发布时间:2024-03-22 14:49:49
导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的5篇教学环境建设范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!
1.现状及主要问题
当前,大多数学校的网络教室中,教师机和学生机上分别安装多媒体教学系统软件的服务器端和客户端,并采用硬盘还原卡管理和保护学生机的软硬件系统。学生开机后,不需要进行身份认证,直接进入操作系统。这种管理模式较之以往,很好地保护了学生机的软硬件系统,大大减轻了教师维护系统的工作量,但仍然存在以下问题。
第一,学生拥有对系统进行任何操作的权限,如删除操作。我在内蒙古听课时,亲眼看到一位学生删除了正在使用的Excel软件,然后举手告诉教师,他的机器里没有Excel。学生还可以安装软件,包括游戏和病毒。这样一来,教师还得为维护课堂的正常秩序而伤脑筋。如果开通因特网,后果更是不堪设想。所以,大多数教师在上课时采取断网的方式,遗憾的是,这同时也断掉了许多教学资源。
第二,由于硬盘还原卡的作用,学生上课时保存的大多数信息是临时的。如设置的“桌面”是临时的,建立的“我的文档”是临时的,教师下发的资料也是临时的。久而久之,在学生印象中,学校机房跟社会上的公共上网区一样,只是临时使用。然而,学生在学习过程中,除了作业,还有许多有价值的动态生成信息,这些信息记录着学生的成长,却被硬盘还原卡无情地删除了。
第三,使用U盘后所带来的病毒、游戏,也是令一线教师头疼的问题。
造成以上问题的主要原因是,每个学生均以“系统管理员”的身份登录本地计算机,有着最高的操作权限,而硬盘还原卡只是在事件发生后的一种补救措施,治标不治本,而且这种补救措施是有代价的。
解决问题的根本是让学生以恰当的用户身份登录系统。当然,前提是恢复学生机的登录界面。Widows提供了Administrators、Users、Guests等用户类型,其中Users类型的用户可以操作计算机并保存文档,但不可以安装程序或进行对系统文件和设置有潜在破坏性的任何修改。由此看来,Users是适合学生使用的用户身份。
那么,如何将每个学生设置为Users用户呢?默认情况下,为不同学生设置Users用户,只能一台台地进行,这样不仅耗费精力,管理与维护也相当麻烦。仔细分析,就会发现学生使用哪台机器并不重要,重要的是学生使用这些机器的身份和权限。基于这一发现,我们可以把验证学生身份的事集中在某一台机器上做,就像羽毛球馆的验票员、学校的门卫一样,只有通过其身份认证,才能以Users身份使用任何一台学生机。
域就是这样一个组织、管理资源的核心单元。它可以通过架设在域控制器上的活动目录创建域用户,集中管理加入域的计算机、打印机、共享文件夹等对象,并为域用户统筹分配对这些对象的使用权限。基于域的这一特性,我们可以采取以下管理策略:使用域控制器的活动目录平台创建域,将学生机、文件服务器等设备加入域,为每位学生创建一个域用户,设置其对所有学生机拥有Users身份,并分配一定的网络空间存放用户的常规信息(如图1)。这样,学生作为域用户登录学生机后,就会以Users身份使用操作系统,使用域分配的网络资源。
3.基于域的教学环境管理平台的创建方法
基于域的教学环境管理平台的创建分两步完成(这里只介绍要点,具体操作可参考相关文献)。
第一步,设置服务器:
(1)选择一台性能较好的计算机作为域服务器,安装Windows Server(2003或2008)、TCP/IP协议和相应的DNS服务器。
(2)在服务器上创建域控制器(Active Direc- tory)。完成后,在【开始】【程序】【管理工具】中可以看到新增了5个与活动目录相关的工具(如图2)。
(3)在活动目录(Active Directory用户和计算机)中为学生创建域用户。由于学生人数众多,可以借助Excel表生成批处理命令文件,批量创建学生域用户(如图3)。
表格前三列为基本信息,其中用户名由学号前加字母C(表示初中)或G(表示高中)组成,密码由“专业密码产生器”随机产生。以前三列内容为基础,利用编辑框中的公式生成第四列――命令列,再复制命令列,利用“选择性粘贴”的“数值”形式,将命令列粘贴到新的Excel文件中,另存为文本文件,并将其后缀改为bat,生成批处理命令文件。运行该文件,就完成了表格中所有学生的域用户创建。说明:公式中规定了学生账号永不过期(/expires:never),密码不能修改(passwordchg:no)。如果需要添加个别用户,可直接在活动目录的“Users”下添加。
