歐陽科,謝 珊
(中南林業(yè)科技大學 環(huán)境科學與工程學院,湖南 長沙 410004)
在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景下,高等教育必然要與時俱進,教學方法和模式要向“互聯(lián)網(wǎng)”模式進行探索[1-2]?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的主要特征體現(xiàn)在[3]:(1)通過人和物的整合,在整合過程中產(chǎn)生創(chuàng)新,提升效益;(2)通過加速創(chuàng)造滿足用戶需求的信息化產(chǎn)品和服務;(3)互聯(lián)網(wǎng)對現(xiàn)有的行業(yè)沖擊巨大,會促成行業(yè)的革命性變革。隨著社會的發(fā)展、教育的深入和智能手機的普及,“互聯(lián)網(wǎng)+教育”成為現(xiàn)代科學技術和社會發(fā)展對教育的要求,也是教育改革和發(fā)展的需求[4]。在這一轉變過程中,環(huán)境工程專業(yè)如何調(diào)整與改進以便適應互聯(lián)網(wǎng)信息化時代浪潮,培育出適應時代要求的環(huán)境工程高級技術人才,是擺在所有環(huán)境工程專業(yè)教師面前的重要課題。新形勢下,通過“互聯(lián)網(wǎng)+教育”計劃,借助網(wǎng)絡信息化的技術優(yōu)勢,如何辦出我院環(huán)境工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的特色,既體現(xiàn)環(huán)境工程的特色,同時又可以發(fā)揮我校工科院校突出的優(yōu)勢,本研究對“互聯(lián)網(wǎng)+”融入環(huán)境工程專業(yè)實踐教學體系的改革與實踐,進行了思考。
環(huán)境工程專業(yè)(Environmental Engineering)是環(huán)境學科的一個分支,主要研究如何保護和合理利用自然資源,利用科學的手段解決日益嚴重的環(huán)境問題、改善環(huán)境質量、促進環(huán)境保護與社會發(fā)展。是研究和從事防治環(huán)境污染和提高環(huán)境質量的科學技術。環(huán)境工程是一門涉及化學、化工、生物學、機械設備和工程力學等多學科的應用性和實踐性很強的學科。環(huán)境工程專業(yè)是實踐性很強的應用型專業(yè),要想使畢業(yè)生具有扎實的基礎理論、專業(yè)知識和解決實際環(huán)境工程問題的能力,實踐性教學環(huán)節(jié)在其中必不可少,在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和解決實際問題能力方面具有具有舉足輕重的作用[5]。
總體而言目前大部分高校環(huán)境工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)存在的主要共性問題有幾個方面:
(1)環(huán)境工程人才培養(yǎng)方案中理論課和實踐課的比例不合理。課程體系設置必須要服務和服從于專業(yè)培養(yǎng)目標的全局,要保證學生經(jīng)過相關課程的學習能掌握相關的環(huán)境工程設計、施工、運營、管理和維護等方面的理論知識和技術技能。然而長期以來在環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)過程中一直存在重理論、輕實踐的傾向。對實踐教學部分的重視不夠,首先體現(xiàn)在理論課課時大大超過實踐課課時,因此實踐類的課程,包括設計、實驗、實習、實訓等課時比重不足,學生工程基礎偏弱,畢業(yè)工作后難以滿足相關行業(yè)對學生在工程設計、開發(fā)和管理等方面的能力要求。
(2)實踐課程經(jīng)費不足,不能滿足培養(yǎng)學生實際操作能力需求。很多高校對環(huán)境工程專業(yè)的實踐環(huán)節(jié)重視不夠,相關的配套經(jīng)費嚴重不足,一些高校甚至無法開出相關實驗和實踐課程。由于實踐環(huán)節(jié)配套的環(huán)境工程設施或設備相比其他實驗的設備占地較大,經(jīng)費需求較高,對維護和場地要求高,儀器設備正常損耗后難以得到正常維護和補充,實踐內(nèi)容和實踐教學時間安排較為隨意,這往往造成學生不重視實踐環(huán)節(jié)的學習,也難以掌握相關知識。如在介紹污水處理系統(tǒng)的設計時,盡管教師在黑板上進行了理論講解,但學生并未實際操作過相關功能單體或反應器,因此難以對相關知識有深刻體會。
(3)實訓或實習效果不佳。大部分環(huán)境工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)一般設置認知實習和生產(chǎn)實習,其中認知實習1~2周,生產(chǎn)實習 10~12周。認知實習一般去污水廠,由企業(yè)生產(chǎn)部門人員帶領學生講解污水處理設施基礎知識;生產(chǎn)實習環(huán)節(jié)學生則駐場幾個企業(yè)進行實習,但由于實習單位均為生產(chǎn)企業(yè),出于人身安全和防止安全事故的考慮,無論認知實習還是生產(chǎn)實習,實習單位一般只允許學生參觀,不允許動手操作,因此本應深入一線的生產(chǎn)實習也只能是走馬觀花式的參觀幾個企業(yè)而已,效果不好。
