工程原理課程重點需要考慮的問題。本文結合筆者近年來的教學實踐經驗,通過對以往教學過程中存在問題的剖析,提出了新形勢下應用技術型大學環境工程原理課程開設的新理念和新途徑。
1教學指導思想的改革
環境工程專業是一個基于化學、生物、工程技術等為一體的綜合性專業,在涉及解決環境保護的工程問題時,需要大量的其它學科工程專業的協作支持。對于應用技術型大學環境工程專業的學生而言,如何將涉及水處理、廢氣治理、噪聲控制、固廢治理等方面的技術工藝加以歸納,提煉并理解其中的技術原理,使之與專業課程中的技術應用相互融會貫通,靈活運用,是作為教師的我們在確立教學指導思想時首要考慮的內容。本科教育主要側重于培養學生分析問題和解決問題的能力,對于新形勢下的應用類技術型大學環境工程本科教育而言,更應該著力培養學生在今后具體的工作實踐中的工程性創新思維和素養。在科技高速發展的今天,新知識、新發明、新思維層出不窮,但如果沒有牢固的理論基礎,很有可能設計出永動機類型的新工藝和新方法。任何工藝都不是十全十美的,例如在廢水工藝處理的選擇上,如能分析清楚其原理,就能針對具體情況作出恰當選擇,從而設計出新的工藝流程。因此,在環境工程原理的教學過程中,我們應側重把握其核心的經典理論內容,并依此為中心,展開應用講解,真正做到理論指導實踐,切實理解各種工藝設計的核心。只有這樣,才能提高其在眾多紛繁的技術方法中,確定針對不同處理對象,更加優化適用的技術路線能力,提高其在實際工作中運用基本理論的能力。
2教學方式和手段的改革
環境工程原理主要系統闡述環境工程中所涉及的共性技術的基本概念、基本原理,具有較強的基礎性、理論性、系統性、抽象性、綜合性的特點。在筆者執教的過程中,學生對該課程的普遍反映為:內容抽象,難理解;概念繁多,易混淆;涉及面大,內容廣,公式繁多,記不清。因此,若要加深學生對抽象概念的理解,培養學生對于基礎理論的學生興趣,就必須在日常的教學方式和手段上加以改革。
2.1導向性教學法
“學以致用”是應用技術型大學的教學核心。當代大學生學習積極性不高主要源于其無法在學習過程中體會到知識的應用價值。若能以工程需求為導向,進行啟發式教學,讓學生帶著思考進行學習,則能更好地活躍課堂氣氛,調動學生的學習積極性,從而提高教學質量和效果。工程技術類問題主要分為設計型和操作性兩大類。以第三章“流體流動”為例,在管路計算過程中,讓學生作為工程師的角色,拋出問題1:在給定需要輸送流體的流量,以及輸送系統的布置,當允許的壓降為定值時,管路的管徑如何確定?(設計型問題)問題2:已知管路系統的布置、管徑及允許壓降,如何保證對流體的流速或流量操控能夠符合已有的管路系統?(操作型問題)。在對問題1的計算過程中,又涉及到管徑計算結果是否貼合市場規格的問題,如果不符合又該如何選型?如何與其它管件配套?帶著這樣的問題進入教學過程,就能使得枯燥抽象的理論生活化,大幅度提高學生的學習主動性,成功解決問題的滿足感又能進一步帶動學生的學習熱情。同時,過程中帶領學生一起查閱工程手冊、設計手冊,也有助于建立學生工程化的理念,為今后的課程設計和畢業設計打下堅實的基礎。
2.2交融性教學法
環境工程原理的課程具有明顯的工科特性,對管路、設備、構筑物等的理論講解相對比較抽象,因此,若能將課程內容與具體可見的實習實驗過程交替進行,依據所授課內容先講后做或者邊做邊講,則能起到事半功倍的效果。例如,在第三章流體流動的內容中,學生對于“雷諾實驗”所提及的兩種流態并無感性的認識,但通過隨堂實驗,學生不僅能理解流態的具體表現,還能對影響流態的因素進行控制,通過將機械化的公式轉為實際操作而理解相關概念。而在第二篇章分離過程原理篇中,則可采取先實地參觀,再理論授課的教學模式。在第六章沉降的教學過程中,前期對沉砂池、重力沉降室的直觀認識,更有助于學生理解學習顆粒物沉降速度的意義,帶著明確的目的進行理論知識的推導學習,不僅加強理解,也有助于建立其工程設計的概念。
2.3擴展性教學法
教材是環境工程原理課程依托,但無法包含專業課程涉及到的所有操作過程的基本原理,因此,課堂的擴展性授課就成為了彌補這種缺失的主要方法之一。系數k為滲透系數,該洗漱被用于描述土壤、底層的滲透能力,在相關的固體廢棄物、危險廢物填埋國家便準中,對k值都有著明確的規定限定,在環境影響評價、固體廢棄物的處理與處置的課程中均有涉及。經變換后的Ergun方程的最小流化速度,該速度可用于砂濾反洗、流化床反應和燃燒等單元操作。因此,在課程教學中對書本內容加以適當的擴展變換,可以舉一反三,知識點的融會貫通也能夠更好地促進環境工程其它專業課程的學習。
3實踐教學的改革
