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一、环境工程项目管理课程教学实践
同济大学环境科学与工程学院面向环境科学系各专业和环境管理专业研究生开设环境工程项目管课程,旨在让学生掌握环保项目工程综合管理的关键元素,内容涉及项目管理、环保法律、政策、科学、工程等领域,主要强调环保项目特有的,包括项目本身的不确定性、外围的调整环境等要害因素。
(一)课程内容的设置和优化
课程内容的设置以“应用型人才培养”为目标,任课教师根据环保行业的现状设置教学内容,并在教学过程中不断完善和优化教学大纲,尽量涵盖环境管理学科体系和相关行业的最新发展。课程教学重点在于环境项目管理,而非环境工程项目,让学生知晓环境项目管理的基本理论,并能灵活运用这些理论分析和解决在环境项目中可能遇到的实际问题(如环境工程项目的招投标、策划、组织项目实施等)。由于听课的学生来自不同的国家,具有不同的文化和学科背景,因此,任课教师适当删除了调研和技术可行性分析、环境治理项目的设计和评审、项目的实施等侧重于技术方面的内容,还补充了一些新内容。比如在讲授项目组成立时专门安排时间介绍项目经理应有的素质,此外还安排两个课时介绍了跨文化对工程管理方式的影响,特别强调了不同的政治制度、商业模式、技术标准、宗教信仰、文化氛围和气候因素对工程项目实施的挑战,阐述了善于学习不同文化并能与不同文化背景的人和睦相处对项目管理的重要性。教改后的课程内容更加注重环保项目管理的基本思想、管理方法和手段。在调研企业项目管理岗位需求后,教师在设计课程内容时充分考虑了学生将来就业的特点,改变了传统的以讲解教材为主的教学模式。随着更多外国环保企业的入驻,国际环境工程项目快速增多。这些项目的实施需要不同国家的工程师在一起工作,用英语交流,涉及的合同、相关法律文件和规范也通常用英语撰写。该课程推行全英语教学,将讲授专业知识与提升学生专业英语水平相结合,并要求学生用英语完成家庭作业和课堂练习,强化学生用英语表达专业知识,培养学生参与国际环保工程项目的实践能力。
(二)教学方法的多样化
传统教学模式侧重于理论知识的讲解。环境项目管理课程具有较强的实践性,教学内容看似简单,但要深入掌握却有一定难度。因此任课教师在课堂上采用讲授、谈话、讨论、练习、实习作业等多种教学法,培养学生的项目规划与管理能力。课堂讲授的方法主要用于介绍新概念、新方法和新知识。一些难以用语言直接表述的内容,比如可行性研究中的批量试验、小试和中试的区别,现场管理、现场施工和现场运行等,就需要充分利用多媒体、录像、照片等现代化教学手段,扩充信息量,加深学生对内容的理解。在项目建议书的撰写、评标的根据和投标的理由、项目利益相关者分析时,采用讨论和谈话的方式让各国学生围绕某一中心问题相互交流,分享各国环保项目管理的特点、流程和相关环保法规。教师还可引导学生运用已有的经验和知识回答问题,借以巩固和检查已学的知识。练习课主要分析讲解例题,教会学生采用挣值分析法和图像挣值分析法控制项目进程和成本。采用完整的实习任务模式让学生完成家庭作业,分组(每组约3~4个人)假想并设计一个环保小项目,要求学生结合课堂上所学的环保项目管理知识,对设计的项目进行规划和管理,内容包括建立项目组、分解个子项目单元,以及为每一个子项目单元编制任务、项目行程等,在此基础上采用挣值分析法分析项目的执行情况,并按计划控制项目进程和成本。学期结束前,学生用ppt汇报作业完成情况,每个组员分别汇报各自完成的部分。在汇报、小组和组员互评之后,教师总结,进一步强化理论知识。整个作业的完成情况(包括作业的准备、小组的合作、课堂发言和参与情况)被计入学期成绩。杜威认为教学过程应该是“做”的过程,最好的教育就是从经验中学。学生们尝试解决假设的项目管理问题,在此过程中会遇到各种问题和困难,导致无法有效地完成实习任务,这样更能激发学生的兴趣和积极性。