污染修复与生态工程技术专业实践教学探索

2018-09-10陈敏

高教学刊 2018年9期

陈敏

摘要：基于CDIO基本理念，结合我院污染修复与生态工程技术专业的实际，探讨了污染修复与生态工程技术专业人才职业能力，构建了基于CDIO理念的污染修复与生态工程技术专业的实践教学模式，阐明了CDIO理念的实践教学模式的考核机制与优势，以期为污染修复与生态工程技术专业实践教学提供思路，对该专业的人才培养具有重要的现实意义。

关键词：污染修复与生态工程技术；CDIO；实践教学模式

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）09-0102-05

Abstract： Based on CDIO and combined with our actual pollution remediation and ecological engineering technology major， this article discusses the occupational abilities of professional personnel of pollution remediation and ecological engineering technology and constructs a practical teaching model of pollution remediation and ecological engineering technology based on CDIO concept. The assessment mechanism and advantages of the practical teaching model of the CDIO are expected to provide ideas for the practical teaching of pollution remediation and ecological engineering technology， and it has important practical significance for the training of professionals in this specialty.

Keywords： pollution remediation and ecological engineering technology； CDIO； practical teaching model

实践教学是高等职业学院教学中的重要环节，是人才培养过程中一个必不可少的部分，实践教学对于培养学生的创新意识、动手能力、分析问题和解决问题的能力有着不可替代的作用。CDIO理念是较为前沿的国际工程教育与人才培养理念，它强调以项目为导向、以任务为驱动，学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程；同时更关注学生工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力的协调发展，是开展创新型工程人才的有效途径[1]。

污染修复与生态工程技术专业一门实践性很强的专业，要求学生具备良好的职业素质，能够从事污染场地调查、监测、风险评估、修复工艺设计与施工、修复系统运行与维护等方面的工作，同时培养的学生在经过一定的专业理论知识的学习及实践后具备一定的创新创业能力。随着国家“土十条”政策的出台，土壤污染修复行业蓬勃发展，企业对污染修复的从业人员的数量需求不断加大，对人员的职业素养及专业技能方面的要求不断提升。因此，本文将以CDIO理念为基础，开展以项目为主线的CDIO实践教学模式的构建，使学生能在有限的教学时间里，既能掌握课程的基本内容，又具备一定的基本技能训练和工程实践能力，以实现应用型人才培养的整体目标。

一、CDIO的工程教育模式

2000年，美国麻省理工学院（MIT）联合瑞典的三所大学（查尔姆斯技术学院、林克平大学、皇家技术学院）成立了以美国工程院院士爱德华·克劳利教授为首的跨国研究组，他们合作开发了一个新型的工程教育模型——CDIO。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运行（Operate），它是以产品、过程和系统的构思、设计、实施、运行全生命周期为背景的教育理念为载体，让学生主动对与项目实践，获取终身学习、交流和团队工作，以及在社会及企业环境下建设产品和系统的能力[2-3]。它为我们提供了一个良好的框架和理念，值得我们借鉴和探索。

二、污染修复与生态工程技术专业人才培养目标与就业方向

（一）污染修复与生态工程技术专业人才培养目标

广东环境保护工程职业学院以培养环保、节能、低碳及相关专业高技能型人才为主要特色的全日制公办高等职业学院，学院下设环境工程系，污染修复与生态工程技术专业依托环境工程系，面向我省环境保护行业，培養德、智、体、美全面发展，具有良好的职业素质，掌握土壤污染和地下水污染调查评估、治理修复的基本理论和技能，面向土壤污染、地下水污染修复行业，从事污染场地及水环境调查、监测、风险评价、修复方案制定、修复工艺设计、修复工程施工管理、修复系统运行与维护等方面工作，具有一定创新创业能力和较强实践能力的高级技术技能人才。