作為理論課程向工程應用課程的過渡,實驗是重要的教學內容之一。對于應用技術型大學環境工程的學生而言,現有的部分仿真實驗已無法滿足學生對于工業設備的認識需求及動手能力訓練。在課程體系中,若能搭建以環境工程專業基礎課和專業課結合,能夠反映工程問題和規律、實驗驗證實驗和初步探索實驗的綜合實驗室,開展與其他課程聯系較好的滲流實驗、曝氣與充氧實驗、氣體吸收實驗、推流、全混和串聯全混反應器流動模型實驗,再輔助以環境專業課程的過濾、傳熱等操作性實驗,則能促進學生學習階段專業知識的系統掌握和實際工作知識的靈活應用,同時也為生產實習、畢業設計過程中所需基礎數據與工程設計手冊的連接打下基礎。
4考核方式的改革
課程考核結果一定程度上反映學生是否掌握了所學的專業知識,而考核方式則會在過程中影響學生的學習行為。單一的期末考試成績作為評價學生學習狀況的唯一依據,無法客觀反映學生對課程的掌握情況,也會誘發學生平時不認真、考前突襲的不良學習行為和習慣,因此在當今的考核中已逐漸被“7+3”的模式取代。筆者在教學過程中依舊沿用了此種考核方法,但將平時成績所占比重調整到了40%,且考察方式則更加具體和多樣化。在課程的教學中,將平時考察分分解到“課堂紀律與到課率”、“實驗”、“作業”、以及“課堂討論”、“學生講解”等教學活動中。通過這種改革,學生的學習積極性提高、主動參與意識增強、語言表達和組織能力都有所進步,且考核成績更能全面、真實地反映學生的學習狀況和能力。
5結語
在高等院校改革發展的浪潮中,應用技術型大學環境工程專業課的設置需要適應快速發展的社會需求,作為專業基礎課核心的環境工程原理,更應該結合實際情況對各個教學環節的教學內容、教學方法進行系統的設計和改革,是學生在本科學習階段能夠清晰地認識到學習基礎知識的重要性和必要性,激發其探索、鉆研和創新的意識,培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力,使學生的綜合工程素質得到全面提高。
參考文獻
一、環境工程制圖與CAD教學改革的必要性
環境工程制圖是環境工程類專業的一門重要技術基礎課,也是環境工程項目實施的基礎。該課程著重于培養學生的形象思維能力、空間想象能力、審美能力、設計表達能力、創新構形能力,具備實踐性較強的特點,所以環境工程制圖課程必須構建以社會需求為導向,以工程技術為主線,以實際工程為背景的教學模式,在教學中重視學生環境工程意識、素質、實踐能力的提高。而CAD繪圖教學作為培養學生環境工程制圖實踐技能的重要途徑,大多數高職院校往往卻沒有處理好兩者之間的關系。部分院校將環境工程制圖與CAD繪圖合并為一門課程,將CAD教學放置工程制圖教學內容之后進行集中講解,受課時限制,學生對計算機繪圖的學習不夠充分,導致教學效果欠佳;部分院校將環境工程制圖與CAD繪圖設置為兩門獨立的課程,雖然兩門課程的課時充裕性得到了保證,但是由于兩者的教學內容存在諸多重復之處,并且銜接內容較多,致使學生在學習兩門課程時無法將制圖知識與計算機輔助設計技術有效結合起來,不利于學生綜合制圖能力的提高。因此,對環境工程制圖與CAD教學進行改革已經突顯其必要性,只有將兩者進行融合性教學才能真正解決工程制圖與CAD技術相脫節的問題。在教學中,教師應當將環境工程制圖視為學習計算機繪圖的知識基礎,將計算機繪圖視為提高環境工程制圖學習成效的重要方法,同時在充分掌握制圖理論知識的基礎上,運用計算機繪圖技術完成大作業,使學生將理論與實踐相結合,提高專業知識實踐應用能力和計算機輔助設計能力,為后續的課程學習奠定堅實基礎。
二、環境工程制圖與CAD教學改革的具體實施策略
教材的選用是環境工程制圖與CAD教學改革的關鍵環節之一。為了確保學生能夠全面掌握基礎知識和專業知識,實現高職教育教學目標,應當根據環境工程制圖要求,自編或合理選用教材。教材內容上要突顯非機械類制圖的特點,涵蓋制圖基本原理、本專業常見工程圖等,并且保證繪圖過程均可利用CAD軟件進行呈現,增強環境工程制圖與計算機繪圖技術結合的緊密性。在教材的編排上要加強制圖基礎、投影理念、構型表達等傳統教學內容,適當削減畫法幾何等陳舊的教學內容,并大幅度增加以計算機三維幾何造型為主的現代先進知識。教材內容的取舍要以環境工程專業特點為根本出發點,在確?;纠碚撏晟频幕A上,增加建筑施工圖、管道施工圖、給排水工程圖等內容,為專業課程學習奠定扎實基礎。通過優化調整教材,使學生在學習中能夠始終處于形的概念中,從小的立體、組合體,延伸到建筑形體,拓展到建筑物、給排水系統和管道系統等,讓學生對環境工程制圖構建起整體輪廓。為了將CAD技術融合于環境工程制圖課程教材中,應當結合環境工程的設計特點,運用實例教學法,重視學生實際操作能力的培養、實踐經驗的積累。
關鍵詞:環境工程管理重要性目標方法
中圖分類號: TL372文獻標識碼:A
