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能源化学工程专业导论实用13篇

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能源化学工程专业导论

篇1

随着世界经济的不断发展,人类社会对能源的需求越来越多。能源问题成为21世纪人类面临的最基本问题。长远来看,在全世界范围内,一次能源仍将占主要地位。但随着时间的推移,一次能源逐渐消耗殆尽,煤、石油和天然气等含碳能源的洁净、高效利用,太阳能、风能、地热能、生物质能、潮汐能等具有清洁、低碳、可再生等优势的新能源的开发利用将成为未来世界经济可持续发展的关键[1]。能源化学工程(EnergyChemicalEngineering)作为一个全新的专业应运而生。安徽理工大学化学工程学院化学工程系根据自身化学工程与工艺(煤化工方向)专业优势,仅仅依托煤化工,但又不局限于煤化工,涵盖燃料电池、生物质能、电化学、生物柴油、环境化工等丰富内容,于2011年新增加能源化学工程专业。关于能源化学工程专业本科生课程体系建构、人才培养模式正处于不断探索和完善中。

2能源化学工程专业的培养目标

能源化学作为化学的一门重要分支学科,是掌握煤炭综合利用,了解非煤矿物能源,普及新能源和可再生能源知识、实现能源科学利用和可持续发展的重要科学技术基础。它利用化学与化工的理论与技术来解决能量转换、能量储存及能量传输问题,以更好地为人类经济和社会生活服务。化学变化都伴随着能量的变化,而能源的使用实质就是能量形式发生转化的过程。能源化学因其化学反应直接或者通过化学制备材料技术间接实现能量的转换与储存[2-8]。能源化学工程属于一个全新的专业,之前仅在化学工程与工艺专业里涵盖过一点,主要关注怎么利用能源、对大自然造成较少的伤害。主要研究方向:能源清洁转化、煤化工、环境催化、绿色合成、新能源利用与化学转化环境化工。如今上升到一个全新的专业独立出来,可见其重要程度。专业人才培养目标的制定应建立在对专业深入分析和了解的基础上并结合国情、校情,能源化学工程专业人才培养目标也不例外[9-10]。考虑到安徽省淮南市是历史悠久的煤炭城市,再结合安徽理工大学化学工程学院化学工程系专业的办学特色,考虑专业发展与社会进步对人才的客观、合理的要求。我们在制定本专业的培养目标时,强调“厚基础、宽专业、高素质”,力求培养出具有良好科学素养、基础扎实、知识面宽,同时具有创新精神和国际视野的高级专门应用型人才[11-12]。学生具有了扎实的化学化工基础知识和能源化学工程专业知识就能够快速适应涉及化学、化工、传统和新能源加工等领域的相关工作。具备在煤炭行业、电力行业、石油石化行业、生物质转化利用行业从事低碳能源清洁化、可再生能源利用以及能源高效转化、化工用能评价等领域进行科学研究、生产设计和技术管理等工作。我们培养的毕业生工作领域包括:煤化工行业、天然气化工行业、电厂化工综合利用行业、生物质能源化工行业、固体废物综合处理行业、石油加工行业、石油化工行业、催化剂生产和研发行业。可以在这些行业从事设计、科学研究、技术管理等工作或继续深造[13-16]。

3能源化学工程专业课程体系

除了公共基础课程、学科专业必修课程,立足能源城淮南市,依托安徽理工大学化学工程学院化学工程系的特色开设特色专业核心课程(如,能源化工导论、化学反应工程、化工热力学、化工分离工程、煤化学、工业催化I、能源化工工艺学、化工过程分析与合成、化工过程控制、化工设计基础)以及特色专业任选课(如,煤气化工艺学、煤基合成燃料、生物质能源及化工、燃烧工程、燃料电池、现代仪器分析、电化学工程、膜科学技术过程与原理、基本有机化工工艺、废弃物处理与资源化、环境化工、化工专业英语)。此外专业实践模块本系能源化学工程专业开设的专业基础实验-《煤化学及工艺学实验》,包含实验项目:煤样的制备、煤样的粒度分析、煤样堆积密度的测定;煤中水分、灰分、挥发分产率的测定及固定碳的计算;煤中硫元素的测定;煤的发热量测定;煤中碳氢元素的分析;煤气成分分析;烟煤坩埚膨胀序数的测定;烟煤奥亚膨胀度的测定;煤的粘结性指数的测定;煤灰熔融性的测定。这些实验项目以煤化工为特色,厚基础理论,意在培养学生扎实的理论基础。开设的专业实验-《能源化工专业实验》,包含实验项目:煤样的XRD分析;煤的热重分析;水煤浆的制备和性能评价;油品的常压蒸馏;生物柴油制备及性能评价;石油产品的性能测定1;石油产品的性能测定2;电化学-燃料电池电化学性质的测定;电化学-质子交换膜电化学性质的测定。这些实验项目不限于煤化工,设计生物柴油,电化学,燃料电池等,重在拓展知识面,培养宽专业,高素质人才。

4能源化学工程专业建设中存在的问题

安徽理工大学化学工程学院化学工程系根据自身化学工程与工艺(煤化工方向)专业优势,开设能源化学工程专业,经过这些年的不断摸索,至今已有一届毕业生,通过学生反馈,在专业建设上仍有一些不足:

(1)专业实践教学条件有待改善。就当前现状来看,本专业实验条件还相对落后,缺少大型分析仪器和设备,实验室建设相对滞后,现有实验器材台数还不能很好满足学生分组实验要求。

(2)师资队伍建设还需进一步加强。由于本专业办学历史较短,师资力量相对不足,专业结构也不近合理,一批青年教师还需逐渐成长,缺乏高水平科研项目和教学研究成果。

(3)部分课程设置不尽合理,同时,专业基础课、专业课开课的先后顺序还需进一步调整和完善。对于新开设的课程,有的授课教师对内容不太熟练,有必要加强教师的授课水平,有条件的话可以走出去,加强与兄弟院校和科研院所的交流合作。

(4)校外实习基地建设有待加强。现有实习基地以煤化工企业为主,与能源化学工程专业培养目标中强调的“宽专业”背景还有一定差距[17]。以煤化工行业为背景的院校能源化学工程专业建设是一个不断发展的过程。在开设该专业时仍需明确方向,吸收、借鉴相关院校办学经验,不断摸索、改进、完善专业建设。不仅要办出自身专业特色,还要进一步解放思想,紧跟经济社会发展需要,培养出适应经济社会发展的高素质应用型人才。截止到目前为止,安徽理工大学能源化学工程专业建设经费陆续到位,新进大型设备招投标已完成,等待供货、安装调试。专业教师也正忙于实验室和实训基地的规划设计。结合应用型人才培养目标,学院领导带领专业教师通过广泛调研,集众家之长,具有专业特色的实践教学基地也逐步落实到位。相信安徽理工大学能源化学工程专业的明天会更加光辉灿烂。

参考文献

[1]刘淑芝,王宝辉,陈彦广,等.能源化学工程专业建设探索与实践[J].教育教学论坛,2014(06):209-210.

[2]韩军,何选明,王世杰,等.《能源化学》教学团队多导师制的探讨[J].科教导刊(上旬刊),2011(09):72-73.

[3]龚启迪.浅析我国能源化学发展模式[J].化工管理,2015(24):4.

[4]2013年贵州大学新增专业介绍及就业方向[OL].高中频道-中国教育在线,gaozhong.eol,2013.

[5]2013年东北电力大学新增专业介绍及就业方向[OL].高中频道-中国教育在线,gaozhong.eol,2013.

[6]《能源化学》[OL].重庆创业资讯共享平台-重庆高技术创业中心,www.cqibi.cn.

