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摘要:實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)是實(shí)踐教學(xué)的重要基礎(chǔ),也是提升學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要保證。針對(duì)環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)中存在的問(wèn)題,以新工科建設(shè)和工程教育認(rèn)證理念為指導(dǎo),構(gòu)建輕化工特色、虛實(shí)結(jié)合的校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),以重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托的本科生自主科研創(chuàng)新平臺(tái),以工程技術(shù)研究中心為載體的校內(nèi)外協(xié)同育人實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)等“三位一體”的實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái),全面提升了學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞:環(huán)境工程專業(yè);輕化工特色;實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)
實(shí)踐教學(xué)是高等院校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),是理論聯(lián)系實(shí)際,鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力,提升學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的有效途徑[1-2]。實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)是實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的重要保證。教育部在《全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見(jiàn)》中強(qiáng)調(diào)強(qiáng)化實(shí)踐育人環(huán)節(jié),加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地、實(shí)踐教學(xué)共享平臺(tái)建設(shè)[3-4]。如何圍繞學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng),搭建特色專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),引導(dǎo)學(xué)生參與工程實(shí)踐與創(chuàng)新活動(dòng),是全面提升學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力的重要基礎(chǔ)[5-6]。2017年教育部啟動(dòng)了新工科建設(shè),開(kāi)啟了在新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命、新經(jīng)濟(jì)背景下的工程教育改革,提出了以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑,培養(yǎng)未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[7-8]的目標(biāo)。在新工科背景下,環(huán)境工程專業(yè)也需要根據(jù)社會(huì)發(fā)展新需求進(jìn)行調(diào)整和升級(jí)改造,以滿足新經(jīng)濟(jì)條件下對(duì)環(huán)境工程專業(yè)人才的需求[9-10]。工程實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)是環(huán)境工程專業(yè)教育的重要任務(wù),工程實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)的建設(shè)是工程實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要保證。如何建設(shè)適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái),對(duì)全面提高環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。陜西科技大學(xué)是一所以輕工為特色的多科性大學(xué),環(huán)境工程專業(yè)依托我校輕工特色優(yōu)勢(shì)學(xué)科,培養(yǎng)以輕工污染全程防治為特色的環(huán)境工程專業(yè)人才,為行業(yè)發(fā)展提供人才保證。隨著國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)工作的推進(jìn)以及打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)對(duì)輕化工行業(yè)化污染治理提出新的要求,開(kāi)始迫切需要既了解輕化工行業(yè)工藝,又能進(jìn)行環(huán)保技術(shù)開(kāi)發(fā)和工程設(shè)計(jì)的復(fù)合創(chuàng)新型環(huán)保人才,以推動(dòng)輕化工行業(yè)清潔化生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)輕化工行業(yè)污染的精細(xì)化治理[11-12]。以新工科建設(shè)和工程教育專業(yè)認(rèn)證理念為指導(dǎo)[13-15],本專業(yè)根據(jù)環(huán)保技術(shù)發(fā)展規(guī)律以及輕化工行業(yè)最新需求,針對(duì)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)中存在的問(wèn)題,對(duì)環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行改革和探索,構(gòu)建輕工特色、虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),以重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托的本科生自主科研創(chuàng)新平臺(tái),以工程技術(shù)研究中心為載體的、校內(nèi)校外協(xié)同育人實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)為核心的“三位一體”的實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)。
一、環(huán)境工程專業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)現(xiàn)狀
(一)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊,無(wú)法滿足學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力培養(yǎng)
原有部分實(shí)踐內(nèi)容更新速度慢,內(nèi)容陳舊,綜合型、研究型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少,無(wú)法充分體現(xiàn)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏自主性和探究性,無(wú)法滿足學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力培養(yǎng)。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容同質(zhì)化傾向明顯,無(wú)法體現(xiàn)專業(yè)特色,學(xué)生缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力。