環境工程管理是在全球環境污染加劇的背景下興起的,其主要任務就是研究如何改善生態環境,在生產和生活中注重環境保護,為可持續發展事業提供保障。環境工程管理涉及的范圍非常廣,相關人員要對大氣、水體、固體等知識都要充分的掌握,對環境做好規劃和管理。隨著我國科學技術的進步,我國對環境工程管理的重視也逐步增加,環境工程管理已經成為我國工程管理中很重要的部分。
環境工程管理的概念及重要性
(一)環境工程及環境工程管理的基本概念
環境工程是研究和從事防治環境污染和提高環境質量的科學技術。環境工程同生物學中的生態學、醫學中的環境衛生學和環境醫學,以及環境物理學和環境化學有關。由于環境工程處在初創階段,學科的領域還在發展,但其核心是環境污染源的治理。環境工程管理涉及的范圍相當廣,包括了大氣、水體、聲學、固體等知識,并且需要掌握較高的分析測量技術,能夠有效利用現代化測量手段進行檢車,并且能夠獨立判斷環境中出現的一些問題,做好環境的規劃、設計和管理。
(二)環境工程管理和環境保護的重要性
自從進入了二十一世紀以來,我國的國民經濟飛速發展,城市化進程急速加快,使得我國的環境遭受了很大的污染,各個城市紛紛涌現霧霾、沙塵暴等自然災害,給我們人民的生活品質和生命安全帶來了巨大的威脅。為了轉變這種現象,環境工程應運而生,對環境污染源的治理投入了高度的關注和深入的研究。保護環境最理想的途徑是盡量減少污染物的排放。工業造成的污染是當前最主要的污染,而它的廢水、廢氣和廢渣中的污染物一般是未能利用的原材料或副產品、產品。工業上加強生產管理和革新生產工藝,政府運用立法和經濟措施促進工業革新技術,是防止環境污染最基本最有效的途徑。然而,生活和生產對環境的不利影響是難于從根本上予以防治,因而控制對環境的污染是環境工程的基本任務。從環境工程管理的基本內容和意義看來,其對于解決現階段我國的環境污染問題、優化人們生活環境、穩定生態平衡具有很積極的重要作用。
當前環境工程管理的目標
環境工程管理的主要目標就是為了滿足當前對環境的需求,并且,要使環境本身的需求與其他要求不相互矛盾,與其他系統相融合,在此基礎上進行環境工程保護的工作和活動。環境工程管理注重的是從整體上對環境系統的提升和優化,使環境管理提升至一個新的層次和狀態,它不僅注重對工程本身目標的實現,也注重工作中的成本投入,盡可能的使用最少的成本來達到最好的效果。
例如,當前的房屋裝修有很多對環境有污染效果的化學釋放物質,為了減少化學物質對環境污染,我們可以采用兩種方法進行解決,一種是購買質量更好的產品,有效的降低其中不良物質的含量,使環境得到保護;另一種方法就是從家具或者涂料制造的廠商入手,使其采用綠色環保的加工工藝進行生產,使生產出來的產品都不具備超標的化學物質。這個問題如果用環境工程管理的方式來解決,就可以對其進行認真的分析,尋找出成本最低的方法,使環境管理達到一個最佳的狀態。同時,要確保產品生產的系統與其他系統不沖突,生產的產品不與其他系統相矛盾,有效的對矛盾進行解決,以提升其產品和系統的綠色環保性。
環境工程管理的要點及主要方法
環境工程管理的實施要點
環境工程管理的實施要點主要與環境工程管理的主要目標有關,而環境工程管理的主要目標又是實現對生態環境的管理和控制,并且增進人們對環境工程的認識,是人們明確環境工程的基本內容,例如,環境工程的主要任務是什么?環境工程管理應如何進行?環境工程都進行什么方面的工作等等。通過人們對環境工程管理內容和目標的認知,使人們更加的支持環境保護事業,并且以更加積極的態度加入進來,為環境工程添磚加瓦。
環境工程管理的主要手段
環境工程管理要是想科學、有秩序的運行,就需要建立一個規范的管理系統,并使其中的各種要素都按照一定的秩序規范運行,同時要采取具有技術含量的方法來保障環境工程的順利開展。具體的來講,環境工程管理的主要方法有:建立環境工程管理的有關機構和單位、明確和落實管理人員的職責、制定相關的制度、加強環境評審力度和監督制度。
建立環境工程管理的有關機構和單位
環境工程管理機構和單位是落實有關環境工程管理有關工作的關鍵,有了環境工程管理機構才能更好的制定有關制度、規章,并切實的進行落實和監督。環境工程管理機構在設定的時候要注重對管理人員資質的考察,并明確其從屬于哪個主管單位,并對其工作范圍和管理范圍進行明確的界定,并明確其基本職責。
明確和落實管理人員的職責
環境工程管理人員的基本職責是為了環境保護工程作出貢獻,對于其基本工作范圍和職責也應作出明確的界定,制定與崗位相關的薪酬體系與制度,確保每名管理人員明確自身的工作任務,并為之而不斷的努力。
制定相關的制度
制度主要包括對人的制度和對工作的制度。對管理人員的制度就是指的薪酬制度、獎懲制度、激勵制度等,通過崗位的不同和員工貢獻的不同來對其薪酬和獎金、懲罰進行設定。對工作的制度是指制定與環境工程有關的制度,例如環境保護制度、污染源治理制度等,通過對制度的制定和執行來促進環境保護事業的發展。
