環境科學與工程導論范文

導語：如何才能寫好一篇環境科學與工程導論，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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    環境科學是一門新興的邊緣學科,它跨越自然科學、社會科學和技術科學的學科領域,是針對當前世界面臨的重大環境問題而發展起來的,現已成為21世紀最活躍的學科之一。

    針對有色領域的重污染現狀,依據中南大學的學科特色和環境工程學科體系的建設規律,在中南大學新世紀本科教育教學改革項目、湖南省普通高等學校教學改革項目等的資助下,經過大量的研究、探索和實踐,已形成了有特色的環境工程學科新的教學體系。其中,具有有色冶金特色的《環境科學導論》的教學是新學科教學體系的重要組成部分。

    我們結合近年來在冶金特色環境工程專業《環境科學導論》教學中的經驗與體會,談幾點教學改革與創新之處,旨在充分發揮交叉重點學科群的優勢,培養冶金環境工程復合型高級人才,重點解決礦冶領域的重污染問題。

    課程性質與特點《環境科學導論》是環境工程專業的基礎主干課之一,屬于必修課。該課程以人類生存環境是一個自然-社會-經濟的復合生態系統的基本原理為基礎,著重闡述環境問題的發生和發展,探討人類活動對環境各要素的影響,特別是對大氣、水、土壤、生物等環境要素的影響;闡述污染物在環境中的遷移轉化規律;介紹城市、農村區域生態與環境、環境質量評價、環境管理信息系統等新方法和環境科學發展的進展。其教學目的是提高學生的環境保護意識,樹立可持續發展的戰略思想,激發學生熱愛環境保護事業的熱情和學習環境科學知識的積極性、主動性,為將來從事環境保護工作奠定基礎。

    相對于傳統的課程,本課程具有幾個明顯的特點:研究內容與人類自身利益關系緊密。學科領域覆蓋面廣,學科知識交叉性強。其涵蓋社會科學、自然科學和工程技術諸多領域,涉及化學、化工、土木建筑、機電、物理等多學科知識。

    概念新,出現的新名詞多。如清潔生產、循環經濟、綠色壁壘、綠色消費等。課程內容與實際結合較密切。如各種污染物控制技術的原理與工程設計緊密相關。研究方法綜合性強。各種方法論如系統論、信息論、控制論等在環境科學的研究中均有廣泛的應用。

    知識更新快。環境科學目前正處于快速發展期,新觀點、新技術日新月異,環境熱點不斷變化,環境質量動態變遷。

    授課時間有限。當前,大多數高校均強調學生的寬知識面和綜合素質培養,學時數大幅度壓縮,課堂授課時間很有限。

    我們結合冶金特色環境工程的專業特點?！董h境科學導論》的課程特點及在有色冶煉企業進行環境治理的工程實踐,經過6年的教學改革與實踐,探尋出了一些冶金特色《環境科學導論》的教學方法。

    教學內容的選擇按專業性質精選內容,詳略得當《環境科學導論》課程內容涉及專業領域廣、內容多。在實際教學中,因授課學時所限,不可能面面環境工程本科創新人才培養與學科跨越發展的關系研究《環境科學導論》教學改革與實踐俱到,理應"因材施教",即根據冶金特色環境工程專業學生的關注點及培養方向,有針對性地進行詳略選擇。

    針對冶金特色環境工程專業應重點討論礦冶行業實行循環經濟與清潔生產的主要途徑,介紹現有冶金企業面臨的環境問題,重點在于讓學生建立環境意識,將環境科學與環境保護融為一體。

    按專題備課,補充與調整教學內容備課是教學的首要環節,備課質量對教學質量有很大影響。傳統的按節備課法缺乏靈活性和適應性,難以根據課本外的大量新信息補充、調整和組織教學內容,對于環境科學導論課程更是如此。我們按專題進行備課則很好地彌補了該方面的不足。我們根據授課總學時數、教學重點和能夠找到的教學材料,將教材重新組合,分為若干專題講授,很好地突出了重點、熱點、難點。為此,不僅需要補充或更新教材內容,往往還要打亂教材現有結構,將最需要講授的內容梳理出來,重新形成條理清楚、邏輯性強的系統化知識并傳授給學生。教學實踐表明,按專題進行備課和講解收到了很好的教學效果。

    教學方法的改革互動式教學為了增加與學生間的互動,活躍課堂氣氛,在教學實踐中,我們采取下列做法:提前布置下次課的授課內容,并將內容分成若干知識點,學生分成若干小組。將事先準備好的、圍繞授課知識點的有關專題發給各個小組,要求各小組利用各種途徑查閱相關資料,制作電子課件,每次課抽一、兩個小組上臺就自己小組的專題作報告。

    如講"水污染"專題時,除進行三河三湖七大水系的污染狀況及治理對策、南水北調工程、三峽工程、湖泊富營養化等專題的講解外,我們根據冶金特色環境工程專業特點,還列出如下專題:試分析歷史上環境事件中有幾起是由重金屬污染引發的及其內在原因;與重金屬有關的湘江鎘污染事件、北江鎘污染事件、岳塘砷污染事件、株洲新馬村鎘污染事件等等的原因及對環境的影響。為增加授課趣味性,我們在授課中經常插播與授課內容密切相關的視頻材料,讓學生始終保持著興奮狀態。

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[關鍵詞]麻省理工學院；環境工程課程體系；分析與啟示；公共衛生

麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology，簡稱MIT）環境工程專業設置在土木與環境工程系里（Department of Civil and Environmental Engineering，簡稱CEE），是獲得美國工程技術認證協會認證的專業。多年來，MIT環境工程本科專業一直在全美國排名前十名，2014年被USNews排名全美本科環境健康專業第6[1]，在全美乃至世界上享有很高聲譽。科學合理的課程體系無疑是MIT環境工程專業持續保持強競爭力的原因之一。

近年來，我國環境問題日益突出，尤其是因為環境問題而引發的健康問題，已引發人們廣泛關注，迫切需要對我國高校環境工程教學內容和課程體系進行改革。借鑒國外知名大學在環境工程教學上的成功經驗，對我國環境工程專業課程體系的改革具有重要的參考價值。本研究旨在通過對MIT環境工程課程體系的分析，從中得到對我國環境工程課程體系改革有益的經驗。

一、MIT環境工程專業教學計劃概況

培養目標：幫助學生掌握基本知識，發展能力，以應對現代社會挑戰。使學生能將科學的力量融入社會價值和社會目標中。培養學生成為環境工程領域的專家，具有創新能力的知識界領導者和問題解決者， 富有終身學習的熱情。使學生有能力就職于環境工程設計、教育、法律、醫學和公共衛生等部門或行業，能夠從事相關科學與工程的研究工作。

學制：4年

學位：學士學位（Bachelor of Science in Environmental Engineering Science）

總學分：384 units。說明：MIT幾乎每門課都是12units，即每周12小時學時。學時包括課堂教學+實驗或設計或野外考察+學生課外準備三部分時間，無實驗或設計或野外考察的為0。如Engineering Mechanics I（Units： 3-2-7），即工程力學I，周學時是12小時，其中3小時課堂教學、2小時實驗和7小時課外自學（后文中只寫總學時）。每學期每門課的1unit=14小時。2個6-unit的實驗課程算1門課程?？梢园袽IT的學時等同于國內的學分。

教學日歷：秋季（9月-12月）；春季（5月-8月）

教學計劃實施過程大體如下：

（1）大學一年級，主要學習MIT要求的基礎科學，如數學、物理、化學和生物學。一般人文、藝術和社會科學課程是每學期上1門。

（2）大學二年級，繼續學習MIT要求的基礎科學，同時學習專業基礎課。

（3）大三、大四年級，學生根據自己興趣選擇環境工程專業課程（必修、限制性選修和任選）。第八學期主要學習畢業論文設計。

獲取一個本科學士學位共需完成32～34門課程的學習。

畢業要求：修完MIT和CEE要求的課程，且每門課程成績不低于3（5分制）。

二、MIT環境工程課程體系

環境工程專業課程體系分為兩個部分，即MIT的基本要求（General Institute Requirements，簡稱GIRs）和CEE的專業要求（Department Program） 。MIT環境工程專業課程體系如下[2]：

（一）基本要求（GIRs）

MIT的基本要求學17門課，共12×17=204學分

（1）6門自然科學

數學：從單變量微積分、單變量微積分及應用和微積分及理論I等3門中選1門；從多變量微積分I、多變量微積分II、多變量微積分Ⅲ、多變量微積分及應用和微積分及理論II等5門中選1門。

物理：從4門不同要求的經典力學課程中選1門；從2門不同要求的電力與磁力課程中選1門。

化學：從固態化學導論和2門不同要求的化學科學原理的課程中選1門。

生物學：從3門不同要求的生物學導論課程中選1門。

（2）人文、藝術、社科 （Humanities， Arts， and Social Sciences，簡稱HASS）

基礎HASS課程：選3門不同類別的課程。

專業性HASS課程：選3～4門課程。

其他HASS選修課程：選2門或1門。

（3）科技限制性選修課

從生態學I： 地球系統、工程力學I和微分方程3門中選2門。

（4）設計實踐課程

土木與環境工程設計概論I和土木與環境工程設計概論II。

（5）表達要求

4門寫說表達課程。其中2門包含在人文社科類里，不再計算學分；另2門是與專業有關的課程，主修課中已有，也不再計學分。

（6）體育要求

一般要求第四學期結束前修成。要求通過游泳測試；上完4節體育課。

（二）、專業課程要求

（1）必修課程（Required Subjects）

必修課程包括以下四個部分，共168學分。其中，與GIRs重復課程的學分為48。

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關鍵詞：計算機 中職 導論 教學改革

計算機導論課程在中職院校的開展，主要是針對目前社會的發展狀況與學生對計算機的學習要求而設立的。教師向學生講授計算機方面的各種知識、概念和技能，使學生在系統的接受知識后，對自己的學習進行總結，提出學習要求，以利于教師在教學方面的不斷進步。

一、中職計算機導論課程的教學目標

1.注重知識的基礎性和實踐性，呈現實用性和先進性

計算機課程與其他學科有明顯的區別，即追隨時代腳步，技術革新速度快。教師在基礎性教學本方面是讓學生充分掌握計算機的各種原理和概念，清楚計算機使用的方法和技術，這對學生以后的學習有很大的促進作用，也為學生學習更復雜的知識打下了基礎，同時基礎課程的學習還能進一步的提升學生的學習積極性和學習興趣。計算機的實踐性教學主要指教師在講完基礎課程以后，給學生足夠的鍛煉機會，讓學生學會運用計算機，學會教師所講內容的實踐。學生只單純的聽講是完全不能達到計算機教學目標的，實踐能夠幫助學生更好的理解計算機基礎內容，提升學生的動手操作能力以及對問題的處理能力。實用性是指在教學過程中，教師所講授的內容必須遵循實用的原則，讓學生學會使用計算機解決現實問題，并且將日常學習與工作中的實用習慣帶到學習中去，培養學生對計算機良好的使用能力和操作能力。先進性又被叫做是前瞻性，計算機科學技術革新換代速度快，因此學生所學的知識必須具有時代意義，不能出現學過以后無法使用的問題，把時代性和先進性融入到計算機教學過程中，是計算機學科的特點決定的。