对此,任课教师可适当引导学生自主学习,查阅资料,让学生亲自去分析并发现规律,使他们获得相应的知识,然后再尝试解决问题。学生带着新知识重新回到问题和困境中,运用理论知识解决实际问题,深化对理论知识的理解。学生成为“做”的主体,在做中产生了求知欲望,教师在很大程度上成为“助学者”,与学生建立了平等的关系[5-7]。学生通过完成实习作业,提高了理论知识的运用能力,亲身体会到了团队合作的重要性。教改前,任课教师专门安排了4个学时讲授上海某污水处理厂改建和地下水治理两个环保项目。在案例讲授的过程中,没有突出管理方面的重点,没有较好地将项目管理学科的知识点与案例结合,导致部分学生听起来一知半解、索然无味,没有理工科背景的学生更是觉得理解困难。教改后,任课教学引入自己在环保企业里的所见所闻,通过对多个环境工程案例和中试项目案例展开分析和讨论,引导学生就管理过程的有关问题作出判断和决策,从而培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。整个课程安排两次课堂练习。第一次课堂练习内容为30个多项选择题,要求学生在1个课时内完成,主要考核学生对理论和基础知识的理解;第二次课堂练习内容为挣值分析和图像挣值分析,给每位学生布置2道习题,要求在两个课时内完成挣值分析、和评估项目,然后提出建议,主要考核学生对项目进度和成本的评估和控制方法的掌握情况。第一次练习之后,教师在课堂进行评讲,集中纠错,让学生知道错误的根源,全方位、多角度、多层次地分析和解决问题,培养学生的纠错反思能力。第二次练习后,教师面对面地批改作业,告诉学生练习中出现的错误,并允许学生当场纠错,改错后不扣分,其目的是培养学生多渠道获取知识的能力。在重视学生认知发展的同时必须同样重视他们的情感发展,使他们积极主动地促进认知的进一步发展[8-9]。通过面对面批改,教师了解学生错误的原因,从而因材施教,从方法上加以指导。两次课堂练习均以开卷的方式考核,成绩被计入学期总分。
(三)开放的考核方式
(一)依托环境与资源实验教学中心,以创新能力培养为目标训练学生的基本实践技能
专业实验室是高等学校开展专业实验教学,培养学生实践能力与专业综合素质的主要场所,也是实现高等学校培养高级专门人才的目标和学生完成学业的必备条件。正如原教育部周济部长在第三届中外大学校长论坛的讲话中指出的:“高水平实验室是培养创新人才的重要阵地,是科技创新的主要场所,实验室的数量与水平是一所大学科技创新能力的基本标志之一”。浙江大学环境与资源实验教学中心是由环境类、资源类的专业实验室整合而成,并于2007年被列为浙江省首批省级实验教学示范中心。该中心建立了环境与资源基础实验室、环境与资源工程实验室、环境与资源生物技术实验室和环境与资源信息管理实验室四大模块组成的综合性实验平台,构建了宽基础、重技术、练技能、求创新的实验课程模块,以实现训练学生环境与资源类专业实验基本技能和培养学生自主设计实验能力的目标;通过实施教师兼岗-设备集中的管理运行机制,构建了研教结合-教学互动的开放式实验教学模式,从而有效促进科学研究成果在实验教学中的应用,达到培养学生研究与创新能力的目标。
(二)构建多层次多元化的工程实践基地,营造培养学生专业兴趣、工程素质和创新精神的良好环境
学生的专业兴趣和创新精神是培养和提高学生创新能力的原动力,认识实习、社会实践、课程设计和生产实习是培养学生工程素质和创新能力的有效载体,因而构建多层次多元化的工程实践基地是培养现代工程技术人员综合素质和创新能力的重要保证。浙江大学环境工程专业根据国家和地方需要,根据国家特色专业建设的要求,拓展了校际、校企、校所之间的合作关系,以多样化的合作形式构建了多层次的认识实习基地、社会实践基地和生产实习基地。认识实习基地肩负有为专业教育和专业学习打下一个感性认识基础重任,是学生第一次踏进环境污染治理的现场,第一次通过对水、电、气和固体污染治理工程工艺流程的观摩,深入了解主要污染控制设备的性能、操作和管理等现代化的污染治理过程,从而达到让学生明确学习环境工程专业目的,提高学习该专业的积极性和主动性。