（二）就业岗位

根据前期行业、企业及毕业生调研结果表明，污染修复与生态工程技术专业的学生主要的就业面为：污染土壤修复的环保企业、环境监测企业、环保咨询企业、环境科学研究院、环保设备企业等的一线的岗位，其岗位主要集中在：污染场地调查技术员、污染场地环境监测技术员、污染场地评估技术员，及污染场地工艺设计与施工技术员等。随着国家土十条政策的出台，各项土壤修复的利好明显显现，土壤污染修复行业、企业对专业技能型人才的需求也日益增加，并且随着土壤污染修复新技术的不断涌现，会对专业技能型人才质量提出更高的要求，这就需要毕业生们在学校期间能够充分的学习与实践本专业的专业技能，并开展创新实践，以满足企业的用人需求。

三、基于CDIO理念的项目导向的综合能力实践教学模式设计[4-6]

在实践教学设计的过程中，以污染修复与生态工程技术专业的项目为导向，以场地污染修复不同阶段的工作任务为驱动，使学生将理论知识运用于实践，并注重各相关专业课程知识的相互联系与结合，对整个实践环节进行统一设计，从而锻炼学生的分析问题和解决问题的能力，最终提高学生的工程实践能力和创新能力。

（一）设计思路

根据污染修复与生态工程技术专业人才培养目标，首先将不同的就业岗位及岗位群进行工作项目和工作任务系统的分析；其次根据各不同工作岗位所需完成的项目、任务进行必要的整理与归纳，从而剖析出不同工作任务模块所需的专业知识、技能和要求，即进行职业能力分析；然后，将这些能力转化为实践课程的内容和课程体系，完成实践课程与专业理论课程的有机结合；接着，提出根据职业能力需求所设置的实践课程实施所需的设施条件和场地的要求，制定实践课程标准；最后，根据污染修复与生态工程技术专业各岗位职业能力需求进行基于CDIO理念的实践活动课程，实施过程中充分体现“提出问题-建立假设-设计实验-验证假设-得出结论”的过程，在这个过程中使学生既要动脑思考、又要进行操作、反复尝试和表达，从而真正把理论和实践结合起来，达到人才培养的目标，满足企业的用人需求。

（二）岗位职业能力分析

污染修复与生态工程技术专业是涉及环保工程、水文地质工程、施工工程、生态工程等多学科，宽领域的综合类专业，从业人员需具备良好的职业能力与职业素养，根据企业各岗位的要求，从职业能力分析入手，将各岗位的职业能力分为三个方面（见表1）。

专业基础能力：能进行基本工艺图纸的绘制与计算，具备土壤环境学、水文地质学、环境微生物学等专业知识储备的能力，以及能进行基本的化学实验的监测分析的能力。

职业核心能力：能对要实施项目开展：污染场地调查分析、样品的化学监测分析、风险评估技术方法的使用、修复技术工艺设计与施工等方面的能力。

职业拓展能力：能进行修复技术的工艺设计创新，对工艺方法的改进，以及能根据污染场地修复项目开展系统实训完成：场地调查、监测、评估、工艺设计与施工等完整工作过程。

（三）设计内容

根据CDIO教学模式，将污染修复与生态工程技术专业的4个主要岗位对应的职业能力进行分解，再根据专业教学特点进行模块化重构，形成了 “污染场地环境调查能力、污染场地环境监测能力、污染场地风险评估能力、污染场地工艺设计与施工能力、综合实训能力”5个专业技能模块。以典型工作任务及工作过程为依据整合教学内容，科学设定学习性工作任务，工作任务的设定与企业污染场地修复工作过程相统一，并在学生不同的学习阶段分层设计，层层递进，符合学生的认知规律。具体的项目层次、实践类型、实施方式和能力目标如图1所示。