加強環境評審力度和監督制度
在環境工程管理最重要的就是對環境的評審力度和監督力度,污染環境很容易,但是改善環境很難,因此在環境工程管理工作中,管理人員應加強對環境評審力度和監督制度,通過切實可行的評審要求和監督制度來規范與環境污染有關企業的種種行為,對環境污染過于嚴重的企業進行關閉或者整改,使環境保護的評審力度加大,并且使各企業認識到環境保護的重要性,主動配合環境工程管理的工作。
四、結語
地球是我們共同的家園,也是我們生產和發展的保障。當前盲目的城市擴張和經濟增長對環境產生了很惡劣的影響,進一步威脅到了我們的未來。環境工程管理作為改善生態環境、推行環境保護、改進環境污染現狀的重要途徑,不僅為當前的人類生存帶來了新的曙光,也為未來人類的發展提供了有力的保障。作為環境工程管理人員,要努力增強自身的專業素質,提高個人的環境保護意識和環境工程管理的有關知識,從污染源入手,從根源解決環境污染的問題,為我們換回一片藍色、純凈的天空。
參考文獻:
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摘要:為了培養符合新時代要求的工程技術人才,需要我們更新教育理念,并以此引導和推動工程教育改革。本文分析了對于當前同時存在的畢業生求職難和用人企業招工荒的雙向難題產生的原因,在此基礎上,提出了基于工程認證及成果導向教育的環境工程專業體系構建的必要性,最后,對環境工程專業體系構建內容、目標及實施方案進行了詳細闡述。
關鍵詞:工程認證;成果導向教育;環境工程專業體系
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)26-0159-02
從總量來說,目前我國高等教育培養出來的工程技術類人員位居世界前列,但從質量來說,合格的工程類人才在世界的排名卻并不靠前。以環境工程為例,現實中,環境工程類崗位是典型的“越老越值錢”。一方面,我們的學校用過時的教材,過時的教育理念,過時的培養方式“培養”了一批批學生;另一方面,企事業單位由于人們對環保意識的不斷提高,社會經濟和技術的不斷發展而需要設計能力、動手能力和綜合能力俱強的復合人才。因此,導致高校教育產出(畢業學生)與社會需求(就業崗位)符合度不高。學生實踐能力薄弱、培養產出與社會需求相脫節等問題凸顯。工程專業認證是工程教育質量保障體系的重要組成部分,對于推動和提高工程教育質量具有積極作用,對于改變當下的教育產出與社會需求不符的現狀,具有突出的現實意義。
一、基于工程認證的專業體系構建的意義
1.以目標為導向,切實培養學生的實際工程能力。以工程專業認證教育理念為指引,以成果導向教育(OBE)為目標,建設具有符合學校定位的、學生的實際工程能力和創新能力與社會需求相符合的環境工程專業,明確環境工程專業人才培養目標、畢業要求及相應的課程體系,建立專業內部評價標準、相應的反饋及改進與發展方向,提高學校在環境領域及社會服務方面的教育質量信譽度,為在校學生實現對知識、能力和素質等需求提供保障,為即將畢業的學生就業并獲得職業資格提供保障[1,2]。通過與國際接軌的專業認證建設,進一步明確和細化人才培養目標,全面整合教學資源和改革課程體系,優化師資配置,提升師資工程教育素質,促進本專業的良性發展,全面提升畢業生就業的國內外競爭力。
2.從反向設計入手,緊密對接產業鏈、創新鏈需求。反過來再說企業需求,由用人單位對環境工程畢業生所具備的要求看,強調學生具有現場工作能力、設計能力、工程項目實施能力以及新產品開發與技術改造能力。但我們的傳統工程教育體系,卻是試圖以19世紀的大學教育、20世紀的課程體系來培養21世紀的工程師[3]!長期以來,工程教育由于技術上狹窄且又狹隘于技術,偏重通識基礎課程與學科基礎類課程,重視數理基礎,理論學時偏多,科學教育導向明顯強于工程教育,導致實踐操作和經驗不足,工程實踐訓練逐步邊緣化,由軟化、虛化、弱化而走向形式化。最終,工程教育淪為科學教育的附庸,背離了工程教育的應用性和實踐性的本質特征。
反觀企業需求,我們可以借助成果導向教育反向設計環境工程專業的人才培養目標、畢業要求、課程體系、實踐訓練方式、考核評價方法等一系列的專業體系建設工作。
在上述正向需求、反向設計背景下,環境工程專業必須在強化培養學生的工程能力和創新能力方面狠下功夫,因此,建設立足于學科發展、面向社會需要、體現區域特色的環境工程專業勢在必行。無論是滿足自身發展需要、提高工程專業競爭力需要還是保證和提高工程教育專業質量需要,都迫切要求對原有的環境工程專業體系進行系統的、與時俱進的、徹底的改革與實踐,以適應國內外、行業產業對環境工程人才的需求。