[7]能源化学工程专业-百度文库[OL].wenku.baidu.c,2012.

[8]能源化学工程-百度文库[OL].wenku.baidu.c,2012.

[9]孟广波,毕孝国,付洪亮.能源化学工程专业优化实践教学体系研究[J].中国电力教育,2014(03):145-146.

[10]钟国清.无机及分析化学课程改革的实践与思考[J].化工高等教育,2007(05):11-14.

[11]徐美玲,李风海.能源化学工程专业无机化学教学改革的探索[J].山东化工,2015,44(17):150-151.

[12]高庆宇,吕小丽,蒋荣立,等.能源化学化工实验课程体系的建设与实践[J].化工高等教育,2009,26(02):20-23.

[13]陈彦广,韩洪晶,陈颖,等.基于国际化、工程化能源化学工程创新人才培养模式的评价及效果[J].教育教学论坛,2013(13):224-225.

[14]陈彦广,韩洪晶,杨金保,等.能源化学工程专业本科生创新能力培养体系的建立与实践[J].教育教学论坛,2013(15):228-229.

[15]王淑勤,郭天祥,汪黎东.能源化学工程专业建设初探[J].山东化工,2015,44(19):116-117.

篇2

一、模块化优化无机及分析化学教学内容

所谓课程模块,描述的是围绕特定主题或内容的教学活动的组合,或是一个内容上及时间上自成一体、带学分、可检测、具有限定内容的教学单元,它可以由不同的教学活动组合而成。模块化教学强调理论教学、实践、练习、研讨的同步式一体化的教与学,强调在专业教学过程中,把理论、实践等环节紧密结合。基于以上课程模块化的考虑,将无机化学和分析化学两门课程的教学内容进行模块化教学(见表1)。由于将无机化学和分析化学的课程内容打乱后进行重新组合,导致概念和知识点多,各章节之间存在较强的独立性。[2]因此,要合理安排大一第一学期的教学内容,这样有助于学生转变思维方式和学习方法。

二、多方面激发学生学习无机及分析化学的兴趣

兴趣是最好的老师,良好的学习兴趣是主动学习的原动力。要学好无机及分析化学,激发学生的兴趣至关重要。[3]在绪论教学过程中,要做好本课程的介绍及发展前景和学生学习心理方面的工作,在无机化学教学中建立好教师、学生和教材三者之间的相互关系。第一,在绪论课上介绍无机和分析化学发展过程及发展前景,让学生认识到学习本课程的重要性,以达到激发学生学习兴趣的目的;接着主要介绍无机及分析化学的作用及学习方法和相关考核办法。第二,阐明化学与人类生活密切相关的环境、能源、材料以及人类社会生活中的热点问题,以此为载体深入浅出地介绍化学与人类生活、社会发展的关系。第三,在专业导论课上强调无机及分析化学是能源化工类相关专业的基础课,能为以后的专业课学习和将来从事工作奠定基础。第四,通过新生认知见习,让学生在参观相关无机化工企业中获得感性认识;在平时的课堂教学中,利用一些贴近生活的例子解答知识疑惑,激发学生的学习兴趣。第五,建立合作学习小组,布置课后课题作业,利用网络资源学习无机及分析化学,查找相关资料完成课程论文作业。

三、充分利用现代多媒体技术革新教学方法

在无机及分析化学教学中,利用现代多媒体技术革新教学方法能提高教学效果。要面对的教学问题有:课前制作精美的多媒体课件,发挥多媒体课件的优势;主讲教师课堂讲授“动”与“静”结合,活跃课堂气氛;不可彻底忽略传统的板书;进行多媒体技术与传统教学技术相结合,有效提高课堂教学效果。[4]第一,使用多媒体技术教学可以模拟化学反应历程,让学生清晰地看到原子或分子的拆分及重新组合的过程,化抽象概念变为具体事物,这样可以加深学生对化学概念的理解。如,Flas制作了各种类型分子杂化轨道(sp,sp2,sp3,dsp2等)的形成过程。第二,采用多媒体教学手段展示教学重点、难点,实现人机对话,有助于学生理解和记忆课本内容。第三,进行多媒体教学时,应以学生为主体,但教师依然是教学活动的组织者和引导者。

四、培养学生知识的运用能力

通过学校组织学生参加各类化工学科竞赛活动是调动能源化学工程专业学生对无机及分析化学基础课程兴趣的重要举措。[5]第一,积极组织学生参加广西各类化学实验技能竞赛,坚持开展国家级、省部级大学生创新创业实验项目。第二,为了鼓励和培养大学生创新能力,学院组织学生参加化工年会化工论文竞赛。第三,开放实验室,鼓励学生积极参与到开放实验室的研究课题;设立创新实验基金,由学生自由申请,对实验取得阶段性成果的学生给予创新基金资助。此外,改革无机化学教学方法,必须将传统的验证性实验转变为新型的探究性实验,通过探究性实验培养学生的创新能力。在导师的指导下,学生在设计实验方案中能够开发智力、培养良好的实验素养,锻炼自学能力。

五、适应能源化工专业要求方面的改革

能源化学工程专业是一个综合性、实践性很强的专业,在理论教学上要求学生掌握能源化学工程基础理论和相关技能。在实践教学上,应明确教学过程中的内容重点和难点,尤其是热力学方面的内容应该重点详细讲解,使学生更好地理解能源转化及利用过程中的一般规律,为低碳环保使用能源奠定基础。我们针对实践性很强的能源化学工程专业,依据其专业的特点实施校内实训和校外实习相结合,使课程实验、课程设计、毕业设计、社会实践活动等环节能为培养具备高素质的能源化学工程专业人才服务。此外,我们还完善校内实验实训和校外实习基地的建设,向企业提供人才培养方案,共同建设与加强人才培养方案中的实践性教学环节。在实践评价体系的建设中,收集专家评价、教师评价、实习接收单位评价、系(分院)自评、学生评价等信息,做到以评促建。

六、结论

本文针对我校能源化学工程专业开设的无机及分析化学课程,在优化教学内容、激发学生兴趣、利用各种教学方法、培养学生能力以及适应专业要求方面对教学环节进行了总结和探究。加强基础理论知识教学使学生具备扎实的实践技能,进一步培养学生的创新能力,提高教学质量,能为培养能源化学工程专业创新型人才奠定基础。

[参考文献]

[1]韩洪晶,杨金保,刘淑,等.能源化学工程专业本科生创新能力培养体系的建立与实践[J].教育教学论坛,2013(15):228-229.

[2]孟广波,毕孝国,付洪亮.能源化学工程专业优化实践教学体系研究[J].中国电力教育,2014(3):145-146.

[3]朱清,李成胜,张征林.无机及分析化学教学改革初探[J].化工时刊,2013(4):49-50.

