環境工程的特點范文
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篇1
我校自1998年開始面向全國招收環境工程專業的本科生,為了適應環境工程專業開展了環境微生物實驗課教學,近年來我們對環境工程微生物的實驗教學進行了改革探索,目的是進一步提高環境工程微生物學實驗教學效率,培養具備理論知識扎實、動手能力強的大學畢業生。
1實驗教學改革
l.1實驗課程的設置
環境工程微生物學實驗2001-2006年之間是環境工程微生物學課程(36學時)的一部分,占其中的4學時,實驗項目2個。實驗內容較少,教學方式單學生缺乏足夠的實驗訓練,不能充分掌握實驗技能,在后續的實踐及科研中感到比較吃力。
為了進一步提高學生的實驗技能,加深學生對環境工程微生物學的認識,2007年開始將“環境工程微生物學實驗”獨立成為環境工程專業的一門專業必修課,共16學時,1學分。
1.2修訂教學內容
環境工程微生物學是微生物學的一個分支,具有突出的專業特點,實驗內容的選擇要做到既能培養學生微生物學的基本操作技能,又要兼顧微生物在環境工程實踐中的應用。例如,培養基的制備、器皿及培養基的滅菌、顯微鏡的操作、微生物的染色及觀察、微生物的培養及分離等實驗內容是必不可少的,這些都是微生物實驗最基本的操作,學生必須扎實掌握,但在實驗微生物種類的選擇上也要照顧到環境工程中的重要微生物,比如普通生物學中較少涉及環境工程微生物中比較重要的藻類、原生動物和微型后生動物等,本人自2007年起,對環境工程微生物學實驗教學不斷完善,及時更新實驗教學內容,加大實驗知識和實驗技術的傳授,同時將教師的科研項目引入實驗教學。將實驗項目拓展到8個,并出版校內講義《環境工程微生物學實驗技術》,作為實驗指導教材;2011年9月,將實驗教學內容進一步修改完善,出版了校內講義《環境工程微生物學實驗技術》(修訂版),將環境工程微生物實驗項目增加到10個,并增加綜合性實驗項目;設計了“環境工程微生物學”實驗內容、實驗項目、學時數和實驗類別等。
1.3改變教學方式
改變以往簡單的學生實驗、編寫報告的教學方法,將實驗教學貫穿到實驗準備、實驗過程、編寫報告、實驗考試等全過程。
傳統的實驗課程教學方法是由實驗教師幫助學生完成很大一部分準備工作,學生只是按教師的講解和實驗手冊的步驟進行操作。我們在環境工程微生物實驗教學中,要求學生提前預習實驗指導書并寫出預習報告(包括實驗目的、原理、儀器、材料、步驟等),做到對所做實驗心中有數。實驗過程中從準備實驗器材、配置試劑到實驗結束每一步都由學生自己動手,教師只起到輔助、監督和示范作用。每個實驗都設置有相關思考題,學生帶著這些問題進行實驗,實驗課程中進行討論、驗證或課后進一步查找資料來解決這些疑問。
1.4改革教學手段
微生物個體微小,學生對它的感性認識不多,這使許多有關微生物的概念變得抽象、難以理解。在實驗教學中,有目的地引入視頻實驗教學等多媒體教學方法,可以增加實驗教學的直觀性和趣味性。采用視頻教學短片,向學生展示基本的實驗操作,以及相關實驗技術的發展及其在生產或科研中的應用,通過屏幕清晰形象準確地展現每一個步驟,如無菌操作技術,微生物的分離和培養技術,消毒滅菌技術,斜面、液體、平板接種培養方法等。采用多媒體進行實驗教學,具有形象、生動、信息量大的優點,結合教師在實驗過程中的講授和示范,使學生可以更好地掌握實驗操作技巧,實驗操作更加規范。因此,我們建立了環境工程微生物學課程網站,制作了環境工程微生物實驗的多媒體教學課件,建立了環境工程微生物圖庫,完成了課程試題庫建設,該網站成為適合學生自學的網絡平臺。
1.5有效的考核和評價方式
建立了一套有效的考核方法。實驗課程考試方式是綜合考核(實驗+閉卷考試),實驗主要考核項目有預習情況、操作情況、數據的記錄及處理、實驗報告的質量等,該部分占考核成績的70%。閉卷考試主要考核實驗涉及到的知識點及操作關鍵點,該部分占30%。
2環境工程微生物學實驗教學改革實踐的特點
2.1讓學生參與實驗準備的全過程
實驗室的前期準備工作很重要,工作量要比實驗課程多許多。讓學生參與到前期準備工作中,不但要認真預習實驗內容,還要準備實驗所需的材料。實驗課分組進行,每組實驗結束后,做好后續整理工作,比如微生物生長量的測定和生長曲線繪制實驗,測試完畢要將實驗菌種和器材進行滅菌后清洗,然后每組分別準備出下一個實驗自己小組所需的器材,要對培養皿、試管、鑷子等消毒滅菌,配置各種試劑,這個過程使學生學習到完整的微生物實驗操作技術。
2.2及時更新實驗教學內容
微生物學和環境科學知識的更新推動著環境工程微生物學不斷向前發展,實驗技術和方法也在不斷改進。隨著生物工程技術的發展,現代生物技術如基因重組、PCR技術也在環境工程得到應用,但是傳統的實驗教學對這些實驗技術在環境工程中運用很少涉及,為了緊跟時代和學科發展的步伐,讓學生熟悉和掌握學科前沿新的理論知識和操作技術,我們及時更新實驗內容,將分子生物學的部分內容寫進教材,如2011年進行實驗教材的改編時,將電泳、凝膠成像、PCR基因擴增等實驗引入到實驗教學中。
2.3增強不同實驗間的連貫性
過去實驗內容多為孤立、連貫性不強的項目,各實驗之間的內容重復較多,學生難以系統地把握微生物學實驗,對此,我們調整了實驗內容,將原來獨立設置的實驗內容整合到一起,形成具有一定連續性的實驗體系,比如培養基的配制和滅菌(實驗一)培養出的微生物可進行觀察細菌的形態結構和染色練習(實驗二),微生物的分離和純化(實驗三)后的微生物進行數量和大小測定(實驗四)以及生長曲線的測定(實驗五)。在這個環環相扣的實驗體系中,有利于培養學生嚴謹的學習態度和實事求是的工作作風,有利于培養學生獨立思考、探索和發現問題、分析問題以及解決問題的能力,也可以系統培養學生的邏輯思維,并使之形成一種良好的思維慣性,對學生在日后的學習或工作中的創造,都有著積極的作用。
2.4結合多媒體實驗教學、更直觀展現實驗內容
環境工程微生物學實驗中的各種微生物需要在光學顯微鏡甚至電子顯微鏡下放大才能看到。由于環境樣品中微生物的復雜性和多樣性,應用傳統的實驗教學方法不便于更好地展示微生物的形態結構、動態變化過程,針對這點我們在多媒體課件中放入大量宏觀及微觀圖片,并建立了污水處理指示性微生物圖庫,從而更直觀更豐富的反應微生物的形態特征,使學生更好的掌握實驗知識。
2.5增加創新性實驗項目,培養創造性思維能力
高等學校實驗室是“知識創新的源頭,人才培養的基地”。增加本科生科技創新實驗項目,是為了有效利用和挖掘實驗室資源條件,充分發揮實驗室在實施素質教育中的重要作用,吸引學生利用課余時間到實驗室參加實驗,提供更多的實踐機會,活躍學生的第二課堂,使學生更好地掌握和鞏固專業知識,提高其動手能力和創新實踐能力,培養學生創新思維,為日后從事科學研究工作奠定較為堅實的基礎。創新性實驗項目把實驗的主動權交給學生,學生在教師有限的啟發引導下,綜合運用所學知識,項目選題、實驗設計、項目實施、結果處理、項目報告評審等均由學生解決。創新性實驗的目的是進一步培養設計實驗和創造性思維的能力,所以在實驗項目的安排原則上不做范圍的限制,只要是實驗室條件滿足就予以安排,創新性實驗結束后指導教師和學生一起總結實驗,找出成功或者不足之處,使學生的創造性思維和分析解決問題能力得到提高。如2013年我校的科技創新項目:微生物處理高氯酸鹽的研究、利用餐廚垃圾發酵廢液培養產油微生物及其油脂提取技術的研究和餐廚垃圾與玉米秸軒混合干式厭氧發酵產沼氣工藝參數優化試驗研究等;2010年的科技創新項目:2-MIB降解菌的生理生化特性的研究、復合生物填料處理垃圾滲濾液的研究和體育館有害微生物研究。每個項目由3-5名本科生,1名指導教師組成。學生自由組織,編寫項目申請書,提交申請,申請通過后實驗室提供場地和實驗材料,項目完成后進行答辯驗收,驗收由3-5名評委進行,優秀的項目可以獲得一定的獎勵。
2.6完善的考核手段
