環(huán)境科學(xué)專業(yè)立體化實習(xí)教學(xué)模式探索

摘 要：本文分析了我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生實習(xí)工作中存在的一些問題，闡明了構(gòu)建立體化實習(xí)教學(xué)模式的必要性，并從教學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計、教學(xué)資源整合和教學(xué)方法優(yōu)化等方面提出了環(huán)境科學(xué)專業(yè)立體化實習(xí)教學(xué)模式的建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：高等教育；立體化教材；實習(xí)教學(xué)；教學(xué)改革

實踐教學(xué)是高校人才培養(yǎng)計劃中提高學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新精神的重要手段，而專業(yè)實習(xí)是實踐教學(xué)中不可缺少的一個環(huán)節(jié)，在促進(jìn)學(xué)生的專業(yè)理論知識向生產(chǎn)實際轉(zhuǎn)化、增強(qiáng)學(xué)生的工程意識和創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)等方面有著不可替代的作用，是實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要保障，同時也是幫助本專業(yè)青年教師利用實習(xí)指導(dǎo)鍛煉自己的業(yè)務(wù)能力的重要契機(jī)。

提高實習(xí)效果與質(zhì)量，實習(xí)教材的編寫至關(guān)重要。傳統(tǒng)文字型、多媒體課件型實習(xí)教材（如實習(xí)指導(dǎo)書）的編寫重點在于系統(tǒng)化闡述工藝設(shè)備原理以及技術(shù)方法，但難于表達(dá)生產(chǎn)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工藝流程的動態(tài)變化效果，在增強(qiáng)感性認(rèn)識、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力等方面存在明顯不足。而信息技術(shù)的發(fā)展正在使教材的形式和內(nèi)容向多種媒體形式的“立體化”狀態(tài)轉(zhuǎn)變。《教育部關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中指出，要把信息技術(shù)作為提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段，高等學(xué)校要在教學(xué)活動中廣泛采用信息技術(shù)，加強(qiáng)紙質(zhì)教材、電子教材和網(wǎng)絡(luò)教材的有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)教材的立體化和多樣化。本文結(jié)合我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，通過對本專業(yè)的實驗—課程設(shè)計—現(xiàn)場實習(xí)的實踐教學(xué)資源進(jìn)行整合設(shè)計，提出了實施立體化實習(xí)教學(xué)的方案。

一、專業(yè)實習(xí)教學(xué)存在的問題

在當(dāng)前市場經(jīng)濟(jì)體制下，企業(yè)和環(huán)保事業(yè)單位由于生產(chǎn)自動化程度提高、維護(hù)安全生產(chǎn)秩序、壓縮培訓(xùn)經(jīng)費投入等原因，日漸減少接納高校學(xué)生上崗實習(xí)的機(jī)會，加之高校實習(xí)經(jīng)費緊張，對安排環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生外出實習(xí)產(chǎn)生了一些不利的影響，主要表現(xiàn)在：（1）聯(lián)系實習(xí)單位困難。為了配合專業(yè)課程和培養(yǎng)計劃的要求，聯(lián)系實習(xí)基地時往往需要選擇環(huán)境工程類（如水、氣、固廢處理廠）、環(huán)境監(jiān)察管理類（如環(huán)境監(jiān)測站）、生態(tài)園區(qū)（如濕地保護(hù)區(qū)）等相關(guān)企事業(yè)單位或部門。大批缺少實踐經(jīng)驗的學(xué)生在同一時間上崗實習(xí)，不僅會對企事業(yè)單位正常的工作環(huán)境產(chǎn)生影響，而且對安全生產(chǎn)管理工作造成一定壓力。因此即便是作為實習(xí)基地的企事業(yè)單位往往也視學(xué)生的實習(xí)為“額外負(fù)擔(dān)”，不愿接受學(xué)生或勉強(qiáng)接受學(xué)生的實習(xí)。（2）實習(xí)效果不理想。目前通常采用的現(xiàn)場實習(xí)基本流程是由企事業(yè)單位指派專人對學(xué)生進(jìn)行集中安全教育和工藝流程講解，然后再由企業(yè)的相關(guān)人員帶領(lǐng)學(xué)生參觀學(xué)習(xí)。由于環(huán)保類生產(chǎn)企業(yè)普遍提高了生產(chǎn)自動化程度，學(xué)生在短時間內(nèi)難以了解生產(chǎn)過程的細(xì)節(jié)，又缺乏動手實踐機(jī)會，實習(xí)結(jié)束后學(xué)生對許多問題還是似懂非懂，達(dá)不到現(xiàn)場實習(xí)的基本要求。（3）年輕教師缺乏工程實踐經(jīng)驗。由于更新教學(xué)師資的需要，專業(yè)教研室每年都有新進(jìn)的青年教師參與到實習(xí)指導(dǎo)工作中來。但他們大部分缺少實際工作經(jīng)驗，往往無法及時準(zhǔn)確地解決實習(xí)中學(xué)生提出的技術(shù)問題，因而不能對學(xué)生的實習(xí)進(jìn)行有效的指導(dǎo)，也影響了實習(xí)的效果。針對目前專業(yè)實習(xí)存在的上述問題，結(jié)合學(xué)校實施的素質(zhì)教育，我們采用了以實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)改革，施行仿真與現(xiàn)場實習(xí)相結(jié)合，以仿真實習(xí)為主導(dǎo)、現(xiàn)場參觀為輔的實踐教學(xué)模式。