二、環境工程專業課程體系構建內容
1.整體設計培養計劃。對專業目標、培養方案、師資隊伍、學生發展環節以及相應的管理制度及評價指標進行整體設計,并對專業人才培養規格、教學要求、教學條件、考核方法、考核標準、質量標準等給出定性描述和量化規定。
2.改革專業的課程體系。在環境工程學科知識結構體系下,重構本專業的課程體系。依托我?;瘜W工程專業的顯著優勢,研究本專業與給水排水、土木建筑、機械制造三個領域交叉的課程內容和配置特點,合理配置本專業的工程基礎類課程、專業基礎類課程、專業類課程、工程實踐和畢業設計(論文)等課程和教學環節以及數學與自然科學類課程、人文社會科學類通識教育課程的課程,分別形成通識、基礎、專業、實踐教學體系,滿足工程教育專業認證通用標準要求和社會對環境類工程人才的需求標準。
3.構建校企合作實驗實訓平臺。新建校內工程模擬和校外實戰訓練兩大實驗實踐平臺,以此為基礎,改革實踐教學內容、實驗項目、改變教學方法與手段。通過教學組織、教學條件、教學方法的創新與變革,從根本上滿足認證標準對學生在實踐實訓方面的教學要求,從而使學生的工程能力和創新能力有質的提高,符合以學生楦本、以教育產出為目標的成果導向教育模式。
4.建設新型師資隊伍。專業教師大部分直接從博士階段進入工作,與較強的學術研究能力相比,其參與企業的工程實踐和工程教育經驗明顯偏弱,可能導致學生工程設計教育出現環節缺漏。因此,對師資隊伍,特別是青年專業教師,建立持續改進工程能力的制度。如支持教師直接參與工程設計、鼓勵其參加注冊工程師考試、利用設計研究院等單位對教師進行工程能力培訓和建立有工程經驗教師傳、幫、帶指導年輕教師的機制。同時,強化人才引進工作,招聘資深環保工程師來校任教。
三、環境工程專業體系目標實施方案
1.制訂并完善環境工程專業人才培養體系,建立具有引導性、導向性的專業培養計劃。使學生具有雄厚知識基礎、較強實踐操作能力和綜合素質過硬的復合人才。
2.根據本校環境工程專業發展特點,起源于化學,依托于化工,交叉于生物,聯系于安全,綜合考慮各相關領域與環境工程專業的融合及聯系,確定環境工程專業教育模式課程改革的關鍵,建立合理的理論課程體系;設立相對獨立的縱向聯系的專業實驗課程,形成縱橫交叉的網狀專業實驗課體系,實現專業實驗課程之間的縱向聯系和貫通;設計接近工程實際、知識交叉的實驗內容,使實驗教學內容體現工程項目的系統性和全面性。
3.構建校企聯合的實踐和實訓平臺,充分利用校內外一切資源。通過校內工程模擬建立實驗平臺,進行專業實驗的訓練,讓學生建立起初步的工程概念;同時,通過這個平臺上,鼓勵學生自主設計系列專題性或綜合性的工程和研究模擬項目、自主研究活動,掌握科學研究的方法,建立起科研創新的概念。通過校外實戰訓練平臺參與實際工程項目的設計、施工、管理和環境影響評價,在實戰中全面提升學生解決復雜工程問題的能力和創新能力[4]。
4.打破常規師資培訓方法,鼓勵并支持專業教師與企業多方聯系,增加專業教師工程實踐鍛煉和培訓的經驗;將企業界具有深厚工程背景知識的專業技術人員請進學校,對學生實踐和教師實驗項目設計進行實際指導,及時修正和改進,彌補教師工程經驗的不足。
5.改革課程的授課方式,對某些專業性強,直接體現工程能力的課程,除聘用企業界資深技術人員授課外,可以使用嵌入式模型教學,將工藝中涉及到的構筑物、設備、管道、管網按照一定比例制作出實物模型,采用卡扣銜接及完整對接方式直觀呈現給學生,讓學生在概念上有清晰的認識及理解,對下一步的進入場地現場實習起到先期指導的作用[5]。
參考文獻:
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關鍵詞:城市環境建設、概念、現狀、問題、解決對策
中圖分類號: D922 文獻標識碼: A
一、城市環境工程建設概念簡析
環境工程是一項科學技術,主要是對防治環境的污染的研究以及環境質量的提高。環境工程與生態學以及環境衛生學、環境醫學有一定的關系,因為環境工程還處于起步的階段,學科領域在不斷的發展,但是,它主要的核心就是治理環境污染源。
一八五四年,周密調查了在英國發生的霍亂疫情,發現成疫的主要原因是一個水井被患者的糞便所污染。因此,對飲用水進行了相應的過濾與消毒,有效的控制了水媒病的發生。所以,衛生工程與公共衛生工程逐步發展成了一門新的學科,主要內容包括給水排水工程、環境衛生、垃圾處理以及水分析等。