合理的考核方法對學生的學習能起到積極的督促作用。相當一部分學生存在對實驗技能不夠重視的傾向,他們在實驗中不認真操作,基本技能掌握不好,但卻可以寫出很好的實驗報告。為克服這種不良傾向,我們在本課程中建立了一套有效的考核手段,除了實驗操作+實驗報告成績(占70%),環境工程微生物學實驗還增加了閉卷考試(占30%),將實驗中的重要內容或者操作的關鍵點靈活轉化為試題的形式進一步進行考核,有利于加深學生對實驗關鍵點的掌握。
3實驗教學改革的成效
通過對實驗內容的不斷改進,實驗教學環節的優化以及考核評價體系的優化,減少了重復操作,豐富了實驗內容,提高了實驗效率,加深了學生對專業的了解,拓寬了他們的視野,提高了學生分析問題和解決問題的能力及實驗技能,增強了科研意識及專業信心,通過實驗環節和考核方式的改革,培養了學生嚴謹求實、一絲不茍的工作作風,為今后的工作打下了堅實的基礎。
從2007年至2012年,環境工程微生物學實驗教學改革探索進行了5年,取得了非常好的教學效果,連續3年來環境工程微生物學實驗教學在本科教學網評中排名前10%。2010-2011年,“環境工程微生物學”成為校第五批優秀課程建設項目,2012年11月,環境工程微生物學實驗教學改革項目被評為我校第十屆實驗技術成果獎二等獎。為了配合環境工程微生物學實驗教學改革,出版了2本配套講義和1本普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,分別是《環境工程微生物學實驗技術》(2007版和2011版,校內講義)和《環境工程微生物學》。
4結語
環境工程微生物學實驗教學已進行了多年,很多學校也進行了不少教學改革探索,目前國內文獻或會議報道的環境微生物學實驗教學改革有讓學生盡量多的參與實驗準備過程、完善教學內容、增強實驗連貫性、增加綜合性實驗的比重、結合多媒體教學等。本論文的特點在于在環境工程微生物學教學改革中,增加了網上教學交流及多媒體教學的比重,采用了更加完善的考核方式(實驗操作+閉卷考試),將分子生物學的內容引入到環境工程微生物實驗教學中,進一步適應目前環境工程微生物技術的要求;本文的創新性在于增加了創新性實驗項目內容,極大地提高了學生的科研能力。
篇2
關鍵詞:特高壓輸電線路;建設過程;環境保護;水土保持
作者簡介:廖建紅(1975-),男,湖南岳陽人,國網湖南省電力公司岳陽供電分公司,工程師。(湖南 岳陽 414000)
中圖分類號:F273 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)27-0236-02
一 、特高壓輸電線路工程環境影響和水土流失影響分析
1.特高壓輸電線路工程的環境影響
輸電線路工程的環境影響,一般包括對生態環境的影響,水土流失的影響,線路走廊的土地占用、選線選址與相關規劃的符合性和相容性,運行中電磁環境影響甚至景觀影響等。目前,輸電線路工程投產運行后,無空氣污染物產生,無工業廢水產生,無工業固體廢棄物產生,電磁現象成為主要環境影響問題。輸電線路主要施工活動包括修筑少量簡易道路、運輸材料、鐵塔基礎施工、鐵塔組立、導線和避雷線展放及跨越架搭設。對環境的影響主要體現為鐵塔基礎開挖或爆破,破壞原地基結構;修筑簡易道路、運輸材料、導地線展放時需砍伐破壞樹木、農作物等;跨越房屋需拆遷;施工過程中施工噪聲和交通運輸噪聲等。[1]噪聲僅是暫時性的影響,可采取一定的措施,控制施工時間,可將影響降到最小。
2.特高壓輸電線路工程的水土流失影響分析
輸電線路對水土流失的影響主要是工程建設過程中鐵塔基礎、施工地錨坑開挖、鐵塔基面平整、施工道路修建及牽張場地的平整擾動地表,一定程度破壞原狀植被所造成。輸電線路除各塔基永久占用土地外,施工過程仍需臨時占用部分土地(如施工便道、材料堆場),使部分農作物、果樹林木遭到短期破壞。人員及車輛進出、爆破等對當地居民和野生動物產生不良影響。鐵塔基礎澆筑時基面開挖,破壞了原有地貌及植被,使其產生水土流失。
二、制定特高壓輸電線路工程環境保護與水土保持目標
特高壓輸電線路工程境保護水土保持目標一般應從設計、材料、施工、建設管理等方面采取有效措施,落實環境保護和水土保持方案及批復意見,以建設資源節約型、環境友好型的綠色和諧工程為目標。落實“同時設計、同時施工、同時投產”的“三同時”方針,在施工過程中保護生態環境,不發生生態環境污染事故,力爭減少對施工場地和周邊環境植被的破壞,減少水土流失。
三、成立特高壓輸電線路工程環境保護與水土保持相應管理機構,明確各方職責
業主、監理、施工應建立相應的管理機構,以適應環境保護與水土保持專項管理。
業主項目經理為工程環境保護與水土保持第一責任人,負責環境保護與水土保持的組織實施及目標實現,并指定環境保護與水土保持管理人員和監督人員。
業主項目部安全專責負責本工程環境保護與水土保持的歸口管理,負責審查監理及施工項目部編制的《環境保護水土保持監理策劃》、《環境保護水土保持實施細則》,檢查施工現場環境保護水土保持的實施情況,并有權對環境保護水土保持不合格施工現場進行處罰。
監理項目部負責編制《環境保護水土保持監理策劃》,并審查施工項目部編制的《環境保護水土保持實施細則》。
施工項目部負責編制《環境保護水土保持實施細則》,并負責按細則進行實施。[2]
四、制定工程各階段環境保護、水土保持重點控制措施
1.設計階段環境保護、水土保持重點控制措施
(1)優化施工圖,對于工程沿線所經地區的自然保護區、森林公園、旅游風景區、集鎮、工業區等環保敏感點采取避讓原則。
(2)對鄰近通信設施的影響采取較為徹底的防護處理。對重要、大型通信線和無線電設施,以滿足防護間距要求、避免產生干擾影響為主。對其他通信線、無線電設施,盡量滿足防護間距要求,避免產生危險、干擾影響。當電磁危險影響超過架空市話電纜線路的容許值,將采用安裝電纜保安器的措施來處理。
(3)跨越通航江河時,不在水中立塔,避免線路對航運和河道泄洪能力產生影響,并按相應的最高通航水位及最大空載船舶高度設計足夠的安全凈空,以利于航運安全。
(4)線路與公路、通訊線、電力線交叉跨越時,嚴格按照有關規范要求留有足夠凈空距離。
(5)盡量避讓民房,減少民宅拆遷。對拆遷的民房按照國家有關規定給予安置;盡量避開林木密集覆蓋區、果園、經濟作物田地,以減少樹木砍伐,保護生態環境;盡量減少占用基本農田,工程占地補償費應專款專用于開墾新的耕地,補償占用的基本農田數量,盡可能保證當地基本農田數量不減少。
(6)線路采取高低腿鐵塔、改良型基礎、緊湊型設計,盡量少占土地、減少土石方開挖量及水土流失等。
(7)在經濟合理的前提下,盡量避開高山大嶺,避開林木覆蓋區;在路徑選擇時,盡可能避開果園、經濟作物田地;避開陡坡和不良地質段。對不能避開的林區,在鐵塔設計中盡可能減少線路走廊的寬度,所有鐵塔在跨林區時采用高塔跨越林區的方式,在一定程度減少林木的砍伐。
(8)避免塔基大開挖,保持山地的原有地形,全方位采取高低腿塔和主柱加高基礎,盡量減少降基,最大限度地適應山地地形變化的需要,同時盡量采用原狀土開挖基礎和塔腿小基面,有效減少水土流失。
(9)在降基后,對邊坡保護不夠的回填土作擋土墻,對自然坡面易風化的做護面,對土坡和排水不暢的做排水溝,避免塔位的沖刷。
(10)各個塔位或單個塔腿做成龜背型或斜面,恢復自然排水。對可能出現匯水面、積水面的塔位要求開挖排水溝,并接入原地形自然排水系統。
(11)邊坡保護,對部分塔位開挖后出現易風化、剝落、掉塊的上、下過坡均采用漿砌塊石保護;對較好的巖石邊坡視現場情況做放坡處理。
(12)用砂漿抹面做巖體表面保護。對個別塔位表面巖體破碎、水土極易流失的情況,采用M7.5—M10砂漿抹面,保護范圍為塔位表面破壞面積。
(13)對基面處理后引起易沖刷和流失的塔位,當按上述方法處理仍不能滿足要求時,采用在基面上重新植被,大規模護面以及噴漿的方法,處理基面。
