環境科學專業立體化實習教學探索論文
實踐教學是高校人才培養計劃中提高學生工程實踐能力和創新精神的重要手段，而專業實習是實踐教學中不可缺少的一個環節，在促進學生的專業理論知識向生產實際轉化、增強學生的工程意識和創新意識、培養學生的專業技能和綜合素質等方面有著不可替代的作用，是實現專業人才培養目標的重要保障，同時也是幫助本專業青年教師利用實習指導鍛煉自己的業務能力的重要契機。提高實習效果與質量，實習教材的編寫至關重要。傳統文字型、多媒體課件型實習教材（如實習指導書）的編寫重點在于系統化闡述工藝設備原理以及技術方法，但難于表達生產設備的內部結構和工藝流程的動態變化效果，在增強感性認識、激發學習興趣、培養創新能力等方面存在明顯不足。而信息技術的發展正在使教材的形式和內容向多種媒體形式的“立體化”狀態轉變。《教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》中指出，要把信息技術作為提高教學質量的重要手段，高等學校要在教學活動中廣泛采用信息技術，加強紙質教材、電子教材和網絡教材的有機結合，實現教材的立體化和多樣化。本文結合我校環境科學專業的培養目標，通過對本專業的實驗—課程設計—現場實習的實踐教學資源進行整合設計，提出了實施立體化實習教學的方案。
一、專業實習教學存在的問題
在當前市場經濟體制下，企業和環保事業單位由于生產自動化程度提高、維護安全生產秩序、壓縮培訓經費投入等原因，日漸減少接納高校學生上崗實習的機會，加之高校實習經費緊張，對安排環境科學專業學生外出實習產生了一些不利的影響，主要表現在：
（1）聯系實習單位困難。為了配合專業課程和培養計劃的要求，聯系實習基地時往往需要選擇環境工程類（如水、氣、固廢處理廠）、環境監察管理類（如環境監測站）、生態園區（如濕地保護區）等相關企事業單位或部門。大批缺少實踐經驗的學生在同一時間上崗實習，不僅會對企事業單位正常的工作環境產生影響，而且對安全生產管理工作造成一定壓力。因此即便是作為實習基地的企事業單位往往也視學生的實習為“額外負擔”，不愿接受學生或勉強接受學生的實習。
（2）實習效果不理想。目前通常采用的現場實習基本流程是由企事業單位指派專人對學生進行集中安全教育和工藝流程講解，然后再由企業的相關人員帶領學生參觀學習。由于環保類生產企業普遍提高了生產自動化程度，學生在短時間內難以了解生產過程的細節，又缺乏動手實踐機會，實習結束后學生對許多問題還是似懂非懂，達不到現場實習的基本要求。
（3）年輕教師缺乏工程實踐經驗。由于更新教學師資的需要，專業教研室每年都有新進的青年教師參與到實習指導工作中來。但他們大部分缺少實際工作經驗，往往無法及時準確地解決實習中學生提出的技術問題，因而不能對學生的實習進行有效的指導，也影響了實習的效果。針對目前專業實習存在的上述問題，結合學校實施的素質教育，我們采用了以實踐性教學環節改革，施行仿真與現場實習相結合，以仿真實習為主導、現場參觀為輔的實踐教學模式。基于對以上問題的認識，結合我院環境科學專業建設的實際，我們借助“西部特色環境類專業結構調整的`改革研究與實踐”這一陜西省高等教育教學改革研究項目研究的契機，依托我校環境科學與工程國家重點學科的優勢，重點針對環境科學專業培養計劃中的實驗、課程設計、實習、本科生科研訓練（SSRT）等實踐環節如何有效整合的問題，提出建設一套有序銜接的立體化實習教材及圍繞核心教材內容建立生動豐富的立體化教學形式，從而進一步完善專業課程體系。
二、立體化實習教材建設
所謂“立體化教材”，就是立足于現代教育理念和現代信息網絡技術平臺，以傳統紙質教材為基礎，以學科課程為中心，以多媒介、多形態、多用途、多層次的教學資源和多種教學服務為內容的結構性配套的教學出版物的集合。在教材的內容上，橫向來說要體現本課程中相關的各學科交叉融合的特點，縱向來說要體現本課程中的傳統內容、現代內容及未來學科或技術的發展趨勢，并以形成教學能力為目標，實現媒體呈現的立體化、教學設計的一體化、教學應用的多元化。立體化教材體系的設計，要綜合考慮課程目標的多維度、教學對象的多層次、表現形式的多樣性、解決問題的多角度等不同層面的要求，充分發揮各種媒體的優勢，強調各種媒體的整體教學設計，從而形成媒體間的互動互補。