環(huán)境工程專業(yè)線上+線下生產(chǎn)實習研究

時間:2022-04-28 11:14:36

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環(huán)境工程專業(yè)線上+線下生產(chǎn)實習研究

[摘要]生產(chǎn)實習,是培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學生實踐能力的重要課程。目前,實習實踐類課程的線上資源極度匱乏,在疫情防控常態(tài)化的形勢下,環(huán)境工程生產(chǎn)實習如何開展是亟需解決的問題。引入線上教學模式,建設了環(huán)境工程專業(yè)“線上+線下生產(chǎn)實習課程。線上部分,通過播放錄制視頻、廠區(qū)現(xiàn)場直播、企業(yè)專家報告等形式,提供遠程在線實習資源;線下部分,在校園內(nèi)開展水、氣、固、土壤、噪聲等內(nèi)容的分組實習,進行設計、采樣、監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析?!熬€上+線下”生產(chǎn)實習取得了很好的教學效果,對產(chǎn)學研融合發(fā)展、環(huán)境專業(yè)應用型人才培養(yǎng)具有促進意義。

[關鍵詞]生產(chǎn)實習;環(huán)境工程;實踐課程;教學改革;過程考核

教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質(zhì)量的若干意見,明確指出“高度重視實踐環(huán)節(jié),提高學生實踐能力”[1]。實習實踐類課程在高等教育、人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮著重要作用。環(huán)境科學與工程是一門實踐性很強的學科。生產(chǎn)實習是環(huán)境工程專業(yè)本科教學中的主要實踐類課程[2],屬于專業(yè)系列課程。學生在已經(jīng)系統(tǒng)學習了水、氣、固、物理性污染控制工程等理論知識的基礎上,通過實地考察、現(xiàn)場講解、動手實踐等方式,強化理論與實踐的聯(lián)系,提升環(huán)境工程專業(yè)素養(yǎng),增強對本專業(yè)的認識和理解,提高從事環(huán)保事業(yè)的使命感和責任感。生產(chǎn)實習,一般是帶領學生實地考察污水處理廠、大氣污染控制工程、固廢處理工程等廠區(qū)或工程項目,由技術(shù)人員現(xiàn)場講解工藝流程、技術(shù)設備、操作及管理等。學生與技術(shù)人員交流討論、了解運行參數(shù),進行現(xiàn)場取樣,后續(xù)進行相關分析測試。2020年,一場突如其來的病毒疫情席卷全球。盡管以中國為代表的許多國家正在持續(xù)開展積極的疫情防控工作,但目前疫情仍在世界各地繼續(xù)暴發(fā),至今已造成1.1億人感染、243萬人死亡[3]。為了保證人民生命財產(chǎn)安全、減小疫情防控居家隔離對正常教學工作的影響,各大高校積極響應教育部“停課不停教,停課不停學”的要求,積極開展線上教學?;谥袊髮W慕課(MOOC,massiveopenonlinecourse)等37家平臺免費開放的4.1萬門在線課程和虛擬仿真實驗,基本滿足了大部分理論課和實驗課的教學需要[4]。然而,關于環(huán)境學科的專業(yè)實習實踐類課程的線上教學資源極度匱乏,在此情境下如何將實踐課程從傳統(tǒng)的線下教學模式應急切換為線上教學,如何保證課程目標與教學效果不打折扣,成為了亟需解決的難題。在疫情防控常態(tài)化的背景下,如何構(gòu)建“線上+線下”教學模式的環(huán)境工程生產(chǎn)實習課程,對實習實踐類課程的教學改革具有重要意義。本文以東北師范大學環(huán)境工程生產(chǎn)實習課程為例,從課程設計、教學實踐效果、實踐類課程改革思考等方面,總結(jié)了實踐類課程線上教學改革的探索與實踐經(jīng)驗。

1“線上+線下”生產(chǎn)實習課程設計

為了達到與往年實習相同的教學效果,本次課程采用線上實習為主、線下實習為輔的教學模式。線上教學不是線下教學的簡單翻版,與傳統(tǒng)的課堂相比,不同地理空間的師生通過網(wǎng)絡連接匯聚在虛擬課堂,無法實時了解學生的學習情況。因此,在教學設計上更加注重線上實習的互動性。線下實習根據(jù)實際情況,在校園內(nèi)分組完成各類環(huán)境指標的監(jiān)測和分析測試,彌補線上實習缺乏動手操作能力訓練的不足。

1.1線上實習資源與平臺構(gòu)建

線上實習資源主要包括兩個部分:一部分是教師根據(jù)實習內(nèi)容與要求錄制現(xiàn)場實習視頻,介紹工廠基本情況、工藝流程、各操作單元等,授課期間與實習廠區(qū)技術(shù)人員連線,現(xiàn)場直播介紹當天工況、與學生互動討論;另一部分由上海污染控制與生態(tài)安全研究院與國際水協(xié)會(IWA)共同發(fā)起的“校-企-協(xié)云端實習”的開放資源,選用合適專題的實習講座進行補充,涉及上海泓濟環(huán)保科技、蘇伊士環(huán)境集團、福建海峽環(huán)保集團、中電環(huán)保等10余家國內(nèi)外知名環(huán)保企業(yè)。線上實習采用騰訊會議、Zoom會議等平臺進行在線直播,學生通過會議ID或鏈接進入課堂學習。老師講解過程中學生可在留言區(qū)發(fā)言,討論時段也可與現(xiàn)場連線提問。每個實習內(nèi)容結(jié)束后在QQ群交流討論,在線完成專項答題,檢驗學習效果。