篇3

一、面向国家需求的专业特色定位与培养目标

专业特色是特色专业的灵魂,特色定位准确与否直接决定了特色专业建设的成败。首先,专业特色的定位要以长期形成的办学理念以及在人才培养方面的积累为基础。哈尔滨工业大学化学工程与工艺专业的“电化学工程”方向经过半个多世纪的深厚积累,培养了大批我国电化学工程领域的中坚力量。20世纪80年代,本专业王纪三教授的“发泡镍电极”技术,带动了我国电池行业的技术进步,胡信国教授的“一步法无氰电镀铜”工艺引领了电镀行业降低污染的技术革命,因此获得了国家发明奖。当前,传统石化类资源的日趋紧张及环境污染压力,已成为限制我国经济发展的一大瓶颈,研发新型能源与电镀清洁生产新工艺,是国家能源、环境的重大战略需求,特色专业责无旁贷要担当起此方面人才培养的重任。我们认为,特色定位不能脱离化工领域及化工学科,要根据国家对人才需求现状和发展趋势,充分发挥自己已经积累的特色基础和教学资源优势,有效利用外部环境中的有利因素和发展机遇进行定位。基于此,哈工大“化学工程与工艺”专业特色方向确定为化学电源和电化学表面处理,与电池及电镀行业对应。

本专业毕业的学生应具有以下几方面的知识和能力:(1)具有坚实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础知识及较高的科学素养;(2)具有较强的计算机和外语应用能力;(3)较系统地掌握本专业领域的理论基础知识,了解学科前沿及最新的发展动态;(4)具有创新意识和独立获取知识的能力;(5)具有较强的分析解决问题的能力及实践技能,具有从事与本专业有关的产品研究、设计、开发以及组织管理的能力;(6)熟悉本专业领域相关的发展方针、政策和法规。

二、基于专业特色的内涵和建设目标,明确课程设置的原则

专业特色是指充分体现学校办学定位,经过长期办学实践逐步积淀形成,优于其他学校相关专业的独特、稳定和具有鲜明个性特点并为社会所承认的专业风格。开展专业特色建设,旨在促进高等学校人才培养工作与社会需求的紧密联系,满足国家经济社会发展对多样化、多类型和紧缺型人才的需求。通过专业特色建设,探索专业建设实践,丰富专业建设理论,形成专业建设、人才培养与经济社会发展紧密结合的专业建设思路与人才培养方案,形成该专业建设内容的相关参考规范,对国内同类型专业建设起到示范和带动作用。

人才培养方案的制订与优化是专业特色建设的核心内容,而课程体系的设计是实现培养目标的基础,是完成特色型人才培养的保证。课程体系构建要根据人才培养目标要求应具备的知识、能力、素质,明确其应具有的知识结构进而设置相应课程,形成结构合理能满足专业特色需要的课程体系。我们认为满足专业特色的课程设置应遵循如下原则:

1.通识教育和专业教育相结合的原则。课程设置上要处理好宽基础与专业特色的关系,注重理学基础教育,既要满足特色的要求,又要为学生未来可持续发展和继续学习打好基础。通识教育和专业教育课程的有机结合,拓宽学生知识和视野,使学生在科学基础、人文素养、专业素质和能力等方面同步提升,促进学生的全面发展。

2.坚持在满足“化学工程与工艺”专业规范要求前提下彰显专业特色的原则。依据专业特色的需要,以知识点为标准,构建融会贯通、有机联系的课程体系。应以学生为本,不但要有与专业特色要求知识结构对应的课程体系,还要通过增加选修课的方式,构建与专业规范完全对应的课程体系,以满足本专业方向学生的自主选修。同时注意设置反映行业与产业形成的新知识、新成果、新技术和学科发展的课程。

3.加强实践教学与创新能力培养的原则。单独设置与实践教学及创新意识培养对应的课程,注重理论课与实验课的衔接与相互补充。增加实验教学比重,及时将教师的相关研究成果转化为实验教学内容,使我校的强势科研力量转化为优质教学资源。并通过设置产学结合与创新类课程等,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力及创新意识。

4.促进本科教育国际化的原则。保证学生四年外语不断线。在通识教育阶段基础上,参照国外同类专业课程体系,设置和建设系列化专业教育双语课程,培养学生跨文化交流能力,提高学生的国际竞争力。

三、以满足专业规范基本要求为前提,构建彰显专业特色的课程体系

高等教育大众化的显著特征之一是多样化,但多样化不是随意化,不能没有基本的人才培养质量标准。专业规范就是专业人才培养的总体框架与规定,我们不能背离专业规范中的基本要求去追求所谓的专业特色,遵循专业规范而不拘泥于规范的专业特色才能日益彰显。专业特色总体上呈现多样性特征,而专业规范体现了统一性的特征,专业规范中的人才培养基本规格,核心知识领域等质量要求标准是统一的,这是专业本身具有的特征。要协调好专业规范的统一性与专业特色多样性的关系,以满足专业规范基本要求为前提来彰显专业特色。我们以“化学工程与工艺”专业规范中要求的知识点为标准,围绕“电化学工程”知识结构的需要构建课程体系。基本做法如下:

1.在通识教育方面,强化数理基础,数学类课程278学时、物理课程177学时,人文与社会科学基础课177学时,公共外语课200学时(前两学年完成公共外语课后,大三开设双语课有“化工热力学”、“电化学测量”等,大四开设“表面工程”、“新型化学电源”、“电动车能源系统”双语课,保证四年外语不断线),还设有文化素质讲座、全校任选课等;针对行业、学科发展的需求,在通识教育的基础上,通过知识点不重复介绍来压缩相应课程的学时,设置与电化学工程知识结构对应的学科基础课、专业核心课、专业选修课。为拓宽专业基础,将“工程制图基础”、“化工传递与单元操作”、“化工热力学”、“化工综合实验”、“专业导论课”、“化工安全概论”、“理论力学”、“材料力学”、“电工与电子技术”、“电工与电子技术综合实验”、“高分子材料”、“新能源概论”、“无机材料制备方法”等定为学科基础课。按教学目标重组突出专业特色的主干课程体系,把“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”、“物理化学”、“化工传递与单元操作”、“化工热力学”、“电化学原理”、“电化学测量”、“化学电源工艺学”、“电镀工艺学”10门课程作为专业主干课。

2.以知识点为标准,通过必修与限选课来满足专业规范的基本要求。“电镀车间设计”、“化学电源设计”为实践类必修课,同时设有“化工机械与设备”专业选修课,以此涵盖化工设计的知识点;“化学反应工程”与“电化学反应工程”2门课限定为至少二选一,另外在10门专业主干课程中,包含了电极过程动力学、催化、反应器等内容,满足了反应工程知识点的要求。我们增加了选修课门数,并以知识点不重复介绍为原则压缩每门课程的学时,具体分为三类:第一类是设置了“结构化学”、“化工设计”、“化工仪表及自动化”、“化工分离工程”等化学、化工类课程及“材料分析测试方法”课程,使学生具备专业规范要求的化工知识体系,为有志于在化工行业就业及出国、考取外校研究生的学生打好基础;第二类是设置了“新型化学电源”、“固体电化学基础”、“电动车能源系统”、“绿色能源”、“电极材料结构表征”等课程,供希望从事电池行业的学生选修;第三类是设置了“化工设备腐蚀与防护”、“表面工程”、“电化学加工技术”、“涂装技术”等课程,供准备从事电镀行业的学生选修。从知识点看,既满足了“化学工程与工艺”专业规范的要求,又构建了适合专业特色的电化学工程知识结构体系。同时,不但满足了学生的就业要求,还为学生职业发展和继续学习奠定了基础。

四、发挥学科优势,设置加强实践教学与创新能力培养的课程

本专业依托的哈工大化学工程与技术学科,具有一级学科博士学位授予权,并建有化学工程与技术博士后流动工作站,2012年哈工大的化学工程与技术学科排名进入全国评估前八名。多年来面向国家、国防重大需求,形成了本学科的优势特色。在应用电化学方向上,产学研特色突出,多项原创性成果为企业创造了显著的效益。与本专业建立长期稳定的科研、教学合作关系的企业有十几家,为产学结合的学生培养奠定了良好的基础。我校化工学科在“211工程”、“985工程”的支持下,形成了科研、教学硬件大平台,为学生的科研训练、课程设计、毕业论文(设计)等提供良好的实践平台。在软硬件方面,对电化学工程的专业特色方向建设起到了保障和促进作用。另外,本专业正在逐步加大科研设备和科研实验室等资源向学生开放的力度,创造条件让学生能够较早进入实验室,参与教师的科研工作,在具体的科研活动中培养实践、创新能力。在专业实验内容上,鼓励教师将适合于实验教学的科研成果转化、更新为课程教学内容,有利于将最新的学科知识、技能传授给学生。