(4)为每个域用户设置主文件夹,并映射为网络驱动器(Z:)。默认情况下,通过活动目录平台,可以为每个域用户配置一个文件夹,称为主文件夹,并将其映射成一个网络驱动器。该文件夹只有域用户和管理员可以看到,用来存储域用户的私人文件。主文件夹可以位于域内任何一台机器上,将它定位在文件服务器上。域用户对其的使用就像使用本地硬盘一样方便、快捷、安全、可靠。无论域用户在哪一台机器上登录到域,均可以看到他的主文件夹(显示为一个网络驱动器)。
通常,我们分配给每位学生600M、每位教师几G的主文件夹空间。无论在教室还是教研室,这个文件夹始终跟随着教师们的域用户,深得师生喜爱,避免了由于使用U盘而带来的数据丢失、病毒等一系列问题。图4为笔者在学校登录域后的“我的电脑”。
第二步,设置学生机:
(1)确定文件系统为NTFS。一些学校的学生机文件系统为FAT32,需要使用DOS命令Convert盘符/fs:ntfs转换。(2)为每台学生机设置IP和DNS。(3)更改每台学生机的登录方式。(4)设置本地超级用户和密码。(5)将每台学生机加入域。
教学资源的建设与管理
信息技术教学中常见的资源有:针对课程的通用教学资源、针对单元或课的专用教学资源、学生作业、学生动态生成的信息以及学生的优秀作品等。
1.现状及主要问题
目前,多数学校采用多媒体教学系统管理教学资源;一些学校采用网络邻居的共享文件夹提交作业;一些学校配置了FTP服务器;还有一些学校建设了教师自己的教学网站。
教学资源建设与管理的关键是“上通下达”,在资源与学生间、教师与学生间建立一个畅通无阻的通道。学生可以方便地“向上”提交作业等内容,教师可以方便地“向下”传递资源等内容。然而,网络邻居的拥堵、多媒体教学系统的不稳定等导致教学资源分发困难。记得2008年我去珠海给某小学上课,区区60M的教学资源,使用多媒体教学系统就无法分发成功,最后不得不动员全体听课教师使用U盘一台台地复制。那如果像北大附中动辄几百G的通用教学资源,该如何分发呢?使用FTP服务器管理教学资源,稳定性上大大优于多媒体教学系统与网络邻居,但学生需要不断地登录服务器。一些学校把通用教学资源安装在每台学生机上,虽然方便了学生使用,却给更新与管理带来了不便。
当前,信息技术课堂教学效果的不理想与教学资源的贫乏有着直接关系,教师提供屈指可数的资源,又不让学生在课堂中上网,如何让学生充分发挥学习的主动性?
2.基于域的教学资源建设和管理的策略与方法
域最大的优势是可以通过活动目录统一管理与分配一定范围内的软硬件资源,授权给不同用户对不同资源的访问权限。这正是用户在应用教学资源时所需要的。例如,“通用教学资源”需要让全体学生只读访问,浏览应用;“作业提交区”中某位学生的文件夹只有学生本人可以读写、删除,任课教师可以只读访问;而某位任课教师的专用教学资源只有他自己可以读写,他的学生可以只读访问,等等。
因此,基于域的教学资源的建设与管理,关键是为不同的教学资源在文件服务器上设置不同的共享文件夹,在活动目录中通过撰写域策略,授权不同的用户群访问这些共享文件夹。网络上的文件夹与用户名一一绑定,每个用户对应若干网络驱动器。图4中的“resource”是位于文件服务器,面向全校师生用户,拥有海量数据的各种公共资源;“教学”则是位于文件服务器,面向高中学生用户的信息技术教学资源。域用户(学生和教师)登录电脑后,看到的就是普通的文件夹,就像使用本地硬盘中的文件夹一样。
随着教学的开展,学习资源、教学资源会越积越多,所以对其的管理至关重要。为保证资源的安全性、可靠性以及使用的灵活性,可以给不同的用户设置对不同的资源的不同访问权限。如某位教师的教学文件夹只有他本人和他所教的学生才能够阅读,只有教师本人拥有完全控制权限,学生只有读的权限。学生提交作业的文件夹只有学生才拥有所有权,教师只能读,等等。又如,师生提交的资源暂时存放在上传区,由管理资源的教师统一整理后归类存放。建立教学资源管理平台的方法要点是:
(1)建立用户组,将用户组分成不同的管理单位
不同的用户群对共享文件夹享有不同的访问权限。因此,要先在活动目录平台上将用户分成不同的组。通用的做法是,先按年级分成大组,再在年级中按班分成小组。创建不同的管理单位,把有相同权限的用户组归类(如图5)。
(2)针对不同的管理单位撰写域策略,分配权限
有了管理单位,就可以通过域策略为不同单位的用户设置不同的要求或环境了。比如登录后的界面、对控制面板的使用权、设置资源盘等。在Windows 2003的Active Directory用户和计算机中,右击相应的组织单位,在弹出菜单中选择“属性”,在打开的对话框中选择“组策略”选项卡,就可以编写域上的组策略了(具体操作请参考相关文献)。
无论是通用资源,还是专用资源,或是学生作业,它们的建设是一个逐步积累、动态生成的过程,有了良好的域管理平台,就为资源的建设铺平了道路。