在实践教学项目设计时，分为了四个级别：（1）一级项目：为基础实践，主要的实践是对课内学习的专业理论知识开展的验证性实验。主要培养学生认真细心的科学态度，能掌握基本的实验技能和仪器设备的使用方法。培养学生基本仪器仪表使用能力、实验基本技能、实验报告撰写能力、观察能力等。（2）二级项目：为初级综合实践，在实践中学生在掌握了基本的水文地质学，土壤生态学，土壤环境学、污染场地调查技术课程，在依托企业真实项目的情况下，进行污染场地环境调查实践，通过现场调查构建场地概念模型，设计污染场地调查方案，实施场地调查，與风险评估。培养学生人际交往能力，分析问题、解决问题、调查方案综合设计的能力以及软件分析、数据统计和报告编写能力。（3）三级项目为创新类项，主要为学生开展污染场地修复技术工艺设计于是展开实践，这一实践项目的实施是建立在学生已经学习了污染场地修复技术、地下水污染防治技术、污染场地修复工程施工与监理的这些课程，具备了相应的理论知识后，并根据企业真实项目自身的特点，开展修复技术工艺方案的创新设计，以培养学生人际交往能力，知识综合应用能力，创新思维能力。这一实践内容对学生的专业理论知识要求较高，具有一定的挑战性和创新性。（4）四级项目为系统综合实践，是要求学生在完成全部课程的学习后，能够在团队合作中，完成一个完整的污染场地修复全过程的实践，以培养学生人际交往能力，工程设计能力，综合评价和总结能力，设计报告撰写能力等。第四级项目实践综合性强，这要求学生具备扎实，全面的理论知识及较强的动手操作能力以及对项目汇报和总结的能力。

对于一级项目，只需掌握课程内容中的传导性知识为主，随着项目层级的升高，对于学生需要掌握的基础理论知识面要求更广，需要不同的知识结构来支撑项目的实施。在对项目进行设计的同时考虑到了专业基础理论知识和专业技能与企业用人要求紧密结合，以及在项目的设计上有一定的挑战性和创新性，在激发学生学习兴趣的同时，引导学生提出创新性的设计方案，或尝试用不同的设计方案，来比较其中的优缺点，以加深对知识点的理解与运用。通过项目式实践教学模式的实施，以项目为引导，积极鼓励学生参加各层次的竞赛，以拓展学生的各项能力。

四、基于CDIO实践教学模式的考核机制[7-8]

基于CDIO实践教学模式的考核机制提倡对于实践教学质量的评价模式和内容应多元化，在教学的过程实行互评和自评相互结合，注重学生和教师的主体性，发挥学生的主体意识和反馈能力，让学生在团队协作用中对自我活动进行调节与控制，培养学生的参与意识与公正心态，让他们在评价中共同提高、相互进步，能力比分数更重要，发挥学生的创造力和积极性，培养创新型高技能人才是我们的目标。

五、CDIO实践教学模式的优势[9-10]

CDIO的实践教学模式非常有利于发挥学生自主学习的积极性，以及团队协作精神，在项目化的运作团队中，有项目负责人，其他组员会根据任务进行不同的分工协作完成整个任务。

1. 学生在进行综合实践的过程，自主的构思项目的方案、进行方案的设计、以及完成整个项目的工作内容，他们可以自主运用已有的理论知识去解决实际工业生产中的问题，充分发挥了学生的主观能动性，达到了學生自主学习的目的；有效改善了理论与实践相脱离的问题。

2. 学生自由分组实践，这种自主学习的模式可以充分发挥学生的主观能动性，有力调动学生学习的积极性，加强了学生创新，同时在遇到问题的时候学生可以咨询老师，也可以自主解决，寻找问题的答案，正确认识自己专业知识结构的漏洞，并进行有效的学习。

3. 学生们在实践的过程中，是一个团队在完成一项目任，每个成员都会有极强的使命感，让学生在活动中明白团队协作的重要性。

参考文献：

[1]顾佩华，包能胜.CDIO在中国（上）[J].高等工程教育研究，2012（5）：24-40.

[2]顾佩华，包能胜.CDIO在中国（下）[J].高等工程教育研究，2012（9）：34-45.

[3]赵婷婷，买楠楠.基于大工程观的美国高等工程教育课程设置特点分析[J].高等教育研究，2004（4）：94-101.

[4]卢艳军.项目式专业实践教学模式改革探索[J].计算机教育，2016（1）：67-70.

[5]马永力，曾，黄志开.基于CDIO的自动化专业实践课程教学研究[J].湖北第二师范学院学报，2017，34（2）：107-109.

[6]刘莹.基于CDIO教学模式的实践教学改革探讨[J].信息技术与信息化，2011（1）：10-12.