(二)實(shí)踐教學(xué)設(shè)施陳舊,無(wú)法滿足行業(yè)對(duì)復(fù)合型環(huán)保人才的培養(yǎng)
隨著國(guó)家環(huán)保形勢(shì)日趨嚴(yán)格,對(duì)輕化工行業(yè)污染治理要求越來(lái)越高,需要培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型環(huán)保人才。而環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)設(shè)備設(shè)施更新?lián)Q代周期較長(zhǎng),無(wú)法充分反映行業(yè)環(huán)保技術(shù)發(fā)展,也無(wú)法滿足新經(jīng)濟(jì)背景下行業(yè)對(duì)環(huán)保人才的需求,從而導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)效果差,學(xué)生積極性不高,不利于學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(三)部分實(shí)踐教學(xué)設(shè)施缺乏
環(huán)境工程專業(yè)部分實(shí)驗(yàn)如電除塵器、垃圾焚燒以及煙氣脫硫脫硝等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求較高,無(wú)法正常開(kāi)設(shè)。實(shí)習(xí)過(guò)程中,環(huán)保設(shè)施處于正常運(yùn)轉(zhuǎn),學(xué)生無(wú)法了解環(huán)保設(shè)施的具體結(jié)構(gòu)和設(shè)備布置情況等,導(dǎo)致學(xué)生積極性不高,學(xué)習(xí)流于形式。
二、環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)
環(huán)境工程專業(yè)工程實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)總體思路如圖1所示,主要依托省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、省級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、省級(jí)工程技術(shù)中心和合作企業(yè)等構(gòu)建“基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)-科研創(chuàng)新平臺(tái)-工程技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)”等“三位一體”的環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái),旨在提高學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力,培養(yǎng)復(fù)合型環(huán)保專業(yè)人才。
(一)自主設(shè)計(jì)具有輕化工特色,虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)
根據(jù)輕化工污染防治技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),本專業(yè)教師根據(jù)多年科研和實(shí)踐成果自主設(shè)計(jì)的以典型輕化工污染防治工藝為主的中試實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),如《水污染控制工程實(shí)驗(yàn)》中增設(shè)沉淀池+A2/O工藝+輻流式沉淀池+混凝沉淀,A2/O工藝+豎流式沉淀池+臭氧生物活性炭池,UASB+接觸氧化+豎流式沉淀池+光催化,混凝沉淀+水解酸化+接觸氧化+輻流式沉淀池+BAF,氣浮+鐵碳微電解+MBR,ASBR+SBR+超濾等輕化工水污染控制最新工藝的實(shí)驗(yàn)設(shè)備(圖2)。《大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)》開(kāi)設(shè)VOCs氣體活性炭吸附凈化實(shí)驗(yàn),VOCs氣體吸收凈化實(shí)驗(yàn)和VOC催化氧化實(shí)驗(yàn)等輕化工行業(yè)氣態(tài)污染物處理最新工藝的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備。通過(guò)更新實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)內(nèi)容,開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備,強(qiáng)化行業(yè)特色,讓學(xué)生全方位了解輕化工污染防治工藝應(yīng)用現(xiàn)狀,掌握輕化工污染防治工藝的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)等。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心獲批省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。針對(duì)環(huán)境工程專業(yè)實(shí)習(xí)過(guò)程中存在污染防治設(shè)施正常運(yùn)行時(shí)無(wú)法看到構(gòu)筑物詳細(xì)結(jié)構(gòu)、無(wú)法開(kāi)展焚燒、煙氣脫硫脫硝等特殊專業(yè)實(shí)驗(yàn)等問(wèn)題,借助于虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)仿真、多媒體和人機(jī)交互等先進(jìn)技術(shù)手段,自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)虛擬實(shí)踐教學(xué)資源,建成了污水處理廠A2/O工藝3D虛擬仿真實(shí)訓(xùn),垃圾焚燒處理廠3D虛擬仿真認(rèn)知實(shí)習(xí)等3D實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,UASB工藝、AB工藝好氧堆肥工藝等2D虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,充分滿足本科生專業(yè)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的需求。2018年污水處理廠A2/O工藝3D虛擬仿真實(shí)訓(xùn)和垃圾焚燒處理廠3D虛擬仿真項(xiàng)目被認(rèn)定為省級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范性教學(xué)項(xiàng)目。環(huán)境工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心獲批為省級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。
(二)依托重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等科研平臺(tái),構(gòu)建本科生自主科研創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)