教育信息化建设是一项系统工程,包括硬件设施、软件平台、教育资源、教师培训等要素,建设信息化教学环境应整体推进,要求几个要素同步向前发展,只有这“几条腿”同时驱动,才能向教育信息化的目标迈进。
一、硬件环境建设是学校信息化的基础
1.重视网络设施、网络安全设备的建设。这属于学校的基础设施建设,相比其他终端设备(升级频率大于网络设备),对网络设备应加大投人,主干选用性能好、可管理的网络设备,对网络性能、网络安全有决定性的作用。
要点:主干千兆光纤,百兆到桌面,采用可网管的交换机设备,便于全网监控,接人主干交换机上的网络过滤设备镜像从防火墙接人的外网连接端口,实现对外网信息的访问控制,防火墙把内外网隔离,保障内网安全,服务器区建立在防火墙的DMZ安全区,增强服务器的安全性,减少网络资源占用。
2.划分区域,控制网络访问权限。采用Vlan技术,把网络从逻辑上划分成若干个虚拟工作组(网管组、办公组、教室组、学生机房组等),这样既可以控制流量提高网络性能,也能增强网络的安全性。
3.做好设备技术文档的管理工作,充分发挥设备应有的效率。网管人员掌握网络关键设备的使用,根据实际应用状况,正确配置网络设备参数,对提升网络性能,增强网络安全,排除网络故障是至关重要的。因此,重视网络技术文档的管理,有利于更好地服务于网络管理工作。
4.建设有特色的合作学习教室。合作学习作为新一轮课程改革所提倡的教学模式和学习方式给我们的课堂带来了活力与希望,推动了课堂教学改革创新。它有效地改善了课堂内的学习氛围,扩大了学生的参与面,与此同时,培养了学生自主、探究的学习能力,以及与他人合作的技巧,充分体现了新课标“自主、合作、参与”的核心理念。
5.学生机房采用上网方式。多台电脑同时上网,占用了大量的网络带宽资源,严重影响其他用户的网络应用需求。学生机房采用上网方式,是有效的解决方案:每间机房可独立配置一台服务器,把机房设备隔离单独管理,学生机共享服务器的连接。这样既可以减少学校公共IP地址的占用,服务器的缓存功能,又能提高机房的网络访问速度,减少公共网络带宽的占用,还有利于任课教师对本电脑室学生上网行为的管理。
6.改变班级设备配置方案,确保教室多媒体设备的正常使用。学校的多媒体设备进人班级,但学生课后擅自使用,上网玩游戏、安装一些与教学无关的软件、擅自更改系统设置、感染病毒致使系统无法正常使用的情况时有发生。针对这些问题,我校配置带有VGA接口(到投影机)、用45接口(网络)、音频接口、电源插口的多媒体设备控制面板,只需购置班级数一半的笔记本电脑就足够支持学校的多媒体教学的需要。这样一来既方便管理,杜绝了因学生因素导致的使用问题,又不会因个别台笔记本电脑的故障而导致某教室不能正常上课,并可减少设备投人资金。有条件的学校还可考虑建设校园无线网络接人系统,方便教学上的网络连接应用需求。
二、加大软件投入,建立学校核心的信息化数据库模型
现阶段的软件市场的相关资源、软件的数据接口标准不统燕存在较多设计不规范、兼容性差的问题,导致数据不能自由转换,一些软件不能得到长期稳定的应用。笔者建议学校在建设软件环境时,可遵循以下几条原则:教育部颁布的标准性文件应作为学校软件平台建设的指导性文件;学校应根据教育信息化的发展目标,制订软件环境发展规划;根据标准性文件和发展规划,建立学校核心的信息化数据库模型;学校应主导自己的软件平台建设,而不能被市场主导,要求软件开发公司应在学校建立的核心数据库上开发学校所需的各种应用。
三、基于网络的教育资源建设与应用是学校教育信息化的重中之重
目前学校的资源内容主要来自购买商业化的资源库和学科教师自主开发。商业化的资源缺乏针对性、系统性,对教学缺乏支持,可用性较差;教师制作的资源满足了个别应用需求,但缺乏系统性。笔者认为,教师在学校的资源库建设过程中应成为中坚力量,学校在建设基于网络的教育资源库时,最重要的就是搭建一个网络资源管理平台,让教师愿意把自己的辛苦劳动成果(资源)放入学校的资源平台。要做到“愿意”,最重要的是平台的建设要以教师个人的信息化需要为本,让教师感觉系统是专为之服务的,能体现个性化,能作为展示其成果的平台,能让其分享别人的成果、自主决定属自己所有的资源的使用权限。只有这样学校才能建设成一个有学校特色的、有用的、高效的网络资源库。
一个合理的资源信息汇集流程还只是个基础,围绕该流程,以人(教师、学生)为本,提供完善的系统功能服务是资源平台建设的关键,资源平台系统提供简里应用,满足初级应用是必须的,一些复杂的·高级砰钾需求同样必不可少,这样才能确保资源系统应用能持续发展。