在实践教学与创新意识培养方面,对于基本技能、方法类实验,与四大化学相关的实验课为132学时、与化工基础相关实验72学时,与专业方向对应的实验课100学时。特色专业是面向行业培养人才,在产学结合上,设置“国内外专家讲学”学科基础课,还要求讲授专业课的教师要理论联系实际,注重启发科研思路。专业定期从合作企业中邀请高级工程技术人员来校为学生进行课堂教学或讲座,聘请具有教学经验的高级工程师参与本科教学活动;在创新能力培养方面,设置了“大一年度项目”、“创新创业训练计划”、“创新实验课”、“创新研修课”,要求学生在校期间至少完成2个学分,可通过选修创新研修课、创新实验课、参加大一年度项目、大学生创新创业训练计划、学科知识竞赛、发表研究论文、申请专利等方式获得。

自1999年本科专业目录调整后,我们围绕协调专业规范的统一性与专业特色多样性的关系上,进行了各方面的努力与探索,构建了面向国家需求的化学工程与工艺特色专业课程体系。作为特色专业建设,我们今后要为实现培养具有前瞻性、综合素质高、创新能力强和具有国际竞争力的行业人才的目标而继续努力。

参考文献:

[1] 赵祖平. 以专业特色建设促专业发展——以中国劳动关系学院行政管理专业为例[J]. 中国高教研究,2012(3):104-106.

[2] 周嘉,蒋玉龙,任俊彦等. 复旦大学微电子学专业特色的挖掘与拓展[J]. 中国大学教学,2012(4):35-36,60.

[3] 张灵,禹奇才,张俊平. 专业特色建设的几个基本问题[J]. 中国大学教学,2012(9):28-30.

[4] 徐定华,关勤,楼盛华. 论高校专业规范与专业特色的内涵及关系[J]. 中国高等教育,2010(8):57-58.

篇4

    UIUC计算机工程专业学生需要修满128个学分,这些课程分为如下7大类:1)科学基础与数学课程(31学分),包括数学、物理、化学在内的10门课程。2)计算机工程核心课程(34学分),这些课程重点介绍计算机工程领域的基本概念、基本原理、基本实验方法和技术,共有10门课程。3)专业基础数学课程(6学分),包括离散数学和概率、工程应用两门数学课程。4)写作课程(4学分),1门写作原理课程,主要讲授研究报告的写作方法。5)专业技术选修课(23学分),其中1门必须选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程之外的课程,其他必须均选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程。这些课程强调计算机工程实践中用到的主要分析方法和设计原则。6)社会科学与人文科学课程(18学分),这些课程被工学院认可并满足学校对学生社会科学与人文科学课程通识教育的要求。7)自由选修课程(12学分),这些几乎没有限制的选修课可以让学生学习任何领域的知识。学生可以在计算机工程专业深入学习课程,也可以学习生物工程、技术管理或语言等课程。

    1.2普度大学计算机工程专业本科课程设置

    普度大学计算机工程专业学生需要修满125个学分,这些课程分为如下6大类:1)通识教育课程(24~25学分),包括6~7学分的两门交流技巧课程和18个学分的社会与人文学科选修课程。2)数学课程(21~22学分),数学课程有两种套餐,各6门课,学生可以根据自己的情况任选一种。3)科学基础课程(18~19学分),包括物理、化学、生物及面向对象编程等5门课程。4)工程基础课程(7学分),包括工程导论两门课程及计算机工程和计算机科学以外学科的工程学科选修课1门。5)计算机工程专业课程(49学分),包括32~33学分的13门计算机工程专业核心课程;两门共计1学分的研讨课程;2门3~4学分的高级设计课程;2门8学分的研究生课程;1~2门计算机专业选修课程,使计算机工程专业课程总学分达到49学分。6)任选课程(4~6学分),根据辅修要求或个人兴趣,任选课程可以从理学院或文理学院中适合工科学生的数学、科学课程中选择,目的是使总学分达到125学分。

    1.3伊利诺伊理工学院计算机工程专业本科课程设置

    IIT计算机工程专业学生需要修满130~134个学分,这些课程分为如下3大类:1)限选课程(109学分),学分分配如下:计算机工程专业限选课程47学分,包括计算机工程和计算机科学两类课程;数学限选课程24学分;物理限选课程11学分;化学限选课程3学分;工程科学限选课程3学分;社会科学与人文学科限选课程21学分。2)选修课程(15~19学分),包括专业选修课程9~12学分,其中含1门硬件设计选修课;科学选修课程3学分。3)跨专业实践项目课程(6学分),包括IPROI跨专业实践项目I和IPROII跨专业实践项目II两门课程。

    1.4西北大学计算机工程专业本科课程设置

    西北大学计算机工程专业学生需要修48门课程,这些课程分为如下7类:1)通用工程方法、数学、科学基础课程(15门),必修计算方法与线性代数GenEng205-1、线性代数与力学GenEng205-2、动态系统建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4门通用工程方法课程;必修微积分(I)MATH220,微积分(II)MATH224,微积分(III)MATH230及多元积分与矢量微积分MATH234四门数学课程;必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3两门科学基础课程;从McCormick工学院科学基础课程中任选其他2门课程;另外必修IDEA106-1工程设计与交流(I)、IIDEA106-2工程设计与交流(II)两门工程设计和交流课程。2)工程基础课程(5门),必修4门,包括EECS202电气工程导论、EECS203计算机工程导论、EECS211编程基础(C++)、EECS302概率系统与随机信号,并从McCormick工学院工程基础课程热电力学、系统工程与分析、材料科学和流体与固体中任选1门。3)交流与社科人文学科课程(8门),选修GenCmn102演讲或GenCmn103课程的其中1门,另外选修7门满足McCormick工学院要求的社科人文学科课程。4)专业核心课程(5门),必修EECS205计算机系统软件基础、EECS303高级数字逻辑设计、EECS361计算机体系结构、EECS311数据结构与数据管理和EECS343电路基础这5门课程。5)技术选修课程(10门),西北大学计算机工程专业分高性能计算、VLSI与CAD、嵌入式系统和算法设计与软件系统4个方向,每个方向开设若干门技术课程,每个学生必须在这4个方向中选修5门课;从专业基础课程EECS213计算机系统导论、EECS222信号与系统基础、EECS223固态工程基础、EECS224电磁场与光学基础、EECS225电子学基础5门课中根据学习方向选修2门;剩下3门从计算机科学、计算机工程、数学、科学基础等课程中选修,如可以是生物学BIOL210-1,2,3和化学原理CHEM210-1,2,3课程,也可以经申请同意选修相关计算机工程研究生课程。6)自由选修课程(5门),共修5门,学生可以根据自身情况和兴趣爱好自由选修。若从未学习过任何计算机编程语言,建议其中1门选修编程入门(Python)EECS110课程。7)高级项目课程(1门),至少在微处理器系统项目EECS347-1、计算机体系结构项目EECS362和VLSI设计项目EECS3923门课中选修1门。

    24所大学计算机工程课程设置特色

    4所大学计算机工程本科专业的课程设置都通过美国工程教育认证机构ABET的EC2000指标体系认证,有如下特点:

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1.调查方案的设计

以绿色化学的概念、作用及原则为主要调查内容,通过查阅相关文献资料,进行问卷设计;采用问卷调查及访谈方法对山西晋中学院化学化工学院2—4年级化学(含师范)及应用化学专业学生进行调查。对获得的第一手资料进行统计,并对有关问题进行综合分析,在此基础上参阅相关文献给出相应对策与建议。本次调查采用以班发放问卷、现场答卷与收卷方法。实发问卷400份,收回有效问卷364份。

2.调查结果统计

化学化工专业学生对绿色化学认识的调查统计见表1。

3.调查结果分析

表1显示,多数学生对绿色化学的属性有较好的理解与认识;不少学生对绿色化学的作用理解与认识不足,甚至是错误的。如约74.2%的学生误认为“绿色化学使化工过程含有废物处理环节,因而会使整个费用增加”。这些学生不懂得,先污染后治理,不仅难度大,费用不菲,而且多数需要停产整顿,随之而来的是更大的经济损失。如果化工过程实现了绿色化,即做到五个“R”:第一Reduction——“减量”,即减少“三废”排放;第二Reuse——“重复使用”,即重复使用催化剂、载体等;第三Recycling——“回收”;第四Regeneration——“再生”;第五Rejection——“拒用”,指对一些无法替代、无法回收、无法再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用,这就能有效实现节省资源、能源,减少污染,变废为宝,降低成本的目标,避免出现先污染后治理的恶劣情况。仅约54.2%的学生能够认识到“绿色化学追求高选择性化学反应,极少副产品,甚至达到原子经济性”。原因是不少学生缺少对原子经济性的认识。原子经济性是绿色化学的核心内容,指原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物“零排放”。可见,绿色化学的原子经济性反应,首先是最大限度地利用原料,其次是最大限度地减少废物的排放。

表1中选项8-19是绿色化学的12条原则。学生对其中9条原则有较好的理解与认识。但仅约52.7%的学生能够认识到绿色化学要求“能量使用应最小,并应考虑其对环境和经济的影响”。以前化学家在设计化学过程时,往往考虑的是如何提高产率,而忽略了能量问题,认为该问题是工程师的事情,使得化学工业成为了耗能大户。生产和使用能量的工程,往往也会造成污染,如以煤为燃料所提供的热能,多用一份能量,就多一份污染。因此,设计化工过程的化学家需要对化工各阶段进行调节与优化,从根本上改变其对能量的需求,从而使能量最低,减小对环境和经济的影响,减轻对能源危机带来的压迫。仅约42.3%的学生能够认识到,化工过程应尽量避免不必要的衍生步骤。衍生步骤会带来更多的副产物,消耗更多的资源与能量。更多的产物意味着可能会对环境产生更多的污染和破坏,必然产生需要处理更多废物的费用;更多能量的使用会使成本变高,造成不必要的能源浪费。因此,在化工过程中应最大限度地避免衍生步骤,以降低原料的消耗及对人类健康与环境的影响。仅约32.4%的学生能够认识到化工过程中催化试剂优于化学计量试剂。化学化工专业学生应该明确,催化反应不仅具有提高原料利用率与降低废物产生的益处,而且催化剂可以降低反应活化能,既利于控制,也可以降低反应发生所需要的温度。选择性催化剂是绿色化学的重要工具和重点研究方向。

4.思考与建议

不少学生对绿色化学的作用、原则缺少认识,其主要原因:一是学校对学生进行绿色化学教育重视不够,缺少要求;二是化学类专业课的课堂教学缺少绿色化学思想与原则的渗透;三是没有开设“绿色化学”课程,学生缺少了对绿色化学系统学习的机会。树立绿色化学思想,不仅是化学家与化工专家的事,而且是所有从事与化学有关的人们关注的事。作为专门培养化学化工专业高级人才的高校,应把绿色化学理念渗透到化学教育的全过程中,并作为课改与教改的指导思想。

4.1在化学类的基础课教学中渗透绿色化学思想

化学教材中蕴涵有大量绿色化学的素材,因此,在课堂教学中要时时体现绿色化学的原则和思想。通过环境污染及其危害的具体事例,让学生了解我国乃至全球环境日益恶化的现状,并探讨相应的解决措施,使学生认识到石油、天然气、煤炭等能源与资源作为现代工业的基础都是不可再生的,新能源和可再生能源是重要的战略选择,从而对环境保护、资源与能源的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识,明确发展经济不能走先污染再治理的老路。把“原子经济性理论”、现代化学技术与方法渗透到理论课与实验课中,就如何优化定量与定性实验、物质合成及当前资源利用、环境污染、化学品乱用等重大问题与学生进行讨论,培养学生的绿色化学思想及可持续发展战略,为学生在校学习与以后的工作中能够充分发挥化学的正面作用,更好地造福于人类社会奠基。

4.2在化学实验课中培养绿色化学理念

化学化工专业,各类实验课所占的比重很大,实验过程中往往会产生、排放大量的污染环境的有毒有害物质,这就需要实验教师尽量改进传统实验,应用先进的实验研究新成果,以绿色化学思想与原则指导实验仪器和试剂的选择,指导实验设计、实验方法与实验“三废”的处理,在每一个实验中力求减少或避免有毒有害废物的产生,为师生和工作人员提供安全的工作环境。为此,首先,在实验中尽量采用无毒无害的反应原料。在进行无机、有机、分析、物化等实验时,在满足教学需要的情况下,为避开毒害品的使用,可考虑寻找替代品,变更反应路线,设计绿色实验方案,如用维生素B1替代剧毒的KCN做催化剂进行安息香缩合反应;以葡萄糖替代有致癌作用的苯为起始原料,用遗传工程获得的微生物为催化剂合成已二酸;用新型的固体溴化剂四丁基三溴化铵替代Brz与苯酚、苯胺反应制备对位的一溴代物,不仅反应产物更易于控制,避免了使用Br2带来的有毒、易挥发、不便准确量取等弊端,而且还具有可回收利用等优点。其次,使用封闭实验装置,回收实验废料。注意化学实验内容的选择、设计和呈现体现绿色化。一方面尽量减少污染很严重的实验,另一方面对一些实验过程中产生有毒有害气体、且污染环境的实验,进行改进与创新,想方设法将其设计成为封闭的实验装置。包括:气体发生与收集装置、气体性质反应容器、尾气收集与处理、导气装置等。在无法封闭的情况下,要注意回收、通风或采取其他防护措施。对实验过程中产生的废料,设法予以回收或适当处理。第三,采用微型实验。在微型化的条件下对实验进行重新设计与探索,以达到用尽可能少的试剂来获取尽可能多的化学信息。

4.3开设专门的绿色化学课程

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随着新世纪材料及能源学科的大发展机遇,也应和石河子大学进入全国211大学工程计划的实力,作为新专业,2012年9月,石河子大学化学化工学院的材料科学与工程系开始招收本科生。在专业教育过程中,为适应中外科技交流的需要,材料科学与工程专业开设了专业英语课程,作为第一界本科生的专业英语教学在本科教学大纲中的第五学期开课。《专业英语》是材料科学与工程专业的专业选修课,专业英语教学作为专业课教学中一个不可缺少的重要组成部分,其设置目的为了强化专业基础英语的实践,掌握材料专业的国际科技动态,有能力读懂专业文献,学术交流及继续教育等多方面的能力[1-3]。既是基础英语知识的延续,又是基础英语的应用,培养英语及专业知识能力及素质的重要途径[4]。在材料科学技术领域,国际化已经成为趋势,查阅国外专利及相关文献,以及和国际专家面对面交流已经常态化,在各大高校通过专业英语的学习都可以提高本科生的素质教育[5]。目前专业英语课程的学习中存在诸多问题,如课程学程短、覆盖面广、深度不够等问题,针对这些问题,本文针对我院材料系本科生专业英语教学提出了一些切实可行的教学改革措施[3,6]。

一、把握科研动态,选取合适教材

材料专业的专业英语教材很多,如匡少平主编的《材料科学与工程专业英语》,范积伟主编的《材料专业英语》,曹同玉主编的《高分子材料工程专业英语》,刘爱国主编的《材料科学与工程专业英语》,赵安源主编的《材料专业英语》及刘琼琼主编的《高分子材料专业英语》等教材。我们选取的是匡少平主编的《材料科学与工程专业英语》一本作为我院材料系的专业英语的教材,原因有以下几点[7]。

1.该教材分不同模块,如金属陶瓷单元,聚合物材料单元,复合物材料单元及纳米结构单元等。可以针对不同的单元模块,给予教学不同的课程设计,比如聚合物材料单元和复合材料单元可以放的比重多一些[8]。

2.该教材紧跟科研动态,在教授过程中,很容易插入现有的相关材料的新动态和新工艺方法,让学生在学习英语知识的同时,结合自己的专业特色和专业知识,提高学生的积极性和主动性[9]。

二、教学技巧的探索

针对我院第一届学生开设的这么专业选修课程,没有往届的经验可以参考,因此,针对在教学过程中出现的自身问题,我们提出了一些可以改善的教学技巧。

1.我院开设的材料科学与工程的专业英语课在大学的第五学期,同时也是高分子化学同期开设的。而学习专业英语最好有高分子化学的背景知识,因此,再次选定专业英语的讲课时间是,授课老师可以安排在高分子化学开课之后的两周后开始。课堂上允许学生随时打断,随时提出他们感兴趣的专业知识疑问[10]。不要给学生提出太高的要求,专业英语的提高是一个长期的过程,先让学生慢慢养成专业英语的写作及表达的逻辑思维,了解语言上的规范,表达上的准确以及文章的流畅性及确切性。

2.本科生学习外语的主动性还不够,针对这点,我们可以将课文中出现的生词,提前发给学生,让他们进行预习,一方面通过预习,对多学课文的专业知识有一个大概的了解,同时可以减少课上做笔记的时间,专心听讲[11]。在课程上,要切实分析特定语句,比如定语比较长的非限定定语从句,分析复杂长句的主语,谓语以及要传递的主要信息。在多次的分析句式过程中,让学生习惯科技论文的表达模式。

3.在课堂上主动回答问题的学生很少,为了抓住每一位学生的学习主动性,可以将现有的2个班级分成不同的小组,在进行课前预习的前提下,课上进行朗读和翻译工作,提高学生口语能力,突破哑巴式英语的学习模式。同时,也提高了本科生的专业英语的阅读,分析和表达能力[12]。合作小组和任务驱动式教学也提高了学生的合作能力和交流能力以及英语专业知识的应用能力和学术交流能力[13]。

4.布置适当的作业,课后独立完成查阅英文文献,讲授文献的基本大意,为大四毕业设计环节打下良好的基础,保障毕业设计的顺利进行。同时,为日后去外企工作的学生也做了相应的铺垫,和国际化公司员工的标准靠拢,增加就业竞争力[6,14]。

5.抓住大三已经准备考研的同学,他们最知道英语学习的重要性,在整个课堂中,让他们成为学习专业英语知识的排头兵,起到带头作用,调动起课堂的气氛,老师辅助提问一些稍有主动障碍的学生,控制住上课开小差的同学,这样就可以活跃课程气氛的同时调动起每一位学生的积极性,参与到专业知识和英语知识的学习中来[15]。如果能有本科生参与到相关专业老师的课题组进行实验环节的训练,如石河子大学大学生研究训练计划(SRP)项目,石河子大学“挑战杯”研究训练计划中,更能提高这些学生的专业英语的学习热情,他们可以将所学的专业英语知识运用到实验中[16]。

三、提高专业英语教师的水平

1.根据专业英语的特殊性,该课程由具备专业知识的教师承担教学任务,因此具有较强的专业知识,常年阅读专业文献,撰写科技论文,在看,写方面都有明显的优势[17]。但是在听说方面还存在一定的不足,一方面教师要通过自身的努力学习以弥补教学授课所需的不足,另一方面也需要大学,学院的协助与支持,比如定期选派专业英语教师到国外国内著名高校进行短期研修与培训,或者提供更多的与外籍教师交流的机会,增加专业英语教师的专业技能。通过多方面的努力,任课教师应该在专业英语方面的听、说、读、写方面有长足的进步[18]。

2.教师也要不断的补充更新专业知识,把握科研动态。在讲授课程的过程中,穿插任课教师在国际国内会议上的专业学术报告,给学生更多的鲜活知识。让学生切身感受到学习专业英语的真正目的和作用[19,20]。

综上所述,当前,学习好材料学科的专业英语并不是一件容易的事情,从教师的专业素养,教学条件的改善,教学技巧的多样性,学生的重视程度等都有待于进一步提高。因此,我们要不断的探索和改革实践,采取多样化教学,因材施教,充分发挥教师的主观能动性,增加学生的兴趣,提高课程的教学质量,为石河子大学培养专业素质更强的本科生,为社会输送更多更好的专业人才。

参考文献:

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[2]张冬梅.专业英语课程教学的几点思考[J].辽宁高职学报,2006,(03).

[3]熊晓春.专业英语教学改革探讨[J].疯狂英语(教师版),2008,(02).

[4]张吉强,蔡文琴,李泽桂.关于专业英语教学的探索[J].四川解剖学杂志,1997,(01).

[5]栾国颜.化学工程与工艺专业英语教学探讨与改革[J].化工高等教育,2007,(01).

[6]崔会芬.专业英语教学方法探索[J].科技信息,2010,(15).

[7]莫再树.关于专业英语教材建设的思考[J].西安外国语学院学报,2003,(02).

[8]刘杰颖.专业英语在高校教育中的作用与教学[J].长春金融高等专科学校学报,2006,(04).

[9]张勇,袁廷新,杨帆.新课程化学实验功能辨析[J].中国教育学刊,2009,(02).

[10]邓保庆.环境工程专业英语教学的必要性探讨[J].求实,2010,(S1).

[11]李世云,邹俊,周海骏.高分子材料与工程专业英语教学研究[J].广州化工,2012,(18).

[12]孙丽丽,毕凤琴,张旭昀.金属材料工程专业英语教学改革实践的认识与思考[J].时代教育(教育教学),2010,(05).

[13]陆江银,王春晓.化工专业英语教学方法探讨[J].黑龙江教育学院学报,2011,(01).

[14]董世艳.石油相关专业研究生专业英语词汇学习策略研究[D].长江大学,2013.

[15]马恒昌,李文锋,王锋,et al.化学专业英语教学感悟及策略探索,Wuhan,HuBei,China,F,2013[C].

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[17]高云峰.专业英语师资发展[J].绵阳师范学院学报,2004,(03).