環境科學專業立體化實習教材的教學結構的擬定，需要針對環境類本科教育的通用型人才培養特點，立足于我校的環境類學科群優勢，在教育部教學指導委員會制定的專業教學基本要求指導下進行總體設計。設計應遵循知識的系統性與知識發展的循序漸進相結合的原則，用整體優化的觀點分析專業課程知識的整體系統與實習環節內在的邏輯聯系，堅持以加強學生素質教育和實踐能力培養為立體化實習教材建設的追求目標。立體化實習教材的主體內容是實習教學包，包括四個部分：核心教材：核心教材是開展實習活動的基礎與支柱，也是符合實習基本要求和實習大綱全部知識點的教學信息的載體，重點強調其科學性、適用性。首先選定具有成熟工藝和完備設施的實習基地，然后組織相關教師整合原有實習講義內容，在此基礎上統一編寫立體化實習指導書作為核心教材。該教材應當貫穿整個實習教學過程的設計思路和要求掌握的知識點，特別強調工藝流程、設備形式及性能參數、規劃與管理模型邊界條件等技術性內容的現實性和先進性。通過輔導學生研讀核心教材以掌握各階段實習的任務和要求。多媒體課件包：是以輔助學生學習核心教材為目的的電子教材總稱，需要根據具體教學內容獨立設計和開發，包括重點技術剖析、實習過程實況記錄、教師采用多媒體工具設計的實習教學素材等等，能夠體現實習內容的精華，強化學生對實習內容重點和難點的認知，并具有一定程度的互動性，便于學生進行自主學習。仿真練習包：將環境工程處理工藝及設備、環境規劃與管理的規范方法和模擬手段、生態學野外調查等主要實習內容分類開發為仿真實習系統，在校內仿真實驗室對實習基地的真實運行過程進行模擬設計或操作，并通過系統中設置的考核單元自動對每位學生的表現進行評估。這種仿真實習系統可以有效解決學生到現場實習看不全、摸不到的問題，可以提高現場實習效率和質量，是現場實習教學的重要補充。同時，校內仿真實習系統的建立還可適當縮短現場實習時間，從而節約實習經費開支。網絡課程：運用互聯網遠程教學技術，根據實習教學要求將核心教材、多媒體課件包、仿真教學客戶端以及試題庫、案例庫、輔助電子圖書等教學資源融合在一組網絡應用模塊中，可供學生根據自身條件靈活使用，并通過充分利用網絡資源和師生互動功能激發學生的獨立分析和創新思考能力。網絡課程是立體化實習教學包的集中體現形式，可以成為容納更大的信息量和更具多樣性的實習教學助力器。
三、優化立體化實習教學方法
立體化實習教學包應用于實際教學應采取分段式教學模式，即將整個實習教學環節分為三個階段：實驗和課程設計階段，要求在第5-6學期完成。在核心教材框架內，結合環境科學專業三個重點專業方向的實驗和課程設計教學內容，主要鍛煉學生獨立運用專業理論知識進行綜合實驗或設計實踐的能力。遠程網絡視頻教學階段，要求在第6-7學期完成。通過網絡課程平臺組織學生進行多媒體課件互動式學習，或通過仿真教學包進行沉浸式自主學習，主要鍛煉學生對具體實習任務的全局掌控能力。現場實習階段，安排在第7-8學期的生產實習和畢業實習期間完成。主要通過教師現場指導下的實際觀摩和操作，使學生對本專業重要的應用技術和發展前景建立起感性認識，進而借助實習報告撰寫和答辯考核等方式鍛煉學生綜合分析和解決實際問題的能力，從而達到理論知識與實踐能力逐步融合的目標。同時，需要在每個階段建立相應的評價方法，收集來自不同層面（包括學生、指導教師、教學管理部門等）的反饋意見，并在充分總結歸納教學經驗的基礎上，逐步對教學包的內容進行補充修訂，力求使立體化實習教學內容能夠科學系統地反映環境科學學科知識點之間的聯系與發展規律，引導學生學以致用。隨著全國高校“立體化教材”建設的逐級展開，對高校的實踐教學工作也提出了新的要求。作為高校教師應當努力提高自身的信息化素養，加強多媒體和仿真教學包的開發和改造能力，提高應用網絡教育資源的能力。同時積極采用協作式學習、沉浸式學習等先進教學方法，在培養學生實踐能力的同時提高自身的教學水平，為我校環境類通用人才培養計劃的實施提供有效的基礎保障，也可為環境類相關專業的教育教學效果提升提供有益的參考。
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