1.教师个人主页系统是教师信息化应用的平台。建立“教师个人主页系统”,实现教师个人教育信息应用管理的需要后,作为学校整个网络平台下的一个子系统,该子系统必须充分考虑教师信息化应用的需要,提供完善的、从初级应用到高级应用的需要。具体说来:(1)教学资源信息管理。教师可以自主创建管理资源栏目.收集、上传、管理控制资源。教师主页在教学资源信息管理所提供的这些功能,其实是集成网络存储与网站信息各自的优点,让教师对属于自己的资源有完全自主控制权,这样才能让教师个人感觉系统是“以人为本”。(2)个人成果展示。教师可以在这个虚拟空间、展示平台上、管理各类成果,在主页模板和自由创建主页两种模式中,选择符合自己需求的模式。(3)交流互动。在主页上提供留言板、教学辅导讨论区、收件箱。并集成个人E-mail管理、QQ即时通讯等。就能满足教师与学生的交流互动的需要。(4)学校的管理单元。学校管理部门也经常要与教师进行信息交换,提供的信息、文件群发与收件箱功能把管理部门与教师联系起来,为学校的现代化办公管理奠定了基础。 2.资源库建设采用基于“教师个人主页”的建设策略。教师个人主页就是一个小小型、微型独立式专题知识资源实库,这些小型资源库在教师个人各自的管理更新下,就能确保学校的网络平台有源源不断的教学资源流入,成为学校建设好资源库的有力保障。
因此,将学校资源构建应与教师的个人主页。系统可以采取教师在上传资源文件到自己个人主页的同时,由教师选择要置入资源库的位置的办法来汇集来自各教师的资源文件,解决资源来源问题。接下来就是如何保证质量的问题,质量的保证自然就由学科资源管理员来监控,只要投于其相应的控制权限。在这样的机制下,大家各负其责,一个极具学校特色的资源库就可以形成。
3.教师个人主页与资源库的关系图
4.资源库的效益。基于教师个人主页系统的资源库建设策略,其资源将发挥最大效益,就像前面提到的.教师最接近学习者,教师筛选、加工处理、自制的资源最适合学习者的使用,教师在评价资源对学习者的效用时,还能根据实际情况调整资源结构,因此,这种模式建立起来的资源库的效率是毋庸置疑的。
四、教师培训
为切实将教育教学工作抓在实处,学校进行了科学合理的规划引导,为教育干部和教师提供了一个学习、交流、融会、提高的平台。
一是广泛宣传,统一思想。学校以会代训,进行了广泛宣传,使教育干部、教师充分认识到以专业化发展为根本要务的队伍建设对于在更高层次上提升办学理念、改革教育教学、促进素质再提升、优化学校管理的重要意义,做到人人重视,全员参与,广泛受益。
二是健全机构,完善机制。在学校整体层面和各个级部,分别成立了领导小组和日常管理机构,制定了具体的可操作性强的实施方案和一揽子工作计划,构架起“施受互动、共同提高”的“传、帮、带”一体的运行机制和长效机制。
三是建章立制,保障规范。学校及时研究并制定了队伍建设系列制度,如《统一考核制度》《问询问责制度》《民主考讲制度》《个案反思制度》《包组调研制度》《定期评教制度》《督查评估制度》等,使工作的全程管理始终有章可循,严谨规范。
基于以上三方面的工作,学校确定了以建设和健全“四个系统”为核心的总体目标和任务,即以加强学习为先导,努力建设“学习型”系统;以提升道德境界为着力点,努力建设“和谐型”系统;以加快教育发展为重点,努力建设“创新型”系统;以优化服务为核心,努力建设“服务型”系统。通过抓规划促规范、抓管理促落实、抓过程促实效、抓反馈促交流和抓反思促提高的“五抓战略”,形成了有力的抓手,奠定了良好的开端。
二、人尽其才,注重反思,提高素质
为抓学习促反思,抓反思促提高,学校具体落实了“三个环节”,确保“八个到位”,开展“联谊对接”,实施“一个认定”。
一是落实“三个环节”。在学习环节,加强集中培训,包括“读、看、学”,即“读理论书籍、看培训光盘、学先进经验”。在思考环节,着重反思积累,包括“议、写、谈”,即“议一议读书心得、写一写实录观后感、谈一谈学习体会”。在实践环节,强化理论升华,包括“备、说、模”,即“备备”――备一例风格独特和特色鲜明的管理案;“说说”――适时召开专题会进行“说案”并当众进行自评和他评;“模拟”――组织教育管理专题模拟演练,进行直接体验。
二是确保“八个到位”。即“领导责任、培训时间、内容、形式、措施、制度和经费”等八个到位,做到了各司其职、各负其责,并将每周五下午定为固定的培训学习时间,由各教务处负责组织实施。学校成立督导组,定期进行协调、督查和指导,同时设立了培训学习账户,人均每学期不低于100元,以确保工作规范运转。
三是开展“联谊对接”。本着“双赢”的原则,加强了与联谊学校的对接,积极开展“大村、六汪、胶河、黄山和宝山西北五乡镇区大学区大教研”,就初三第一轮和第二轮复习、有效课堂研究及展示、学区学科大集备活动等,广泛而深入地开展校际间教育干部、教师联谊和业务交流活动,要求每名教育干部每学期至少参加两次联谊活动,就所学到的新经验或心得体会等加强反思积累并写出理论文章,向大家汇报传授,实现了内涵的丰富和外延的拓展。