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高等学校的专业是一种传承知识、培养人才的组织方式,主要指学术和人才培养的人为分类,起着目录性的指导作用,规定着师生探索的方向和范围,也起着范型的作用,是人才培养的范式。从知识角度讲,专业也是实现知识领域专门化的一种方式,是知识、学科及学科群的一种组织形式,既是具有一定共性和内在联系的学科群的集合体。

专业学科群包括基础学科、带头学科和外延学科三个层次。学科群建设就是要加强基础学科的理论源头作用,发挥带头学科的牵引作用,使多形态的学科结构产生协同效应,紧密联系交融形成一个学科整体是学科发展的一个新模式。学科群必须有带头学科。带头学科领域内的知识内容必须是学科群中心任务所涉猎的内容的大部和关键所在,是众多学科之中的核心学科和首席学科,担负起领导和组织的功能,连通、协调着各个学科、各层次学科,起着牵引作用。根据环境科学专业的发展演变过程和传统特色,环境科学是其带头学科,也是环境科学专业学科群的主干课程。基础学科是学科群的理论源头,环境科学专业的基础学科为地学、化学。

2环境科学专业学科群分析

2.1环境科学专业渊源

环境科学就是研究人及其生存环境间关系的一门学科。环境科学学科都是在传统学科中衍生、发展、壮大起来的,在环境科学的初级阶段,与环境科学的相关学科分别从解决环境问题的不同角度出发,形成了具有各自学科特点的环境类专业,如环境化学、环境地理学、环境地质学、环境生物学、环境工程学等,形成了各类环境科学分门别类发展,百花齐放,百家争鸣的局面。这样环境科学学科都以二级学科的形式附属在传统学科内。例如,综合性和师范型大学的环境科学体系主要起源于地理学、化学、和生物学等学科,农业大学的环境科学体系主要起步于土壤农化和农业环境保护,海洋大学的环境科学体系主要侧重于海洋环境科学等。随着环境科学进入综合发展阶段,由于实际环境问题的综合性,前述学科通过相互联系、联合、融入和融合,并逐渐综合、归并为环境科学和环境工程两个专业。1998年国家对学科设置体系进行了调整,新设了环境科学与工程一级学科,其下包括环境科学和环境工程两个二级学科,其中环境科学所涵盖了原来的环境地理学、环境化学、环境生物学、环境海洋学等多个二级学科,成为一个覆盖面非常广的一个新的二级学科。

2.2带头学科的演变

环境科学是一门综合性强的科学,研究核心是人地关系。研究对象是人地系统,是指环境与人类活动两个子系统相互作用,构成的具有一定结构和功能机制的复杂巨系统。按照研究人地关系系统相互关系的课程设计,环境科学专业主干课程是环境科学。

环境科学是一门年轻的交叉科学,环境问题是环境科学发展的根本驱动力,环境科学发展以环境问题为导向。20世纪50年代初,环境科学是在人类认识解决环境问题的过程中逐步产生和发展起来的,是人类社会生产力和科学技术发展到一定阶段的产物。因人们对环境问题的日益重视而在国外被提出,随着国际社会对环境问题关注的不断加强而得到发展,特别是进入20世纪七、八十年代后,得到了迅速发展,逐步形成了一门具有领域广泛、内容丰富的独立新兴学科。

环境科学是多学科、多门类的综合性科学,不过主要是移植其他众多自然科学学科如生物学、地学、化学、气象学、经济学、工程学、规划学等的原理和方法应用,及相关学科分化,并随着科学和技术进步而逐步发展起来的。从地球科学分化出的环境地学包括环境地理学、环境地质学、环境海洋学、环境地球化学以及环境生物地球化学和环境大气学等。生物学分化出环境生物学和环境医学包括环境生态学、环境水生物学、环境微生物学、环境生理学和环境毒理学等。由化学学科分化而来的环境化学包括环境分折化学和环境工程化学、环境有机分析化学、卫生工程化学、用水废水化学、大气污染化学、土壤污染化学和海洋化学等。环境物理学,包括辐射生物学和辐射医学以及环境声学、环境空气动力学等。工程类的环境工程学包括给水排水工程、给水及污水处理工程、供热工程、空气调节技术、除尘技术、冷冻技术、“三废”综合利用等。环境社会科学是从社会学科发展而来的,包括环境发展史、环境污染史、环境经济学、环境规划和环境管理学等。90年代前后,才开始注意到社会科学在研究和解决环境问题中的重要作用,环境哲学、环境社会学、环境伦理学以及环境法学等学科才逐渐形成。

20世纪70年代,联合国教科文组织,把“人与生物圈”的研究列为全球性课题,强调从宏观上研究人与环境的规律。人类面临的人口、粮食、能源、环境、健康等重大问题都是环境科学的研究内容,既要从广义的科学、技术和社会角度解决,更是从生物认)与环境角度来解决。这样,“环境科学”以其与时倶进的强大生命力,不断地扩充其学科视野,扩展其理论视界,扩张其应用视域,直到全面关注并深层关怀人类的生存与发展的生态文明前景。这样不仅形成了众多的环境科学分支,还与其他一些应用学科甚至社会学科相互渗透,产生了许多应用科学。人类环境学基础理论包括环境动力学、环境控制论和环境系统学;从应用上分有环境工程学、环境规划学和环境管理学;从层次等级分有个体环境、家庭环境、企业环境、社区环境;从系统类型分,有农村环境、城市环境、工矿环境、交通环境;从学科领域分,有经济环境学、文化环境学、社会环境学、行为环境学、环境伦理学、医学环境学、教育环境学和技术环境学等。

环境是指人类赖以生存的自然环境和社会环境,是围绕生物界泡括人类)并构成生物生存的必要条件的外部空间和无生命物质,如大气、水、土壤、阳光及其他无生命物质等。环境科学的主体是人,人的活动遵循社会发展规律,向自然界索取资源,产生出一些新的东西再返回给自然。环境科学的目的就在于弄清人类和环境之间各种各样的演化规律,包括人和环境的关系;人类活动引起环境质量的变化,这种变化又反过来影响人类活动,使我们能够控制人类活动给环境造成的负面影响。它的任务就是要揭示人和环境的这种相互作用的客观规律,以及运用这个规律来保护和改善环境。环境科学的研究从宏观上讲,研究人和环境相互作用的规律,由此揭示社会、经济和环境协调发展的基本规律。从微观上讲,环境科学要研究环境中的物质,尤其是人类活动产生的污染物及其在环境中的迁移、转变、积累、归宿等过程及其运动规律。还要研究环境污染综合防治技术和管理措施,寻求环境污染的预防、控制、消除的途径和方法。经过数十年的发展,学科内容进一步细化、深化,分支成环境科学学科群。环境科学学科群包括生态环境学科集、环境学学科集和应用环境学学科集。

2.2.1生态环境学科集

生态环境科学学科集包括基础环境因子学科子集和生态环境学科子集。

环境科学研究的环境是围绕着人的生存环境,包括自然界的大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。基础环境因子学科子集细分为地质学、地貌学、气象学、水文学、土壤学、动物学、植物学、微生物学等环境因子,每个环境因子都包括一个系列学科,如土壤学系列学科包括基础土壤学、土壤地理学、土壤资源学、环境土壤学、土壤调查与制图、土地评价、土壤改良治理工程与技术、水土保持、土壤社会学等课程;同时包括地质环境学、地貌环境学、大气环境学、水文环境学、水资源环境、土壤环境学、生物环境学、植物环境学、动物环境学、微生物环境学等环境因子系列学科。

生态环境学科子集细分为海洋、河流、沙漠、草原、森林、农田、湖泊、沼泽、平原、山区、高原、丘陵、盆地等类型,包括海洋学、流域学、草原学、森林学、农田学、湖泊学、自然地理学、经济地理学和人文地理学等学科;海洋环境学、流域环境学、沙漠环境学、草原环境学、森林环境学、园林环境学、农田环境学、湖泊环境学、河流环境学、城市环境学、聚落环境学等系列课程;同时包括生态系统工程学、海洋环境工程、水利工程环境学、沙漠环境工程、草原环境工程、森林环境工程、园林环境工程、农田环境工程、湖泊环境工程等系列学科。

2.2.2环境学学科集

环境学学科集包括基础环境学学科子集、社会环境学学科子集和环境工程学科子集。

基础环境学学科子集包括环境科学概论、环境地质学、环境地球化学、环境海洋学、环境土壤学、污染气象学、环境化学、环境物理学、环境微生物学、环境生物学、数学环境学、化学环境学、环境医学、环境毒理学、环境生态学、环境监测、环境质量及评价、环境仪器分析等系列学科。