2.施工階段環境保護、水土保持重點控制措施
(1)開工前,業主項目部組織施工圖會檢,通過施工圖會檢,落實高跨設計原則,減少樹木砍伐;采用全方位高低腿設計,減少土石方開挖量;明確余土處理和外運要求,確保環保、水保相關要求落實到設計圖紙中。施工過程中發現與設計圖紙不符,如需要砌筑護坡和擋土墻,堅持由施工提出書面工程聯系單通過監理復核后反饋給設計,設計工代現場調查核實后再按單基出圖,交施工單位嚴格按圖施工。
(2)施工項目部應組織編制《環保水保實施細則》并報審。[3]開展環保水保的風險源辯識。
(3)強化全員培訓,認真執行技術措施,針對施工過程中或其他活動中產生的污染氣體、污水、廢渣、粉塵以及噪聲、振動等可能對環境造成的污染和危害,單獨編制了有針對性的環境保護與水土保持措施,組織開展了環境保護、水土保持的相關法律、法規知識學習培訓,做到教育培訓全覆蓋,技術措施交底到現場,提高現場施工人員環保、水保自覺意識和防范意識。[4]
(4)現場廢舊物品和物料定點存放,定期清理;現場施工用垃圾、生活垃圾按指定地點堆放,及時清除。施工現場配備臨時廁所。
(5)盡量選擇臨時占地面積少的施工方法,減少對地表的破壞。現場臨錨坑及時回填,恢復植被。
(6)施工過程中線路復測全部采用GPS定位,減少了通道樹木施工砍伐;嚴格控制爆破作業,減少對原狀土破壞和周邊環境的影響。
(7)山區施工盡量選用原有的小道作為小運道路或架設運輸索道,以減少對植被的破壞。
(8)掛線時用張力機和牽引機緊、放送電線路,以減少樹木砍伐。
(9)現場按要求設置護坡、擋土墻、排水溝、截水溝等水保措施。
(10)施工過程中保護場地四周原有地下水形態,減少抽取地下水。
(11)對于房屋的拆遷,建設方應按國家有關賠償政策給予補償,拆遷戶就近安置,原有房屋處則拆除平整,與周圍植被環境保持一致。
(12)施工撤場前做到工完料盡場地清,不發生環境二次污染。施工完畢后應及時對施工區域、材料場、進場道路等區域進行植被恢復、土地復墾、土地平整等。
(13)土方開挖設置臨時堆土場,生土和熟土分開集中堆放,并按設計要求做好余土外運及清理工作。嚴禁隨意棄土,并采取了有效措施防止水土流失,在可能導致水土流失的地方施工時,按照“先防護后施工”的原則進行。[5]
五、結論
隨著社會經濟的發展和人們環境保護意識的增強,對特高壓輸電線路設計、施工的要求越來越高,施工難度也越來越大。一是設計時線路走廊的選擇,受房屋拆遷、交叉跨越、青苗補償、環保敏感點的制約,直接影響到工程的投資造價和工程建設進度。二是施工期間對周圍環境的破壞,如處理不當,可能產生環境破壞,水土流失。這不但影響工程建設與周圍環境的和諧,還有可能造成山體塌方、泥石流,影響輸電線路本體安全甚至周圍群眾生命財產安全。因此特高壓輸電線路工程環境保護和水土保持措施的實施,不但可有效保障工程本體的安全穩定運行,還能營造良好的社會環境,促進社會進步,實現經濟效益和社會效益雙豐收。
參考文獻:
[1]關于加強大中型開發建設項目水土保持監理工作的通知[Z].
[2]國家安全土地管理局,水利部.關于加強土地開發利用管理搞好水土保持的通知[Z].
[3]國家電網公司電網建設項目環境影響評價管理暫行辦法[Z].
篇3
1引言
環境工程建設與國民經濟、社會發展和人民生活息息相關,環境工程的建設越來越受到人們的關注。注重環境的保護和利用、加強城市環境工程建設是認真貫徹科學發展觀的基本要求。在進行環境工程建設當中,只有建設環境友好型、資源節約型社會,協調人與環境的關系,構建一個和諧的社會環境,才能真正做到城市建設和環境保護相互結合。雖然我國城市環境工程建設工作取得了一定的進展,但是從具體的實際上來看,目前還存在著諸多難點問題,環境工程建設體系還不夠完善,因此,研究環境工程的難點及應對措施具有十分重要的現實意義。
2環境工程建設的難點
目前,各城市環保工程建設規模存在著很大的差距,在污水和垃圾處理等設施建設水平、建筑節能和城鎮綠化水平等方面仍存在著很多急需解決的問題,主要表現在以下幾個方面。
2.1污水沒有得到及時處理
城市生活的污水主要包括生活污水、工業廢水和城市徑流污水。雖然工業廢水在城市污水當中也占有一定的比例,但主要是在以工業為主的城市,這部分污水當中含有大量對人體有害的腐蝕性、難化解的污染物。城市的生活污水是城市污水的主要來源。生活污水主要來自于家庭、商業區和城市的衛生公共設施等,這部分水具有明顯的周期循環使用特點。而城市徑流污水具有比較明顯的季節特點和復雜的成分,主要是由城市上空的大氣污染物對大氣的影響造成的。在城市環境工程建設中,污水的處理是一個很重要的方面,目前城市污水處理技術粗糙,污水處理設施建設滯后,這些都是城市環境工程建設的難點問題。
2.2生活垃圾處理未達標準
城市的不斷發展和城市人口比重的不斷加大,帶來了很大的城市生活垃圾處理問題。一方面城市固體垃圾總量逐年增加,如果不能夠進行有效的處理,將嚴重影響城市的形象和人們的生活。另一方面城市生活垃圾、工業垃圾處理無法達到國家的無害化處理標準。在城市環境工程建設中,對城市生活垃圾的處理還停留在傳統的做法上,許多市、縣級城市的垃圾處理達不到國家的無害化處理標準。沒有進行生活垃圾的無公害處理是城市環境工程建設中一個相當嚴重的問題。
2.3園林綠化建設相對落后
園林建設在城市環境工程建設當中有著很重要的作用,在城市建設中,園林綠化建設不僅能夠降低城市的噪聲和空氣污染,還能夠改善城市的居住環境,但是目前我國對城市的園林綠化建設片面強調加大商品房和高檔住宅的建設,沒有重視綠化建設的重要性,城市園林綠化建設與發達國家相比較為落后。園林綠化建設在各地的城市發展中,建設水平也不一致,很多城市沒有足夠的綠化空間,這一現狀將會嚴重限制未來城市的進步,因此園林綠化建設是城市環境工程建設的難點。
3環境工程建設存在難點的原因
當前環境工程建設還存在著一些問題,影響了工程順利進展。在環境工程建設中,其難點主要是因為對環保的認識不足、資金投入不足、各部門之間配合不夠、管理機制落后4個方面的問題,具體內容如下。
3.1環保認識不足
在當前的環境工程建設中,對環保的認識不足是環境工程建設的首要問題。部分地區政府對環境工程建設的重要性、必要性和緊迫性的重視程度不高,為了追求發展,盲目地追求經濟利益,片面地強調加大商品房和高檔住宅的建設,園林綠化建設相對落后于城市的高速建設發展水平。重視經濟效益,忽視環境工程建設的做法,缺乏有效的宏觀調控和政策引導,使得環境工程建設的政策落實不到位,造成環境管理體制不完善,監督力度不足,環境工程建設步履維艱。
3.2資金投入不足
在當前的環境工程建設中,對環境工程建設的資金不足,導致技術水平不夠。環保投資已成為環境工程建設發展的關鍵,建設資金緊、運營效率低是環境工程建設和運營中的難點。環境工程建設需要資金的支持,單靠政府投入環境工程建設遠遠不夠,仍存在缺乏專業技術、管理人員和對有限資金使用不當等問題,不能滿足環境工程建設的需要。另外,環境工程建設中生態建設和污染防治資金投入不足,使得環保基礎設施投資渠道窄,環境工程建設沒有大幅度的進展。
3.3部門配合不夠
在當前的環境工程建設中,各方主體的力量沒有得到很好的整合。部門之間各自為政,支持配合不夠,忽視了部門之間的協調配合作用,職責任務不夠具體,工作關系不夠順暢,使得環保工程建設中責任不明確,措施不得力,合力效應未能真正凸顯出來,在一定程度上對完成重點工作和目標任務形成了阻力,環境工程建設的工作推進難度很大。
3.4管理機制落后
在當前的環境工程建設中,環境工程建設的管理體制和機制遠遠落后于經濟社會發展的需要,人力資源結構存在不合理的現象,不利于規范管理,明顯制約著環境工程建設發展的步伐。傳統的環境管理體制導致許多環境保護法規未能得到貫徹實施,傳統管理體制下的管理方式不能適應市場經濟的需要,其弊端越來越明顯,影響了環境工程建設的監管效能。
4環境工程建設的應對措施
要做好環境工程建設,加快建設環境友好型城市的步伐,針對上述環境工程建設的難點,可以從提高環境工程建設的認識、鼓勵社會多元化的投資、充分發揮政府管理職能、創新環保建設管理機制4個方面入手,采取相應的措施來完善環境工程建設。
4.1提高環境工程建設認識
環境工程建設與人們的生產生活密切相關,有必要提高對環境工程建設的認識。對政府而言,政府部門要引起高度重視,堅定抓好環境建設的信心和決心,認真貫徹執行科學發展觀和可持續發展戰略。要加強環境工程建設的宣傳和監督,強化抓好環境建設的責任感和緊迫感,狠抓環境工程建設工作的落實,及時向社會環保設施建設和建筑節能工作進展,完善環境工程建設相應的政策措施,加快環境工程建設的步伐。對公民而言,每一個公民都有參與環境工程建設的義務和責任,提高對環境工程建設的認識,結合公眾的力量,積極參加到環境工程建設的工作中來,有利于環境工程建設的順利進行。
4.2鼓勵社會多元化的投資
環境工程是一項耗資比較大的工程,積極完善多元化投資建設機制,鼓勵社會多元化的投資,使社會上多元的投資力量參與到其中來,可以有效解決環境工程建設資金不足的問題。政府應對這些參與者給予獎勵和支持,對運營成本給予必要的獎勵和補助,社會外來資金積極參與到環境基礎設施的建設和運營當中來,有利于環保設施的正常運營,確保環境工程的良性運行。只有引進資金,加大資金投入,建立起必要的環境引導機制,規范環境工程建設的運行,環境保護才有可靠的設施支持。同時還要引進先進的處理技術,提高環境工程建設中污水、生活垃圾的處理效率,推動整個環境工程建設的發展。#p#分頁標題#e#
4.3充分發揮政府管理職能
在環境工程建設當中,由于各部門職能不同,不可避免地會存在著一些利益之爭,這就需要政府轉變政府職能,優化發展環境建設,充分發揮政府的管理職能,把優化環境作為服務經濟建設的重點,了解環境工程建設中出現的問題,協調解決困難和研究問題的途徑和方法。做好協調工作,充分發揮職能作用,要協調好環境建設部門土地資源部門和有關城建單位的利益,從政策法規和技術上,積極引導和支持環境工程建設的工作,并合理規劃和建設環境保護設施,結合環境的評估,對該項目進行引導和監督,避免城市建設和環境保護不相協調的情況發生,為經濟社會發展提供強有力的保證。
4.4創新環保建設管理機制
推進環境工程建設機制的創新,需要有一定的技術支持。運用高新科技,是環境工程建設當中的一個重要方面,也是環境工程建設取得良好效果的重要保證。創新環保建設管理機制主要可以從兩個方面入手:一方面,政府應加強對環保企業進行保護,為其他企業發展和廣大公眾提高環保意識樹立榜樣,完善環保企業的特許經營制度,并建立健全建設、運營和服務的政府監管制度;另一方面,要有相應的優惠政策的鼓勵,政府應出臺節能配套措施和相關的優惠政策,讓企業能夠積極主動地采用比較先進的技術,進行開發、生產、推廣、應用綠色建筑技術和產品。另外,還要建立公眾參與機制,讓公眾有環境保護的主人翁意識,強化對環境工程建設的監管,對于阻礙工程建設的行為要進行批評監督。
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(一)“高、多、大”是城市工程建設發展的一大趨勢城市化是人類社會具有現代城市特征之演化的歷史過程,它涉及到人口職業的轉變、產業結構的轉變以及土地和地域空間的變化,而這些轉變和變化又存在著一定的內在聯系,從發達國家的城市化進程中,我們能夠看出,首先是農村人口大量向城市聚集,城市人口密度猛增,而涌入城市的鄉村人口迫于生計就要另謀職業,與此同時還會引發城市生產與住房的緊張,進而導致地價上漲,迫使建筑物開始向高空發展,以美國為例,美國是全世界高層建筑數量最多的國家,據相關資料統計,高度在160m~200m的建筑已經超過了100幢。近年來,我國的城市化進程正在加快,城市工程建設越來越頻繁,高層建筑越來越越多,且呈現出建設速度快、數量多、體型復雜、總高度增大的特點,“高、多、大”已經成為城市建筑發展的一大趨勢,而高層建筑的施工對周圍地質環境的影響也非常大。
(二)發展城市地下空間是城市工程建設發展的另一大趨勢進入本世紀后,為了解決大城市中公共設施過密化的問題,日本、美國以及歐洲主要發達國家開始將一些公共設施轉向地下,大力發展城市地下空間,城市地下建筑已經向更廣泛的方向發展。發展城市地下空間是現代城市工程建設發展的必然趨勢,日本更是將地下開發上升為國策,提出了開發地下,將國土擴大10倍的設想。我國對地下空間利用的時間可以追溯到上個世紀60年代,即大量的人防工程建設,近年來,隨著城市化進程的加快,也加大了對地下空間資源的開發和利用,以城市地下交通為例,我國已經走在了世界前列,但是大規模的地下工程建設,對地質環境也造成了不同程度的影響。
二、現代城市建設所引發的環境工程地質問題
(一)地表工程建設造成的環境工程地質問題隨著城市人口的不斷增加,大力建設高層建筑以及開發地下空間仍很難緩解城市用地緊張的局面,平原地區的城市建設便開始占用農業用地,山區城市建設便開始向山坡開發土地,由此引發的水土流失、軟土地基、邊坡失穩等問題時有發生,而水土流失、邊坡失穩等問題又會繼續破壞環境,所引發的后果甚至會危機后代。
(二)地下工程設施造成的環境工程地質問題發展城市地下空間是城市工程建設發展的一大趨勢,但是大規模的地下工程建設對地質環境也造成了很多不利的影響,如地面變形、地下水流場改變、洞室圍巖失穩、生態環境惡化等。地下工程設施造成的最常見的環境工程地質問題就是地面變形,最為典型的就是日本東京地鐵施工引發的地面塌陷事件,這對我國當前的地下交通建設無疑起到了警示作用。
(三)水資源開發造成的環境工程地質問題我國水資源總量居世界第6位,但人均水量卻是世界人均水量的1/4,屬于典型的貧水國家,全國缺水的城市已經超過2/3,水資源的日益短缺嚴重限制了我國的經濟發展,很多城市,如上海、寧波、天津、太原等,都因超采地下水,造成了地面沉降、塌陷等環境工程地質問題,以上海為例,累計沉降量已達2.63m,據不完全統計,全國范圍內因超采地下水而引起的地面塌陷已有800多處。(四)固體廢棄物堆放造成的環境工程地質問題隨著城市工業的不斷發展,人口的不斷增加,產生的人工廢棄物也越來越多,固體廢棄物堆放造成的環境工程地質問題也越來越突出。以城市生活垃圾為例,我國城市生活垃圾的總量正在以每年8%~10%的速度增長,這個增速無疑是對我國GDP增速的一個巨大諷刺(我國GDP曾長期以8%的增速創造了世界經濟發展的奇跡),目前,我國已經有超過一半的城市被生活垃圾的所包圍。固體廢棄物堆放不適宜,就會造成很多環境工程地質問題,如影響地表土壤性質、污染地下水系統等。
三、對現代城市環境工程地質問題的研究
(一)現代城市環境工程地質研究的關鍵技術現代城市工程建設引發的環境工程地質問題越來越多且日益嚴重,目前,現代城市環境工程地質技術研究已經成為城市地學研究的一項重要內容,現代城市環境工程地質研究的關鍵技術主要有預測工程地質環境質量的技術、評價工程地質環境質量的技術、改造工程地質環境質量的技術、以及計算和制圖技術等。環境工程地質學研究的主要內容就是預測人類工程建設對環境的影響,當前,現代城市環境工程地質問題越來越嚴重,對其進行預測已經成為地學研究中的一項關鍵性工作,加強預測工作,能夠更好地掌握城市工程地質環境質量的變化趨勢。一些大的工程在選址和規劃之前都要對工程地質環境質量進行評價,如三峽工程和南水北調工程。環境工程地質技術在防治工程地質環境污染、抑制工程地質環境惡化等方面已經取得了一定的進展,其應用前景十分廣闊,環境工程地質技術的應用能夠更好地發揮地址工作的主觀能動性。