四是实施“一个认定”。实施教育干部民主生活会和“考讲”制度,每季度一次,每次一个专项,每次一个认定,每次撰写3000字的分析材料,并做到“三个对照”,即“对照上级的要求具体查、对照师生的要求马上查、对照职责范围全面查”,限期加以解决。同时建立干部考讲档案,将考讲结果纳入考核和使用档案。
基于这四方面的工作,学校广大教育干部、教师在学校的整体引领下,自我学习、自我反思、自我提升的热情不断高涨,仅就2016年上半年,教师所撰写的教育教学科研论文获青岛市市级以上奖励的有66篇,在市级以上核心期刊发表的近30篇,从而走出了一条适合学校的教科研和校本研训之路。
三、把握核心,强化实践,全面发展
樽シ蠢〈俳涣鳎抓交流促实践,学校开展了一系列活动,为教育干部、教师素质的提升搭建实践平台。
一是政治上,重在发展观。认真落实每月一次的集中学习交流制度,主要是针对科学教育发展观、省素质教育会议精神、教育干部作风建设、教育软环境建设等文件精神要求,在教师中适时开展了“三个一”活动:“一次汇报”,就所学到的新知识、新技术、新本领向大家汇报传授;“一次议论”,就存在的疑虑展开议论,统一认识;“一次整改”,就存在的问题集思广义,加以整改。以此确保广大教育干部、教师树立“三种意识”,即增强保底意识、增强优化意识、强化效率意识。
二是能力上,重在开拓性。由干部举办专题讲座,对教师进行有针对性的教育。适时开展了“三个教育反思专题讲座”:一个教学常规反思――注重学习研究,实现教学常规的再完善;一个教育管理反思――注重实践反馈,实现管理理论的再提升;一个心理案例反思――强化心理干预,开拓和谐的心理空间。以此为基础,在教师层面上配套开展了“个人发展规划工程”“读书工程”“青蓝工程”“中老年素质再提升工程”四项工程。
三是业务上,重在专业化。实施传经布道“12345”工程:“1”即“一个对子”――与一名青年教师结对子;“2”即“两个个案”――锻造一个精品教学案和指导个案;“3”即“三节授课”――上好一节新课改公开课、一节指导研究课和一节教研汇报课;“4”即“四个展览”――一个落实省素质教育会议精神的教学成果心得展、一个以校本研训为主题的教研经验展、一个教育教学前瞻性管理反思个案展、一个心理干预或心理咨询专题讲座展;“5”即“五个评议”――学期末开展“领导评议、教研组评议、教师评议、学生评议、家长电话访评”的五评活动。
基于这三方面的重点强化,学校广大教育干部、教师在政治素质、业务技能、开拓能力等方面得到了提高,并起到了“排头兵、领头雁”的先锋模范作用,其中英语、化学、政治等学科教研组,多次被市教育体育局教学研究室评为先进教研组。自学校实施“青蓝工程”后,已有16名教师提前成长为教学骨干。
四、立足人本,构建和谐,长远发展
为抓管理促实效,抓过程促管理,学校立足人本化和人文化,采取了强化理念、改善环境、健全制度等保障措施。
1.强化服务理念,以此内化外在行为
一是引领树立精细化管理的理念。将工作中的重难点和薄弱处,细化到每个环节、步骤,坚持“精准把握、精细筹划、精确落实”,力求“三清”,即具体情况清、矛盾问题清、思路方法清,并建立精细过程跟踪记录档案,形成完整的跟踪服务体系。
二是引领树立感应化教育的理念。加强“以校为家”校园文化建设,营造家的氛围,以底蕴深厚的校本文化,实现“心灵谐振”和“和谐认同”,在情感交融中增强针对性和实效性。
三是引领树立人性化服务的理念。深入贯彻落实“以校为本、以人为本”的人性化和人文化的管理理念,用“一站式”服务,提高师生的满意度和受益度。
2.强化以人为本,以此营造和谐空间
一是关心教育干部的工作。要求学校主要负责人和中层干部经常与他们座谈交流,了解他们在工作中遇到的困难和问题,认真研究,妥善解决,做到以心交心,以真情换实意。
二是关注教育干部的发展。建立了教育干部“发展登记录”,对他们的学习、教学、听评课、管理、考讲、个案反思情况及问题等进行登记,定期给予综合分析并及时指导,促进他们成长。
三是关心教育干部的心理。学校将关心、疏导、转化心理压力作为一项重要职责,密切关注他们的心理感受,进行必要的心理干预,为他们营造出团结友爱、互助合作的工作氛围以及和睦相处的人际环境。
3.化考评督评,以此构建长效机制
一是实施“多元考核制”。“按比性”――考核小组按“德能勤绩”等情况先行考核,按70%计入,考核委员会进行复查审核后,进行再考核,按30%计入;“加减性”――年度内受表彰的加分,受问询问责的减分;“多元性”――健全并实施了“年度考核总分=工作政绩+教师评价+社会评价+领导评价+加减分项”评价机制。