2.積極建設注重基礎、提升能力的培養目標體系

在計算機教學過程中注重基礎，提升能力可以被總結為一個基礎兩個能力。一個基礎主要是對計算機基礎內容和基礎知識的教學。兩大能力主要是指，中職學生畢業以后在計算機相關的工作崗位上能夠具備一定的操作技能和軟件運用能力。計算機導論課是學生學習計算機的基礎課程，對其他知識的教學起到基礎作用。隨著計算機科學技術的不斷進步和計算機學科的的不斷發展，信息量逐漸增大，這就給計算機課程提出了新的要求，教師的計算機導論課程教學必須具有多樣化的特點，這樣才能適應時代的發展和社會的變遷。教師培養學生全面掌握基礎知識的同時，更要著重提升學生應用計算機的能力。

二、中職計算機導論科教學改革

1.中職院校計算機導論課教學內容的改革

第一，教學內容的改革，需要把計算機基礎知識和先進性知識進行有機融合。計算機導論課程中基礎知識是主線，對于這一部分的教學，學生必須全面清晰地進行理解和把握，因為這是其他內容學習的鋪墊。教師在基礎知識的教學過程中要秉承扎實穩定的教學原則。例如，讓學生對數制、碼制和數的定點表示進行進行掌握，然后再進行后續專業課程和專業技能的學習。計算機科學技術的進步，使計算機課程中出現了很多新的知識，這樣教師在備課的過程中需要對新技術和新產品進行一一解讀。例如，在實際教學過程中可以用比較有新意的電子產品作為課程導論部分，讓學生了解新產品的同時學會新知識，另外，這種教學方法還能提升學生的學習興趣。

第二，對非基礎性知識要注意引導。非基礎性知識還要注意引導，但是不做深入的分析與探究。例如，教師在為學生講解數據庫的應用時，需要涉及到軟件知識，但是教師只需要求學生能夠講出自己課本中所涉及到的內容即可，對于一些深層次的知識只要做到簡單的理解即可。這樣的教學方式不但減輕了學生的學習壓力，還能為學生增加想象的空間，為學生后續課程的學習埋下伏筆。

三、中職院校計算機導論課程教學方法的改革

第一，利用講座或者演講的形式，請一些計算機方面的專家為學生講解計算機軟件理論知識和在實際中能夠應用到的技術方法。利用這種方式，能夠讓學生更加清楚地認識到自己所學專業在社會發展中的重要性，認識到自己努力學習方向性，讓學生在畢業以后能夠更加順利的進入工作崗位，與其他人有競爭優勢。

第二，培養學生的基本技能。計算機導論課程擁有自主學習平臺，這種自我學習平臺能夠培養學生在計算機學習方面的基本技能。計算機導論課程自主學習平臺有以下幾種作用和環境，分別是良好的交互學習環境、有問必答的學習環境、能夠促進學生個性化成長的環境以及對學生學習進行激勵評價的環境，在這種學習平臺下，學生需要事先抽取習題進行做大，然后系統根據學生的答案給試卷評分，再根據試卷分數狀況對學生學習能力進行分析，讓學生清楚地看到自己的不足，讓學生對自己以前所學知識進行定位，讓學生利用平臺資源進行再學習。如果網絡平臺中現有的信息條件不能滿足學生對計算機知識的學習要求，那么學生可以給老師留言，教師看到留言后對學生的學習問題進行處理。

第三，多媒體輔助教學方式的運用。計算機導論課程教學離不開多媒體，因為多媒體可以利用有聲圖像把知識傳授給學生，讓學生更易于接受和記憶，同時縮短課堂實踐，讓自己的教學更加具有趣味性。例如，教師在對計算機結構這些知識進行教學時，可以用圖形和框架來揭示計算機的各大組成部分，讓學生能夠緊跟教師思路進行學習。

四、結束語

綜上所述，計算機導論課程教學在中職院校的改革中涉及到多方面，往往以計算機基礎知識為切入點，重新劃分教學目標和培養目標。計算機導論課程是學生學習計算機的基礎課程，也蘊含多種內容，所以教育者要注重對學生學習興趣的培養，跟隨時代腳步，及時地更新計算機知識，改革教育方法，促進學生對計算機課程的學習。

參考文獻：

[1]董榮勝.計算思維與計算機導論[J].計算機科學，2011，36（4）：50-52.

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關鍵詞：計算機導論；教學內容；教學方法

中圖分類號：TP434 文獻標識碼：A 文章編號：16727800（2013）002017203

0 引言

《計算機導論》是計算機科學與技術專業的一門基礎課程，是該專業的前驅課程和核心課程，是計算機專業完備知識體系的概述。國內許多高校在大一都開設了該課程， 然而不同高校在計算機導論教學內容上具有明顯的層次性，不同類型學校及學生具備的基礎知識差異性較大。在教學中發現，該專業學生對專業知識缺乏全面認識，沒有一個整體邏輯體系，學習能力、解決問題能力較差。隨著信息技術的發展、知識更新的加快、學科知識的交叉融合，為使學生更好地建立專業思想和學習方法，本文對《計算機導論》的教學內容進行了研究。

1 教學目標

不同類型、層次的高校培養目標各不相同，地方本科院校培養的是應用型技術人才，因此，應符合實際制定專業培養目標，把握計算機導論在應用型的專業培養目標中的定位，發揮計算機導論的“五導”作用：導知識、導方法、導思維、導意識、導職業。

計算機導論涉及的知識范圍大而廣，新生不可能掌握所有內容，尤其是具體理論及實現能力，教學目標應切合實際。在研究教材及調研基礎上提出了如下目標：①系統了解該專業的基本知識與技能和應用前景，為后續課程學習、發展奠定基礎；②新生面對一切既新鮮又充滿疑惑，應為其學習方向進行良好的引導，激發對專業的興趣；③培養學生的思維、團隊協作、創新及知識重建能力和探究精神；④認知計算機領域解決問題的一般技術方案，從理論上升到應用，注重綜合能力的提高，追蹤當前熱點課題和研究方向；⑤培養良好的職業素養和習慣，了解就業崗位的特性，具備改善就業的能力。

2 教學內容

計算機導論課程構建是計算機教育面臨的一個重大問題，教學內容應以全局的視野將知識進行整體串聯，學科框架、課程知識、重要知識點、實踐能力及相互邏輯聯系向學生講明白透徹，深刻理解計算機對人類社會的推動作用， 培養學生的認知能力，樹立科學的方法論，達到教育目標。

2.1 教材內容與特點

目前各高校計算機導論教材版本多種多樣，基本都是依據CCC2002中相關內容和精神，或參照ACM和IEEECC2005編寫，主要介紹計算機系統、程序設計語言、軟件工程等專業的入門知識。主要特點是：

（1）課程以專業課為一章構成。將基礎知識、計算機組成原理、操作系統、計算機網絡、軟件工程等各為一章節進行編寫，專業課縮合拼湊成教材，沒有邏輯體系。

（2）將“計算機基礎”教材的內容添加進去。沒有把握計算機導論的專業基礎性質，與課程要求不符。

（3）強調理論、實踐少，知識與實驗教材內容更新滯后；前沿理論和新技術涉及少、更新慢。

（4）有的側重廣度，強調對計算機和計算機科學的廣泛理解；有的側重深度，以程序設計為主線并解決問題，強調計算機編程；有的則兼顧廣度和深度，強調廣度的中心主題，深度貫穿于廣度之間。

（5）以科普體裁體例編寫。與傳統教材不同，它采取通俗的文字，以普通故事或典型問題等方式介紹。

2.2 教學內容構建

計算機導論課程比較抽象，教學內容構建沒有統一的規范。教材的選擇不應拘于某種標準，應通過比較選取一本主要教材，輔以參考教材，優化整合教學內容，合理進行課堂設計。采取72學時進行教學，教學內容構建采取理論―實驗―實踐相結合的模式，用自頂向下的方法設計，以高屋建瓴的方式提出課題，再追求細節，結合教學實踐，在學生反饋的基礎上進行充實、改進，確定課程教學內容。

（1）理論教學內容。計算機導論理論內容包括：①計算機基礎知識。主要有計算機產生和發展、計算機系統、數據編碼和存儲、馮?諾依曼模型、計算機體系結構與數據組織、多核技術、計算機應用領域等；②計算學科。主要有計算機學科定義、計算學科劃分、知識體系、教學計劃與課程體系的核心內容、計算機產業與創新；③操作系統與網絡計算。主要有操作系統體系結構、通信與組網、網絡協議、安全、網格計算等；④程序設計語言。主要有程序概念、程序設計方法、數據基本結構、算法與復雜性、語言實現等；⑤數據庫。主要有模型與信息系統、數據庫系統、關系數據庫與設計、數據挖掘等；⑥軟件工程。主要有軟件工程學科、軟件開發模型、設計方法、測試與文檔編制等；⑦智能系統與人工智能。主要有智能與機器、知識與推理、語言處理、智能計算等；⑧圖形學與可視化計算。主要有圖形學、圖形系統、虛擬現實技術、人機交互與設計、多媒體技術；⑨離散結構與數值計算。主要有集合論、代數結構、圖論、數值計算、高性能計算、數學建模與計算機模擬等；⑩社會和職業道德。主要有計算機與道德、職業方向等。

（2）實驗教學內容。開設實驗教學內容是必不可少的，實驗教學內容要突出專業課程特色，針對大一學生，需編寫實驗指導書，并對原理進一步講解，通過豐富實例，從實驗向實踐過渡。理論教學與實驗教學可以靈活進行，包括內容與實驗順序。設計的實驗如下：①計算機部件認識與組裝，網絡硬件，組網與環境配置；②安裝虛擬機，在虛擬機上安裝操作系統與驅動程序，操作物理磁盤上的文件；進程調度、進程管理實驗；基于Windows的網絡通信驗證程序；③信息安全實驗，比如以流行的殺毒軟件為實例；④程序設計實驗（開發平臺與語言環境）、數據結構實驗等。主要包括數據操作，理解指令系統的組成，掌握機器指令的格式，理解程序的執行過程；結構化程序設計，熟悉程序結構，掌握C語言編寫的方法；加深理解遞歸及迭代的概念，掌握用C語言編寫遞歸及迭代程序的方法；算法綜合練習，熟悉結構化程序設計在算法中的應用；理解二分查找法的思想；⑤數據庫實驗：建立數據庫程序、數據庫編程；⑥軟件開發過程；⑦計算機圖形繪制與動畫制作；⑧設計網頁、構建簡單的網站、操作數據庫表等內容，認識HTML。

3 教學方法

計算機導論的特點及在計算機專業中承擔的角色，決定了在教學中需要采取多種靈活的教學方法。課程對授課的教師自身素質和專業能力有更高的要求，需對計算機科學發展、學科特點、知識結構等有一個整體把握，需長期從事一線教學科研工作的經驗體會，以教學目標為基礎深化教學方式，對學生進行更好的引導，理清思路，轉變學習觀念與方法。