基于對以上問題的認(rèn)識，結(jié)合我院環(huán)境科學(xué)專業(yè)建設(shè)的實際，我們借助“西部特色環(huán)境類專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的改革研究與實踐”這一陜西省高等教育教學(xué)改革研究項目研究的契機(jī)，依托我校環(huán)境科學(xué)與工程國家重點學(xué)科的優(yōu)勢，重點針對環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)計劃中的實驗、課程設(shè)計、實習(xí)、本科生科研訓(xùn)練（SSRT）等實踐環(huán)節(jié)如何有效整合的問題，提出建設(shè)一套有序銜接的立體化實習(xí)教材及圍繞核心教材內(nèi)容建立生動豐富的立體化教學(xué)形式，從而進(jìn)一步完善專業(yè)課程體系。

二、立體化實習(xí)教材建設(shè)

所謂“立體化教材”，就是立足于現(xiàn)代教育理念和現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺，以傳統(tǒng)紙質(zhì)教材為基礎(chǔ)，以學(xué)科課程為中心，以多媒介、多形態(tài)、多用途、多層次的教學(xué)資源和多種教學(xué)服務(wù)為內(nèi)容的結(jié)構(gòu)性配套的教學(xué)出版物的集合。在教材的內(nèi)容上，橫向來說要體現(xiàn)本課程中相關(guān)的各學(xué)科交叉融合的特點，縱向來說要體現(xiàn)本課程中的傳統(tǒng)內(nèi)容、現(xiàn)代內(nèi)容及未來學(xué)科或技術(shù)的發(fā)展趨勢，并以形成教學(xué)能力為目標(biāo)，實現(xiàn)媒體呈現(xiàn)的立體化、教學(xué)設(shè)計的一體化、教學(xué)應(yīng)用的多元化。立體化教材體系的設(shè)計，要綜合考慮課程目標(biāo)的多維度、教學(xué)對象的多層次、表現(xiàn)形式的多樣性、解決問題的多角度等不同層面的要求，充分發(fā)揮各種媒體的優(yōu)勢，強(qiáng)調(diào)各種媒體的整體教學(xué)設(shè)計，從而形成媒體間的互動互補(bǔ)。

環(huán)境科學(xué)專業(yè)立體化實習(xí)教材的教學(xué)結(jié)構(gòu)（見圖1）的擬定，需要針對環(huán)境類本科教育的通用型人才培養(yǎng)特點，立足于我校的環(huán)境類學(xué)科群優(yōu)勢，在教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會制定的專業(yè)教學(xué)基本要求指導(dǎo)下進(jìn)行總體設(shè)計。設(shè)計應(yīng)遵循知識的系統(tǒng)性與知識發(fā)展的循序漸進(jìn)相結(jié)合的原則，用整體優(yōu)化的觀點分析專業(yè)課程知識的整體系統(tǒng)與實習(xí)環(huán)節(jié)內(nèi)在的邏輯聯(lián)系，堅持以加強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)教育和實踐能力培養(yǎng)為立體化實習(xí)教材建設(shè)的追求目標(biāo)。立體化實習(xí)教材的主體內(nèi)容是實習(xí)教學(xué)包，包括四個部分：

核心教材：核心教材是開展實習(xí)活動的基礎(chǔ)與支柱，也是符合實習(xí)基本要求和實習(xí)大綱全部知識點的教學(xué)信息的載體，重點強(qiáng)調(diào)其科學(xué)性、適用性。首先選定具有成熟工藝和完備設(shè)施的實習(xí)基地，然后組織相關(guān)教師整合原有實習(xí)講義內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上統(tǒng)一編寫立體化實習(xí)指導(dǎo)書作為核心教材。該教材應(yīng)當(dāng)貫穿整個實習(xí)教學(xué)過程的設(shè)計思路和要求掌握的知識點，特別強(qiáng)調(diào)工藝流程、設(shè)備形式及性能參數(shù)、規(guī)劃與管理模型邊界條件等技術(shù)性內(nèi)容的現(xiàn)實性和先進(jìn)性。通過輔導(dǎo)學(xué)生研讀核心教材以掌握各階段實習(xí)的任務(wù)和要求。

多媒體課件包：是以輔助學(xué)生學(xué)習(xí)核心教材為目的的電子教材總稱，需要根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容獨立設(shè)計和開發(fā)，包括重點技術(shù)剖析、實習(xí)過程實況記錄、教師采用多媒體工具設(shè)計的實習(xí)教學(xué)素材等等，能夠體現(xiàn)實習(xí)內(nèi)容的精華，強(qiáng)化學(xué)生對實習(xí)內(nèi)容重點和難點的認(rèn)知，并具有一定程度的互動性，便于學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