为了使认识实习基地稳定且长期得到保证,环境工程专业通过三年一次与企业签订了合作协议,这样的合作方式使学生在实习过程中不仅有带队老师的指导,而且还能得到现场实践经验丰富的工程师指导,确保了学生对环境工程专业的认识得到有效引导。高等院校的社会实践是以了解社会、服务社会为主要内容,以形式多样的活动为载体,以稳定的实践基地为依托,以建立长效机制为保障,引导大学生走出校门、深入基层、深入群众、深入实践,从而增强大学生的历史使命感和社会责任感。浙江大学环境工程专业在湖州安吉、湖州长兴、衢州开化以及省市环保系统等地建立了多个社会实践基地,并以绿色环保社团“绿之源”协会、中环环保联合会浙江大学环保志愿者基地和浙江大学“新绿”青年环境友好使者联合会为载体,以“求是学子农村环保科普行动”、“学长同行”省市环保系统实习、“全国青少年绿色长征”、“六五”环境纪念周、“环境文化节”等形式开展丰富多彩的社会实践活动。通过各类社会实践,不仅提升了环境工程专业学生的环保意识,更重要是增强了他们的职业使命感和社会责任岗,坚定了他们从事环保事业的决心和信心。生产实习是环境工程专业的一门重要专业技能课程,目的是训练学生应用已学过的专业知识对设计和调试中所出现的问题进行专业分析,增强环境工程专业的施工技能。浙江大学环境工程专业生产实习安排在第四学年的冬学期,实习基地为中国石化镇海炼油股份有限公司,实习方式为蹲点实习,实习时间两周。通过系统的生产实习,不仅使所学的知识融会贯通,而且使学生深入了解了环境工程专业所涉及的领域,熟悉了各类环保设备操作步骤和性能,为今后需要掌握的基本理论与实践有了较深的感性认识,提高了学生的工程素质和创新精神。
(三)打造依托国家地方重大科研项目的学生创新训练平台,提高学生实践创新能力
浙江大学为给广大学生提供广阔的科研训练平台,培养学生科研意识和团队合作精神,提高科研素养和实践创新能力,自1998年四校合并以来开始实施大学生科研训练计划(Student?Research?Train-ing?Program,以下简称SRTP),并将其纳入了第二课堂。学校专门成立了校级SRTP管理部门,负责制定SRTP各类管理文件和相关政策、落实经费、开展《SRTP项目指南》和《研究成果简介》汇编、组织中期检查和总结交流等工作;院、系成立由主管教学院长、系主任任组长、不同学科教授和院、系本科教育科长等组成的SRTP指导小组(5-11人),主要负责制定院、系SRTP评审办法、组织评审校和院、系二级SRTP项目、实施项目中期检查、结题验收和成绩评定等工作。学校每年组织一期校院二级SRTP申报工作,申报项目分学生立项和教师立项二种形式。申报SRTP学生原则上以本科二、三年级学生(五年制以二、三、四年级;七年制以二、三、四、五年级)为主。项目参加人数为1--4人,其中立项负责人1名,参与者1--3名。为了提高本环境工程专业学生SRTP的起点和层次,充分利用了本专业教师科研力量雄厚的优势,环境工程系要求承担973计划、863计划、国家科技支撑、国家自然科学基金以及浙江省重大科技计划等项目的教师带2-3位本科生进入实验室,让本科生融入研究生的科研团队,形成了本科生-研究生-教师联动的科研创新训练模式。这一举措,大大提高了学生科研创新活动项目源的起点、拓宽了研究领域、丰富了研究内容,也使研究项目的顺利开展有了充裕的经费保障以及一流的设备条件和研究技术平台的支撑。2001年至2013年,共完成了涉及工学、理学和农学类的校、省和国家各层次大学生科研创新训练计划300多项。为使学生的科研训练向纵深发展,环境工程系还要求教师结合学生的毕业论文/设计环节继续指导SRTP项目的研究,让学生从参与项目研究到成为子项目的设计者、独立完成者,使其真正置身于科学研究的工作环境中,从而切实提高学生的综合素质和创新实践能力。
