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    基于CDIO模式的環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程人才培養(yǎng)策略探討

    2014-09-01 14:32:26杜春慧,董春穎,吳春金,吳禮光
    教育教學(xué)論壇 2014年15期
    關(guān)鍵詞:人才培養(yǎng)

    杜春慧,董春穎,吳春金,吳禮光

    摘要:培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要的創(chuàng)新型工程人才,是工科院校面臨的主要問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀及存在問(wèn)題的分析,并借鑒CDIO培養(yǎng)模式提出改善教學(xué)方法、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)以及提升教師的工程實(shí)踐水平與能力等策略。

    關(guān)鍵詞:CDIO;環(huán)境工程;人才培養(yǎng)

    中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)15-0158-03

    一、引言

    如何培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要的、合格的創(chuàng)新型工程人才,是工科院校面臨的一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù),黨的“十八大”明確提出,轉(zhuǎn)變我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與發(fā)展質(zhì)量,需要大量高素質(zhì)、創(chuàng)新型的工程技術(shù)人才,這對(duì)高校工程人才培養(yǎng)提出了更高的要求。教育部在《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》中明確提出了加強(qiáng)工程人才的重要性與緊迫性,并發(fā)布了工程教育的重大改革項(xiàng)目“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(即“卓越計(jì)劃”),希望通過(guò)該計(jì)劃的實(shí)施為國(guó)家培養(yǎng)大量高質(zhì)量的、創(chuàng)新型的工程技術(shù)人才[1]。近年來(lái),CDIO模式作為國(guó)際流行的工程教育模式正被世界上越來(lái)越多的高校所接受和應(yīng)用,它既能運(yùn)用于對(duì)精英化的高水平創(chuàng)新人才的培養(yǎng),也適用于大眾化工程專(zhuān)業(yè)的教育,完全符合我們對(duì)創(chuàng)新型工程人才的培養(yǎng)需要[2,3]。如何培養(yǎng)合格的、適合社會(huì)需求的、創(chuàng)新型的環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才是擺在高校環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育工作者面臨的一個(gè)重要課題,CDIO培養(yǎng)模式的提出無(wú)疑對(duì)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)具有重要的參考意義。

    二、CDIO模式下環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

    (一)CDIO模式及其基本理論

    CDIO是2000年由美國(guó)麻省理工學(xué)院等4所前沿工程大學(xué)共同提出的一種先進(jìn)的工程教育模式和實(shí)施體系,CDIO分別代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate),“構(gòu)思”是指明確客戶(hù)的需求,不斷改進(jìn)概念、技術(shù)和商業(yè)計(jì)劃;“設(shè)計(jì)”指根據(jù)構(gòu)思,制訂開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品(或系統(tǒng))所需的各種計(jì)劃、圖紙或算法等;“實(shí)施”是指把設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品(或系統(tǒng))的過(guò)程,包括制造、測(cè)試、檢查等等;“運(yùn)行”指對(duì)產(chǎn)品(或系統(tǒng))的維護(hù)、優(yōu)化和淘汰等[4,5]。CDIO模式是以產(chǎn)品(或系統(tǒng))從研發(fā)、制造到運(yùn)行的全生命周期管理為借鑒,通過(guò)系統(tǒng)化的設(shè)計(jì),以期培養(yǎng)出適合社會(huì)需求的、創(chuàng)新型的工程技術(shù)與工程管理人才。

    (二)CDIO模式下環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

    環(huán)境工程學(xué)科的主要任務(wù)是運(yùn)用各種工程技術(shù)手段防治、控制和解決有關(guān)環(huán)境污染問(wèn)題。環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)是具備在水、氣、固、聲環(huán)境污染治理及環(huán)境檢測(cè)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等基本理論與基本知識(shí),具備水、氣、固治理的工程實(shí)踐能力,并能在工程設(shè)計(jì)單位、環(huán)保公司、工業(yè)企業(yè)、政府管理部門(mén)、高等院校等單位從事環(huán)境工程設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、管理和教學(xué)等方面工作的創(chuàng)新型工程人才。環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生就業(yè)面很廣,涉及到供水處理廠(chǎng)、污水處理廠(chǎng)、垃圾處理場(chǎng)的規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理等,這些都具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和工程性,決定了環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生必須具有很強(qiáng)的工程素養(yǎng)。

    對(duì)照CDIO模式,國(guó)內(nèi)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)現(xiàn)狀與現(xiàn)代工程人才培養(yǎng)目標(biāo)仍存在較大差距,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