（1）基于知識背景的教學方法。在教學過程中將講授的知識與其背景結合起來，使學生具有探求知識的欲望，為其提供更為廣闊的想象與思維空間，有利于培養學生的學科思維和學科意識。

（2）問題式教學方法。通過提出問題引導學生思索。例如，計算機學科的基本問題哥尼斯堡七橋問題引入圖論， 梵天塔問題引入遞歸、算法復雜性問題等，將問題抽象形式化，通過數學方法來解決。

（3）專題式教學方法。涉及到計算機專業的核心課程知識，可由不同的老師做專題講座。建議在有條件的情況下由學科帶頭人或骨干教師擔任主講，并使用多種教學手段進行教學。該方法可將密切聯系的課程進行整合，體現教師的專業性，獲得系統性的知識，打破以往孤立的授課方式。

（4）團隊式教學方法。課堂上將學生分成小組，按小組展開相關問題討論，對一些問題進行大膽的探討，使學生既融入學習氛圍，又培養了團隊意識。課后充分利用網絡平臺教學，建立輕松的學習環境。

（5）實驗教學主要以演示、模擬為主，演示具有代表性的實驗。有的實驗并不要求學生會做出來，通過觀察來激發學生思考，使學生更好地領會和理解相關的理論知識并在實驗中體會。實行分層次的實驗教學，對基礎較好的學生提出更高的要求，同時對基礎差的學生也是一個促進帶動。

4 考核方式

課程的考核方式是檢查教學效果的基本手段，反過來又促使教學的改進。計算機導論課程重在“導”，強調總體上的理解，而不是試圖要對每一個知識點都詳細講解，因此，應建立多元的課程考核方式，改變過去那種依賴“平時成績+考試成績”的模式。適應培養應用型人才目標，加大平時成績（60%）的考核力度，如問題式教學時的課堂表現、資料收集與整理、團隊教學參與情況及總結報告、實驗操作技能等；考試成績（30%）；學習該課程后個人總結及未來規劃（10%）。在多元考核體系下使學生自主的參與進來，提高了學習的積極性，既輕松學習，又培養了各方面的能力，取得了良好的效果。

5 結語

《計算機導論》是一門基礎課程，但在教學上卻是一個難點。本文結合我校的實際情況，根據計算機導論課程的特點及教學中問題的反饋，在教學目標、教學內容及方式上進行了一定的探索和實踐。從學生反映來看，普遍認為新的教學方法能有助于更好地吸收課程知識，在學習該課程后對計算機專業有了一個宏觀的認識，改變了過去被動式的學習方式。

參考文獻：

＼[1＼] 袁方，王兵，等.改革教學方法，發揮計算機導論的“五導”作用＼[J＼].計算機教育，2011（1）.

＼[2＼] 張曉如，張再躍.計算機課程教學與計算科學思想史研究＼[J＼].計算機教育，2008（19）.

＼[3＼] 任子亭.地方本科院校軟件專業課程建設與實踐＼[J＼].電腦知識與技術，2012（14）.

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[關鍵詞]表面工程技術；研究生課程；教學方法

[中圖分類號]G643[文獻標識碼]A[文章編號]10054634（2016）05004403

0引言

表面工程是指對機械零件表面進行涂覆、改性或復合處理，以改變零件表面的形態、化學成分、組織結構和應力狀態，并獲得所需特殊表面性能的系統工程。表面工程技術的最大優勢是能夠制備出優于零件本體材料性能的表面滲層/鍍層/涂層等改性層，賦予零件更好的耐磨、耐蝕、抗疲勞、耐高溫等性能[1]，已成為現代科學研究高新技術發展和機械工程應用中新材料制備的關鍵技術之一。

目前，表面工程技術已經成為一門獨立的技術和研究領域，世界上各高校均開設相關表面工程類的學科或方向，如英國伯明翰大學冶金與材料學院設有表面工程方向、美國凱斯西儲大學工程學院等設有表面工程方向、加拿大阿爾伯塔大學化學與材料工程系設有表面科學與工程方向等等。國內已有大連理工大學開設材料表面工程專業，南昌航空大學開設的材料表面與界面工程專業，這些專業為學校自主開設的專業，為材料科學與工程專業下的二級學科。其它工科類院校雖然沒有設立專門的學科專業，但一般均開設有相應的研究方向，如材料表面工程、材料表面改性等。

隨著我國科教興國、人才儲備等戰略的提出，以及家庭對教育重要性的認識提高逐步，我國各大高校的規模不斷擴大，研究生招生的數量也不斷增加，如何保證研究生培養質量，對各大高校提出了更高的要求[2]。

1中美大學新生教育內容的比較分析對材料表面工程專業或表面工程方向的學生來說，目前市面上見到的相關書籍或教材主要有徐濱士等編著的《材料表面工程》、趙文軫等編著的《材料表面工程導論》以及王振廷等編著的《材料表面工程技術》等。以趙文軫等編著的《材料表面工程導論》為例，該教材首先從理論上論述了固體表面的晶體構造、理化特點以及表面強度等問題，然后就表面工程中10個大類表面技術的原理、工藝特點、應用領域進行了論證和說明，最后介紹了表面工程中常用的一些分析和測試方法。盡管教材突出了先進性，但其中理論性的內容相對較多，應用方面的內容較少，一些新興的復合技術等未能涉及[3]。目前大多數高校的教師對材料表面工程類課程的講解均是以這些教材為藍本，這對注重基礎、課時充足的本科生教學是比較合適的。研究生與本科生相比，是一個特殊的學生群體，學生自身的理解能力進一步增強，且研究生教學學時比本科課時少，往往少于32學時，一般為24學時甚至16學時，因此，如果采取和本科生同樣的教學方式，一方面講解的內容難以取舍和完成。另一方面難以調動學生的積極性，往往教學效果一般[4]。

2適合研究生的新型講授思路和方法探討

研究生課程培養目標：通過課堂教學，使學生了解表面工程的相關理論，掌握表面工程技術的工藝方法，為將來從事材料科學與工程方面的生產、管理及研究奠定基礎。培養要求：通過本課程的學習，使學生能夠了解目前主流表面工程技術的基本原理，掌握典型表面工程技術的制備方法和工藝過程，掌握材料成分、組織結構及性能的測試分析和評價方法，具有獲取表面工程技術新知識和運用新知識的能力，將來能夠解決材料領域生產及研發過程中遇到的實際問題[5，6]。

基于筆者多年對材料表面工程類課程的學習和筆者對《材料表面工程導論》《功能薄膜等離子體輔助加工技術》和《材料合成與制備方法》等研究生課程的教學實踐，根據表面工程學科“綜合、復合、交叉、系統”的特色，經認真歸納總結和分析，提出了《材料表面工程技術》研究生課程講授的結構體系：由傳統制備技術到現代制備技術，由固態制備技術到氣態（真空）制備技術，由污染環境型技術到環境友好型技術，由單一制備技術到復合制備技術，采用逐步過渡、逐層推進的方式進行講授。以1門24學時的《材料表面工程技術》研究生課程為例，應該采用的典型教學框架為：基礎知識部分4學時，典型專項技術部分16學時，新型復合技術部分4學時，如圖1所示。具體講授方法如下。

課程的第一部分應利用4個學時進行基礎知識方面的介紹，包括表面工程技術的意義及發展歷程，在這一部分，要首先介紹表面工程技術出現的背景和現實意義，回顧整個技術的發展歷程，以及標志性的歷史事件，以激發學生的學習興趣，為進一步學習各種專項技術奠定理論基礎。

課程的第二部分利用16學時重點對典型的專項技術進行介紹，主要是基于表面工程技術的發展進步和各類專項技術之間的關系，由傳統制備技術到現代制備技術，即先講授熱擴滲技術（包括滲氮、滲碳、滲金屬、熱浸鍍等），再講授高能束技術（包括離子束技術、電子束技術、激光束技術等），最后介紹沉積技術（包括噴涂、蒸發鍍、濺射鍍等），各類專項技術之間內在的邏輯聯系是改性層與基體之間的結合狀態由冶金結合到機械結合逐漸過渡，如圖2所示。

各類專項技術的講授方法是由固態制備技術到氣態（真空）制備技術，由污染環境型技術到環境友好型技術。以熱擴滲技術的講授為例，該部分內容可分兩個層次進行講解，第一部分講授熱擴滲非金屬元素（包括氮、碳、硼、硅等），由固體熱擴滲（固體滲碳），接著講授液體熱擴滲（鹽浴滲氮），再講授氣體熱擴滲（氣體滲氮、滲碳）、真空熱擴滲（真空滲氮、真空滲碳、等離子滲氮等），最后講授該類技術的最新發展（活化屏等離子體滲氮、滲碳）；第二部分講授熱擴滲金屬元素（包括鋅、鋁、鉻、鈦等），這部分亦是先講授液體熱擴滲技術，再講授氣體（真空）熱擴滲技術。

以上這些工藝技術主要通過“滲進去”和“長出來”兩種工藝過程實現，使材料表面組織發生相變（化學反應），進而使材料表面具備新的力學性能（硬度、抗疲勞等）或功能性（熱、電、磁等性能），達到材料表面改性的目的。因此，在具體講授某一種技術時，可以采用案例式教學結合生產實踐[5，6]，首先向學生介紹該技術的工藝過程，明確該工藝過程實現的是材料的“滲進去”還是“長出來”，接著讓學生認識到該工藝過程是否是材料表面組織發生相變，發生什么相變，然后讓學生理解發生相變的原因，最后向學生介紹這種技術特點及其應用。

以熱擴滲技術為例，在講授氣體滲碳時，可以汽車齒輪滲碳為案例，借助多媒體軟件（PowerPoint和視頻）進行講解。首先向學生介紹該技術的工藝過程：即滲碳工藝制定―齒輪預處理―裝爐―升溫―通入含碳介質―保溫―降溫―出爐。在講授過程中要重點強調工藝制度的制定，包括齒輪熱處理工藝的制定和滲碳工藝的制定。而預處理的過程包括齒輪的淬火和回火以及裝爐前的除油、除垢。通過講解，使學生認識到：（1）該工藝過程實現的是碳元素的滲入；（2）由于碳元素的擴散滲入，在齒輪的表面與鐵元素發生化學反應，形成鐵的碳化物，由于表面碳化物的生成，在齒輪表面由表及里形成了典型的ε-Fe3Cε-Fe3C+α-Feα-Fe梯度組織；（3）表面組織的改變，使齒輪表面的硬度、耐磨性和疲勞強度顯著提高，實現汽車齒輪的改性。其中在（2）的介紹中，向學生重點強調在碳元素在擴散過程中，碳濃度的變化規律，然后結合Fe-C相圖，分析擴散過程中可能生成的新化合物相。這樣，在整個技術講授過程中既有理論又有實踐，兩者協同統一，達到良好的教學效果。

鑒于表面工程新的發展趨勢以及復合表面工程技術的優越性，在各類專項技術講授完畢后，在課程的第三部分利用4學時講授一些新型復合表面工程技術，如熱擴滲和氣相沉積薄膜復合、離子注入和磁控濺射鍍膜復合、微弧氧化和強流脈沖電子束復合、等離子噴涂和激光氮化結合等。