地方本科院校的人才培养重点是为区域经济社会发展以及相关行业需要服务。嘉应学院是一所新建的地方本科院校,以本科教育为主体,学校设立的理工科专业紧密结合地方特色和行业发展需求,注重学生实践水平和技能的培养。实践教学是是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。嘉应学院化学与环境学院为增强学生的工程实践能力和社会竞争力,构建了多个校内外实践教学基地,近三年已为各类环保企业和政府环保管理部门培养环境科学专业人才约300多人。
1实践教学的必要性
梅州市位于广东省东北部,是典型的山区农业市。近年来,随着农村人口大量增加,经济开发和广东省产业双转移力度加大,农药、化肥的大量施用使农村环境问题日益加剧。另外,乡镇企业的迅速发展,使环境污染在广大农村迅速蔓延,加上自然资源的不合理开发,都给农村生态环境带来了严重危害,不得不引起人们的高度重视[1]。地方院校以服务地方经济、地方产业为己任,我们培养的环境工程专业的学生不仅要有扎实的专业理论知识,还要有实际的工程应用能力,解决实际的环境问题。实践教学是人才培养的重要环节,是本科教学的重要组成部分,是培养学生实践能力和创新能力的主要方法和手段,地方性高校环境工程专业本科生工程能力有待提高,构建科学的实践教学体系是提高人才培养质量的重要保证[2]。我院根据实际情况,推行理论与实践并重的教学课程体系,构建校内外实践教学基地,不但应使学生掌握通识专业知识和技能,还应多学科融合,培养学生利用专业技能解决农村环境污染问题的能力,解决地方凸显环境问题。
2实践教育教学体系建设
我院根据国家教育部及学校的相关文件精神,结合环境工程学科专业的特点,构建了一个多层次、开放性的实践教学体系,提高学生综合应用专业知识与技能的能力和素质。
2.1优化实践课程设置
实践教学以专业基础理论和专业实验为基础,与实际生产紧密结合,加强技能培养为目标,以就业为导向。我院初步建立了环境工程专业实践教学体系,在理论课程设置上除了夯实环境工程原理、工程制图、环境工程设计及水、气、固废污染控制工程、流体力学等一般工科类课程基础技能,并增设机械基础、排水工程、环境工程设备、工程概预算、仪表自动化、电工技术等工科课程及实践,使学生具有扎实的工程设计、实施与工程管理的基本技能[3]。实验教学是实践教学环节的重要组成部分,是培养学生动手能力、分析问题和解决问题的能力及创新能力的重要途径。我们对实验教学内容进行改革,除开设专业基础实验包括环境基础化学实验、环境工程微生物学实验、环境监测实验、固体废弃物处理与处置、环境工程综合实验等,增设了综合性设计性实验,如嘉应学院校园空气质量监测、嘉应学院校园周边噪声监测、周溪河嘉应学院段水质监测、嘉应学院校内湖泊富营养化水平监测、SBR法曝气生物滤池(BAF)处理校园生活污水试验,推流式活性污泥法处理校园生活污水系统的观测、运行与监测等。我们为了提高学生实验兴趣和实验教学效果,不断改革实验教学方法和手段,增加各种大型仪器的使用,,规范实验教学环节,增加学生独立操作和实际动手机会。除了课程设置上进行优化,在硬件上提高实验教学设备的质量、数量,增加实验实践的空间和条件,提升学生实验实践的动手能力。另外我们还重视提高课程设计和毕业论文质量,在指导教师的指导下,以工程实际或社会实际为背景,综合运用知识独立地完成一项工程设计,要求学生熟悉相关设计规范、手册,查阅文献,制定实验方案并实施完成,最终形成项目设计或论文。如在《环境监测与评价》、《水污染控制工程》课程设计中学生完成了饮用天然矿泉水微生物的检测及评述、淋洗液在线发生-离子色谱法测定饮用水中的氯酸盐、天然有机物氯消毒副产物的生成及影响因素研究、农村污水高效降解氨氮处理技术研究等课题。通过实践性综合性强的实验训练,提高了学生的实验技能、搜集处理专业信息能力和分析解决问题的能力。
2.2构建校内外实践教育教学基地
我院建立了校内环境工程教学实践基地。在校内利用教学实验室完成各项专业技能的训练,还用专业技能处理学校环境污染问题。如建立了学生宿舍生活污水小型处理站,实验室废液处理站,环境工程专业的学生以此作为课程设计或者毕业论文,全程参与设计、调试和处理。学生参与处理身边的环境污染问题,积极性高,有责任心,确实体会到专业技能的重要性,提高了学生的专业综合素质。我们建立了二十多个校外实践教学基地,包括县级污水处理厂、自来水厂、环保有限公司、啤酒厂、垃圾填埋场、美丽乡村建设点等。学校与这些单位和机构联合制定了实践教学的计划,学生到真实职场实习或者参与校企合作项目。在真实的工作环境中,学生通过实习、实践,接触到本行业的新技术、新技能,学会整理碎片化的知识,亲身感受到规范的职场要求,培养学生综合应用能力。对教师而言,通过项目的参与,实践技能得到了极大的提高,对理论教学和实践教学有很好的促进作用。同时教师用科研能力解决企事业单位的生产实践过程中遇到的问题,建立互利互信的产学研合作关系。如我校与实践教学基地签订的校企合作技术服务协议《农村废水治理新技术》,其中组合式生物滤池工艺在梅州市各乡镇广泛应用,处理效果良好。学生还依据企业课题完成毕业论文,如常规污水生化处理系统中亚硝酸盐积累的过程分析,新型絮凝剂对含磷生活污水的处理能力的研究,粉煤渣及其改性对废水除磷效果的研究,多段式介质阻挡放电反应器性能及去除有机气体的研究等,论文质量较以往普遍提高。