依托本學(xué)科現(xiàn)有陜西省無(wú)機(jī)材料綠色制備與功能化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、學(xué)院分析測(cè)試中心以及各科研團(tuán)隊(duì)科研平臺(tái),積極創(chuàng)造條件將本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、畢業(yè)論文以及本科生創(chuàng)新競(jìng)賽等引入本學(xué)科自主科研創(chuàng)新平臺(tái)(圖3)。鼓勵(lì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等高水平教師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、撰寫(xiě)畢業(yè)論文等工作,將本科生畢業(yè)論文和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與教師科研項(xiàng)目相結(jié)合,使畢業(yè)論文具有更強(qiáng)的針對(duì)性和價(jià)值,使參與高水平國(guó)家級(jí)項(xiàng)目研究的學(xué)生能跨越式地站在學(xué)科前沿,綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行科學(xué)研究,在科研中培養(yǎng)其創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。目前,已將環(huán)境工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文等本科生專業(yè)實(shí)踐教學(xué)交由重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等科研平臺(tái)的教師全程指導(dǎo)。1.在環(huán)境工程專業(yè)實(shí)施本科生導(dǎo)師制,并將本科生學(xué)術(shù)創(chuàng)新競(jìng)賽納入導(dǎo)師制的工作任務(wù),邀請(qǐng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、各科研團(tuán)隊(duì)教師指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新競(jìng)賽。同時(shí)將課外學(xué)術(shù)競(jìng)賽、本科生創(chuàng)新項(xiàng)目研究和自主科研探索等納入本科生實(shí)踐教學(xué)體系。2.改革環(huán)境工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,所有學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)由指導(dǎo)教師結(jié)合自己的科研項(xiàng)目,在各研究團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室或本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開(kāi)展,由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,通過(guò)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程指導(dǎo)、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式,鍛煉學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展環(huán)境工程技術(shù)開(kāi)發(fā)的能力。3.畢業(yè)論文與導(dǎo)師科研課題結(jié)合,由本科生在指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立完成畢業(yè)論文全部科研內(nèi)容。同時(shí),延長(zhǎng)畢業(yè)論文完成時(shí)間為1年,由學(xué)生根據(jù)自己情況自主完成畢業(yè)論文的課題研究工作。
(三)依托工程中心等科研平臺(tái),構(gòu)建校內(nèi)校外協(xié)同育人創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)
依托中國(guó)輕工業(yè)水污染控制工程技術(shù)研究中心,資源與環(huán)境工程產(chǎn)學(xué)研協(xié)作聯(lián)盟(校友企業(yè))等平臺(tái),通過(guò)將工程中心工程項(xiàng)目引入本科生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,本科生參與工程項(xiàng)目技術(shù)開(kāi)發(fā)以及本科生工程研究中心實(shí)習(xí)等方式,將工程中心優(yōu)勢(shì)資源引入本科生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),建立校內(nèi)校外協(xié)同育人平臺(tái),著力提升本科生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力(如圖4)。建立校內(nèi)輕化工特色實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),工程技術(shù)研究中心和合作企業(yè)之間的共享機(jī)制,將輕化工特色實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)作為工程技術(shù)中心或合作企業(yè)技術(shù)研發(fā)支持,可有效降低工程技術(shù)中心或合作企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)的投入,也可將工程技術(shù)、研發(fā)技術(shù)引入校內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。工程技術(shù)中心與合作企業(yè)可作為本科生工程實(shí)踐單位,有利于本科生將工程技術(shù)研發(fā)和工程技術(shù)實(shí)施結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)本科生真正參與工程項(xiàng)目的目的。
三、結(jié)束語(yǔ)
依托我校輕工特色和行業(yè)發(fā)展需求,以新工科建設(shè)與專業(yè)認(rèn)證理念為指導(dǎo),針對(duì)環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)中存在的問(wèn)題,著重構(gòu)建以輕化工特色、虛擬結(jié)合的校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái),以重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托的本科生自主科研創(chuàng)新平臺(tái),以工程技術(shù)研究中心為載體的校內(nèi)校外協(xié)同育人實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)等為核心的具有輕化工特色環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái),著力提升學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力,提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力,適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)條件下對(duì)環(huán)保人才的需求。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè),建成了以省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、省級(jí)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和省級(jí)工程技術(shù)研究中心等為核心的實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái),有效提升了環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量和專業(yè)綜合實(shí)力,環(huán)境工程專業(yè)于2018年通過(guò)工程教育專業(yè)認(rèn)證,并于2019年入選陜西省“一流專業(yè)”建設(shè)點(diǎn)。
作者:王家宏 于生慧 景立明 單位:陜西科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院