    1.畢業(yè)生基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)、基本技能不足。目前,高校課程安排存在結(jié)構(gòu)不合理現(xiàn)象,在基礎(chǔ)課教學(xué)中過(guò)分強(qiáng)調(diào)英語(yǔ)、政治等課程學(xué)習(xí)。英語(yǔ)學(xué)習(xí)固然重要,但花費(fèi)大量時(shí)間和精力在英語(yǔ)學(xué)習(xí)上,會(huì)導(dǎo)致同學(xué)以學(xué)英語(yǔ)過(guò)四六級(jí)、TOFEL和GRE為榮,對(duì)其他基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)就不夠重視,導(dǎo)致畢業(yè)生基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)、基本技能不足。CDIO模式靈感源于工程產(chǎn)品(或系統(tǒng))的生命周期管理,注重培養(yǎng)學(xué)生掌握扎實(shí)的工程基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)技能,并在此基礎(chǔ)上通過(guò)創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練,培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、職業(yè)道德高尚的新一代高水平工程師,對(duì)照這個(gè)模式,專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與專(zhuān)業(yè)技能培養(yǎng)顯得尤為重要。

    2.畢業(yè)生知識(shí)面較窄、工程設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力不足。現(xiàn)代科技的發(fā)展呈現(xiàn)交叉性、融合性的發(fā)展趨勢(shì),環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)更是如此。新的化驗(yàn)、檢測(cè)方法、檢測(cè)儀器不斷出現(xiàn),這需要學(xué)生除了對(duì)本學(xué)科的知識(shí)有很好的了解,還需要重視邊緣和交叉學(xué)科的發(fā)展,對(duì)學(xué)生的知識(shí)面提出了更高的要求。目前我國(guó)高校雖然基本都實(shí)施了學(xué)分制,提倡選修課和通識(shí)課,推行主輔修等改革措施,但真正落實(shí)到位的不多,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)還是受到很大的限制,畢業(yè)生知識(shí)面較窄、影響了就業(yè),也制約了畢業(yè)生的工程設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的潛能。

    3.畢業(yè)生動(dòng)手能力不行、實(shí)踐技能差。通過(guò)對(duì)杭州、紹興、嘉興等環(huán)保企業(yè)的調(diào)研發(fā)現(xiàn),有近60%的用人單位對(duì)畢業(yè)生的動(dòng)手能力表示不滿(mǎn)意,環(huán)保企業(yè)首先要求畢業(yè)生具有一定動(dòng)手能力與基本的專(zhuān)業(yè)技能,希望經(jīng)過(guò)企業(yè)短暫的后續(xù)培訓(xùn)后,能夠直接頂崗?fù)瓿晒ぷ鳎糠汁h(huán)境工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生缺乏基本的鉗工、電工知識(shí),不具備對(duì)基本設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單維修和故障判斷的能力,實(shí)踐技能達(dá)不到企業(yè)的需求。

    4.教師工程素養(yǎng)的不足。為適應(yīng)學(xué)校規(guī)模的快速發(fā)展,我國(guó)高校引進(jìn)了大量的碩士、博士,但這些新進(jìn)教師大多數(shù)是畢業(yè)后直接進(jìn)入院校工作,這些年輕教師沒(méi)有工作經(jīng)歷,社會(huì)閱歷較淺,在教學(xué)科研方面基本沒(méi)有積累,在工程實(shí)踐方面也缺乏經(jīng)驗(yàn),很多教師只能在他們各自學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)和研究領(lǐng)域稱(chēng)得上是專(zhuān)家,但大多缺少企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和工程訓(xùn)練的經(jīng)歷,教師的工程素質(zhì)和水平與CDIO模式的要求是有一定差距。

    三、基于CDIO模式的環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)策略

    CDIO模式強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型工程技術(shù)人才為目標(biāo),要求教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、突出實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)方案,基于此,我們提出改善教學(xué)總體規(guī)劃與教學(xué)方法、提高教師工程實(shí)踐水平、加強(qiáng)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)等培養(yǎng)措施。

    (一)改善教學(xué)總體規(guī)劃與教學(xué)方法

    1.加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)。環(huán)境工程的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、流體力學(xué)、生物學(xué)等,環(huán)境工程的發(fā)展與這些學(xué)科的發(fā)展是息息相關(guān)的,不管環(huán)境工程工藝如何變革都離不開(kāi)這些基礎(chǔ)科學(xué);其次,深厚的基礎(chǔ)知識(shí)是創(chuàng)新思維的源泉,知識(shí)面和視野的拓展有利于學(xué)生工程設(shè)計(jì)與工程創(chuàng)新的能力的培養(yǎng)。為了加強(qiáng)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)人才的工程設(shè)計(jì)能力,學(xué)校應(yīng)該重點(diǎn)抓好《物理化學(xué)》、《環(huán)境化學(xué)》、《環(huán)境工程原理》、《工程制圖》、《城市給水管道工程》等課程,在課時(shí)安排、實(shí)驗(yàn)安排、師資配備等方面都作出傾斜,以強(qiáng)化學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與基礎(chǔ)技能,奠定學(xué)生工程的基礎(chǔ)。endprint