仿真練習(xí)包：將環(huán)境工程處理工藝及設(shè)備、環(huán)境規(guī)劃與管理的規(guī)范方法和模擬手段、生態(tài)學(xué)野外調(diào)查等主要實習(xí)內(nèi)容分類開發(fā)為仿真實習(xí)系統(tǒng)，在校內(nèi)仿真實驗室對實習(xí)基地的真實運行過程進(jìn)行模擬設(shè)計或操作，并通過系統(tǒng)中設(shè)置的考核單元自動對每位學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評估。這種仿真實習(xí)系統(tǒng)可以有效解決學(xué)生到現(xiàn)場實習(xí)看不全、摸不到的問題，可以提高現(xiàn)場實習(xí)效率和質(zhì)量，是現(xiàn)場實習(xí)教學(xué)的重要補(bǔ)充。同時，校內(nèi)仿真實習(xí)系統(tǒng)的建立還可適當(dāng)縮短現(xiàn)場實習(xí)時間，從而節(jié)約實習(xí)經(jīng)費開支。

網(wǎng)絡(luò)課程：運用互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程教學(xué)技術(shù)，根據(jù)實習(xí)教學(xué)要求將核心教材、多媒體課件包、仿真教學(xué)客戶端以及試題庫、案例庫、輔助電子圖書等教學(xué)資源融合在一組網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模塊中，可供學(xué)生根據(jù)自身條件靈活使用，并通過充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和師生互動功能激發(fā)學(xué)生的獨立分析和創(chuàng)新思考能力。網(wǎng)絡(luò)課程是立體化實習(xí)教學(xué)包的集中體現(xiàn)形式，可以成為容納更大的信息量和更具多樣性的實習(xí)教學(xué)助力器。

圖1 立體化實習(xí)教學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計

三、優(yōu)化立體化實習(xí)教學(xué)方法

立體化實習(xí)教學(xué)包應(yīng)用于實際教學(xué)應(yīng)采取分段式教學(xué)模式，即將整個實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)分為三個階段：

實驗和課程設(shè)計階段，要求在第5-6學(xué)期完成。在核心教材框架內(nèi)，結(jié)合環(huán)境科學(xué)專業(yè)三個重點專業(yè)方向的實驗和課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，主要鍛煉學(xué)生獨立運用專業(yè)理論知識進(jìn)行綜合實驗或設(shè)計實踐的能力。

遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)階段，要求在第6-7學(xué)期完成。通過網(wǎng)絡(luò)課程平臺組織學(xué)生進(jìn)行多媒體課件互動式學(xué)習(xí)，或通過仿真教學(xué)包進(jìn)行沉浸式自主學(xué)習(xí)，主要鍛煉學(xué)生對具體實習(xí)任務(wù)的全局掌控能力。

現(xiàn)場實習(xí)階段，安排在第7-8學(xué)期的生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)期間完成。主要通過教師現(xiàn)場指導(dǎo)下的實際觀摩和操作，使學(xué)生對本專業(yè)重要的應(yīng)用技術(shù)和發(fā)展前景建立起感性認(rèn)識，進(jìn)而借助實習(xí)報告撰寫和答辯考核等方式鍛煉學(xué)生綜合分析和解決實際問題的能力，從而達(dá)到理論知識與實踐能力逐步融合的目標(biāo)。

同時，需要在每個階段建立相應(yīng)的評價方法，收集來自不同層面（包括學(xué)生、指導(dǎo)教師、教學(xué)管理部門等）的反饋意見，并在充分總結(jié)歸納教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，逐步對教學(xué)包的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充修訂，力求使立體化實習(xí)教學(xué)內(nèi)容能夠科學(xué)系統(tǒng)地反映環(huán)境科學(xué)學(xué)科知識點之間的聯(lián)系與發(fā)展規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用。

隨著全國高校“立體化教材”建設(shè)的逐級展開，對高校的實踐教學(xué)工作也提出了新的要求。作為高校教師應(yīng)當(dāng)努力提高自身的信息化素養(yǎng)，加強(qiáng)多媒體和仿真教學(xué)包的開發(fā)和改造能力，提高應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)教育資源的能力。同時積極采用協(xié)作式學(xué)習(xí)、沉浸式學(xué)習(xí)等先進(jìn)教學(xué)方法，在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的同時提高自身的教學(xué)水平，為我校環(huán)境類通用人才培養(yǎng)計劃的實施提供有效的基礎(chǔ)保障，也可為環(huán)境類相關(guān)專業(yè)的教育教學(xué)效果提升提供有益的參考。

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注：本研究受教育部國家教學(xué)質(zhì)量工程“環(huán)境類專業(yè)通用人才培養(yǎng)創(chuàng)新實驗區(qū)”項目（2009）、西安建筑科技大學(xué)教改項目（JG011205，JG011311，JG021315）、西安建筑科技大學(xué)人文社科基金項目（RW1403）的資助。

作者簡介：張軍（1974— ），男，山東威海人，博士，講師，現(xiàn)任環(huán)境科學(xué)教研室副主任，研究方向：環(huán)境化學(xué)。