人類的活動對環境造成了嚴重的污染,自然環境受到污染以后具有一定的自凈能力,污染物的數量只要不超過一定的數量,環境還是可以保持正常的狀態,自然生態系統也能維持住平衡,我們把這個污染物量稱之為環境容量。環境容量對于環境的質量與環境的本身的條件起著決定性的作用。在二十世紀五十年代以后,科學技術快速發展,城市人口數量巨增,自然環境受到嚴重的沖擊與破壞,人體的健康與生活深受環境污染的影響,并且已超過了衛生一詞,衛生工程也被改稱之環境工程。努力減少污染物的排放是保護環境的最好途徑,目前,最主要的污染就是工業造成的污染,其中一些廢氣、廢水以及廢渣中的原材料或副產品都是不能利用的。有效防止環境污染的途徑就是在工業的生產管理方面不斷的加強,政府方面把相應的經濟措施運用起來,使工業革命新技術得到促進。但是,生產與生活對環境的不利影響是非常嚴重的,所以,環境工程最基本的任務就是對環境的污染進行有效控制。
二、新時期我國城市環境工程建設的種種問題和不足之處
首先,對城市的污水沒有完善的處理,城市生活的污水來源主要有生活污水、城市徑流污水以及工業廢水。而城市生活污水是城市污水的重要來源,生活污水多來自于家庭、城市及商業區的衛生公共設施等。這些地方會產生很多的洗滌污水、糞便等污染物,經過城市的排水道進入地下污水區。要想使這部分的污水得到相應的處理,就要對城市的污水廠進行建設,污水由污水廠進行處理以后再進行排放。這些水最大的特點就是周期循環。工業廢水在城市污水中也占有很大的比例,在全國的每個城市都有工業污水的分布,尤其是以工業為主的城市,污水排放更是嚴重。在城市工業污水的處理方面也更加嚴格,由于這些污水中含有很多污染物,對人體具有很大的傷害性,所以,必須經過科學的技術方法對此進行處理。另外,還有一個污水源就是城市徑流污水。它們具有季節性,并且具有復雜的成分,主要的造成原因是城市上空的大氣污染物對大氣產生的影響,也有一部分是來源于地面的垃圾與廢物,經過城市的河流所致而成。在城市環境工程的建設過程中,其中一個非常重要的方面就是處理污水,然而,現在主要的問題就是處理污水的實施并不先進,并且,在各個區域建設中也沒有一定的平衡性。沒有及時處理污水,對污水沒有高回收率等。這些問題對于城市環境工程的建設來講都是急需解決的。
其次、生活垃圾沒進行分類處理 ,隨著城市的不斷發展,城市人口的比重不斷加大,城市生活消費得到了很大的提高,也因此而帶來了很大的城市生活垃圾處理問題。城市生活垃圾來源有很多方面,包括家庭生活垃圾、商場垃圾、餐飲服務行業等等方面的垃圾。據調查統計資料顯示,大型城市每天產生的垃圾多達幾千噸,小型的城市每天產生的垃圾也在幾百噸以上。如果不能夠進行有效的處理,城市很有可能變成一個堆滿垃圾的地方,嚴重影響了城市的形象和人們的生活。在城市環境工程建設當中,對城市生活垃圾的處理還停留在傳統的做法上,或者采用運輸到郊區進行填埋焚燒處理而已。這種辦法存在著投資大、運轉成本高且易造成二次污染,同時垃圾中的有用資源也會被燒毀?,F有國內焚燒廠運行均比較困難。沒有進行生活垃圾的無公害處理是城市環境工程建設的一個相當嚴重的問題。
最后、園林綠化建設沒跟上發展 ,城市園林綠化建設也相對發達國家相比較為落后,和發達國家之間存在著很大的差距,在各地的城市發展當中,建設水平也不一致。園林建設在城市環境工程建設當中有著很重要的作用,不僅能夠降低城市的噪聲和空氣污染,還能夠改善城市的居住環境,提升居住品質。但是在我國的城市建設當中,對城市的園林綠化建設重視不夠,片面地強調加大商品房和高檔住宅的建設,導致很多城市密切在一起,沒有足夠的綠化空間,我國城市的園林綠化建設相對落后于城市的高速建設發展,將會嚴重限制未來城市的進步,是城市環境工程建設難點。
三、筆者多年工作研究經驗下的解決對策分析
第一,資源綜合利用,開發二次資源,工業生產的過程中,一般情況下原料以及燃料費用大概占產品成本的百分之六十至百分之七十。例如石油、煤、鹽以及礦石等這些基礎的工業原料都具有多樣的化學成分,很多生產廠家只能用到其中的一部分有用的,其它沒有用的部分都變成了廢物,這不但提高了產品的成本,并且也對資源造成嚴重的浪費,對環境造成了嚴重污染。我們國家的工業固體廢棄物只有百分之三十的利用率,工業發展迅速,各種各樣的廢棄物的數量也在不斷增加,很多國家對廢品回收利用的重要性有了充分的認識,對生產過程及消費過程作為一個整體有了更深入的認識,認識到生產與消費中能做到多次循環,這樣還能避免環境的污染。所以,在國際上很多國家把對資源的再次利用作為經濟的重要戰略,大力提高了資源的再次利用率。所以,我們國家對于資源的再次利用也有了足夠的重視,對資源進行綜合性的利用的意識不斷的加強,相當,這也是一項非常艱巨的任務。
第二,對工藝與設備進行改革,對流程進行全新的開發。在西方一些比較發達的國家,非常重視清潔生產的工藝,這不但對工作環境有非常明顯的改善,并且,可以降低污染物的排放量,對物耗與能耗都有一定的減少,同時,使產品質量以及市場的競爭力得到明顯的提高。