2.3加强实践教学师资队伍建设。
我院现有环境工程专业实践教学教师12名,41.7%具有博士学位,具有较强的理论知识和科研能力,但缺乏工程实践能力。因此,学院从三方面来提高实践教学师资队伍的建设。一是招聘具有工程实践经历的新教师。二是鼓励教师参与企业实习,可采取减免教学工作量或将工程实践经历作为晋升职称的必要条件等鼓励措施。让实践教学指导教师紧跟形势的发展,到工厂企业去学习新技术、新方法,掌握新工艺、新设备、新规程,帮助学生在专业技能、创新能力和实践能力上获得明显的进步,使培育出来的学生更能快速适应社会生产的需要。三是聘任企业一线技术人员担任兼职教师,参与学校课程教学,联合指导学生毕业论文设计和实训等。企业技术人员拥有丰富的实践经验,能切实指导学生掌握专业技能,提高实践能力和团队合作能力。
2.4以竞赛带动实践教学
为了充分利用教学实验资源,实验教学中心(或基地)成为当前实施实验与实践教学的一种有效的运行管理模式.近年来,我国高校不少专业都投入了大量资金,相继建设了实验教学中心,形成了统一管理、统一规划、独立运行的管理体制,充分利用了教学实验资源.例如:清华大学环境学院在“985工程”二期建设期间,构建了符合环境学科特点的新型实践教育体系,并将原有依托于各研究所分散的教学实验室重新整合,于2004年成立了“环境技术实验与实践教学中心”,后更名为“环境科学与工程实验实践教学中心”.通过对教学中心的不断扩建,由原来分散的教学实验室建设成为约2000m2的集中、独立实验室,形成了专业基础实验、污染控制技术实验以及数据处理和工艺控制实验课程体系.2009年,清华大学环境科学与工程实验实践教学中心被评为北京市实验教学示范中心,后又被评为国家级实验教学示范中心.同济大学环境科学与工程实验教学中心的前身是创建于1956年的给水排水实验站,1994年组建成立独立的学院总实验室,2007年更名为同济大学环境科学与工程实验教学中心,2008年被评为国家级实验教学示范中心.
浙江大学环境与资源实验教学中心的前身是1939年国立浙江大学所成立的农业化学系教学实验室.1999年对本科生实验课程体系和管理体制进行全面改革,以“浙江大学土壤与农业化学基础实验室”为基础,组建环境与资源实验教学中心;2000年成立浙江大学环境与资源实验教学中心,2007年被批准为浙江省首批基础课实验教学示范中心.哈尔滨工业大学市政环境实验教学中心是在市政环境工程学院所属的环境工程、环境科学、给水排水工程和建筑环境与设备工程等多个专业基础及专业课实验室的基础上,于2000年8月组建成为大型、综合性的实验教学中心,面积6000m2,下设分析测试部、实验教学部和综合业务部等3个部门,为教学、科研和学科发展提供服务.此外,天津大学、南京大学等,也都通过整合环境实验教学资源,先后于2002年、2003年成立了环境专业实验教学中心,并针对学科特点构建了各自特色的环境实验教学模式.如南京大学提出的“理论与实践结合、宏观与微观结合、经典与现代结合、实验教学内容与科学研究结合、基础实验课程的学习与科研训练结合”的实验教学模式等,并于2009年被评为国家级实验教学示范中心.
2高校环境实验教学体系建设综合比较
我们调研了国内10几所重点高校的实验教学体系(不含课程设计)的建设情况,并从实验课程内容、教学方法、硬件建设、管理机制等几个方面进行了比较.从调查结果来看,目前国内重点大学在环境科学与工程专业上开设的主要实验教学课程有以下特点.
2.1实验课程的设置环境监测实验、水污染控制实验、大气污染控制实验和环境微生物实验是多数高校的本科生必修课.由于这4门实验课都是环境专业中比较传统的实验课程,因此在相应实验内容设置上,各高校相差不是太大.但环境工程原理、固体废物处理实验、环境化学及环境数据处理实验等新兴实验课程,高校中目前开设的还相对较少.清华大学实验课程的设置较全面,涉及水、气、固等所有环境介质,并开设了环境数据处理及信息实验课.
2.2实验项目类型主要可以分为两大类:操作型实验和演示型实验.操作型实验又可分为基础型、综合型和研究型.不同高校其分类方法略有不同.