針對上述問題,如何在互聯(lián)網(wǎng)背景下,解決上述問題?,F(xiàn)在越來越多的信息技術手段不斷涌現(xiàn),慕課、翻轉課堂等視頻內(nèi)容極大的豐富了教學手段,學生們獲得知識的途徑和方式日益靈活化。環(huán)境工程實踐教學改革迎來了新的機遇,應積極利用互聯(lián)網(wǎng)科技探索構建新型教學模式,彌補傳統(tǒng)實踐教學模式的不足,提高環(huán)境工程實踐教學效果。
學生群體對新技術和手段有較高的敏感度和接受能力,我們可充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的這一特點,來彌補環(huán)境工程實踐教學課程學時的不足,教師可以制作相關課件或者去企業(yè)實地拍攝相關視頻或者微視頻,然后將課件按照互聯(lián)網(wǎng)傳播的特點調(diào)整。將環(huán)境工程實踐教學全課程知識分成不同環(huán)節(jié),比如水污染控制工程的實驗課程,可以將各個不同的構筑物分拍成不同影片,從格柵開始,到初沉池、曝氣池、氧化溝、二沉池、污泥調(diào)節(jié)池、濃縮池、硝化池等,按照工藝順序制作不同視頻,讓學生了解不同構筑物的設計原理、計算步驟和作用,了解各不同構筑物的協(xié)同關系。然后,利用微博、微信、QQ群等社交媒體,堅持每個模塊發(fā)布一個水處理工程設施的視頻,同時公布操作演示說明,學生可以根據(jù)自身對水處理工程的了解,自由學習各構筑物模塊知識點,不必拘泥于傳統(tǒng)實踐課程教學大綱所規(guī)定授課內(nèi)容上的先后順序做到充分利用學生課余時間,引導學生參與瀏覽學習或討論學習,這樣,實踐教學的課堂就自然得到了延伸,學生可在課前初步掌握課程有關知識點,對各構筑物或者模型有感性認知,提高傳統(tǒng)課堂效率,無形中增加了教學實踐的課時。
加強虛擬仿真軟件的應用與實踐,有鑒于學生在生產(chǎn)實習環(huán)節(jié)難以在實際污水處理工藝中進行實際操作和學習,畢業(yè)后難以快速解決企業(yè)相關問題,采用水污染處理虛擬仿真軟件彌補了實習深度不足的問題,我院已經(jīng)引進多種水處理實踐和工藝軟件,學生在仿真軟件上進行實習,反復操練,大大強化了實際問題處理和解決能力,強化了工程整體意識,培養(yǎng)了工程實際應用能力[5]。同時針對學生課堂上學習仿真軟件的共性問題和作業(yè)反饋,及時在學生的QQ群、微信群等互動社交平臺上,集中討論設計和仿真操作中學生的問題和困惑,如果教師在參與討論交流時,難以用語言直接闡述清晰的,比如污泥消化池的閥門構造等,也可制作成一些“答疑解惑”的微視頻,更清晰和直觀,學生一看即懂,供學生點擊,這也起到了對課程知識點進一步消化吸收的作用。通過互聯(lián)網(wǎng)平臺點擊率的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),結合仿真軟件和微視頻與互聯(lián)網(wǎng)平臺的即時交流,激發(fā)了學生的自學興趣,解決了學生面對文本或實驗操作指南枯燥的文字不知所措的問題。通過與上課學生交流,對于環(huán)境工程實踐教學這種實踐性很強的課程,大家覺得有點類似于駕駛技能學習,引入互聯(lián)網(wǎng)+的技術后,極大的提升了教學的效果。學生從被動學習變成了主動學習,積極性大大增強。
課程考核體系也要吸收和借鑒互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最新成果,在互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境下,教師能更清晰的掌握學生的學習過程和程度,考核體系應該加大課程過程考核所占比例,改變傳統(tǒng)考核體系中以考試結果為主的導向。本院實踐環(huán)節(jié)的所有課程均不同程度加大了過程考核比例,如在生產(chǎn)實習中,平時成績占60%,實習報告占50%,課程過程考核優(yōu)于結果考核。同時建立學生參與“互聯(lián)網(wǎng)+”模式課程討論的激勵、獎勵與考核機制,教師后臺做好學生的參與情況記錄,學生的成績不取決于2個小時的考試,而是將考試時間“拉長”到整個課程學習階段,寓教于考,突出學習過程的考核,為“互聯(lián)網(wǎng)+”教學方式的執(zhí)行起到監(jiān)督與促進作用。
在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下,針對環(huán)境工程實踐教學課程教學的問題,提出了在環(huán)境工程實踐教學環(huán)節(jié)中結合“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的理念,結合本院環(huán)境工程本科教學實際,提出了適應“互聯(lián)網(wǎng) +”時代環(huán)境工程實踐教學課程教學改革的初步探索路徑,加大互聯(lián)網(wǎng)新工具、新技術和新思維在實踐教學中的比例,簡化實踐過程,加大模擬仿真實習比例,加大教師和學生互動程度,提高學習效率,改革課程考核方式,實踐表明教學改革提升了學生的學習興趣,一定程度上解決了環(huán)境工程實踐教學過程中的問題。