(二)現代城市環境工程地質研究的主要方向就目前的發展現狀和發展形勢來看,今后現代城市環境工程地質研究的主要方向體現在四個方面,其一,必須盡快建立城市工程環境質量數據庫,隨著計算機應用技術的不斷發展,工程地址數據庫以及制圖技術已經受到國外眾多研究者的重視,在工程地址數據庫系統的基礎上,應盡快建立起城市工程環境質量數據庫,這是今后現代城市環境工程地質研究的主要方向之一;其二,應重視對城市三維空間的工程地質環境質量的預測和評價工作,形成一個多層次、多目標、多因素的預測和評價體系,更好地揭示人類工程建設對環境的影響程度;其三,應加強對城市工程環境質量相關理論以及標度方法的研究,使環境工程地質學取得突破性的進展和跨越式的發展;其四,應注重對城市工程建設與工程地質環境質量調控系統的協調發展理論的研究,探索出一條城市工程建設與工程地質環境協調發展的道路。
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環境工程CAD是面向環境工程、環境科學專業開設的一門專業基礎課,是學生大學期間所學專業課的一個綜合應用過程。通過該課程學習,學生應能熟練應用AutoCAD繪圖軟件進行水處理工程、大氣污染控制工程、固體廢棄物的處理與處置、噪聲污染控制工程、給水工程等課程的工程設計與專業圖紙的繪制,為后續生產實習、課程設計、畢業設計等環節服務,為學生工作和繼續深造打下良好的工程基礎。該課程由于涉及內容廣、實踐性強,與本專業其他課程在教學內容和教學方式上有很大的不同[3,4]。
該課程傳統教學存在教學內容重理論輕實踐、教學內容不能與時俱進、教學深度達不到工程實踐要求、教學效果達不到教學目標等問題[5]。高校在培養高層次人才時應緊跟知識體系、政策法規等更新步伐,同時采取行之有效的教學方法,以提高教學效果,培養工程實踐能力突出的人才。
1 環境工程CAD教學現狀及問題
1.1 學科課程間交互、聯系少
環境工程CAD是一門基于環境工程其他專業課程,如水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置、噪聲污染控制工程、給水工程等課程,運用計算機輔助設計的綜合應用課程,與其他專業課有著很強的聯系。但在實際教學中,由于各課程授課教師間溝通較少,導致各專業課程相互獨立,達不到各課程間互為基礎、互為指導和互為應用的目標[6]。
以水污染控制工程的課程設計為例,該課程開設的目的是讓學生將所學的有關水污染控制的相關理論知識應用于工程實踐設計。但該課程教師要求學生重點掌握根據水量、水質特征、出水水質要求選擇合適的處理工藝流程,根據工藝流程和廠址占地面積設計各處理構筑物的尺寸及數量,并據此進行設備的選型、管道的連接,根據廠址所處地理位置及周邊水文氣象條件、布圖原則等,確定廠內合理平面圖布局等。至于如何應用CAD技術更便捷、有效地進行工程設計,并按照行業制圖規范將工程設計系統、完整、清晰地表達出來,該課程教師認為這是環境工程CAD課程教師講授的內容。在環境工程CAD課堂上,教師的教學重點是讓學生熟練操作各繪圖命令及簡單的獨立圖形,而不是系統地講解水污染控制工程的設計及繪制過程,這就導致了課程間知識的相互獨立,造成學生不能將所學專業知識融會貫通,不能應用于工程實踐。
1.2 教材內容與工程實踐脫節
筆者查閱環境工程CAD課程教材發現,大部分教材存在如下缺點:大量篇幅用于介紹繪圖基本命令;制圖規范是對AutoCAD制圖較籠統的介紹,沒有按照行業特點進行詳細介紹;介紹的繪圖實例沒有系統地按照環境工程學科的特點選取;介紹的AutoCAD軟件版本更新較慢,普遍落后于市場上AutoCAD軟件最新版本,導致課程教學與實際工程應用脫節。
例如:目前AutoCAD軟件的最新版本是AutoCAD2015,而大部教材內容基于AutoCAD2007或AutoCAD2010版本,各版本之間在命令及功能上存在差別。在工程實踐中,各設計單位緊跟軟件版本升級換代,相比之下,學校的教學落后于工程實踐應用。另外,AutoCAD軟件是一款通用繪圖軟件,各個行業都有針對行業特點二次開發的專用工程設計及繪圖軟件,如國內環境工程專業比較優秀也比較常用的工程設計及繪圖專用軟件包括天正CAD、中望CAD等,這些軟件雖然都是在AutoCAD軟件的基礎上進行的二次開發,但它們都將AutoCAD軟件與環境工程專業的特點結合,但我們在教學中只是對AutoCAD軟件進行介紹和應用,與工程實踐應用脫節。
1.3 教學方式不利于實現教學目標
目前,我校環境工程CAD課程采用傳統教學模式,以教師課堂講授為主,向學生逐一講解、演示各個繪圖及編輯命令的使用,簡單介紹單個圖形的繪制步驟,學生課后依照給定圖形進行繪圖練習。課堂理論教學與上機實踐操作安排不當,達不到理論指導實踐及實踐豐富理論的目的。學生學會了命令的操作,但不能真正使用AutoCAD軟件進行工程的設計及繪圖,達不到運用所學理論指導工程實踐的要求[7]。
理論教學與上機操作相互獨立。如課堂教學時,教師按照教學大綱要求講授圓的繪制,在AutoCAD軟件繪圖界面中,教師進行命令的選取及繪制圓的操作,但圓的繪制有2P,3P,CR,CD,TTR和TTT等多種繪制方法,應根據已知的條件選擇合適的繪制方法。若已知通過兩點則選擇2P的方法,已知通過三點則選擇3P的方法,已知通過兩個切點和半徑則選用TTR的方法,已知通過三個切點則選用TTT的繪制方法。學生在課堂上貌似聽明白了,但課后的上機練習并不能根據實際情況繪圖。上機操作時,學生只是按照教師給定的圖形依葫蘆畫瓢將圖形繪制出來,缺乏自主思考、自行設計工程的鍛煉,不能很好地把理論知識應用到實際工程圖紙的繪制中。
2 基于工程實踐的環境工程CAD教學改革
2.1 優化課程設置,促進課程間有機聯系
針對目前國內大部分高校開設有水污染控制工程課程設計、大氣污染控制課程設計、專業課程設計、環境工程CAD等課程,同時又存在課程間相互獨立的問題,在課程設置時應將各課程的設計部分安排在環境工程CAD課程中,使各課程設計與環境工程CAD有機結合,并由課程設計教師與環境工程CAD教師共同指導課程設計,更好地指導學生將所學專業知識應用于環境工程CAD設計,并用環境工程CAD的優越性輔助實際工程設計及圖紙繪制,以彌補課程設計教師對環境工程CAD知識欠缺和環境工程CAD教師對各課程設計理論知識的不足。在課程開設的時間安排方面,環境工程CAD應安排在各理論課程開設之后,在各課程設計之前,以便學生有足夠的理論知識加深對環境工程CAD的理解和指導環境工程CAD的設計繪圖,同時又能熟練地應用環境工程CAD對實際工程進行設計和繪圖。
2.2 深化教學內容,達到教學目標要求
在學生現有計算機使用基礎上,通過教師簡單介紹,學生能夠很快掌握AutoCAD軟件基本命令的操作。一方面,教師應把講授重點放在環境工程專業圖紙的設計和制圖規范上,讓學生掌握本專業圖紙的規范[8]。如各類圖的圖紙大小選擇及對應圖號不同字體高度的匹配,不同圖常用比例的選擇及圖幅如何布置等,常用符號,如指北針、標高符號等繪制尺寸。另一方面,應全面系統地介紹一個實際工程全套圖紙的設計與繪制,如以典型污水處理廠A2/O工藝、氧化溝工藝、印染廢水處理工藝、食品行業廢水處理工藝等進行平面圖的設計及繪制、工藝高程圖的設計及繪制、各主要處理單元工藝圖的設計及繪制,常用設備,如泵、風機等的選型及繪制等,讓學生對實際工程形成全面認識。
適當介紹國內較優秀的環境工程專業常用軟件,加強學生對實際工作中常用軟件的認識。如天正給排水軟件,在AutoCAD軟件的基礎上,疊加了智能化管線系統等模塊,可以快速布置平面圖,生成系統圖,進行各系統的計算,并自動生成設計說明書,可以使設計人員快速完成圖紙的繪制,同時符合設計要求。
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2.3 改革教學方式,提高學生工程實踐能力
該課程具有實踐應用性強的特點,隨著計算機的普及,理論課可以允許學生帶筆記本電腦到教室,在教師講解的同時,學生可以實時操作,提高教學效果。教師隨堂給定練習圖形,鼓勵學生采用不同的繪制方法,請學生到講臺上操作演示,共同探討,激發學生的學習熱情。適當增加教材中沒有介紹的繪圖和編輯命令,使用簡便的繪圖技巧快速完成圖形繪制,提高學生的學習興趣。