1.2線上教學過程安排

線上實習開始前,對學生進行相關在線平臺的使用培訓,線上實習指導書,召開實習動員會強調(diào)本次實習的注意事項、課程考核要求等,針對實習安排進行答疑。每個實習內(nèi)容分為課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)進行管理。1.2.1課前至少提前1周預習任務、作業(yè)要求、提交事項;實習前1天在課程群通知,提醒學生實習內(nèi)容、具體時間、在線平臺、課程鏈接;單獨提醒要做分享展示的同學做好準備。課前工作保障學生做好充分準備,復習理論知識、了解相關技術(shù)的最新進展與突破、提前思考交流討論的問題,做到帶著問題去學習、有準備的去實習。1.2.2課中教師負責課程的主持與組織,介紹本次實習內(nèi)容、特邀嘉賓。學生進入課堂后,聽從主持人安排,觀看直播(實習視頻+廠區(qū)工程師連線,或現(xiàn)場專家報告)。學生在觀看直播過程中可在留言區(qū)提問,由助教歸納篩選問題通過主持人向?qū)<以儐?,也可在討論時間段與專家連線進行交流討論。另外,部分專題設置了學生展[收稿日期]2021-02-24示環(huán)節(jié),學生通過校際合作或小組合作共同完成一份主題作業(yè),篩選優(yōu)秀作業(yè)進行分享。課中部分注重師生間的交流互動,增強學生的課堂參與度,優(yōu)化學生的體驗感。1.2.3課后根據(jù)每次實習的專題內(nèi)容設置在線測試,學生在規(guī)定時間內(nèi)完成,并對表現(xiàn)優(yōu)異的同學給予獎勵。學生通過調(diào)查問卷反饋線上實習存在的問題、學生的需求、改進的建議,以便教師及時調(diào)整優(yōu)化線上實習過程。通過QQ群交流討論實習專題內(nèi)容的重點、難點,對測試題目進行講解和答疑。線上實習全部結(jié)束后,每人撰寫一份實習報告;根據(jù)實習內(nèi)容分小組制作專題海報,在QQ群展示。課后部分注意了解學生的學習效果,進一步強化理論知識的實際應用,根據(jù)學生反饋意見調(diào)整優(yōu)化線上實習過程與安排。

1.3線下實踐教學

線下實踐是對線上實習的重要補充,主要在校園內(nèi)完成。線下實習涉及多種環(huán)境要素,包括設計、采樣、監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析等較多環(huán)節(jié),由于時間和儀器設備等客觀條件限制,采用拼圖式合作學習教學法(Jigsaw)[5]。(1)將學生分為水組、大氣組、固廢組、土壤組、噪聲組、工藝組,分別由不同的實習老師指導,同時開展校內(nèi)實習。前五組,根據(jù)校園平面圖設置監(jiān)測點位,確定取樣方法、監(jiān)測指標,進行取樣或現(xiàn)場監(jiān)測,在實驗室制樣、測試,整理數(shù)據(jù)、完成分析報告。工藝組,根據(jù)本校環(huán)境工程專業(yè)特色,分別在實驗室運行再生水生態(tài)儲存大型反應器、中試規(guī)模的校內(nèi)水處理設施、工業(yè)廢水處理中試反應器,監(jiān)測反應體系數(shù)據(jù),分析該工藝的水處理效能。(2)各組學生完成相應的實習內(nèi)容之后,以小組為單位制作PPT,向其他同學分享本組的實習內(nèi)容、過程及結(jié)果,小組之間根據(jù)PPT報告內(nèi)容進行交流討論,加深對學習內(nèi)容的理解。通過這種方式使全班同學完成全部內(nèi)容的學習,從而達到課程目標、完成學習任務。全部同學分模塊分工合作,共同完成一份線下實習報告。

1.4考核評價

實踐課程注重學習過程考核,結(jié)合線上實習與線下實習給出學生的課程成績(圖1)。線上實習成績(50%)分為兩部分:每個實習內(nèi)容結(jié)束后都設置了相應的在線測試,綜合全部測試得分和線上實習報告給出個人成績(40%);線上實習全部結(jié)束后分組制作專題海報,通過QQ群評比和匿名投票,得出小組成績(10%)。線下實習根據(jù)學生的平時表現(xiàn)、小組工作貢獻給出個人成績(30%);通過PPT講演、線下實習報告給出小組成績(20%)。實習報告要求邏輯嚴謹、表述清楚、用語專業(yè)、格式規(guī)范;實習海報要求展示專業(yè)知識、實習內(nèi)容、形式美觀;PPT講演要求知識講解正確、語言表達流暢、重難點突出、注重學習效果;實習要求全程參加、積極交流討論、以任務為導向多位同學協(xié)作完成小組實習工作。各部分成績評定時按照百分制打分,根據(jù)最終得分評定課程的最終成績,優(yōu)(100~90)、良(89~80)、中(79~70)、及格(69~60)、不及格(≤59)。此外,綜合學生間的推薦投票、課程成績綜合評選實習標兵和實習能手,頒發(fā)學院證書予以鼓勵。