以上是以24學時為例進行說明的，如果講授學時少于或多于24學時，教師只需要對上述各個部分、各個層次內容的學時作相應的調整即可。

3結束語

針對研究生教學對象和教學課時的特殊性，根據筆者多年學習和講授經驗，設計出更適合表面工程類研究生接受和學習的新型講授體系、思路和和方法，經筆者及相關教師的教學實踐證明，教學效果良好，受到學生的普遍歡迎，值得推廣應用。

參考文獻

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Discussion on a new teaching method for graduate course of material

surface engineering technology

Liu Ruiliang1，Yan Mufu2，Qiao Yingjie1

（1. Key Laboratory of Superlight Material and Surface Technology of Ministry of Education，College of Material Science

and Chemical Engineering，Harbin Engineering University， Harbin，Heilongjiang 150001，China；

2. National Key Laboratory for Precision Hot Processing of Metals，School of Materials

Science and Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin，Heilongjiang 150001，China）

篇6

關鍵詞：CDIO；專業導論；課程考核方式

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）08-0105-03

近20年來，發達國家都在從觀念、目標、教育內容到教育方法對工程教育進行整體改革。環顧歐美各科技強國不難發現，科技發展的加速化、綜合化、產業化、國際化和一體化，對各國的工程教育改革提出了更新、更高的要求。

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO的愿景是為學生提供一種強調工程基礎的、建立在真實世界的產品和系統的構思-設計-實現-運行（CDIO）過程的背景環境基礎上的工程教育。通過精心規劃項目的CDIO，可以引導學生對核心專業課程產生濃厚的學習興趣，從而達到能力培養、綜合發展的目的。

CDIO工程教育模式與以往培養計劃的不同點之一是：通過開設導論性的基礎課程，從起始階段就將工程實踐引導入門，激發學生興趣，讓學生盡早領略工程技術的精華，并且讓他們親手制造一些簡單的東西。

大學生在進入大學之前，絕大部分只是憑專業名稱或十分簡單的專業介紹對所學專業有一個直觀理解，對自己專業認識較少，甚至不知道所開設的課程對從事本專業工作有何作用，導致入學時找不到學習方向和目標，對專業課程的學習缺乏動力。而現有高校的教學計劃中，很少有學校開設引導類的課程，幫助學生全面了解所學專業，提高學習興趣。

在新生入學時開展專業引導教育，開設《專業導論》課，通過相關核心工程學科的應用激發學生的興趣，明確學習動機。同時，學生CDl0教學大綱要求的主要能力發展也能有較早的起步。廣東白云學院從2010年開始，在高職“2+1”人才培養模式改革的基礎上，為培養高級應用型人才創出一條新路，對機械設計制造及其自動化專業實施基于CDIO工程教育理念的人才模式改革試點工作，開始了對《專業導論》課程教學及考核方式改革的研究與實踐。

《專業導論》課程的教學內容

根據CDIO教學大綱中對導論課程的教學要求，其教學內容和項目的設計建立在對學生的引導及激發學習興趣上，結合專業人才培養目標要求，堅持理論聯系實際、學以致用的原則，在學生入校時即對學生進行全方位的專業知識教育。將《專業導論》課程的教學分為理論教學和項目制作實踐兩個部分。

理論教學內容的設計 《專業導論》課程強調教學的系統性、全面性、前沿性以及與國際化，強化學生工程能力的培養。通過精心設計，理論部分內容通過開設10次學科前沿及發展的講座，讓學生了解所學專業的最新發展及應用領域。講座主要內容如下：機械工程發展簡史、工程圖學概論、工程材料概論、機械設計概論、機械創新設計、機械制造概論、模具技術發展、機電一體化技術發展、機械工程師職業能力素質要求等。在開展講座的同時有針對性地帶學生去相關企業參觀見習，進一步了解和認識專業。

項目制作實踐內容的設計 項目制作實踐讓學生初步體驗機械產品的設計制造、裝配調試過程及工程圖的表達方法，為學生了解本專業、深入學習本專業的知識打下必要基礎。對模具方向的學生引入模具結構測繪項目，讓學生以模具實物為載體，通過對模具的拆裝及測繪，完成簡單模具二維裝配圖和零件圖的輸出；對機械設計制造方向的學生以齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器為載體，測量并繪制典型零件圖和裝配圖。這樣，以工程圖學基礎理論和實驗裝置為依托，以工程繪圖為載體，對實物裝置進行結構分析和研討，在實踐中互動，在討論中爭辯，激發了學生創新意識，達到了新舊知識優化和創新思維綜合訓練的目的。學生在完成項目的過程中，掌握本專業所需掌握的工程語言——機械制圖及零件測繪，直接培養學生對工程圖的識圖、繪圖能力，并對模具結構、常用的機械產品結構有了初步的認識，培養學生的工程意識。

教學方法與教學手段

CDIO改革并不是要淡化理論課程的學習，而是要改革教學方法，采取能激起學生興趣的教學方法，理論課程的教學不能采取傳統的“滿堂灌”的教學方式，而應采取基于問題的學習、師生互動主題研討、案例教學、論文研究、項目訓練等教學形式，著力培養學生的自主學習、發現問題、解決問題和創新思維能力。主要通過以下幾種方式提高學生的學習興趣和學習效果：

一是實施教學和研究互動、課內和課外互動、寓學于研的培養模式，設置基于課程的科研訓練項目和自主科研訓練項目兩類，資助學生開展研究工作?；谡n程的科研訓練項目由研究型教學課程責任教師組織課程教學團隊教師指導。自主科研訓練項目一般為學生進入高年級后，在導師的指導下自主選題，經學院審批后開展科研訓練工作，并以小組的形式參加創新設計大賽、機械設計競賽、力學競賽、挑戰杯等科技競賽活動。較好地完成科研訓練項目的學生可以取得實踐教學環節學分，鼓勵學生以科研訓練項目研究成果為內容撰寫畢業論文，完成畢業環節。

二是在知名企業建立學生實踐基地。學生可優先獲得去該類企業實習的機會，并鼓勵其在企業中開展科研訓練項目的研究工作。

三是通過組織科研訓練團隊、社會工作等途徑培養學生的組織、溝通、協調等領導能力。

四是定期組織開展學術討論。在導師的指導下對各自研究的課題，發表各自觀點，營造良好的學習交流氛圍，激發創造力，提高學生的表達和溝通能力。

CDIO人才培養模式下的課程考核方式

理論教學部分的考核方式 學生結合10次講座所講授的內容，獨立查閱中英文文獻，開展市場調研，撰寫不少于5000字的調研報告或課程論文，并制作講授課件，參加課堂上模擬的“21世紀制造業前沿國際論壇”，對調研報告或論文內容進行講授。教師根據學生調研報告或論文撰寫質量和課堂講授的表現，以及平時教學活動全部環節的表現，確定此部分的分數。

項目制作實踐部分的考核方式 （1）項目制作實踐的組織形式及成果提交。項目制作實踐時學生以4～6人為一個項目小組，每個小組配備一名指導教師。項目制作實踐以小組為單位，在理論課堂外執行；項目組內活動方式有：座談式交流研討，專題式講解介紹，邊做邊探討式互動，系統性總結等。組間活動主要采用總結介紹方式。項目完成后團隊需提交的成果資料有：零件圖，總裝圖，工作原理介紹，項目工作總結或課程論文等。（2）項目制作實踐考評方式與標準。項目制作實踐的成績分為優（>90分）、良（80～89分）、中（70～79分）、及格（60～69分）、不及格（

課程教學的成效

《專業導論》課程教學及考核方式改革的研究與實踐主要取得了以下成效。

培養了學生的自主學習、團隊協作、動手能力等，提高了綜合素質 在 “模具結構測繪”實踐項目教學環節，要求學生完成后提交的資料有：項目工作報告（裝配體的工作原理、拆裝順序、裝配簡圖等）；全部零件（標準件除外）正式零件圖；裝配圖（每人一張）。據統計，采用實踐項目教學后，在學時與原來相同的情況下，45名學生共完成零件圖119 張（A4～A1 不等），A1 裝配圖39張、A2裝配圖6張，比往屆多繪制了裝配圖，并且零件的種類結構形式也有所增加；學生首次對典型模具機構進行了拆裝和測繪。學生解決問題的能力和實際動手能力有明顯的提高，促進了實踐過程與工程實際接軌。雖然學習難度和工作量增加了，但由于學生自主學習的熱情被激發出來，在項目團隊的協作和交流中，大大促進了學生的思維能力、溝通能力、動手能力及合作精神，其綜合素質得到較好的培養，成績明顯提高。

以項目小組為單位的答辯環節，提高了學生的口頭表達能力、團隊意識和集體榮譽感 項目制作實踐在最后環節進行以項目小組為單位的答辯，采用答辯方式，不僅可以鍛煉學生的口頭表達能力，還可以培養學生的團結協作精神和集體榮譽感。在答辯時，回答問題的不是“個人”，而是代表團隊，每個成員都可以搶答或補充回答，以體現團隊的真實水平。該實踐教學環節的成績首先是團隊的成績，然后是在此之下的個人成績，每名學生的成績都和自己團隊的表現息息相關。

教師的教學能力得以提高 基于CDIO工程理念的課程教學，其主要理念是通過項目制作實踐環節，讓學生在項目制作的過程中掌握理論知識。這就意味著教師決不可以袖手旁觀，而是正好相反，對教師的要求也更高。教師要根據每個項目組學生工作的進展情況給予引導和適當的指導，幫助學生學會如何進行自主學習，使學生面對不同的情況和對象，會靈活選用和綜合運用各種知識、手段。教師還要根據各組不同的工程項目，分別對學生講解必須注意的問題和必要的解決問題的方法及基本原則，介紹一些可供參考的途徑和技巧等。

結語

《專業導論》課程教學，根據不同專業方向的人才培養需求，分別設置了模具結構測繪、齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器等項目實踐，測量并繪制了典型模具的零件圖和裝配圖，典型零件圖和裝配圖；以工程圖學基礎理論和實驗裝置為依托，以工程繪圖為載體，對實物裝置進行結構分析和研討。在實踐中互動，在討論中爭辯，激發了學生的創新意識，達到了新舊知識優化和創新思維綜合訓練的目標。

根據課程特點，建立了基于CDIO工程教育理念的課程考核方式，對課程教學中的理論教學部分，以課程論文代替傳統考試；在項目制作實踐部分，將學生的成績與團隊成績掛鉤，學生成績由個人和團隊兩部分成績組成，采用團隊成員之間互評、團隊之間互評及導師評價三部分組成，通過課程考核方式的改革，培養了學生的合作意識、團隊溝通和協作能力，提高了學生的綜合素質。

參考文獻：

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篇7

關鍵詞：遙感 實驗室建設 本科 思考 實踐

中圖分類號：G6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（c）-0133-04

Reflection and Practice on Constructing the Laboratory for Undergraduate Education of Remote Sensing

ZHOU Ji LI Shihua ZHANG Xu

（School of Resources and Environment， Center for Information Geoscience， University of Electronic Science and Technology of China， Chengdu Sichuan，611731， China）

Abstract： Laboratory is an extremely important platform for undergraduate education of remote sensing. Because of the characteristics of remote sensing， both theories teaching and applications are required by a laboratory for undergraduate education of remote sensing. By selecting the laboratory for environmental remote sensing as a case， this paper describes the principles for constructing this laboratory and the detailed designed experiments. Furthermore， results for this laboratory are presented from four aspects， including the teaching of undergraduate courses， innovative training for undergraduate students， works on the bachelor theses， and the newly designed experiments by teachers. With the shared reflections and practices on this laboratory， lessons can be learned by other universities.