第三,物料進行閉路循環,綜合利用廢物。在工業生產中過程中流失的原料、副產物以及中間體被稱為三廢,特別是我們國家燃料以及農藥行業,主要的原材料只有百分之三十至百分之四十的利用率,而以三廢形式排入環境的占到百分之六十至百分之七十。在生產的過程中不難實現的就是用水閉路循環,我們國家已經研制出了處理三廢的技術,并且,還在不斷的努力創新,進行技術的改革,使得我國的廢物處理率得到明顯的提高。
第四,鼓勵多元化的社會投資,對環境工程的體制建設不斷強化。城市環境工程需要巨額的耗資,在發展的過程中,不但需要政府提供一定的財力支持,還需要社會的多元化投資。無論是城市生活污水的建設,還是城市生活垃圾的無公害處理,以及城市的園林綠化工程建設,都要有較為規范的體制進行維持。要想城市環境工程進入良性的運行,就要鼓勵一些有實力的企業參與進來。除此之外,還要把環境引導的機制建立起來,并不斷加強宣傳,對于參與者要進行相應的獎勵,把他們的主動性與積極性充分的調動起來,使社會各界參與到環境保護的工作中來,對城市環境建設的發展起到一定的推動作用。
四、結束語
經過以上的論述可以總結出,環境工程建設是一項非常復雜的工程,并且需要巨額的投資,在建設環境工程的過程中,一定要堅持可持續性的發展道路,對于經濟社會的發展與環境工程建設間的關系有個正確的處理方式,積極的采用相應的有效的措施,面對環境工程建設中遇到的各種問題,在觀念方面不斷進行轉變,在管理方面采用科學的方法,并且不斷的加強,運用健全的工作機制并進行不斷的創新,對于在環境工程的建設過程中所出現的一切問題進行妥當的處理,只有這樣,才能使人們的居住環境得到有效的改善,才能夠使大家的生活質量得到真正的提高。也才能真正把環境工程的建設工作提升到一個新的臺階。
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關鍵詞:環境工程原理課程;互動式教學;案例教學;教學質量
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)09-0151-02
《環境工程原理》課程2004年8月被國家教育部“高等學校環境工程教學指導委員會”列為高等學校環境工程專業的核心課程。該課程是一門超越污染介質的界限,從理論上系統、深入地闡述環境凈化與污染控制基礎理論及其工程原理的專業基礎課程[1]。全國各高校環境專業對《環境工程原理》課程都非常重視,《環境工程原理》課程教學質量的好壞直接關系著后續學生專業素質和能力的培養。
《環境工程原理》課程內容抽象、概念眾多、公式繁雜、原理偏難,多數同學對本課程的學習興趣不大,接受程度不高。在該課程的教學中,傳統的“灌輸式”教學顯然不能適應教學的需要。本文旨在針對《環境工程原理》課程特點,將互動式教學的各種方法靈活運用,真正調動課堂氣氛,變被動學習為主動學習,提高教學質量。
一、互動式教學概述
目前,互動式教學的定義很多,概況來說就是,在教學過程中,突出“以學生為本”的教育理念,以培養學生自主意識和創新能力為目標,強調學生為主體、教師為主導,采用多種方法和手段,努力營造平等愉快的教學氛圍,充分調動學生學習興趣和主觀能動性,形成和諧的師生互動的教學形式。
互動式教學具有如下的特點:
(一)師生平等相處
互動式教學由傳統的教師為中心,學生被動接受轉變為教師和學生并重,學生變成了教學過程的主體,教師是教學過程的規劃者、組織者。因此,要求教師要放下權威,充分提供民主式的環境,尊重學生的觀點和見解,建立平等和諧的師生關系,與學生一起成為教學過程的活動主體。
(二)教師主導作用
以前期實踐經驗來看,學生的參與教學過程的積極性和主動性有賴于教師的啟發和引導。從問題的設計、提出到討論,教師應充分發揮主導作用并適時適當指導。首先,題目要富有啟發性,目的性強,能激發學生的興趣,給學生一定的思維空間;探究過程中,教師要耐心認真聽取,當學生遇到困難、受到挫折、結論錯誤時,教師要適時適當引導,幫助學生分析原因,總結教訓,增強分析解決問題的努力;探究活動結束后,教師要及時總結,明確給出結論,使學生收獲有價值的知識。
(三)多邊雙向互動
互動教學不僅僅局限于師生之間,還應該包括學生和學生之間。而且互動應該是雙向的。教師的指導給學生以啟示,學生的一些思維方式、觀點和技術也會對教師有啟發和借鑒的意義。而同學之間的相互啟發和誘導,也可能出現新的思維火花,達到取長補短的效果。
二、互動式教學實踐
互動式教學的核心是讓學生積極參與到教學過程中,變被動的“聽講”為主動的學習[2]?!敖虩o定法”,互動式教學的方法很多,筆者根據《環境工程原理》課程的特點以及學生特點,選取了適當的方法應用于教學實踐。
(一)啟發提問