在課程教學過程中推廣案例教學法。案例的選取應根據高校自身的專業特色,選取具有典型代表性,與所學理論知識有直接聯系,并且經過深入調研,來源于實踐而不是由教師主觀臆測和虛構的案例。筆者在授課中選取北京市小紅門污水處理廠(學生之前曾在這里進行生產實習)為講授案例,從水量、水質、排放標準、回用目的等方面分析其污水處理工藝選取的依據,設計并計算各處理構筑的尺寸及數量,繪制包括平面布置、管道布置、工藝高程、主體構筑物工藝、主要設備等圖紙,提高學生將理論知識應用于工程實踐的能力。
充分利用網絡教學平臺優勢,培養學生從網絡上獲取知識和信息的能力,如介紹土木工程網、給排水在線、筑龍網等專業網站,下載并學習各類環境工程相關項目的成套設計說明書及繪制圖紙,要求學生搜集相應的應用軟件進行設計計算。
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【關鍵詞】環境工程專業 人才培養 課程體系
【中圖分類號】G51 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682(2012)08-0009-02
環境工程專業人才的培養模式直接影響著環境工程師的素質和能力。隨著我國社會和經濟的快速發展以及對外交流的環境項目日益增加,把握環境工程專業發展趨勢,掌握環境工程領域內新技術、新思想的轉變規律,是各個高校環境工程專業建設者所需要面對的問題。考慮到我國環境工程專業發展水平的不均衡性和多層次性,[1、2]在這個轉變過程中,作為一個地方高等院校的新專業,如何在激烈的競爭中形成自身特色,創建一流應用型品牌專業,并為支撐工程技術型特色學科發揮作用,我們認為:發展總結國內甚至國外各大高校相關專業辦學經驗,優化課程體系建設,借鑒國內外高校課程體系中科學合理的地方,改進我們的不足,是建設具有現代特色的環境工程專業的一條捷徑。
基于此,本文作者根據訪問研修經歷,以瑞典皇家工學院(Kungliga Tekniska H?gskolan,KTH)和加拿大阿爾伯塔大學(University of Alberta, AU)的環境工程本科教育為例,從這兩個典型的歐美工科院校的課程體系構建中,通過努力找到了與我校環境工程專業課程體系構建的異同,為提升我校環境工程專業工程教育內涵,探尋環境工程在地方院校中的發展方向,促進我校環境工程早日實現“走出去”戰略提供了有益的參考。
一、人才培養目標的比較
總體來說,無論是瑞典KTH還是加拿大的阿爾伯塔大學,沒有絕對的環境工程專業與之對應。以KTH為例,它與環境工程有關的專業名稱為Department of Land and Water Resources Engineering,設置在School of Architecture and the Built Environment(建筑與環境學院)之下。這是與作為斯德哥爾摩唯一的一所國際化工科院校的情形相一致的。它的人才培養面向于城市發展,其目的為:旨在培養自然資源工程類人才,圍繞城市建設、基礎設施建設過程中所產生的環境問題(如水資源和土地資源緊缺等)培養相關工程技術人才。與此同時,還與其他院系(如能源、化工等學院)開展能源與環境方面的人才培養合作,其目的在于培養清潔能源利用等工程技術人才。
加拿大阿爾伯塔大學對應的環境工程專業全稱為市政環境工程系(Civil and environmental engineering Department),設置在School of Mining and Petroleum Engineering(采礦與石油學院)之下。考慮到Alberta大學所在的阿爾伯塔省是加拿大西北部重要的油氣和礦石之城的緣故,它的環境工程專業的特色也是非常明顯的。它的人才培養目的在于:致力于城市工業化發展過程中,所面臨的資源緊缺以及工業化帶來的環境影響問題,培養石油、天然氣、金屬礦石開采等資源清潔化利用的環境工程專門人才。
二、課程體系設置的比較
KTH和AU兩個學校的課程體系均分為必修和選修兩大類,設置也突出地表現了各自的特點。KTH的總的課程數和必修課程都相對較多(總課程數47門,必修課程23門),選修課所占比重較大(約51.1%)。除了水、大氣、固體廢棄物、環境監測和環境影響評價等常見課程之外,其主要面向更偏重于地質、水文的環境課程(如工程水文學和氣候、地質學和土工學、水文地質學定量等),并規劃了相關課程群。這類課程占所有課程的21.1%。在這個基礎上,從選修課程中也針對性地開設了建筑環境流體、能源環境流體等交叉學科的課程。總的來講,KTH作為歐洲工科高校的代表,本科環境工程課程體系更加注重環境問題中的自然、城市與人的結合,課程設計面也較廣,課程安排也顯得相對寬松,并無絕對的工科特點。
表1 KTH和AU的專業課程設置
* 基金項目:南京工程學院教學改革項目(編號:JG200931)、2010年江蘇省政府留學基金資助項目
AU的規定與KTH有所不同,它要求工科學生第一年完成公共課程的學習,其中公共課包括化學、數學、物理、計算機、工程原理和工程導論等。第一年3月份則自由申請選擇學位項目,學生可以選擇傳統的課程體系和合作課程體系兩大類。前者是最為常見的,是學生為了后續課程所選擇的課程體系。它包括四年(八個學期,每個學期4個月)全日制教學。考慮到學生的工程教育經歷貫穿于大學四年的始終,因此課程的選擇將直接針對學生的興趣而開設。后者則屬于在課程體系中結合了一種有償的、有導師負責的教育經歷。它也包括四年(八個學期,每個學期4個月)全日制教學,一個4個月的工作以及兩個8個月的工作實踐環節。工作實踐環節按照專職工作人員待遇付給學生報酬。每年大約有45%的工科類學生在就讀一年后就選擇了合作課程體系。
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關鍵詞:構建;環境科學與工程;實驗課程;研究課程
在與環境類專業技術基礎課相配套的實驗課程中充分利用教師的科研資源,就可望以較少的資金投入,研究構建和實施符合環境類專業大學生基本研究技能訓練和創新能力培養的研究型實驗教學課程。
一、研究型實驗課程的特色與優勢
環境類專業的研究型實驗課程由一系列開放型、綜合型和設計型的實驗組成,這類實驗均覆蓋不同的知識點,是由學生在教師的指導下自主設計實驗方案并通過實驗實現設計目的。因此,可以強化培養環境類專業的本科生對知識的綜合應用能力,促進學生創新能力的提高。
研究型實驗課程具有以下特點和優勢。
1、充分利用科研資源和骨干教師資源,來設計研究型實驗的范圍,并在教師指導下,由學生在研究課題范圍內自主提出不同的多因素多變量的實驗研究方案,將實驗課由教師統一安排改變為由學生自主設計。
2、學生的研究型實驗與研究生論文研究相結合,與教師課題研究相結合,與環保工程實踐相結合,將演示型驗證型實驗改變為研究型創新型實驗。
3、將實驗由原來全班統一的1個假想課題改變為每人1個研究課題;將實驗時學生被動按照教師的指導做實驗改變為學生主動請求教師指導研究和實驗;將以往實驗內容和報告嚴重的相互重復現象改變為每人只能獨立設計;將理論課和實驗課分離現象改變為理論課教師大力參與實驗指導。
4、在教師指導下,由學生完成的研究型實驗的優秀實驗報告,達到公開發表的研究論文的水平。部分優秀實驗報告能夠公開發表、參加各類課外研究競賽包括挑戰杯競賽或參加學校其他創新培訓計劃。
與專業基礎課配套的研究型實驗教學課程的構建和實施,可望起到三方面的作用。一是使本科生緊密結合理論教學來加強實踐和創新能力培養;二是確保本科生廣泛參與,并能激發學生的學習熱情;三是充分利用科研設備和資源,使教學與科研緊密結合,節約資金投入,提高辦學效益。
二、研究型環境工程原理實驗課程的構建和探索
1、研究型實驗課程的目標