作者:王美青 单位:浙江大学环境与资源学院
1合理安排内容培养独立思考能力
针对环境工程方向的特点明确教学目的,合理选择与教学内容相关的污水处理厂,对单体设备如泵房建筑、格栅、沉降池、絮凝、曝气池、厌氧处理池、污泥干燥、污泥焚烧等进行教学演讲,分析各单体结构特点、功能、作用原理,在集成体系中的作用。在学习的过程中,培养学生独立解决问题能力,以在设计思路解决“做什么”、“怎样做”、“结果如何”三方面设计框架,将学生绘图思想转化为CAD设计绘图思维,在短时间内使学生解决设计思维的转化,从培养学生的自学能力出发,提高学生理解能力,更激发了学生的CAD设计的兴趣。
2注重CAD上下游软件的关联性
基于AutoCAD图形平台,其下游软件Skechup在设计中实现了专业化、可视化、智能化的设计理念,快速、方便、迅达地在施工设计图上,能够深度且同步地表现三维立体模型,该系列软件拥有先进的结构分析软件包,并有污水处理计算的常用方法,以及丰富和成熟的结构施工方案辅助设计功能,其在物料恒算、污水处理曝气计算、污泥产生计算、动力消耗、热能损失等方面形成完整体系,同时可以应用Skechup软件和PhotoShop软件,对作品进行三维造型设计和图形渲染,使得作品更加生动、直观,达到理想的教学效果。
3案例设计教学的实施过程
案例设计教学是一种有计划、有目标的活动,通过对教学案例进行设计讲解,是实现CAD课程有计划、有步骤进行的必要手段,案例设计教学不是一种随意、随机的行为,在设计案例时应用与实际应用相联系,通过一个案例-厌氧处理池基本应用设计,将厌氧处理池设备分解、分化成不同的功能单元,分组完成的不同单元结构体设计,通过单元教学使得绝大部分基本操作融汇在单元案例中,在设计过程中了解其具备的基本功能,同时掌握单元体的实际应用和操作使用方法。将厌氧处理池的独立搅拌系统、污水输入系统、厌氧发酵系统、沼气收集系统压力控制系统进行案例操作、设计与三维立体模型制作,并通过数码成像处理技术、图像合成技术制作形成完整控制单元,并以AutoCAD图形平台、Skechup建模、Photoshop可视化渲染的特效处理,实现功能化的宏观表现,通过组合案例的设计与实践,使用同学们在掌握大三元功能设计的同时,深刻地了解了该单元体在现实工作中应用,使得案例教学开放性、生成性得以体现,使案例设计更好地为教学服务,培养了学生的自主创新能力。
4课程设计的实践与提高
1环境工程管理的现状及问题
当前环境工程管理之中还存在有较多的问题和难点,在今后,也应当实现对问题的及时改进,以更好的建立起相关技术控制规范,实现对工作的改良。经历长期的工作实践,环境监测实验室部分的质控方法得到了有效的完善,其主要采取密码样、平行样、加标样、全程序空白样、标准样控制、能力验证、实验室比对、质控图控制等方式,但影响环境监测的因素较多,牵涉面广,与快速发展的监测技术和不断扩展的监测领域相比,质量管理制度的发展不够完备,管理工作存在漏洞,阻碍着数据准确性提高。因此要不断加强环境监测标准、技术规范和质控技术的完善。环境监测站在通过计量认证认可后,往往容易出现放松管理的状况。认为资质已经取得,承检能力已经具备,质量管理工作和质量管理体系的持续有效运行不再作为重点工作来抓。从而使得质量管理体系被动运行,质量管理工作成为形式。各管理阶层人员对质量管理工作的重要性意识不够,不能主动的发现问题,失去了自我监督的作用,增加了弄虚作假的思想意识。
2建议及对策
根据上文针对当前环境工程管理的基本现状和存在的问题等进行系统性的分析,可以明确工作的原则和核心观念。下文将针对主要的控制对策和工作思想等进行综合性的研究,旨在以此为基础更好的实现相关事业的改革。
2.1环境工程管理工作机制的健全
加强相关机制的建设,首先就需要加强对人才素质的培养,严格的按照我国制定的相关工作标准和工作的计划方案,进行控制和管理,并且重点的强调专项能力建设以及基础检测能力的建设,以更好的适应工作的标准和需求,应当充分的认识到环境工程管理的重要性,不断的满足时展的需要。此外,还应当熟悉相关技术标准和技术规范,通过现代化的手段进行全面的测定和分析,加强全面质量控制管理,保证相关人员可以扎实的相关监测技术知识,加强针对全体员工的技能培训,并且加强相关工作渠道的建设,以更好的符合当前工作的需求,满足工作的标准,通过不同类型和不同形式的技术培训,保证人员可以很好的掌握相关基础知识和操作规范。
2.2环境工程管理中监督效应和工作的重视
1综合设计性实验实施过程
1.1任务的布置及方案的制定
实验指导教师在设计实验实施前三周对实验任务进行布置,学生依据个人兴趣围绕着水体中微生物的检测和高效功能菌的分离筛选两个主题自主选择。如水体中微生物的检测,允许学生选择自己感兴趣的水体作为研究对象,如对宿舍、教室、图书馆等学生生活学习的区域进行生活饮用水的微生物学测定,监测大肠菌群总数和细菌菌落总数,依照国家标准对该生活饮用水进行评价,也可以选择学校周边的一些河、湖、库(如玛纳斯河、蘑菇湖水库、北湖等)水体作为研究的对象,进行实验、分析及评价。高效功能菌的筛选是环境污染治理领域的关键环节,林下土壤中分离筛选纤维素高效降解菌,印染厂生产废水中高效降解偶氮染料菌的分离与筛选等都是学生期望通过微生物的处理手段资源化有机废弃物或降解有毒有害物质的设计思路。设计实验研究对象与学生的生活、生产密切相关,有利于充分调动了学生的积极性,掌握学科的发展前沿。通过查阅文献并与教师进行相应的沟通,每位同学在设计实验开展前一周上交设计方案,避免了有些同学在实验过程中常常将自己定位于“旁观者”的地位,做到每位同学在实验实施前都是“心中有数”。设计方案包括实验目的、实验材料、实验步骤、实验预期结果等。指导教师对设计方案进行汇总和分类,将设计方案相近的学生分为一组,同时要考虑学生能力的差异、性别的差异,每组3~4人,指定组长,组员们再次对整组的设计方案进行调整,进一步的完善和合理化,最终方案由指导教师审定后方能进行。
1.2设计性实验的实施
设计实验的实施阶段,按照设计方案,各小组学生自己动手采集及预处理样品,自己配制所需试剂及培养基,自己观察分析实验结果,自己确定实验具体时间,教师只是从总体上把握实验进程,不过多干预实验,做教学过程的组织者、协调者和服务者。为保证实验的实施,做到实验室全天开发,有实验指导教师、实验员教师及学生班委轮流负责。教师“教”的地位的弱化并不等于将学生置于无人管理状态,教师应对实验中存在的普遍问题进行集中指导,对各小组的个别问题进行分散指导。与此同时,教师通过对各实验小组实验记录的检查加强实验过程管理。要求学生每天实验时,必须做好详细的实验记录,包括实验时间,实验人员姓名,实验具体内容,使用仪器设备及设定的参数,仪器状态、出现的实验现象以及可能出现的原因、实验数据等,不仅能清楚的掌握实验进展,了解每位学生的实验情况,还能让学生养成良好的实验记录习惯。微生物实验丰富多彩,建议学生运用影像技术对微生物的形态、生长情况、采样地点、处理结果等进行拍照,不仅生动形象地保留了原始记录,更增强了学生的成就感。
1.3实验报告的撰写及实验成绩的评定
实验部分整体结束后要求学生认真撰写实验报告。报告内容包括两部分,一部分是对实验数据和结果进行整理、归纳、统计和分析,并与预期结果进行对比;还有很重要的一部分内容是每位同学需要对实验中的重点难点及关键环节进行总结,对实验中的不足之处提出改进措施或建议。实验报告的撰写不仅提高了学生的数据处理能力,而且也培养了学生思考问题和解决问题的能力。实验成绩的评定围绕整个实验的全过程,占课程总成绩的30%,主要包括实验方案的制定20%、实验实施过程中承担的任务及表现30%、实验记录10%、实验报告40%等,注重实验过程和结果分析,而不是仅以是否达到预期实验结果来给定成绩。