2.2.1操作型实验(1)基础型实验.目的是通过实验帮助学生验证课堂所学理论知识,掌握必备的实验操作技能.所有高校都设置了一定数量的基础型实验项目,如环境监测实验中水的物理性质、碱度、硬度的测定等,环境微生物实验中显微镜的使用、大肠杆菌群数的测定、培养基的制备以及水中菌落总数测定等,以及环境工程原理中传质系数的测定等,都属于基础型实验.(2)综合型实验.是在学生掌握了一定的专业基础知识和基本实验技能之后开设的综合型实验课程,目的是培养学生运用自己掌握的理论知识和实验技能,系统地完成一些具有一定深度和广度的综合型实验.该类型实验要求学生有系统、有深度、规范地完成实验内容,从而使学生得到包括实验设计、方案实施、结果分析等全方位的培养和训练.在全部实验项目中,综合类实验所占比例一般较大,如清华大学环境科学与工程实验实践教学中心,综合型实验项目的比例为43%.清华大学“校园环境监测”是一门典型的综合型实验.围绕“校园环境”这一主题,学生通过自由组合,分别从水、气、固、噪声等研究领域确定研究课题,并通过充分的文献调研与小组讨论,形成可行的实施方案.春季学期结束之前学生进行统一汇报,由主讲教师、实验教师、助教、各小组组长等组成评委,对其方案进行可行性评价并指出改进之处.夏季学期集中安排时间进行实验方案的实施,期间实验教师与助教全程指导.实验完毕,经过数据分析、结果讨论,并以ppt的形式在限定时间内向全年级同学和有关教师汇报,并接受提问、评委打分,最终给予实验成绩.(3)研究型实验.是在学生掌握相当的专业基础知识和实验技能后参与的研究项目或自主提出的探索性实验研究课题.这些研究型课题主要要求学生在导师指导下,通过自主开展实验研究,学生在背景调研、方案设计、系统搭建、数据处理和结果表达等多个环节中,养成独立思考和积极进取的科学精神,以实现培养学生的创新意识、观察能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力,因而是培养顶尖创新型人才的重要步骤.例如清华大学“水处理实验”中的混凝实验,由于实验水样千差万别,对不同的水样、不同的混凝剂或助凝剂,其最佳混凝条件各不相同.因而要求各组根据自己的兴趣从指导书所提供的参考实验方案中进行选择,或者发挥创造力自行确定实验方案.
2.2.2演示型实验某些实验项目受实验条件或课时所限,通过模型或多媒体教学向学生展示复杂实验内容,旨在扩大学生知识面.例如水污染控制实验中可开展近15个实验项目,但一般高校只选择其中的5~9个实验项目,有些高校,如哈尔滨工程大学再选择一些实验(如沉淀池、SBR反应器等)作为演示实验项目.另外,对于大学生研究训练项目(SRT)类型的实验,不同高校对其分类与定义存在差异.有些高校将其列为课外科技创新活动,而未归为研究型实验,如清华大学、哈尔滨工程大学;有的高校将其作为一类创新型实验,如同济大学.
2.3教学管理与设备条件建设如前所述,目前很多重点高校都建立了独立的环境实验教学中心,承担全部(本科、研究生)实验教学任务,并由专职实验人员进行实验课程的建设、教学、管理及实验室维护.多数实验教学中心配备了大中型分析仪器,如气相色谱仪、液相色谱仪、离子色谱仪、TOC分析仪、原子吸收光谱仪、分光光度计等.有的中心实验教学与科研几乎完全分开,教学中心独立拥有实验教学所需的大型仪器与设备,在开展实验教学的同时,对校内外开放,如浙江大学;有的是拥有其中主要的几种常规大型仪器,昂贵的大型仪器如ICPGMS等则依赖于单位科研平台,如清华大学;有的则是教学与科研共用,如天津大学、哈尔滨工程大学.自主研制设备是实验教学中心的重要任务之一[15],今后各实验教学中心还根据实验内容需要大力自主研制与改进教学设备,如清华大学研制的电袋除尘设备、氮氧化物的催化净化设备、过滤反冲洗装置、有机废物好氧堆肥装置等20余套;浙江大学研制的活性炭吸附实验装置、高效脱氮除磷生物反应器等40余套.这些设备在开展高质量的实验教学中发挥了重要作用.
2.4教学方法与手段改进由于以往实验课程存在着安排欠合理、学生数较多、场地和资金的限制、人员编制的限制等问题,导致目前许多高校仍以“菜单式”集中教学为主,学生的主动性和能动性难以得到全面发挥.不少高校已经意识到该类问题并进行改进.如清华大学、浙江大学、同济大学等高校率先开设的研究型实验或建设科技创新基地,从实验项目来源、硬件条件、实验时间的保障等各方面,为学生提供旨在培养高素质、高能力的创新型专业人才的实验系统平台.
2.5实验教材建设与实验课程的开设数相比,目前各高校正式出版的环境专业实验教材偏少,一般3~4部,多数采用自编实验讲义的形式.这些教材有的是实验部分独立成书,有的是与理论课教材编著在一起.实验教材的编写与出版是目前高校环境实验教学中相对比较薄弱的环节之一,应在今后的建设与发展中得以加强.