(1)通過研究型實驗課程的學習,使教師與學生互動得到進一步加強,激發學生的學習激情,掌握專業領域的前沿與最新進展,使學生經歷“三個全面”的創新教學過程:經歷全面的分析研究問題的過程,實驗技能得到全面的鍛煉,綜合能力得到全面的提升。
(2)解決目前實驗課程內容與污染控制需求脫節的問題,使專業基礎課實現理論與實踐相結合,使科研與教學融為一體,實現專業基礎課與專業課的進一步貫通。
2、研究型實驗課程內容的篩選
研究型實驗課程內容的確定是實現課程目標的基礎。不同專業的課程,實驗內容必然不同。下面是環境工程專業的環境工程原理實驗課程的內容,供其他專業篩選課程內容時參考。
環境工程原理系列課程包括環境工程原理(上)、環境工程原理(下)、環境工程原理課程設計和環境工程原理實驗,該系列課程系統、深入闡述環境凈化與污染控制的單元操作的原理、工程設計計算方法以及分析問題和解決問題的方法,是環境工程專業最重要的專業基礎課之一,在環境工程專業的教學中占有非常重要的地位,其中的環境工程原理實驗課程是培養大學生實踐能力和創新能力的重要途徑。
二十余年來,環境工程高等教育在我國得到了迅速的發展。環境工程專業內涵也不斷擴大,原來的環境監測、環境規劃與管理、水文地質與工程地質、和農業環境保護并入了環境工程專業。環境工程專業處理的環境污染具有復雜性和綜合性的特點,相應地導致污染控制技術也具有多樣性和復雜性的特點。所以要求環境專業人才具有寬厚、系統的專業理論基礎,也導致環工原理課程在環境工程專業教學中的地位十分重要。然而,因為美國等發達國家目前環境工程主要設置研究生專業,所以可為環境工程原理實驗課程的構建提供具體借鑒的國外經驗不多。
環境工程原理實驗課程方面,至今國內很多院校仍然是采用化工原理實驗教材或類似的講義。由于涉及的問題與化工專業有一定差距,解決問題的思路、方法與要求也有所不同,與學生在環境保護專業實踐中遇到的問題也有較大區別。目前環境工程原理課程的理論教材方面盡管僅有清華大學胡宏營教授等人編著的教材出版,這也為環境工程原理的理論教學提供了新選擇。本文在吸收國內環境類專業實驗教學成果基礎上,提出了構建環境工程原理研究型實驗課程的核心內容。
(1)在流體流動實驗部分,指導學生自主設計污泥、污水和含塵氣體的流動和輸送問題,包括不同懸浮物含量的污泥、不同性質的污水和不同固體含量的含塵氣體的流動阻力和流體輸送機械的性能研究系列實驗研究。
(2)在非均物系分離的實驗部分,指導學生自主設計不同性質污泥、自來水和含塵廢氣在不同過濾介質中的過濾實驗研究。
(3)在傳熱實驗部分,指導學生自主設計不同性質廢氣廢水與污泥的加熱和污泥脫水的實驗研究。
(4)在傳質實驗部分,指導學生自主設計不同性質的廢氣和污水的吸收與萃取以及污泥干燥等實驗研究。
與原有實驗內容相比,以上研究型實驗課程的內容與環境工程專業問題的關聯性很強,課程內容與專業領域需求聯系緊密,通過實踐環境的教學學生可以了解專業領域的前沿與新進展,也有利于激發學生的學習激情。
3、研究型實驗課程的實施方案及需解決的問題
首先,結合本項目本學科教師的科研課題情況,制定詳細的研究型實驗計劃。然后,根據實驗計劃和學生的自由選擇,確定每一位學生的實驗研究課題。理論課教師指導學生閱讀有關參考文獻,與每組學生分別討論和確定實驗方案。其次,制訂詳細的研究計劃。實驗教師完成實驗設備的準備與調試、實驗操作的指導、化學藥品的準備等工作。學生在指導教師和實驗教師的幫助下,完成實驗設計,配制化學藥品和試劑,進行實驗的操作,完成實驗研究報告并最終匯報。
要順利實施研究型實驗課程,需要解決的問題有:
(1)設計和制訂大量不同的實驗方案,這可以通過結合目前的科研計劃研究組織實驗方案來解決。
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環境工程專業主要課程
環境工程專業學生主要學習普通化學、工程力學、測量學、工程制圖、微生物學、水力學、電工學、環境監測、環境工程學科的基本理論和基本知識,受到外語、計算機技術及繪圖、污染物監測和分析、工程設計、管理及規劃方面的基本訓練,具有環境科學技術和給水排水工程領域的科學研究、工程設計和管理規劃方面的基本能力。
主要課程:水污染控制工程,大氣污染控制工程,環境噪聲控制工程,環境影響評價,環境工程微生物學,環境監測,固體廢物處理技術、電廠水處理技術、電廠脫硫及除塵技術等。
主要實踐性教學環節:測量實習、工程制圖、計算機應用及上機實習、水力學實驗、微生物實驗、環境監測實驗、水處理實驗、空氣污染控制實驗等,一般安排40周左右。
環境工程專業就業前景
當前有不少環保企業人才缺乏,而且求賢若渴。但它們所需要的專業人才與學校提供的畢業生之間還存在著一定差距,學校不能全面滿足他們的需求。
環境工程專業畢業生的對口去向無外乎有三種:國家各級環保部門和科研單位,需要解決污染問題的工礦企業以及真正吃“環保飯”的環保公司。從當前對環境工程專業學生的市場需求情況來看,真正能進入政府環保部門、規劃部門、建設管理部門畢的竟是少數。受長期計劃經濟體制下人事制度的影響,這些單位在人事編制和指標控制等方面存在著重重障礙。所以,結合高職教育的特點和定位,高職環境工程專業的畢業生應主要面向:環境工程公司、環境監測部門、工礦企業、設計單位或部門從事環境工程設計、施工管理、環保項目運行管理、環境監測等基礎性、技術性工作。
從形勢上看,高職環境工程專業的學生到環保公司具有一定的優勢,這些單位普遍都需要能在環保工程的設計、施工及運行調試等方面能迅速派上用場的實用型專業技術人才。環境工程專業在專業學科中屬于工學類中的環境與安全類,其中環境與安全類共7個專業,環境工程專業在環境與安全類專業中排名第3,在整個工學大類中排名第40位。
1.具備對新知識、新技能的學習能力和創新創業能力;
2. 掌握計算機及常用辦公軟件和繪圖軟件使用技巧,能利用計算機進行文案處理和輔助繪圖;
3. 掌握水污染、大氣污染、固廢污染、物理污染治理技術,具備一定的工程設計能力;
4.掌握環境工程的基本理論和基本知識,具備環境工程施工組織及現場管理的基本能力;
5.掌握電氣、機械和土建等工程專業基本知識,具備常見污染治理設施操作、運行調試與維護管理的基本能力;
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1.1受理與評審
隨著環境保護的重要性不斷突出,環境工程評估工作也越來越重要。在進行環境工程評估的過程中,首先應當受理環境治理相關工程的設計文件、環境影響評價文件以及相關的資料等,同時填寫相關的環境評估申請表。在受理的過程中,應當面對面進行,對于不處理的或者不受理的文件要給予說明,并且給出正式的文件回復。在正式受理相關的評估文件之后,應當根據相關規定組織環境評估專家進行評審,并且給出評審結果。
1.2評估
在評審完成之后要按照相關的環境保護法律法規的規定,根據評審專家的建議給出最終的評估意見,并且將相關的意見上報環境保護部門,由環境保護部門進行審批。
2加強環境工程評估的措施研究
2.1加強人才隊伍建設
建立良好的環境工程評估人才隊伍,對于做好評估工作具有重要的意義。只有不斷地提高職工的評估能力和評估水平,才能真正地提高評估工作的效率。對于環境工程評估來說,在我國的發展時間還不夠長,在工作的過程中存在信息缺乏等不足,因此應當重視對環境評估中心員工的培訓工作,提高員工的業務能力。隨著環境保護的重要性不斷突出,環境工程評估的任務也越來越繁重,在這種情況下,工作人員應當掌握環境評估中的相關技術等,這都需要加強工作人員的培訓工作。同時環境評估工作具有一定的地域性特點,不同地方的環境現狀不同,所以需要工作人員熟悉當地的環境狀態,只有這樣才能提高環境工程評估的效果和針對性。加強環境工程評估中心職工的培訓工作,就是提高員工工作的針對性,使職工能夠了解當地環境保護的現狀以及環境污染的情況等,以便評估結果能夠真實地反映當地環境的現狀。環境評估工作影響深遠,不僅要求職工具有科學嚴謹的態度和豐富的專業知識,同時還需要具有良好的職業道德,自覺地遵守相關的法律和制度等,做好環境工程評估工作。