Key words： Remote sensing； Laboratory construction； Undergraduate education； Teflection； Practice

b感技術是空間信息技術的重要組成部分之一，目前各國都把發展遙感技術作為搶占未來科技制高點的國家戰略。隨著衛星及其應用產業納入國家戰略性新興產業體系，以及高分辨率對地觀測系統等國家重大專項的持續推進和新的應用領域不斷興起，遙感信息產業未來將保持高速增長[1]。目前，遙感技術已被廣泛應用于防災減災、資源探測、環境、國土、農林業和水利等眾多行業，并在相關領域取得了重要成果。

遙感實驗是獲取實測數據、強化方法應用、實踐遙感理論、發展遙感技術的重要基礎手段，對于大學本科期間相關遙感課程的學習具有舉足輕重的作用。遙感本科實驗室主要面向地理信息科學、遙感科學與技術、空間信息與數字技術及相關本科專業的遙感基礎理論實踐和遙感應用分析等的專業人才培養。該類實驗室強調理論與實際應用相結合，通過開展遙感圖像判讀、數據采集、分析和應用等，增強學生對遙感知識的專業理論實踐理解和應用分析能力，為測繪、國土、資源、環境、農林業、水利、減災及氣象氣候等行業提供高技術專業人才[2-5]。該文以電子科技大學面向空間信息與數字技術、環境工程等專業本科教學建設的環境遙感本科實驗室為例，介紹對該實驗室建設的思考和實踐成效，以期為國內相關高校的遙感本科實驗室建設提供參考。

1 建設背景

電子科技大學資源與環境學院于2012年1月成立。學院成立初期有空間信息與數字技術、環境工程（按環境信息技術方向培養）兩個本科專業，2015年新增地球信息科學與技術專業。為滿足空間信息與數字技術等專業的教學，在學校的大力支持下，學院于2013年啟動“環境遙感實驗室”“地理空間信息工程實驗室”和“環境工程實驗室”的規劃與建設工作。其中，環境遙感實驗室主要依托于學院在遙感方向的專業人才隊伍。

2 建設思路與規劃

2.1 建設目標與總體思路

環境遙感實驗室定位為學院遙感本科教學的理論與應用中心和實現培養空間信息與數字技術、環境工程實用型專業人才戰略目標的重要支撐。實驗室建設目標為較為先進的環境遙感教學實驗平臺、配置較為齊全的實驗儀器，滿足空間信息與數字技術、環境工程等專業的教學實驗，直接支撐本科課程《空間信息導論》《遙感原理》《資源環境遙感》《數字圖像處理》和《遙感綜合實驗》等的開展，使得學生在環境遙感實驗室開設的實驗項目中得到充分的實踐鍛煉。同時，實驗室還將服務于本科畢業設計和創新訓練項目，增強學生理論聯系實際和實踐動手能力。除該學院的相關專業外，實驗室還將為本校電子工程、通信和航空航天等空間信息應用專業提供環境遙感實驗平臺。

根據學校本科實驗室建設的總體規劃，環境遙感實驗室主要分2013年3―12月、2013年9―12月兩期建設。綜合考慮遙感類課程教學的需要、學校的電子通信學科背景和特色以及學校的經費投入，實驗室第一期建設的指導方針為“涵蓋基礎理論、涉及重點領域、滿足信息處理”，第二期建設的指導方針為“補充基礎理論、增加重點領域、支撐信息處理”。其中，本科階段遙感類課程涉及的主要基礎理論知識點是地物反射、發射輻射理論，應用領域知識點則包括遙感在植被、土壤、大氣、水環境等的應用，遙感信息處理知識點包括影像顯示、預處理、增強和分類等。圖1為環境遙感實驗室的總體建設思路。

2.2 實驗設計

環境遙感實驗室建設之前，空間信息與數字技術、環境工程的本科教學中，與遙感緊密相關的課程實驗僅有“土地利用遙感調查”。該實驗依托于《遙感原理》，共10學時。為加強對學生實踐能力的培養，在本實驗室第一期建設中，共設計了6個實驗，分別如下。

實驗1：遙感圖像處理與專題信息提取。主要內容：遙感圖像處理軟件的使用方法、遙感圖像判讀與土地利用現狀調查方法等。共28學時。依托于《數字圖像處理》和《空間信息導論》。

實驗2：地物反射光譜采集與處理。主要內容：典型地物的光譜測量方法及其反射光譜特征分析。共8學時。依托于《遙感綜合實驗》。

實驗3：地物輻射參數采集與處理。主要內容：典型地物紅外輻射特征測量方法、相關熱輻射儀器的定標方法等。共8學時。依托于《遙感綜合實驗》。

實驗4：植被參數遙感采集與處理。主要內容：植被參數野外測量、植被參數的遙感建模及分析方法等。共8學時。依托于《遙感原理》和《資源環境遙感》。

實驗5：土壤環境參數采集與處理。主要內容：土壤環境參數的采集與分析方法、土壤含水量的測定方法、土壤各層真實溫度的采集方法等。共6學時。依托于《遙感綜合實驗》。

實驗6：大氣環境參數采集與處理。主要內容：近地面大氣環境參數、氣象因子觀測方法。共6學時。依托于《遙感綜合實驗》。

第二期建設中，共設計了兩個實驗，分別如下。

實驗1：水環境參數采集與處理。主要內容：水質采集測量方法、水質參數遙感建模及分析方法等。共16學時。依托于《遙感綜合實驗》和環境工程專業相關課程。

實驗2：地球物理參數采集與處理。主要內容：地表主要地球物理參數的采集與分析方法，包括反照率等。共12學時。依托于《遙感綜合實驗》。

2.3 儀器設備購置

根據環境遙感實驗室建設中設計的8個教學實驗，規劃購置的主要實驗儀器設備（含專業軟件）包括ENVI/IDL軟件（含擴展模塊）1套、地物光譜儀2套、植物冠層分析儀1套、葉綠素儀3套、激光測距測高儀3套、電子天平3套、在線固定式測溫儀3套、黑體輻射源1臺、手持式測溫儀4套、烘箱1臺、土壤水分監測儀3套、氣象輻射站1套、多參數水質監測儀1套、土壤溫濕度自動監測系統2套、植物冠層分析儀1套、臺式計算機10臺等。學校共投入經費約128萬元。

3 實踐成效

3.1 本科教學

環境遙感實驗室遵循“邊建設、邊使用；邊實踐、邊總結”的思路，于2013年秋季學期即投入本科教學。至2013年12月，環境遙感實驗室第一期、第二期建設基本完成，并順利通過學校組織的驗收。利用已購置儀器，2013―2014學年秋季學期和2014―2015學年秋季學期，依托《遙感綜合實驗》課程，開設了32個學時的實驗課程，參與學生分別為28人、21人，實驗內容涵蓋了上述大部分實驗項目。2013―2014學年夏季學期依托《數字圖像處理》課程，開設了相關實驗，參與學生數為50人。2014―2015學年秋季學期依托《資源環境遙感》課程，開設了10個學時的實驗課程，參與學生為24人。圖2為《遙感綜合實驗》課程學生室外實驗照片。

3.2 本科創新訓練與畢業設計

除支撐課堂教學外，本科實驗室的其他重要職責還包括支撐本科創新訓練、畢業設計等。截至2016年，該實驗室已支撐了多名學生的本科畢業設計，如“基于ASTER數據的成都平原土壤水分反演”“基于MODIS EVI-Ts特征空間的土壤水分反演”“基于MODIS數據的中國西南地區干旱時空特征分析”“建筑表面溫度的日變化特征及其影響因子分析”“校園水環境水質測量及其光譜特征分析”“土壤濕度對土壤剖面溫度與表面溫度的影響分析”等。還支持了本科生的本科創新訓練項目“基于MODIS數據的中國西南干旱時空特征分析”“我國多云霧地區地表溫度時間序列構建與應用”“針對AMSR-E地表溫度的驗證與評價研究”“基于三維激光點云數據的園林植被立體實測建?！薄靶@水體顆粒污染監測研究”等的開展。通過參與上述工作，學生得到了充分鍛煉，一方面增強了對遙感的興趣；另一方面促進了對課堂教學內容的理解。

3.3 教師新實驗項目開發

在學校“新實驗建設專項”的支持下，空間信息與數字技術專業教師也依托于本實驗室，不斷設計與開發新實驗項目，如“植被葉面積指數測量及遙感反演”“基于Matlab的RS圖像處理方法設計”“地物反射、輻射測量與遙感波段匹配實驗”“基于三維激光掃描的空間地物建?！薄暗湫偷匚餆峒t外圖像采集與處理實驗”“典型地物方向反射/發射特征觀測與分析實驗”等。所開發的新實驗項目，也陸續應用到本科課程教學中，并實現對實驗室原有實驗項目的更新升級。

3.4 實驗室管理規章制度建設

為保證實驗室的有序運行，該實驗室由專人管理，并相繼形成了《環境遙感實驗室設備目錄》《環境遙感實驗室管理制度》《環境遙感實驗室儀器管理制度》《環境遙感實驗室儀器借用登記表》等規章制度和文檔材料，做到儀器設備的有序、規范化管理。從3年的運行效果來看，實驗室儀器使用率合理，實驗室儀器設備目錄、儀器介紹、儀器設備管理制度和儀器借用都有嚴格規范管理和相應記錄文檔，未出現儀器設備事故。

4 結語

環境遙感實驗室自2013年開始建設，同年底初步建成，至今已運行三年，較好地支撐了《空間信息導論》《遙感原理》《資源環境遙感》《數字圖像處理》和《遙感綜合實驗》等課程的教學以及本科生的本科畢業設計、創新訓練等，達到了預期的目標。此外，部分設備還支撐了研究生的教學和教師的科研工作。環境遙感實驗室作為學院遙感本科教學的理論與應用中心，成為我校培養空間信息與數字技術、環境工程等專業人才戰略目標的重要支撐。下一階段將根據電子科技大學的學科背景，開展實驗室在“遙感+信息”融合方面的探索，并支撐《遙感原理》等融合課程的建設。

參考文獻

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篇8

關鍵詞：定性；定量；學科體系結構；系統工程思想

作者簡介：魏萍（1975-），女，河南新鄉人，中國石油大學（北京）信息學院，講師；許亞嵐（1977-），女，湖北襄樊人，中國石油大學（北京）信息學院，講師。（北京102249）