2教學實踐效果

“線上+線下”的實習模式取得了很好的教學效果,學生給予了積極的評價。線上實習是實踐類課程的一次創(chuàng)新性嘗試,與傳統(tǒng)現(xiàn)場實習相比,引入了更多優(yōu)質(zhì)豐富的實習資源,與同濟大學等高校開展聯(lián)合實習,促進了校際間的資源共享、學生的交流合作,形式活潑生動,學生們形成良好的實習體驗。本次實習制作了10張專題海報、1本優(yōu)秀實習報告冊、評選出1名實習標兵、3名實習能手。在校際聯(lián)合實習中,本校常春藤協(xié)會被選為學生環(huán)保組織的優(yōu)秀代表,與國際水協(xié)會IWA等國際環(huán)保組織同臺介紹我們的主要工作,在校際聯(lián)合實習評比中有12人次進入前1%,有2人在全國優(yōu)秀實習成果大賽中獲獎。

3環(huán)境工程實習課程建設展望

實習實踐類課程一般是帶領學生到廠區(qū)和工程現(xiàn)場,以往的教學鮮見在線上開展實踐課程。本次疫情迫使實踐類課程加速進入線上教學的行列,同時也展現(xiàn)出了線上實習的優(yōu)勢:(1)通過云端虛擬課堂,擴大了實習允許的最大人數(shù),解決了現(xiàn)場實習人數(shù)限制的問題;(2)整合各類優(yōu)質(zhì)實習資源,實現(xiàn)教育資源的便捷共享、反復播放,解決了現(xiàn)場實習的地域限制問題;(3)開展校際之間的聯(lián)合實習,促進了高校間師生的合作與交流,解決了現(xiàn)場實習缺乏創(chuàng)新模式的不足。線上實習,可邀請企業(yè)的高級工程師、技術(shù)研發(fā)人員給學生講解工藝技術(shù)的實際應用,讓學生認識到理論知識與實際應用技術(shù)之間的差距。通過企業(yè)高管、行業(yè)頂級專家的報告,增強了環(huán)境專業(yè)學生的使命感和責任感,堅定了同學們投身環(huán)保事業(yè)的信心和決心。線上實習與線下實習相比,在教學設計上更需要注重I+C模式的互動性,即,人與教學資源交互(I),師生之間的交流互動(C)[6]。通過互動促進學生學習,及時反饋學習情況,以保障異步課堂的學習效果。當然,線上實習在動手操作能力訓練方面的不足仍然較為明顯,可適當補充開展線下實習來強化學生的實踐操作能力。在未來實踐類課程的教學中,應當充分利用信息網(wǎng)絡技術(shù),整合國內(nèi)外實習資源、積極開展云端實習。積極發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”,建設創(chuàng)新性的實踐課程,改進實習類課程的教學模式[7]。通過線上實習拓寬學生的視野,加強校際間的資源共享,促進高校、企業(yè)、科研院所、環(huán)保組織之間的交流合作,推動產(chǎn)學研的深度融合與發(fā)展。環(huán)境工程是應用性很強的專業(yè),生產(chǎn)實習在學生實踐能力培養(yǎng)方面發(fā)揮極其重要的作用,也是高校與企業(yè)之間關鍵的連接環(huán)節(jié)。在“線上+線下”的實踐課程教學模式下,應當加強課程學習的過程考核,全面提高學生的規(guī)劃設計、實踐操作、團隊合作等方面的能力[8],培養(yǎng)具有堅定信念、創(chuàng)新思維、專業(yè)素養(yǎng)、卓越技能的應用型人才。

4結(jié)語

環(huán)境科學與工程實習課程中采用“線上+線下”教學模式,充分利用線上實習引入優(yōu)質(zhì)的遠程在線資源,打破傳統(tǒng)實習的區(qū)域和條件限制,拓寬學生的眼界,提升專業(yè)使命感;通過線下實習強化實踐操作能力,采用拼圖式合作學習教學法激發(fā)學生的學習興趣、提高學生的自主學習能力和團隊合作能力。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”快速發(fā)展的信息時代,將線上實習引入到環(huán)境專業(yè)實踐課程的教學過程,是傳統(tǒng)線下實習課程教學改革的一次全新嘗試,相關工作對實踐類課程教學改革、產(chǎn)學研深度融合發(fā)展、應用型人才培養(yǎng)具有重要的借鑒意義和啟發(fā)作用。

參考文獻

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[8]劉佳,徐竟成,黃翔峰,等.環(huán)境科技創(chuàng)新基地培養(yǎng)管理模式的改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2012,31:79-81.

作者:付亮 崔曉春 周丹丹 范偉 邊紅楓 單位:東北師范大學環(huán)境學院