社会环境学学科子集包括环境哲学、环境科学方法论、环境统计学、环境伦理学、环境社会学、自然环境保护学、清洁生产概论、环境信息系统、环境保护学、环境管理学、环境经济学、环境法学、环境美学、景观环境学、环境政治学等系列学科。

环境工程学科子集包括环境规划学环境工程学、环境生态工程学、环境保护工程学、环境系统工程学、环境地球化学工程学、水污染防治工程学、大气污染防治工程学、固体污染防治工程学、噪声控制工程学、环境材料等系列学科。

2.2.3应用环境学学科集

应用环境学科是飞速成长的环境科学学科群中另一个重要学科子集。环境学与经济学相结合产生了经济环境学,同理如农业环境学、资源环境学、城市环境学、产业环境学、家庭环境学、工程环境学、环境教育、放射性环境学、农村环境学、区域环境学、全球环境学和宇宙环境学等都是环境科学应用的重要研究领域。出现了环境科学与环境工程学科双向同步发展的景象,如与前述应用环境科学学科相对应的农业环境工程、资源环境工程、城市环境工程、产业环境工程、家庭环境工程、环境教育工程、放射性环境工程、农村环境工程、区域环境工程、全球环境工程和宇宙环境工程等学科纷纷出现,这样就逐渐形成了飞速成长的应用环境学学科集。

2.3环境科学专业学科群的外延发展

环境科学专业是一门新兴的、多学科交叉渗透形成的、与人类及生物生存息息相关的前沿学科集其知识体系涉及自然资源和环境资源的高效利用、浪费、污染及控制、生态与环境建设的各个方面。因此人和环境科学集向外延拓展:(1)人一方面外延发展成人、生物科学与技术进而发展成包含现代生物认肢术与工程的生物(人)科学集;另一方面人口资源外延发展成自然资源,发展成以人口资源为主体的自然资源调查与保护、管理,进而发展成为资源科学学科集;(2)环境科学由人类生存环境发展成为生物(人)环境系列课程,外延发展成社会环境、人类环境系列课程,进而发展成为包括自然环境学科、社会环境学科、人类环境学科的环境科学学科集。

2.4农业大学环境类特色学科

农业大学最大的特色学科是农业学科群属于生命科学群的重要组分。经过数十年的发展,农业己经形成了许多传统学科,与环境科学专业有关的课程有:普通生物学、植物学、动物学、微生物学、植物生理学、植物生物化学、农业概论、作物栽培学、园艺学概论、生物保护学、设施园艺环境调控工程、养殖环境工程、农业生态学、农业病理学、植物保护学、试验设计与生物统计、农业仪器分析;农业气象学、农田水利学、土壤肥料学、农业环境学、园林环境学、生态农业、循环农业、绿色(有机)食品工程、建筑环境学、环境景观设计等。

2.5地方环境特色学科

青岛农业大学位于美丽滨海城市一青岛市的腹地城阳区,濒临黄海,东接崂山、西邻胶州湾,湿地广布,水域(湿地)环境研究方便。学校具有强大的农业技术背景,依托这一背景,学院环境科学专业将在农业环境保护、湿地(尤其是海洋)环境保护、区域环境规划、农业环境工程等方面独具一格。

3环境科学专业课程体系设置

高等学校的“专业”指的就是一个系列、有一定逻辑关系的课程组织151。因此,专业就是培育学科群的组织保证,是围绕社会需要,尤其是人才培养的需要,组织多学科协同攻关,形成一些由若个具有某一共同属性的分支学科构成的学科群体和人才培养的范式。

环境科学着重研究区域生产(生活)活动中的环境污染问题及资源利用与生态、环境和工程之间的相互关系,其工作重点是在可持续发展战略思想的指导下,努力提高环境容量,注重区域生态环境的保护和环境质量的改善,保证区域环境健康和优质农产品生产,确保生物认)生存的环境质量,是人们生活、生产和环境保护的理论基础,也迫切要求用较为完善的理论去对许多应用性问题提供专门指导。“国家中长期科学技术发展纲要”161中指出:防止水土流失、保护生态环境,建立合理的农林牧副渔复合生态体系。发展生态建设工程,开展温室效应、酸雨及臭氧层机理,及其对环境和人体影响的研究。是中国21世纪初环境科学研究发展的前沿和核心领域。由于环境问题涉及面广、性质复杂,其解决需要各相关学科的知识,环境科学专业也就需要同时具备相应的基础知识和基本技能,尤其是现代科学技术的发展和解决环境问题的迫切性,要求环境科学本科专业人才必须具备广博的理论基础和扎实地掌握相应的技术手段。针对环境科学涵盖面的广泛性和所研究问题的复杂性,客观上需要专业方向各有所侧重的人才多样化,需要具有深厚理论基础的综合能力和适应性强的专业人才的特点。这就要求学生掌握环境科学方面的基本理论、基本知识,受到应用基础研究、应用研究和环境管理的基本训练,熟悉国家环境保护、自然资源合理利用、可持续发展、知识产权等有关政策和法规,了解环境科学的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及环境保护产业的发展状况;同时通过学科交叉、渗透,加强基础理论教学,拓宽学生的知识面,强化专业基本技能、基本实践的训练,培养学生具有系统扎实地环境领域的科学研究、工程设计和管理规划能力,具备区域环境质量监测与评价、生态环境建设、资源利用技术、环境规划与管理、环境质量保障方法和可持续发展方法的基础理论和基本技能,具有较好的科学素养及一定的教学、研究、开发和管理能力,成为基础扎实、适应性广、能力强、素质高的区域环境系统规划、建设和管理的技术人才,能在科研机构、高等学校、企事业单位及行政部门等从事科研、教学、环境保护和环境管理等工作。高等学校应在教育部颁布的环境科学专业课程体系基本框架下,根据环境科学专业学科群发展的要求,按照“宽口径、厚基础、强能力”的原则,结合自身特点和所处环境,从有利于学生就业和继续深造两方面着手构建环境科学专业的课程体系和人才培养模式。

专业学科群是本专业的主干课程的细化、交叉融合形成的系列课程的集合,以本专业的主干课程系列课程为核心,以专业主干课程的外延课程系列为支撑,加上这些专业课程的基础课程群,形成金字塔型学科群。地方农业院校环境科学专业学科群包括化学科学学科集、生物浓业)科学学科集、生态环境科学学科集、环境科学学科集和环境工程科学学科集。青岛农业大学将前述的环境科学专业学科群分成专业基础课程、专业课程、专业选修课程等层次,形成环境科学专业课程体系。针对庞大的课程体系,特别是众多的选修课,学生们往往很迷茫。为了学生们能根据自己的喜好,很好地在环境科学领域定位自己、发展自己,在宽口径的基础上,能有一技之长,毕业后成为能在产业环境保护、生态农业、循环生产、污染监测及控制的教学、科研、管理等工作的应用技术型人才。我们结合农业资源与环境科学的发展趋势,紧密结合中国资源管理与环境保护方面的问题与社会需求,尤其是“三农”领域的广泛需求,考虑到农业院校的基础和环境科学领域的特色,根据市场的需要考虑设立多个专业方向,来培养多层次、多样化、适应性强的各类人才。按照“基础+模块”模式设置了环境科学专业课程体系,将环境科学专业选修课程分设三个方向,每个学生至少选修一个方向的课程、至少选修8个学分人文社科类课程和一定任选课。湿地晦洋)环境科学方向:主要选修课程有水生生物学、水文与水资源学、海洋学导论、自然资源学、水域生态学、水污染与控制、水污染治理、海洋环保技术、水土保持、环境生态工程学等;