環境工程專業線上+線下生產實習研究

時間:2022-04-28 11:14:36

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環境工程專業線上+線下生產實習研究

[摘要]生產實習,是培養環境工程專業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,在疫情防控常態化的形勢下,環境工程生產實習如何開展是亟需解決的問題。引入線上教學模式,建設了環境工程專業“線上+線下生產實習課程。線上部分,通過播放錄制視頻、廠區現場直播、企業專家報告等形式,提供遠程在線實習資源;線下部分,在校園內開展水、氣、固、土壤、噪聲等內容的分組實習,進行設計、采樣、監測、數據分析。“線上+線下”生產實習取得了很好的教學效果,對產學研融合發展、環境專業應用型人才培養具有促進意義。

[關鍵詞]生產實習;環境工程;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量的若干意見,明確指出“高度重視實踐環節,提高學生實踐能力”[1]。實習實踐類課程在高等教育、人才培養過程中發揮著重要作用。環境科學與工程是一門實踐性很強的學科。生產實習是環境工程專業本科教學中的主要實踐類課程[2],屬于專業系列課程。學生在已經系統學習了水、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、現場講解、動手實踐等方式,強化理論與實踐的聯系,提升環境工程專業素養,增強對本專業的認識和理解,提高從事環保事業的使命感和責任感。生產實習,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或工程項目,由技術人員現場講解工藝流程、技術設備、操作及管理等。學生與技術人員交流討論、了解運行參數,進行現場取樣,后續進行相關分析測試。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開展積極的疫情防控工作,但目前疫情仍在世界各地繼續暴發,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。基于中國大學慕課(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,關于環境學科的專業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。在疫情防控常態化的背景下,如何構建“線上+線下”教學模式的環境工程生產實習課程,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境工程生產實習課程為例,從課程設計、教學實踐效果、實踐類課程改革思考等方面,總結了實踐類課程線上教學改革的探索與實踐經驗。

1“線上+線下”生產實習課程設計

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,與傳統的課堂相比,不同地理空間的師生通過網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。線下實習根據實際情況,在校園內分組完成各類環境指標的監測和分析測試,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建

線上實習資源主要包括兩個部分:一部分是教師根據實習內容與要求錄制現場實習視頻,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技術人員連線,現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安全研究院與國際水協會(IWA)共同發起的“校-企-協云端實習”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??萍?、蘇伊士環境集團、福建海峽環保集團、中電環保等10余家國內外知名環保企業。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發言,討論時段也可與現場連線提問。每個實習內容結束后在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。每個實習內容分為課前、課中、課后三個環節進行管理。1.2.1課前至少提前1周預習任務、作業要求、提交事項;實習前1天在課程群通知,提醒學生實習內容、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+廠區工程師連線,或現場專家報告)。學生在觀看直播過程中可在留言區提問,由助教歸納篩選問題通過主持人向專家詢問,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示環節,學生通過校際合作或小組合作共同完成一份主題作業,篩選優秀作業進行分享。課中部分注重師生間的交流互動,增強學生的課堂參與度,優化學生的體驗感。1.2.3課后根據每次實習的專題內容設置在線測試,學生在規定時間內完成,并對表現優異的同學給予獎勵。學生通過調查問卷反饋線上實習存在的問題、學生的需求、改進的建議,以便教師及時調整優化線上實習過程。通過QQ群交流討論實習專題內容的重點、難點,對測試題目進行講解和答疑。線上實習全部結束后,每人撰寫一份實習報告;根據實習內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,根據學生反饋意見調整優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,主要在校園內完成。線下實習涉及多種環境要素,包括設計、采樣、監測、數據分析等較多環節,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,同時開展校內實習。前五組,根據校園平面圖設置監測點位,確定取樣方法、監測指標,進行取樣或現場監測,在實驗室制樣、測試,整理數據、完成分析報告。工藝組,根據本校環境工程專業特色,分別在實驗室運行再生水生態儲存大型反應器、中試規模的校內水處理設施、工業廢水處理中試反應器,監測反應體系數據,分析該工藝的水處理效能。(2)各組學生完成相應的實習內容之后,以小組為單位制作PPT,向其他同學分享本組的實習內容、過程及結果,小組之間根據PPT報告內容進行交流討論,加深對學習內容的理解。通過這種方式使全班同學完成全部內容的學習,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:每個實習內容結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%)。線下實習根據學生的平時表現、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、格式規范;實習海報要求展示專業知識、實習內容、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,根據最終得分評定課程的最終成績,優(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新性嘗試,與傳統現場實習相比,引入了更多優質豐富的實習資源,與同濟大學等高校開展聯合實習,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。在校際聯合實習中,本校常春藤協會被選為學生環保組織的優秀代表,與國際水協會IWA等國際環保組織同臺介紹我們的主要工作,在校際聯合實習評比中有12人次進入前1%,有2人在全國優秀實習成果大賽中獲獎。

3環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和工程現場,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,同時也展現出了線上實習的優勢:(1)通過云端虛擬課堂,擴大了實習允許的最大人數,解決了現場實習人數限制的問題;(2)整合各類優質實習資源,實現教育資源的便捷共享、反復播放,解決了現場實習的地域限制問題;(3)開展校際之間的聯合實習,促進了高校間師生的合作與交流,解決了現場實習缺乏創新模式的不足。線上實習,可邀請企業的高級工程師、技術研發人員給學生講解工藝技術的實際應用,讓學生認識到理論知識與實際應用技術之間的差距。通過企業高管、行業頂級專家的報告,增強了環境專業學生的使命感和責任感,堅定了同學們投身環保事業的信心和決心。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絡技術,整合國內外實習資源、積極開展云端實習。積極發展“互聯網+教育”,建設創新性的實踐課程,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、科研院所、環保組織之間的交流合作,推動產學研的深度融合與發展。環境工程是應用性很強的專業,生產實習在學生實踐能力培養方面發揮極其重要的作用,也是高校與企業之間關鍵的連接環節。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,全面提高學生的規劃設計、實踐操作、團隊合作等方面的能力[8],培養具有堅定信念、創新思維、專業素養、卓越技能的應用型人才。

4結語

環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質的遠程在線資源,打破傳統實習的區域和條件限制,拓寬學生的眼界,提升專業使命感;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“互聯網+教育”快速發展的信息時代,將線上實習引入到環境專業實踐課程的教學過程,是傳統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、產學研深度融合發展、應用型人才培養具有重要的借鑒意義和啟發作用。

參考文獻

[1]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[Z].中華人民共和國教育部,2007,02,17.

[2]陳月芳,林海,畢琳.環境工程專業實習實踐指導書[M].北京:冶金工業出版社,2017.

[3]病毒肺炎疫情實時大數據報告[Z].百度,2021,02,18.

[4]吳巖.應對危機化危為機主動求變做好在線教學國際平臺及課程資源建設.中國高校在線教學國際平臺課程建設工作視頻會的報告[R].2020,04,12.

[5]NgPatricia,KranzKimberly,AbelesRuth,etal.UsingtheJigsawteachingmethodtoenhanceinternalmedicineresidents'knowledgeandattitudesinmanaginggeriatricwomen'shealth[J].MedEdPORTAL:thejournalofteachingandlearningresources,2020,16:11003-11003.

[6]胡晶,韓曉東,武喜春.在線課程教學設計探索[J].中國遠程教育,2010,6:39-41.

[7]教育部關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見[Z].中華人民共和國教育部,2019,10,08.

[8]劉佳,徐竟成,黃翔峰,等.環境科技創新基地培養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:東北師范大學環境學院