1.結合日常生活實例,激發學生興趣。由于學生普遍工程實踐經驗缺乏,單純從工程案例出發講解,學生勢必感受不深,理解不清。因此,在課堂上往往需要結合日常生活實際,從日常生活現象中引出涉及的環境工程原理。比如,在講授熱量傳遞的主要方式這一知識點時,老師可以引導學生分析為了使保溫瓶保溫采取了哪些措施?由于保溫瓶學生們非常熟悉,因此回答時興致很高。老師通過對學生的回答進行總結,很形象的就引出了熱傳遞的三種方式,學生理解和記憶都更容易了。再比如,分析打豆漿的過程,引出過濾的概念;為什么人們往往在車里要放一些活性炭小包?起什么作用?進而引出吸附的概念,分析哪些物質可以作為吸附劑,如何促進吸附等。通過分析這些生活中的實例,學生對相關概念理解更深。
2.結合工程應用實例,啟發學生思考。作為工程原理課程的教學,需要把水、氣、固廢處理工程中涉及到的環境工程原理介紹給學生。比如:引導學生回憶見習實習參觀的水處理工藝如格柵、沉淀池等,可以啟發學生引出過濾、沉降等概念;講解重力沉降原理時,分析顆粒從沉降室分離出來的條件,進而聯系工程設計上為什么沉降室多為扁平型;介紹傳熱時,可以提問工程上常用多孔固體材料作為保溫材料,為什么?為什么露天保溫管道必須防潮?通過結合工程實際的例子,讓學生切實感受到學以致用,啟發學生思考,提高分析問題的能力。
(二)專題討論
在學習完相關理論知識后,對于綜合性和提高性的知識,可以設計一些專題,在教師的指導下,讓學生進行討論。比如:講解完質量傳遞的知識點后,提出分析討論傳質過程的強化措施。從思考的切入點到結論總結,整個過程教師把學習的主動權交給學生,啟發學生從哪些方面思考這個問題,如何拓展思路提出更多的措施,一步一步引導學生分析發言,最后總結。
(三)學生授課
在課程講授過程中,可以適當選擇一些難度較小,知識點的明確章節,讓學生進行講授。一般至少提前一周告知教學內容。授課的學生可以是一名,也可以分組展開。對于分組展開,要求組內有明確的分工,組內每個同學獨立講授一個小的知識點。備課過程中要求同學要認真熟悉所講授的內容,同時制作多媒體課件。在學生授課前,教師必須對其準備的內容進行指導,以提高課堂教學效果。學生授課完后,教師也必須進行點評,一方面是對授課內容的總結分析,確保聽課學生掌握該知識點,另一方面可對其講授方式技巧進行指導,促進其表達。同時,還可安排其他學生來提問和點評,形成學生之間的互動。
(四)案例教學
案例教學是互動式教學中常用的一種方法,尤其是綜合性案例的討論能很好的提高學生對所學知識點的分析應用能力。在講授完每個單元操作后,給出一兩個設計或改造實例,提出需要解決的工程問題,引導學生綜合利用所學的原理知識,提出理論上合理的方案,分析各種方案的優缺點,選中其中之一。對于學生沒有考慮到的方案,教師可進行補充講解。如換熱器的改造、反應器的設計等。
(五)考核方式
針對互動式教學,考核方式不能單純以閉卷考試開展,這樣無法激發學生互動參與的熱情??己朔绞綉獜目己藘热葑兏?、平時出勤與課堂表現、專題討論表現等方面進行改革。閉卷考試還是必須的,盡量少采用死記硬背的形式,而是理論聯系實際的開放式試題;加大學生平時在回答問題、參與討論、案例互動中表現得分在總評分中的比重,從而更全面的考查學生能力。
除此之外,為了更好的實踐互動式教學,環境工程原理課程的實驗環節、課程設計環節也需要進行適當的革新,如減少驗證性的實驗,增加設計性綜合實驗;課程設計可結合工程實例進行改造和設計。
三、互動式教學思考
(一)堅持“以學生為本”的原則,突出學生的主體地位
充分調動學生學習的主動性和積極性,著力培養學生獨立思考、分析解決問題能力的培養。同時,還可以充分利用學生授課、案例討論等形式,培養學生的語言組織和表達能力。
(二)明確教師的主導地位是互動式教學的基礎
互動式教學成效好壞與教師的主導緊密相關,真正將教師的主導作用和學生的主體地位有機結合。從課堂設計、案例問題的編寫到課堂引導、問題解答,每一個環節都需要教師結合教學內容,認真思考、潛心總結。互動式教學也對教師自身理論功底、實踐經驗、教學素養提出了更好的要求。為此教師必須不斷學習,積累更多工程實踐和科學研究經驗。
(三)加強師生的課下互動
除課程各個環節外,師生的互動可以在課下延續。課下教師可以借由渠道網絡,更方便靈活的和學生溝通。將課程的相關資料上傳網絡,供學生隨時查閱;解答學生在學習中的疑難問題,了解反饋信息。
綜上所述,環境工程原理課程作為環境工程專業的主干課程之一,教學內容廣而多,深而難。隨著國家對環境問題的日益關注,課程內容還在不斷增加和更新。形式多樣的互動式教學的運用有助于提升教學效果。通過前期的教學實踐,已經總結了一定的經驗。在今后教學中需要不斷更新和豐富互動式教學內容和方式,及時和學生溝通,了解反饋意見,進行調整,從而提高環境工程原理課程教學質量,形成教學相長、良性互動的局面。
參考文獻: