环境工程专业建设规划
一、专业现状分析
环境工程是一门与土木建筑、化学工程、生物学、气象学、管理学和社会学等多门学科相关的交叉学科,通过评价人类生产和社会活动对环境的影响,用具体的工程、规划和管理措施,控制环境污染,保护环境与资源,使社会、经济和环境协调发展。环境工程已经有35年的史。1998年修订后的普通高等学校本科专业目录中,工学环境与安全类有“环境工程”这一环境类本科专业,它涵盖了原来的“环境工程”、“环境监测”、“环境规划与管理(部分)”、“水文地质与工程地质(部分)”、“农业环境保护(部分)”等。
全国多数综合大学及工科院校均已设置了环境工程本科专业,招生规模不断扩大。截至目前为止,全国设有环境工程本科专业的学校达到250多所,年招生人数已达到2万人左右。
目前我国非常重视环境保护和经济环境协调发展,加大在污染控制方面的投入,高等院校环境工程专业毕业生就业前景良好。与此同时,我国近年来逐步建立和完善执业工程师制度,对于环境工程专业毕业生来说,取得注册环保工程师、环境评价工程师等执业资格对他们将来的发展十分重要,未来环境工程专业的学生应该具备的知识结构和能力也日益被人们所关注。
此外,为了推进高等院校工程教育质量的提高,教育部启动了工程教育专业认证试点工作。环境工程专业于2007年开始了专业认证试点工作,先后有4所学校进行了试点,目前已经制订完成环境工程专业的补充标准,这些对环境工程专业的建设具有指导性作用。
我校环境工程本科专业于1996年开始招生,目前每年招生90人。相对于清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学等校历史悠久的环境工程专业而言,我校环境工程专业在一些方面,特别是工程实践教育环节存在有一定的差距。但是,基于化学工程在国内的强势地位和相关学科的快速发展,结合学校“改革促发展,特求生存”的办学理念及“质量立校、科技兴校、人才强校”的办学方针,并考虑到学校已经形成的“大化工”背景及人才培养优势,我校环境工程专业在建设初期便确立了“立足化工、服务化工”的发展思路,虽然起步稍晚,但经过十多年的建设和发展,在专业建设方面也取得了长足的进步。目前,已经具有环境工程二级学科博士学位授予权和环境科学与工程一级学科硕士学位授予权。2008年,环境工程学科和环境工程专业先后被评为北京市重点学科和北京市特专业。
1.学科基础
我校环境工程专业具有明显的化工行业特,既有强势的国家一级重点学科化学工程与技术作为坚实的基础,也有不断快速发展的环境工程学科作为后盾,学科基础良好(见图1)。
但整体上来说,由于学科自身的积累与发展时间并不是很长,十多年来的投入也很有限,累积投入不
到300万元。与一些早期建设的专业相比,我校环境工程学科建设存在着明显的差距;即使与一些同期建设的环境工程专业相比,如北京工业大学、上海交通大学等校的同类专业,发展速度和学科基础也存在一定的差距。
你不要哭 这样不漂亮图1  环境工程专业学科基础示意图
2.人才培养方案
人才培养方案的制定是专业建设首先要面临的问题。为了适应高等教育改革和发展的需要,本着“厚基础、宽口径、重能力、勤实践”的教学原则,并结合我校环境工程专业的建设思路,我校于1997年末首次制定完成环境工程本科专业人才培养方案,并在随后的教学实践中不断修订和完善。
该培养方案旨在加强基础、拓宽专业、培养能力、提高综合素质,增强学生的社会适应性。尤以强调培养多层次、多规格的环境工程复合型人才,并将人才知识结构定位为厚基础、宽口径、全目标培养、有限目标发展,使学生理论扎实、知识面宽、素质高、有创新意识,能适应21世纪我国社会主义现代化建设需要。学生毕业后具有从事环境质量监测与评价、环境污染治理、环保设备的研制开发与设计管理以及环境工程教学与科研等方面的工作能力。
2.1  培养目标
培养适应国民经济建设和未来社会与科技发展需要,掌握宽厚的理论基础知识,通晓专业技能和研究方法,富有创新精神和实践能力,具备从事水、气和固体废物污染防治与管理等方面工作的高素质环境工程复合型人才。
2.2  基本要求
经过四年的培养,全面提高学生的素质和能力,系统学习本专业必须的自然科学和工程技术基础知识。具体应获得以下几方面的知识和能力:
◆基础化学、有机化学、物理化学和生物化学的基础理论知识和实验技能;
◆化学工程及生物工程等学科的基础理论知识与实验技能;
炸丸子的做法◆环境污染识别与危害评价的基本方法和实验技能;
◆水、气和固体废物污染控制工程技术及工艺的基本原理及实验技能和有关污染控制工程设施及设备的基本原理与设计方法;
◆环境工程技术经济分析与管理的基本方法;
◆文献检索、资料查询的基本方法及初步的科学研究和实际工作能力;
◆外语与计算机应用的基本技能。
2.3  课程体系及其特
先进的课程体系是人才培养方案的核心内容。根据培养目标的要求,学生培养要求在同一性的基础上实现多样性即体现不同的个性发展,突出专业特和个性。因此,课程设置要充分体现学科融合,淡化专业意识,突出专业特;要着重加强综合性教学实践内容,强化综合能力。也就是说,课程设置要使学生具有扎实的理论基础,既有通才的素质,又有专才的技能。
现行课程体系是在1997版人才培养方案基础上,经过多年完善和优化而提出的。该体系符合环境工程专业规范中对本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架要求。根据本学科的特点及人才培养目标,该体系采用“模块式”板块课程结构,包括通识课程、专业基础课程、专业方向课程和集中实践四大模块。各个模块具体的课程设置如下所述。
通识课程模块由教务处协同全校各相关专业共同讨论制订而成。它由三个课程组成:一是以马克思主义哲学原理、思想概论、理论、法律与道德等课程为主的公共政治课和大学体育课程;二是以外语、高等数学、大学物理、大学计算机基础等课程为主的公共基础课程;三是以介绍哲学、历史、经济、法律、管理、艺术等学科基础知识为主的人文类课程。
专业基础课程模块是环境工程专业学生知识结构的核心部分。根据我国环境污染问题的发展趋势和特点,从剖析专业所需的知识和能力素质入手,削枝强干,构建了与专业人才培养目标相对应的、完整的、协调的专业基础课程体系。主要包括以下几个部分:基础化学、有机化学、物理化学、环境化学等组成的化学类课程;流体流动与传热、化工传质单元操作等组成的化工类课程;生物化学基础、生化反应工程、生命科学导论等组成的生物科学与技术类课程;工程力学、土木工程基础等组成的工程技术类课程;以及环境工程监测、环境工程微生物、环境质量评价与系统分析、环境流体力学等组成的环境工程基础类课程。
专业方向课程模块旨在拓宽学生的视野,向学生介绍某一专业方向学科发展的现状和未来的展望,让学生掌握和了解自己所学学科发展的程度,培养学生热爱科学和不断进取的精神。主要开设了水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物工程、清洁生产等课程。
集中实践模块包括教学实验、课程设计、认识实习、生产实习、毕业设计(论文)等,旨在培养和强化学生的工程设计能力、动手能力及综合运用多学科知识分析和解决环境问题的能力。
该课程体系具有如下特点:
新浪娱乐新闻◆化工特鲜明,强化了与化学工程及生物工程基础知识及技能相关课程的设置。开设了流体流动与传热、环境工程微生物、化学反应工程、现代分离技术、生化反应工程和生命科学导论等11门化工及生物科学与技术类必修和选修课程。
◆夯实了工程类基础知识。在开设流体流动与传热、化工传质单元操作、工程制图、应用电工学等一般工科类课程的基础上,增设了工程力学、土木工程基础和金工实习等课程。
课程体系具有宽阔的应用性。其教学内容既体现出了社会变化的需求,又可满足个体自我发展的需要;既保证了其学术理论性,又体现出了有关的新思想、新方法,并及时反映出教师节送什么
了学科的发展。
2.4  实践教学
实践教学是工科类人才培养的关键环节之一。为实现专业人才培养目标,本专业近几年加强了课程教学和实践教学能力教学的相互协调和融合,针对不同学习阶段/学期,设计了“多层次、多方位”的实践性教学体系,开设了专业实验、课程设计、专业实习和毕业论文(设计)、其他实习/实践环节等五类实践性教学内容(见下图所示)。
2.4.1  专业实验
包括环境工程监测实验、环境工程微生物实验、大气污染控制工程实验、水污染控制工程实验和固体
废物工程实验。通过实验,预期达到三个目的:一是巩固所学的理论知识;二是了解实验目的、要求、内容,掌握所使用的仪器设备操作及实验方法;三是进行科学研究的基本训练,培养学生严谨认真的科学态度,提高分析问题和解决问题的能力。
其中结合“环境工程监测”和“环境质量评价与系统分析”两门核心课程,形成了为期1周的综合性特实验课程“区域环境质量监测与评价”。该课程让学生亲自动手调查、监测和评价身边的校园大气、水体、室内等环境质量。通过自主选题、设计监测方案、开展指标监测、完成分析报告、编制环境质量现状评价报告等环节,综合培养和考察学生的文献检索能力、实验研究能力、书面和口头表达能力、组织协调能力等。
2.4.2  课程设计
环境工程设计实践教学,旨在对学生进行现代工程设计思想、设计方法、计算机辅助应用和工程语言表达等的综合训练,使学生初步了解和掌握环境工程设计的总原则与方法、环境工程设计程序与文件编制、工程技术经济分析等方面的内容。本课程的主要任务是使学生在较长的时间内,针对水、气或固废污染控制某一个方面的实际问题进行实践性设计,达到系统掌握环境工程设计思想;工艺流程的选择及工艺计算;工艺设备设计及选型;工艺流程图、平面图、设备图等的绘制等方面的知识和技能的目标。
2.4.3  专业实习
专业实习是重要的专业实践性教学环节,是联系专业理论知识与生产实践的桥梁,对培养学生运用所学专业知识紧密联系生产实际,进而提高分析问题、解决问题的能力具有重要意义。专业实习由认识实习和生产实习组成。
认识实习安排大二夏季学期进行,为期2周。实习地点包括北小河污水处理厂、高碑店污水处理厂、燕山石化污水处理厂、北京市水泥厂、阿苏卫垃圾卫生填埋场、六里屯垃圾卫
生填埋场等。通过实习使学生了解并掌握生活污水和工业废水处理、垃圾填埋、除尘等污染控制操作的最基本的工艺流程,从而为后续课程如水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物工程的学习奠定感性认识基础,培养学生的环境意识。实习以现场工艺流程调查、讲解为主。每一个实习点编写一份实习报告,最后汇总成实习总结报告。在实习参观前指导学生查询实习点的相关介绍,做到有目的地参观,保证了实习效果。
生产实习安排在大四秋季学期进行,为期3周,学生已经完成全部专业基础课及大部分专业主干课。通过老师联系,学生进入污水处理厂(燕山石化污水处理厂、北小河污水处理厂)进行现场实习。根据实习单位的安排,在实习教师的指导下,重点了解和掌握污水处理厂的运行管理,污水厂工艺流程、污水厂各个处理构筑物结构的设计和绘制等内容。
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由于实习经费紧张,以及实习接受方诸多方面的限制,生产实习时间和效果往往难以保证。鉴于此,我们和化工仿真实验中心联合开发出“污水处理厂仿真实习”软件,目前已成功用于2002~2004级进行了连续3届为期1周的计算机仿真实习实践。该软件的成功开发,势必为环境工程专业的生产实习提供一个新的模式。
2.4.4  毕业论文(设计)
毕业论文(设计)是高等学校本科人才培养计划的重要组成部分,目的是培养学生综合运用所学知识的能力;应用国内外文献资料的能力;培养学生理论联系实际,分析问题、解决问题、实验设计和工程设计的能力;培养科学数据计算、处理的能力及计算机应用能力;培养对研究项目、课题和工程设计进行初步经济技术评价的能力;培养科研成果和工程设计的表达能力。为了能切实实现上述目标,本专业的毕业环节以本学科和化学工程相关学科的科研优势为依托,实施一人一题、真题真做和师生双向选择机制,规范化管理(包括题目筛选、导师资格审查、生师比控制和监督与跟踪检查等)和严把质量关,形成了如下颇具特的本科生毕业环节指导与管理模式。
■通过实验室开放活动和教授讲座,使学生选题落到实处。通过举办定期的教授讲座,并在大二第2学期组织学生参观学院和专业实验室,增加学生对学院和专业前沿科研的整体性感性认识,直接接触专业教师,并咨询有关毕业环节的问题。
■合理分布和宏观控制课题类型,实施导师申报、院系审批和网络公布。以专业培养目标为基础,结合科研和生产实际,相对合理控制和分布理论型、应用型和设计型课题的比例。
■以网络为平台,以课题为基础,实现教师和学生的双向选择,并适度跨专业选题和指导学生。
■实施专业负责人不定期检查制度,及时发现和解决问题。中期检查作到不仅认真落实,而且及时向指导老师反馈检查意见,以便调整工作。
■以充分发挥学生科研积极性和主动性为基础,注重学生综合能力和创新意识的培养。
■以学校本科毕业环节的质量标准为基本依据,考虑专业特,对毕业论文写作、答辩要求及指导进一步具体化。
■适时提前开展本专业优秀论文的评选,通过此措施带动其他同学完成论文的整体工作。
■严格答辩和检查制度,把好出口关。具体措施包括:实施跨课题组组成答辩小组模式;由教学院长、专业负责人和教学秘书组成毕业论文终审小组,对上交材料逐项检查,确保材料完整性和毕业论文(设计)质量。
2.4.5  其它实习/实践环节
包括:金工实习(2周)、电工电子实习(1周)、社会实践(4周)、应用软件实践(1周)、公益劳动(1周)、军事训练(2周)、素质拓展与创新(4周)。
另外,还为部分优秀学生开设:新生研讨课、大学生科研训练计划等实践环节。
3.教学条件建设
3.1  课程及教材建设
本专业核心课程包括:环境工程监测、环境质量评价与系统分析、水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物工程、环境工程设计、环境工程微生物。本专业十分注重这些课程及其配套教材的建设工作,截至目前,核心课程“固体废物工程”被评为校级精品课程,进行重点建设。出版“固体废物工程”、“环境工程设计”、“环境工程微生物”、“环境质量评价与系统分析”、“大气污染控制工程”等核心课程配套教材7部,其中我校主编5部、参编2部。其他核心课程目前虽无自编教材出版,但在教学过程中十分注重所用教材的质量。而且,已经组织相关教学骨干编写出版“水污染控制工程”核心课程的配套教材,并已列入北京化工大学教材建设项目中。
在注重核心课程及教材建设的同时,我们也十分注重其它课程的建设。其中“资源、环境与可持续发展”课程被列入北京化工大学2008年度精品课程进行重点建设。此外,已经出版相关专业课程教材3部,
其中《生态环境规划与管理》系北京市精品教材建设项目。另《清洁生产》等3部教材也已经列入北京化工大学教材建设项目,正在编写出版中。
申办信用卡3.2  实验室和实习基地建设
本专业重视实践教学资源和硬件条件的建设。通过“211工程”建设的两期投入,本专业实验室初具规模,形成了较好的教学和研究条件。现有环境工程监测、水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物工程、环境微生物等专业实验室等。实习教学方面,目前已与高碑店污水处理厂、北小河污水处理厂、燕山石化污水处理厂、北京阿苏卫垃圾填埋场、北京琉璃河水泥厂等单位建立了较为固定的联系,为本专业的认识实习和生产实习的顺利开展提供了一定的保障。另外,作为现场实习的补充,与化工仿真实习中心合作,联合开发“工业废水处理仿真实习软件”一套,为学生搭建了基于校园网络的仿真实习平台。
但总的来说,实践教学资源和硬件条件目前仍不能完全满足高水平人才培养的要求,期待学校进一步的投入。
4.师资队伍
本专业拥有一支业务素质高、敬岗爱业的教师队伍。目前拥有教学、科研人员18人,包括中国工程院院士1人,长江特聘讲座教授1人,正高职7人,副高职5人,博士生导师6人。
教师队伍年富力强,年龄在60岁以上者仅1人,45~60岁之间4人,45岁以下者13人,占整个教师队伍的70%以上。
同时,教师队伍呈现高学历化,学缘结构合理。所有教师均毕业于环境工程或相关专业,来自于国内外重点高校和研究单位,具有良好的专业素质。全部教师中,拥有博士学位的15人,占整个教师队伍的83.3%,其中半数以上教师具有在海外工作或学习的经历。
本专业所有教授和副教授都积极参与一线教学工作,教授上课率达到100%,经学生反映和教学巡视组考查,他们都具有较高的教学水平,整体教学效果优良。所有具有高职称和