    2.實(shí)施寬口徑教學(xué)方法。寬口徑教學(xué)是指在課堂講授時(shí)不僅僅講授課本上的知識(shí)以完成教學(xué)大綱的要求,而且要結(jié)合工程實(shí)踐在講課過(guò)程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊?,啟發(fā)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握以實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面、由抽象理論到具體工程實(shí)踐的拓展[6]。例如在環(huán)境工程原理的講授過(guò)程中不僅要重點(diǎn)講授本課程所涉及的重點(diǎn)知識(shí),還要對(duì)涉及的一些相關(guān)學(xué)科、交叉學(xué)科及邊緣學(xué)科的最新研究動(dòng)態(tài)進(jìn)行講授,例如在環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天,環(huán)境領(lǐng)域也出現(xiàn)了許多新的交叉學(xué)科與交叉技術(shù),如膜分離技術(shù)、分子印記材料及其相關(guān)技術(shù)等,這些都是環(huán)境工程領(lǐng)域需要關(guān)注的發(fā)展方向。所以,在環(huán)境工程原理課程的講授過(guò)程中需要結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外的最新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì),使學(xué)生對(duì)環(huán)境工程領(lǐng)域的發(fā)展有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí),同時(shí)使學(xué)生對(duì)本課程學(xué)習(xí)的重要性和必要性有更深的體會(huì)。這樣的教學(xué)既包含許多新型學(xué)科所要具備的知識(shí),也為學(xué)生提供了一個(gè)學(xué)以致用的途徑,以達(dá)到擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面和優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)的目的。

    3.倡導(dǎo)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)。注重倡導(dǎo)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí),通過(guò)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、科研和社會(huì)實(shí)踐以及各類(lèi)綜合性競(jìng)賽活動(dòng)等,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新性研究的能力和科研協(xié)作能力。一方面增加討論學(xué)時(shí),在進(jìn)行課堂教學(xué)之前,布置討論的題目,并給出一些參考文獻(xiàn),給學(xué)生一定的時(shí)間,指導(dǎo)他們利用圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)等渠道查閱文獻(xiàn)資料,然后在課堂上進(jìn)行小組討論。有的課程還增設(shè)了答辯環(huán)節(jié),通過(guò)一系列的互動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),除了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)能力、綜合分析能力和思維表達(dá)能力,還通過(guò)即時(shí)的知識(shí)反饋,讓教師及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況,不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和改進(jìn)教學(xué)手段。另一方面,教師積極引導(dǎo)學(xué)生思考,安排設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)踐問(wèn)題;教師要注意進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué),鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立觀(guān)察、思考、分析和解決問(wèn)題,以利于學(xué)生潛力的挖掘及工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。第三,提供科研、創(chuàng)新項(xiàng)目支持。筆者所在的學(xué)校開(kāi)展一些學(xué)生參與的科研創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng),如學(xué)校每年資助學(xué)生申報(bào)創(chuàng)新項(xiàng)目,以培養(yǎng)大學(xué)生的工程設(shè)計(jì)、動(dòng)手和實(shí)踐能力。在《水污染控制工程》、《大氣污染控制工程》、《膜法水處理》等課程中都安排參與科研課題的機(jī)會(huì),以加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)與科研創(chuàng)新能力。此外,浙江省教育機(jī)構(gòu)也會(huì)對(duì)特別優(yōu)秀的學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目進(jìn)行重點(diǎn)立項(xiàng),這些都大大增強(qiáng)大學(xué)生科研創(chuàng)新能力與工程設(shè)計(jì)能力。

    (二)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng),重點(diǎn)抓好三個(gè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)