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）11-0048-02

系統工程是為了解決日益復雜的社會實踐問題而形成的，從整體出發合理組織、控制和管理各類系統的綜合性工程技術學科。在現代科學知識體系中，系統工程是系統科學的一個分支，實際是系統科學的工程技術應用。中國石油大學（北京）自動化專業開設選修課“系統工程導論”，共有32學時。而系統工程涉及知識范圍廣，需要基礎理論多，為了在課時不多的情況下，實現系統工程“導論”任務，有必要首先明確本門課程的教學目的，然后具體思考教學過程中需要關注的一些問題。

一、確定“系統工程導論”教學目的

作為系統工程的“導論”型課程，教學內容包括：緒論、系統工程理論基礎和一些系統工程具體方法。“緒論”是關于系統工程的基本介紹。“系統工程理論基礎”部分介紹少量基礎科學內容，如：自組織和他組織理論、非線性系統理論等；另外介紹少量技術科學部分，主要是運籌學中的數學規劃、圖與網路、系統優化等?！跋到y工程具體方法”主要講述系統分析與系統建模、系統評價、決策分析、網絡計劃法等。教學內容包含方面較多，容易給學生形成雜亂的印象，所以教學中一定要做到明確學科體系結構，突出系統工程思想。

1.使學生能夠充分認識系統工程

通過本門課程的學習，學生能夠認清系統工程是什么，對系統工程有一個全面整體把握。這要求從橫向、縱向明確系統工程學科歸屬，理解系統工程理論基礎；明確系統工程發展狀況，理解系統工程方法論意義。

2.使學生能夠掌握系統工程技術思想及方法

系統工程強調宏觀研究，兼顧微觀研究，“宏觀調控，微觀搞活”是系統工程的基本原理，對大小系統普遍適用。在處理工程問題時，不能只顧局部，忽略全局，必須至少上升一個層次考慮問題。系統工程方法一貫體現“定性到定量的綜合集成”，對于理工學科的學生，一定要避免過多傾向定量研究，忽略定性研究。

3.使學生能夠建立全面綜合的思維習慣

在日常教學中常常發現，當前學生普遍存在一個特點：進得去，出不來。也就是，太專注于細節，而忽略了整體掌控。這樣不利于知識的學習和運用，更不利于獨立鉆研習慣的形成和開拓創新精神的培養。而系統工程可以使學生養成全面綜合的思維習慣。

二、“系統工程導論”教學中需要關注的幾個問題

1.明確系統科學體系結構，理解系統工程理論基礎

現代科學技術體系包括自然科學、社會科學、數學科學、系統科學、信息科學、思維科學、人體科學、行為科學、地理科學、軍事科學、建筑科學、文藝科學。所以“橫向”看，系統工程屬于現代科學技術體系中的系統科學。[1]

另外按照現代科學技術體系中的錢學森框架，不同學科門類可劃分為基礎科學、技術科學和工程技術三個層次。其中，最接近社會實踐，直接用來解決實際問題的是工程技術；給工程提供理論指導的知識體系是技術科學（應用科學）；給應用科學提供理論指導的知識體系是基礎科學。所以“縱向”看，系統工程屬于系統科學中的工程技術層次，且三個層次間有自上而下的指導關系。[1]

掌握了系統工程在整個科學技術體系中的“橫向縱向”關系，相當于理解了系統工程在現代科學技術體系的位置，從而能進一步理解層次間的指導關系。系統工程理論基礎包括兩個方面，一個是屬于系統科學基礎科學層次的系統學，另一個是屬于系統科學技術科學層次的運籌學、控制論等內容。關于系統學，由于當前并沒有完全建立起來，所以在認識上不太統一。在很多教科書里都會介紹耗散結構、協同學、突變論等等產生于其他學科的具體自組織現象。自然科學的基礎科學層次包含物理學、生物學等，參照來看基礎科學表達和描述的是研究對象本質上具有的屬性和功能，即系統本來的屬性和功能，如：系統的基本概念、動態系統理論、線性及非線性系統理論、自組織和他組織理論等。而那些具體的自組織現象多產生于其他學科，是系統學內容的具體表現，如耗散結構、協同學、突變論體現了系統的非線性動態特性以及自組織他組織能力，可作為具體例子。系統科學技術科學層次包含控制學、運籌學、博弈學等內容，在教科書中一般都這樣認為（自動化專業一般以介紹運籌學為主）。[2]

2.體會“綜合即創造”的系統工程思想

系統工程的著名范例――美國“阿波羅登月計劃”，該工程包含三百多萬個部件，耗資244億美元，參加者有兩萬多個企業和120個大學與研究機構，整個工程在計劃進度、質量檢驗、可靠性評價和管理過程等方面都采用了系統工程方法。在工程實施過程中及時向各層決策機構提供信息和方案，供各層決策者使用，保證了各個領域的相互平衡，體現出高度的“綜合性”。[3]負責“阿波羅登月計劃”實施的總指揮韋伯先生說：“阿波羅計劃中沒有一項新發明的自然科學理論和技術，全部工作都是現有技術的應用，關鍵在于綜合?！毕到y工程的一個重要價值，就在于綜合運用現代科學技術各個領域的相關成果，協調一致，解決復雜環境的復雜問題。

錢學森院士曾指出“系統工程是一門組織管理技術”，“系統工程是組織管理系統的規劃、研究、設計、制造、試驗和使用的科學方法，是一種對所有系統都具有普遍意義的科學方法”。[4]涉及的工程問題越大型，越復雜，就越能體現系統工程的“綜合即創造”思想。

體會到系統工程的綜合思想之后，就不會認為系統工程只是簡單包含一些具體工程技術方法，甚或將系統工程直接等同于具體的工程技術。

3.認識復雜與簡單的關系（復雜與簡單的相對性）

如果研究對象是結構良好的系統，即，系統具有可以精確觀測的特征量，可以獲取完備的數據資料，且這些特征量之間關系可以用明確的數學形式表示出來，原則上這類系統屬于簡單系統。反之，若系統存在一些無法精確觀測的特征量，不可能取得完備的數據資料，或無法建立精確的數學模型，要么兩者兼而有之，這就是結構不良系統，具有無法簡化的復雜性。[1]這樣比較來看，簡單系統相關問題為簡單問題，復雜系統相關問題為復雜問題。如果需要解決的問題，有可以依據的基礎理論和客觀具體的方法，則為簡單；反之，則為復雜。理解簡單與復雜的關系，有助于正確認識系統工程技術中的關鍵點所在，正確認識系統工程技術中的主觀定性內容。例如在系統決策和系統評價中，相關方法步驟比較簡單，但方法中與主觀、定性有關的量的確定，則比較復雜。

4.強調系統工程中的定性與定量關系

定量是指數量指標和數學方法的應用，定性是指借助非量化的途徑對研究問題做分析、判斷等。系統工程中無處不體現出定性和定量的密切結合。1987年，錢學森院士就提出了定性與定量相結合的系統研究方法，并把處理復雜巨系統的方法命名為定性定量相結合的綜合集成方法，表述為從定性到定量的綜合集成技術。1992年，他又提出從定性到定量的綜合集成研討體系，進而把處理開放復雜巨系統的方法與使用這種方法的組織形式有機結合起來，提升到方法論的高度。[5，6]

在具體研究應用中，一般是科學理論、經驗認識和專家判斷力相結合，從而提出經驗性假設。通常這些經驗性假設很難以嚴謹的科學方式證明，只是定性的認識。從定性到定量的綜合集成方法論，實質上就是將專家群體、數據和信息資料與計算機技術有機結合起來；把各門科學理論與人們實踐經驗知識結合起來，發揮整體優勢和綜合優勢。此方法論的特點是定性分析與定量分析結合，而后上升到定量認識；科學理論與經驗知識相結合，宏觀與微觀相結合，人與計算機相結合。[5，6]

系統工程教學中，注意強調系統工程中的定性與定量關系，避免學生注重定量，忽略定性的思維習慣。

5.清楚系統工程與具體工程技術的關系

“系統工程”中的“工程”是指把各種科學理論和基礎知識的概念和原理用于研究，創造和設計各種系統。從系統看工程――用系統的觀點和方法解決工程問題；從工程看系統――用工程的方法建立系統和解決系統問題。系統的方法主要是系統分析和系統設計方法；工程的方法是處理工程問題的方法，包括原理應用和結構構思，確定技術、經濟原則，對結構材料、參數和整體進行計算。系統和工程的結合，即系統的方法和工程的方法融為一體，使人們能在系統思想指導下以工程的方法作為工具，從定量角度描述系統元素間的關系、設計、建造和管理人們需要的系統。[7]

與一般工程相比較，系統工程是一種知識體系，不是工程實踐；是普遍適用的方法，一切工程都適用；是工程技術，不是科學理論，講究實際工效；系統工程的精華是系統觀點，強調從總體著眼構思，從局部著手實現，從全局出發用好局部，從全過程出發關照好各個階段。[1]

“系統工程導論”教學課堂中講授一些具體系統工程方法，如：系統模型技術、系統網絡分析技術、系統評價技術等。一些學生會認為系統工程只是包含類似的一些具體工程技術方法。只有真正清楚了系統工程的概念與意義，才不會造成這樣的誤解。

三、結論

上面關于“系統工程導論”教學中需關注問題的幾點思考，更要注重教學中的落實。首先在緒論中要表達清楚，其次在各章節教學中涉及部分要做課堂提示，使學生真實體會到這些問題的存在，從而使其在學習本門課程之后，能夠對系統工程有一個全面整體的把握，掌握系統工程技術強調宏觀研究、兼顧微觀研究的思想，以及定性到定量的綜合過程。另外，期望該課程能夠影響學生建立全面綜合的思維習慣，提高知識學習和運用的能力。

參考文獻：

[1]苗東升.系統科學大學講稿[M].北京:中國人民大學出版社,2007.

[2]魏萍,鄧先瑞.《系統工程導論》課程體系探討與教學實踐研究[J].煤炭技術,2010,(2):222-224.

[3]夏紹瑋,等.系統工程概論[M].北京:清華大學出版社,1995.

[4]錢學森,等.論系統工程[M].長沙:湖南科學技術出版社,1983.

[5]王眾托.系統工程[M].北京:北京大學出版社,2010.

篇9

在分析了《工程教育專業認證標準》對環境工程專業課程體系各項要求的基礎上，以青海大學環境工程專業為例，對環境工程專業核心課程群的設置及教學內容優化進行了初步的探索與實踐。新構建的核心課程群體現了專業特色，并將認證標準落實在課程教學環節中，為快速提升環境工程專業人才培養的質量提供借鑒，為青海大學環境工程專業通過工程教育專業認證奠定基礎。

關鍵詞:

工程教育專業認證;培養目標;環境工程;專業核心課程群

隨著高等教育類型結構的多元化發展，工程應用型人才培養已經成為社會經濟發展和高等教育發展的必然要求。當前，中國高等學校培養的工程技術人才中，應屆畢業生數量和歷屆畢業生數量均居世界前列，但創新意識強、應用能力強、能迅速創造生產力的人才數量遠遠不及發達國家的水平。世界經濟論壇的《2012－2013年度全球競爭力報告》中指出，美國高校工程專業畢業生中八成以上的人能夠立刻勝任工作，國內只有一成左右畢業生能迅速投入實際工作。因此可以看出，目前國內工科院校中，課程體系的內容與學科發展前沿銜接較差，教學內容與社會需求脫節。為解決這些問題，切實提高工科教學質量，教育部、財政部決定從2007年開始實施“高校本科教學質量與教學改革工程”(質量工程)。后續又跟國際接軌，開展了工程教育專業認證工作。此項專業認證工作對于提高工程教育質量具有重要的推動作用［1］。工程教育認證是由專業性認證機構(協會)組織工程技術專業領域的教育界學術專家和相關行業的技術專家，以該行業工程技術從業人員應具備的職業資格為要求，對工程技術領域的相關專業的工程教育質量進行評價、認可并提出改進意見的過程［2］。關于工程教育學歷互認的3個國際性協議中，《華盛頓協議》簽署時間最早、締約方最多，是世界范圍知名度最高的工程教育國際認證協議。目前，國際上已經逐步形成了以《華盛頓協議》為核心的工程教育專業認證和工程技術人員職業資格認證的國際協議體系［3］。2013年，“國際工程聯盟大會”在韓國首都首爾舉辦，在此次大會上我國成為《華盛頓協議》成員國的預備成員，由此，我國高等學校工程教育專業認證工作得到了《華盛頓協議》成員國的認可［4］。工程教育認證的根本目標是保證和加強畢業生培養質量和促進高校通過修改教學計劃不斷提高教學質量［5］。為此，我國教育部門制定了相應的《工程教育專業認證標準》。這是目前我國現行高等學校工程教育本科專業的最高認證標準，該標準包括兩部分:通用標準和補充性專業標準。其中通用標準包括學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍、支持條件七項內容。這些內容為高校的人才培養方向、人才培養計劃、課程體系設置等具體實踐工作做出了明確的指引。

1基于工程教育專業認證標準的環境工程專業培養目標

工程教育專業認證強調以學生為中心，旨在評價該專業所有學生是否達到認證規定的基本要求，具體評估如下因素:教育———從招生入校到專業學習，從指導教學到素質教育，從學分積累到就業服務等多方面舉措;培養———適應環境發展特別是環境污染變化的趨勢，加強畢業生的實踐能力要求;教學———貼合社會、企業對新入職環境專業學生的實際要求;支撐———根據要求優化配備各類支撐力量，如教師、實驗環境、實踐環境等因素的合理配置。專業認證通用標準在“培養目標”部分明確規定專業應該有“公開的、符合學校定位的、適應社會經濟發展需要的培養目標”。而且，專業認證支持學校的辦學自主性與特色性。各工程教育專業應根據自身的優勢、所在的區域及自己的人才培養面向，制定各自的人才培養目標，突出各自的優勢特色［6］。根據國家教育部制定的高校本科環境工程專業規范和本科專業認證標準要求，基于青海大學化工學院化學工程與工藝專業鹽湖化工方向的優勢地位，目前青海大學鹽湖化工專業已經成為化工學院的帶頭力量，已初步建立以鹽湖化工為基礎的教育體制，因此在環境工程專業教育發展之始，就確定了“理論實踐并重”的培養方針。在充分考慮工程教育專業認證標準要求的大背景下，近年來不斷堅持“寓教于踐”、“賦學于實”的原則，力爭培養出適應我國經濟建設需要，掌握環境工程領域的基本理論，基本知識和專業技能，熟悉與環境相關的工程專業的基本方法，并能在工廠、企事業、科研院所等部門，從事環境污染控制工程設計、技術開發、環境監測與評價以及環境規劃和管理等方面的科研和教學等工作，具有創新意識、實踐能力和國際視野的寬口徑、高素質、高級應用型工程技術人才。

2基于工程教育專業認證標準的環境工程核心課程體系

課程教學是高校實現專業人才培養目標的核心要素，因此課程體系與內容也必須體現學校的辦學目標，包括人才培養的水平與特色。環境工程是近年來新興發展的新學科，和化工、動物、植物、微生物、地球物理、地球化學、土壤等細分學科緊密結合、不能相互割裂。這個特點決定了環境工程區別于其他學科的教學方法和培養模式。因此，在工程教育認證的整體規劃和要求下，平衡基礎學科與專業學科的比重，加以與之適應的輔助支撐工作，不僅可以滿足教育認證的宏觀要求，而且可以加強畢業生的理論與實際的融會貫通，在簡單的實驗、實操的基礎上，快速適應實際工程、現有工藝，迅速做到從學校到社會的華麗轉身。

2.1環境工程專業課程設置現狀及存在問題

縱觀目前全國的高等院校，除了較早開設環境工程專業的少數幾個高校專業體系設置完善、起點較高，其余高校此專業起步較晚、發展緩慢，與當今社會嚴峻的環境污染形勢嚴重脫節。國內基本情況如下:基礎課程設置類似，差別較小;專業課各自為政，差異明顯。在專業課程體系中，理論部分知識高度統一且缺乏更新，實踐部分驗證類偏多而設型類缺少。目前在課程設置上主要存在如下三方面問題:(1)專業基礎課結構不合理:有的課程內容之間有重復，有的課程開設時間不夠合理，還有的課程學時設置不夠合理。另外課程設置中水污染專業涉及的課程較多、占據重要地位;而固體廢棄物、大氣污染、物理性污染等處理與控制的課程偏少。(2)實驗課程結構不合理:驗證性實驗較多，且均偏重單純的分析測試，體現工程原理和工程實踐能力培養的綜合設計性實驗較少。專業課程設計及認識、生產、畢業實習所占學時比例過小，學生提交的實習報告及圖紙質量較差，表明實習效果沒有達到預期。(3)教師工程實踐背景欠缺:大部分教師均為碩士、博士畢業后直接引進，完全沒有工程實踐背景，進校后也較少參與企業的工程實踐，校企合作基本未有效開展。教師隊伍工程教育經驗不足，必然導致學生工程設計教育的效果較差。

2.2環境工程專業核心課程群設置探索

在前期收集資料、高等學校和企業調研，并邀請企業、行業專家參與培養計劃和培養方案的修訂工作的基礎上，教學團隊不斷探索，確定了以《環境學導論》、《環境監測》為核心專業基礎課;《大氣污染控制工程》、《水污染控制工程》和《固體廢物處理與處置》、《環境評價》為核心專業課;《環境化學》、《物理性污染控制》、《環境規劃與管理》、《給排水管道工程》、《環境法學》、《清潔生產》、《環境工程施工技術》、《環境工程技術經濟》等課程作為選修課程的青海大學環境工程專業核心課程群。重新設置后的專業課優化體系與畢業生應有的知識結構形成了更合理的對應關系。

2.2.1根據畢業設計倒查，解決課程設置問題

《工程教育認證標準(2015版)》對畢業生做出了明確的要求，“應通過評價證明畢業要求的達成”。從近年青海大學環境工程專業學生畢業設計的效果可以看出，固體廢棄物方面的內容學生掌握的不夠好，設計垃圾填埋場時出現了很多問題。根據此問題追溯倒查發現，有的課程內容重復，如水處理方面的課程重復較多、比重偏大;而固廢和物理污染等內容偏少。《固體廢棄物與噪聲控制》只有32學時，目前固體廢棄物講授26學時，噪聲6學時。此類課程設置的不合理，直接反應在畢業設計的焦點問題中。因此，在修訂2016級培養方案時，我們教學團隊經過充分的討論并與行業專家論證后，將《固體廢棄物與噪聲控制》課程更名為《固體廢物處理與處置》，并將噪聲污染控制的重要內容納入新開設的《物理性污染控制》課程。在實行學分制的前提下，課程學時不斷被壓縮，如何在有限的學時內優化教學內容，將知識精華傳授給學生，也是教學團隊一直長期努力解決的問題。例如“可持續發展理論”在《環境管理學》、《環境規劃》、《環境學導論》和《清潔生產工藝》中教學內容有重復，浪費了有限的課時。以本次培養方案修訂為契機，我們將《環境管理學》和《環境規劃》兩門課程合并為一門《環境規劃與管理》，《清潔生產工藝》更名為《清潔生產》并不再講述“可持續發展理論”。對于課程開設的順序，也根據修訂好的培養方案和教學計劃進行了調整。如《環境監測》是核心專業基礎課，是后續專業的重要基礎，但是目前開設在三年級第二學期，造成了很多基礎概念學生都沒有學過，就直接開始專業課學習的不利局面。此次將開課學期調整到三年級第一學期，為學生后續的專業課程學習打好基礎。此外，《專業英語》《環境規劃與管理》等課程的開設時間也進行了調整。調整后的課程體系更加注重選修課的設置并做到與專業認證標準的要求相協調。

2.2.2追蹤學生就業薄弱點，調整專業教學重點

通過追蹤發現，畢業生就業后應聘到化工、熱電、機械等行業中，進行大氣污染治理的能力普遍嚴重不足。根據此問題倒查，發現目前實驗設置還不夠合理，主要還是偏向于水處理方面，大氣污染監測及控制的實驗過少。在認識實習、生產實習中也主要偏向水處理技術和垃圾填埋技術的相關內容，對大氣污染控制方面的關注度不夠。目前我校對《水污染控制工程》和《大氣污染控制工程》這兩門課程設置的理論課時均為48個學時，教學方式仍以典型的課堂模式為主，教學中教師以黑板板書平面向學生講述，至多借助PPT、MULTIMEDIA等方式展示所有平面或過程變化，或者演示簡單案例，復雜的3D設備、多維化學過程則無法詳盡解釋。因此，學生和老師之間無法形成有效溝通，并且無法形成時間、空間、性狀等重要的直觀印象，學生對知識的理解和掌握十分有限。而這兩門課程都是環境工程專業的核心課程，主要內容在理論基礎上涉及水和大氣污染的基本概念、原理，以及如何防控;在實踐基礎上涉及污染防控裝置的工藝設計、及指標計算等知識，建立畢業后實際分析、處理液體和氣體污染的能力。這兩門課程只是在《專業實驗》課程中安排了相關實驗，而且目前實驗設置還不夠合理，主要還是偏向于水處理方面，大氣污染監測及控制的實驗過少，針對性嚴重不足。因此，教學團隊需要不斷整合已有實驗資源，在新版《專業實驗》教學大綱中增加了大氣污染控制實驗的學時數，培養學生在大氣污染控制方面的實踐能力。如何在有限的實踐學時內增加學生到大氣污染控制企業實習的機會，不斷努力尋找可以合作的大氣方面的實習企業，是教學團隊今后需長期努力解決的問題。