2.2建立完善的評估制度
環境工程評估是一項嚴肅的工作,所以有必要建立完善的評估制度,對于不達標的相關項目要堅決地給予拒絕。在環境工程評估的過程中,要嚴格地遵守環境保護法律以及環境保護的精神,做好實地考察工作,保證評估結果和項目實際相符合,防止弄虛作假等評估現象的發生。對于不符合環境評估要求的相關項目,要實行退回制度。對于環境工程來說,其影響范圍比較大,因此對于規劃中的相關項目評估要進行公開公示,將評估的結果告知社會,充分保障民眾的知情權,這樣才能夠防止等現象的發生,維護好公眾的利益。
2.3堅持與時俱進的工作方法
目前在我國的經濟發展過程中,各種經濟形態不斷出現,在客觀上增加了環境工程評估的難度,因此環境工程評估也應當與時俱進,積極地進行創新,采取先進的技術和方法,提高環境工程評估的效率。在我國傳統的經濟發展中,經濟處于中心地位,但是在新形勢下環境保護的重要性不斷凸顯,因此在環境工程評估的過程中應當堅持以實事求是的態度,不能為了短期的經濟利益,而破壞了長期的環境利益,造成得不償失的后果。近年來我國的環境工程評估方法已經取得了明顯的進步,而且取得了比較大的成效,但是在工作的過程中難以完全破除唯GDP的論點,環境工程評估常常讓位于經濟建設。在新形勢下,應當提高環境工作的敏感度,將環境工程評估和民眾的長遠利益以及社會的穩定等結合起來。例如對于一些高耗能、污染大的工程項目,應當得到省級評估審批才能進行開工建設。同時在工作的過程中應當重視事中、事后的監督,提高評估審批的效率,減少評估審批的時間,為項目建設提供便利。對于審批完成的項目,要嚴格控制其建設過程,當發現建設內容和審批不一致,應當立即采取措施,要求企業進行整改,防止出現隨意更換項目現象的發生,減少環境的破壞。
3結語
篇10
關鍵詞:環境工程;實驗室;危化品;氣瓶
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)18-0276-03
隨著科技化發展的日新月異,人類也面臨著前所未有的全球性環境挑戰。我國北方出現的霧霾天氣、沙塵暴天氣、一些地區出現癌癥村等環境事件表明,環境安全保護工作已是刻不容緩。目前,環境問題引起了社會的高度關注及重視。社會對環境工程人才需求在逐年增長。環境工程實驗室是環境工程人才培養的重要基地,通過實驗教學使學生達到理論與實踐的結合和統一,成為高校實驗教學的首要任務。我校環境工程實驗室成立于2011年,擁有150萬元的設備、實驗裝置和實驗室條件,且在進一步的擴大和建設中,目前已建成的實驗室包括環境分析實驗室、污染控制實驗室、環境微生物實驗室、環境監測實驗室等,承擔本科生的環境化學、環境微生物學、水污染控制工程、大氣污染控制工程等課程的實驗教學任務。筆者在實驗教學及實驗室管理工作的實踐中,對環境工程專業實驗室安全管理進行了一些思考和總結。
一、環境工程實驗室現狀
隨著本校環境工程專業實驗室規模的不斷擴大,實驗室設備種類越來越多,技術越來越先進,基礎實驗、開放實驗及科研實驗等總學時數的比例越來越大,實驗室在教學中的作用越來越重要,從而也暴露了實驗室管理的弊端:
1.危化品安全管理不到位。環境工程專業實驗室是化學實驗室和生物實驗室的結合體,實驗室所用化學試劑大多屬于化學危險品,具有易燃、易爆、有毒等特點。在實驗過程中,若不遵守危險化學品使用操作規程、隨意使用、使用完畢后未放置到規定地點,甚至有部分同學本身對化學試劑的性質不夠了解而盲目使用等,易導致危險事故的發生。環境實驗室排放的廢液包括酸堿廢液、有機溶劑廢液和微生物廢液等,這些廢液大多為劇毒的“三致物質”,若未經處理直接排入地下水或者混入生活垃圾中,會對周圍的水源、土壤等環境造成嚴重危害[1]。表1列出了2010級環境工程專業學生的主要實驗課程名稱、所涉及的危化品及產生的主要污染物。
2.氣瓶安全管理不足。在高校實驗室中,高壓氣瓶配合各種儀器使用越來越常見,氣瓶是具有潛在危險性的特種容器,瓶內充裝的氣體具有壓力、可燃性、氧化性、腐蝕性、化學不穩定性等特點,氣瓶的管理也是高校實驗室安全管理的首要任務,使用時需要嚴格遵守操作規程,否則就可能引發爆炸事故。表2對環境專業實驗室主要使用的氣瓶作了整理。
二、整改措施
1.加強危化品管理。《危險化學品安全管理條例》規定,申請危化品安全使用許可證的單位,應根據所使用的危險化學品的種類、危險特性以及使用量和使用方式,建立、健全使用危化品的安全管理規章制度和安全操作規程,保證危化品的安全使用,還應當具備下列條件:(1)有與所有使用危化品相適應的專業技術人員;(2)有安全管理機構和專職安全管理人員;(3)有符合國家規定的危化品事故應急預案和必要的應急求援器材、設備;(4)依法進行了安全評價。通過上述可知,環境工程專業實驗室所用危化品量較大,品種較雜,難以管理,針對于此,校、院(系)、實驗室三級管理模式,將安全管理工作分解到各級部門,落實到每個人。實驗室安全負責人對實驗室的安全管理要全面負責,應制定實驗室安全手冊,以保障實驗室人員和操作者的安全。我校使用危化品的二級學院必須按照規定流程申請、領用危化品,如圖1。
根據學校及分院要求,結合環境工程實驗室自身特點及現實情況,危化品管理作了如下規定:①配備專職人員負責監管實驗室危化品的使用,實驗室內配備可臨時存放危化品的鐵皮柜。②定期為專職人員進行危化品管理培訓。③所有危化品嚴格按類存放保管、發放、使用,并妥善處理剩余物品和殘毒物品。④劇必須以一次實驗的用量領取,且在當日進行實驗前領取;做好實驗記錄并備案,若一次沒有完全用完,應及時歸還到危化品倉庫,并做好稱量登記。⑤使用危化品必須做好保護措施,易揮發物質應在通風廚內進行操作;使用人按規定分類使用防毒口罩或防毒面具。⑥建立臺賬,按不同的類別、用途、屬性、編號、登記和輸入計算機,方便查詢危化品的使用去向。
2.三廢排放物管理。實驗過程中或實驗結束后,會產生“三廢”(即廢氣、廢水、廢物),實驗室應嚴格遵守國家環境保護的有關規定,不得隨意排放“三廢”,以免污染環境。規定如下:①實驗室指定專人負責收集、處理、存放、監督、檢查有毒、有害廢液、廢固的管理工作。②配備回收裝置,對實驗后產生的化學廢液、固體肥分類收集。③實驗使用后多余的、新產生的或失效(包括標簽丟失、模糊)的危化品,不得亂倒亂放,應按規定存放,及時清理。
3.氣瓶安全管理。環境分析實驗室中測定污水中的銅、鋅、鉛、鎘等重金屬元素時要用原子吸收分光光度計,在使用原子吸收分光光度計時要用乙炔、氬氣,這些氣體都是壓縮氣體,如操作不慎,有可能會引起爆炸事故,因此,氣瓶安全也顯得非常重要。①氣體必須存放在陰涼、干凈、嚴禁明火、遠離熱源的房間。②實驗室需配備溫濕度計,每次實驗,除登記大型儀器的使用情況外還需登記實驗室的溫濕度情況。③氣瓶分別配備標志防爆柜及報警器系統,經常檢修,維護線路以及通風、防火設備等,實驗結束,及時切斷電源、氣源、火源等,消滅火種,關閉門窗。④氣瓶充裝必須按照危化品申請領流程進行申購,并做好登記記錄。
環境工程實驗室由于其自身獨有的工作特點,涉及的管理問題較多且較散,創建安全高效的危化品管理模式、加強氣瓶的安全管理及用電安全意識等,是環境工程實驗室高效運行的關鍵,對實驗室的發展也是至關重要的。在環境實驗室的管理中,我們認識到管理還有許多方面有待于完善,還將面臨更多的挑戰,需要專業教師及實驗室管理人員共同努力來支持體系的順利運行,以實現實驗室管理的規范化、系統化、使環境實驗室的管理水平得到提升。
參考文獻:
[1]陳琳.我國農村環境污染問題研究[J].安徽農業科學,2010,38(31).
[2]李峰.陶隆鳳.劉洋.高校實驗室管理創新的思考[J].Scientific Recearch,2011:1869-1870.