    對(duì)于當(dāng)前社會(huì)背景下的現(xiàn)代工程師,理論知識(shí)是實(shí)踐技能得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),但理論知識(shí)無(wú)法代替實(shí)踐技能的形成,培養(yǎng)適合社會(huì)需求的、創(chuàng)新型的工程人才最大難度就是實(shí)踐能力的培養(yǎng),CDIO模式強(qiáng)調(diào)工程教育在保證工程知識(shí)教育的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。在三個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程中,盡可能使學(xué)生接觸到大量的工程實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,進(jìn)入真實(shí)的企業(yè)環(huán)境進(jìn)行實(shí)習(xí)和實(shí)踐,可極大提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。應(yīng)重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面工作:一是在實(shí)習(xí)基地的建立上,由學(xué)院和教師出面聯(lián)系,選定一些科研比較好、工藝流程合理、設(shè)備先進(jìn)、工程實(shí)踐機(jī)會(huì)多的企業(yè)作為長(zhǎng)期的實(shí)習(xí)合作單位,與其保持經(jīng)常的廣泛的橫向聯(lián)系,利用各種形式如聘請(qǐng)企業(yè)的專(zhuān)家走進(jìn)課堂進(jìn)行專(zhuān)題講座、舉行座談會(huì)和聯(lián)歡活動(dòng)等,與這些企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和職工進(jìn)行感情上的聯(lián)絡(luò)。二是在實(shí)習(xí)過(guò)程中安排學(xué)生輪流開(kāi)展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),如在城市污水廠(chǎng)實(shí)習(xí)時(shí)學(xué)生自己動(dòng)手采集整個(gè)工藝過(guò)程中的水樣和污泥樣,在實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師和污水廠(chǎng)工程師的指導(dǎo)下,分析水樣的COD、BOD等,觀(guān)察污泥樣的微生物。這樣,以課本基礎(chǔ)理論為指導(dǎo),在污水處理現(xiàn)場(chǎng)充分了解污水廠(chǎng)構(gòu)筑物、污水處理工藝,并進(jìn)一步掌握污水處理過(guò)程工藝參數(shù)的變化規(guī)律,全面實(shí)現(xiàn)學(xué)生“理論—實(shí)踐—理論”的積累,提高了學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的工程設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力,為其真正成為一名合格的環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)工程師奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

    (三)提升教師隊(duì)伍的工程實(shí)踐水平與能力

    CDIO模式要求教師具有較高的工程素養(yǎng),既有深厚的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí),又有豐富的工程實(shí)踐,既能傳授學(xué)生知識(shí),又能進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技能方面的培養(yǎng)。主要通過(guò)以下途徑提高教師的實(shí)踐水平與能力:(1)選派教師(主要是青年教師)到環(huán)科所、設(shè)計(jì)院、環(huán)保公司等單位掛職鍛煉、跟班工作等方式參加工程實(shí)踐,并讓有關(guān)單位做好對(duì)青年教師給予有效的“傳、幫、帶”。(2)積極鼓勵(lì)教師加強(qiáng)與環(huán)保公司、環(huán)保設(shè)備制造企業(yè)、設(shè)計(jì)院等單位的橫向課題合作,加強(qiáng)工程管理、工程設(shè)計(jì)等方面雙向聯(lián)合。(3)采取“引進(jìn)來(lái)”的辦法,從環(huán)保企業(yè)、科研院、設(shè)計(jì)所等單位引進(jìn)所具備豐富經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程技術(shù)人員,充實(shí)師資隊(duì)伍。(4)提高教師國(guó)際視野和國(guó)際化水平。社會(huì)迅速變化,知識(shí)不斷更新,只有時(shí)刻把握工程前沿知識(shí)的教師,才能培養(yǎng)出社會(huì)所需要的創(chuàng)新型工程人才。一方面要不斷派遣教師出國(guó)和到國(guó)內(nèi)的一些著名高校進(jìn)修,學(xué)習(xí)先進(jìn)和前沿的專(zhuān)業(yè)知識(shí);另外一方面也要不斷引進(jìn)具有國(guó)內(nèi)外知名高校、科研院所,甚至國(guó)有大企業(yè)的高級(jí)工程專(zhuān)業(yè)人才來(lái)充實(shí)、優(yōu)化教師隊(duì)伍,通過(guò)走出去和引進(jìn)來(lái)的這種培養(yǎng)模式,使教師能夠與國(guó)際社會(huì)的大環(huán)境接軌,時(shí)刻把握國(guó)際前沿知識(shí),掌握領(lǐng)域最新動(dòng)態(tài),從而為學(xué)生傳播新鮮知識(shí),導(dǎo)入新的工程設(shè)計(jì)、工程管理的理念,使學(xué)生在進(jìn)入社會(huì)后能更好地滿(mǎn)足社會(huì)需要。例如筆者所在的學(xué)校通過(guò)“藍(lán)天計(jì)劃”每年資助約50名青年教師出國(guó)去進(jìn)修,以擴(kuò)大教師的國(guó)際視野,接觸國(guó)際工程前沿,提高國(guó)際化水平。

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    [6]周志紅,黃躍平,李兆霞.厚基礎(chǔ),重實(shí)踐,強(qiáng)能力——基礎(chǔ)力學(xué)課程教學(xué)的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版),2011,(13).

    基金項(xiàng)目:浙江工商大學(xué)校級(jí)高教研究項(xiàng)目(xgz1104);浙江工商大學(xué)高教研究項(xiàng)目(xgyl2080)。

    作者簡(jiǎn)介:杜春慧(1976-),女,山東青州人,博士研究生,副教授,研究方向:環(huán)境工程。endprint

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