2.2.3繼續開展實習實訓，不斷拓展學生視野

環境工程專業課都是實踐性很強的課程，要達到較好的教學效果，教師本身必須具有扎實的理論基礎，而后才能在授課中舉一反三，形象生動的完成講授;同時，也要具備豐富的工程實踐經驗，而后才能在指導課程設計時知識面寬廣，真正能夠從實際出發指導實踐。推進校企合作，是達到較好教學效果的有效方式。目前青海大學校企合作工作基本處于空白，特別是環境工程方面的校企合作，僅僅停留在學生實習等表面工作，深度的知識合作、技術合作和科研合作并未有效開展。因此，任課教師的理論聯系實際也僅僅依靠教師個體的努力，在授課中兩者的聯系深度、廣度也參差不齊。體制化、流程化的校企合作已經迫在眉睫，急需在課程群建設工作中盡快開展。繼續拓展與企業合作共建實習和基地、工程實踐的平臺。建立與我省大氣污染、水污染治理企業和環保公司互動，優化完善學生畢業設計、論文選題方向;并邀請行業或企業等外部專家參與培養目標的定期修訂。在此工作的基礎上，可以加強畢業生“校門到廠門”的迅速轉變，實現從學術型人才到工程應用型人才的迅速轉型。

2.2.4核心課程教學軟件完善

在工程實踐類課程學時不足的現實情況下，學校撥款購置了環境工程類的課程實訓軟件(水污染處理技術方面)，教學團隊也在不斷努力豐富課程設計案例，編寫課程設計內容，修訂專業實驗指導書，這些舉措進一步完善了專業核心課程的教學軟件，為后續開設大氣及固廢污染與控制方面的綜合實踐類課程做好了基礎的準備工作。

2.3環境工程專業核心課程群教學內容優化

按照環境工程專業規范與認證標準的要求，開展對青海大學環境工程專業核心課程內容的優化工作，突出與目前嚴峻的環境污染形勢相結合，并融入創新精神，將現有課程體系中理論基礎課與污染防控技術一一對應，相輔相成。青海大學環境工程專業現開設的課程中，《大氣污染控制工程》《水污染控制工程》和《固體廢物處理與處置》《環境評價》是環境工程專業的核心專業課程，經典理論內容與技術發展內容需要進一步優化。三門污染控制課程涉及物理、化學、生物、數學、地學、氣候等學科內容，三門課程需要在各個不同學科的理論課基礎上實現延展，因此，在授課過程中應注意對課程的知識體系進行梳理，結合省情與實際應用，改變傳統重理論的教學方法，對課程內容進行優化。例如，在《大氣污染控制工程》中壓縮“概述”和“大氣污染和全球氣候”兩章的內容，刪去與《環境學導論》和《環境化學》重復的教學內容;壓縮“大氣污染氣象學”和“大氣擴散濃度估算模式”內容，移在后續開設的《環境評價》課程中進一步學習;增加“顆粒污染物控制技術基礎”、“除塵裝置”的教學強度，減少其與《化工原理》中重復內容的講授;將教學重點放在“常用除塵設備設計及選型和廢氣吸收、吸附、催化設備設計”上，為后續增設“燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫裝置設計”、“脫除煙氣中低濃度二氧化硫的吸收塔設計”等課程設計題目打下基礎;將“工業通風”部分內容引入“除塵管道系統設計”章節，增加相應教學內容，培養學生的工程設計能力。以《環境學導論》《環境監測》為例，根據工程教育專業認證標準的要求，在《環境學導論》中要加大對水污染、大氣污染、固體廢棄物污染及物理性污染控制技術的介紹，壓縮“緒論”等部分的課時。對《環境監測》課程方面，注重講授基本原理在實踐方面的應用，淡化一些復雜的模型、化學反應，注重學生實驗技能的培養?！秾I實驗》中需開設一些綜合設計型、開放型的實驗，在原有水污染控制實驗的基礎上，增加大氣污染、固體廢棄物污染及物理性污染與控制實驗的學時數，培養學生發現問題、解決問題的能力，突出學生工程應用能力的培養。

3工程教育專業認證對環境工程專業人才培養的促進作用

層出不窮的惡性污染事件，表明我國目前水污染、大氣污染的治理任重道遠，經濟社會對水資源保護、大氣環境治理工作的要求越來越高，也表明高校對環境工程人才的培養需要進一步貼近現實社會的要求，同時也進一步突出環境工程專業課程的重要性與特殊性。在充分考慮工程教育專業認證標準要求的大背景下，如何做到化工結合環境、理論結合實際、基礎結合創新、教學結合育人、學習結合生產，成為了新時期教學團隊面臨的巨大機遇與挑戰。我們教學團隊在繼承先前摸索實踐十余年的寶貴成果之上，積極響應國家“大眾創業、萬眾創新”的號召，構建了專業核心課程群，實施了環境工程專業核心課程內容的整合與完善，以期提高我校環境工程專業學生工程應用能力，凸顯工程應用在專業課教學內容的突出地位，樹立工程應用在專業課教學中的意識，發揮其在企業應有的實際作用。優化后的環境工程核心課程體系將充分實現青海大學教書育人的宗旨，“送出校門，送入社會”，環境工程畢業生在走入社會之際就能成為出色的環境保護工作者，在精益求精的創新課程體系的過程中，老師們在追求成為“育人工匠”的同時，必將培育出一批又一批合格的“環保工匠”。

作者：陳莉薇 王曉 嚴剛 趙玉杰 盛莉 王曉寧 單位：青海大學化工學院

參考文獻

［1］姜理英，陳浚.工程教育專業認證背景下環境工程專業教學改革探析［J］．浙江工業大學學報(社會科學版)，2014，13(3):256－260.

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［4］程翔，孫德志，力，等.基于工程教育認證標準的環境工程專業課程教學體系的構建———以北京林業大學為例［J］．中國林業教育，2017，35(1):35－38.

篇10

【基金項目】2013年度廣西高等教育教學改革工程項目（編號：2013JGA120）；廣西師范大學2013年校級教改立項項目（A類）“《環境學》‘三導三學’教學模式研究與實踐”。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）03-0234-01

一、學生創新意識培養機制的改革

環境類本科生是以環境保護為宗旨，學習環境污染防治技術的尖端人才為培養目標。面對我國日益發達的經濟和社會，環境污染的惡劣引起越來越多的人關注。這就要求培養環境類的專業人才的同時，強調創新意識和實踐能力的改革。

創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力。全面推進素質教育的重點就是培養學生的創新精神和實踐，這在環境類專業的本科生教育中顯得尤為重要。因此，我們嘗試在環境專業基礎課程《環境學》的教學過程中培養學生的創造性思維，希望通過新的教學方法和教學改革，嘗試讓《環境學》課堂教學更積極有效的同時，也能培養學生的創新意識。

二、學生實踐能力的培養機制的改革

大學本科教育中，學生實踐能力的培養相對于高職學生較為弱化，是亟待教育工作者去改善與彌補的缺項。教師教學重點均在理論知識與技術的講解，以往的實習活動僅限于參觀考察等基礎性實踐活動，不能有效的結合所學理論知識的運用，對今后的工作技能沒有幫助，學生時代與工作階段缺乏銜接。

在《環境學》課程的教學改革中，我們力求以“三導三學”教學模式，激發學生實踐動手能力，結合課前課中課后的一系列活動，讓學生主動學習，積極實踐，從基本環境問題與治理技能上尋求答案，加深學習興趣，提高學習效率。

三、《環境學》課程“三導三學”教學模式改革與實踐

“三導三學”教學模式，源于基本的課堂講授方式，但又積極突破傳統方法，拓展課堂范圍與教學時間，不僅改善了枯燥的教學過程，又增長了學生的創新與實踐能力，在《環境學》課程的教學過程中取得了良好的效果。“三導三學”主要內容為以下幾點：

課前“導”和“學”：采用任務驅動法，激發學生的學習興趣。由教師根據課程內容采用不同方式導入相關問題或任務，以學習小組的形式通過學生自主觀察或親身體驗、探索，達到激發學生對課程相關內容的學習興趣。

課中“導”和“學”：以教師為主導、學生為主體，根據課程不同內容采用恰當的教學方法，讓學生參與教學，提高學習效果。課堂上將課前問題適當解答或總結，并結合啟發式教學、案例教學等方法導入課程主要內容，并適時地進行師生互動、生生互動，以充分發揮學生在學習上的主觀能動性，達到提高學習效果的目的。

課后“導”和“學”：知識拓展，能力培養。課后教師注意引導學生關注與課堂所學某些重要內容相關的社會問題及某些重要問題的研究熱點和進展，通過自主涉獵相關文獻、參與各種實踐活動和科研活動等形式拓展學生的知識寬度和深度，拓寬學生的專業視野。

四、《環境學》課程“三導三學”教學模式對培養學生創新意識和實踐能力的效果

《環境學》是高校環境科學與環境工程專業的專業基礎入門課，也是專業核心課程之一，重在建立環境科學的基礎理論體系，集中闡述環境學基本規律、環境學基本原理及應用，為深化和整合環境類專業課程體系、為學生學習后續專業課程奠定理論基礎。通過該門課程的教學，不僅要讓學生在學習環境學基本知識和理論的基礎上，對環境科學領域有較全面的認識，還要培養學生對本專業的熱愛，激發他們對后續專業課程的學習興趣，堅定他們維護環保的信心。

由于《環境學》課程教學內容涉及面廣、知識點較多，相對后續的專業課程來說知識內容比較淺顯，學生在學習過程中往往會表現出不重視、學習積極性不高的特點，從而很難達到預期的學習效果，因此，教學模式和教學方法改革勢在必行，教師在教學過程中不能沿用傳統的“講授-接受”式教學模式，而應采用更具有現代意識和提高學習效果的教學模式。

目前，國內高校的《環境學》課程教學普遍以課堂教學為主，相關教師已經認識到課堂教學應以教師為主導，以學生為主體，讓學生參與教學過程，以利于教學效果的提高，此外，他們也已經關注到實踐活動的重要作用。有關該課程教學方法的研究也有不少報道，如福建師范大學蘇玉萍等對《環境學》類課程的教學方法進行了探討；廣州大學的張鴻郭等初步探討了參與式教學方法在“環境學導論”課程中的應用；華南師范大學的曾麗璇等對環境科學專業課《環境學導論》從教材選擇、教學過程、教學內容及教學方式、鼓勵學生課外參與環境保護志愿活動方面提出了一些實踐心得，這些足以體現了任課教師對《環境學》課程教學改革的希望和需求。

“三導三學”是目前較為新穎和有效的教學模式，其核心是通過課前、課堂、課后三個有機聯系的“導”、“學”環節達到提高學生學習效果的目的，但不同學科、不同課程應該根據課程的特點和學生對象來采取不同的具體實施方法，以取得最佳效果。本項目旨在針對大學本科《環境學》課程的特點和定位，通過課前、課中、課后教師采用不同方式的“導”，讓學生在觀察、探究和參與實踐和科研活動中不僅“學”到理論知識，而且“學”會如何發現問題、分析問題并進一步嘗試解決問題，同時也在實踐中培養學生的語言表達能力、寫作能力、溝通能力和團隊協作的能力；期望通過“三導三學”教學模式的建構和實踐，調動學生的專業學習熱情，激發學生對后續專業課程的學習欲望，同時在課程三個有機聯動的教學環節中逐漸培養學生的專業思維和專業素養。

參考文獻：

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