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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇環境工程論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
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1.中文摘要
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3.目錄
目錄二字為小二號黑體,居中打?。幌驴找恍袨檎隆⒐潯⑿」澕伴_始頁碼(小四號宋體)。章、節、小節分別以第1章、1.1、1.1.1等數字一次標出。
4.前言
“前言”二字為三號黑體,居中打??;二字之間控一字符。
5.正文:
1XXX--章級層次
三號黑體居中排,段前段后各0.5行;
1.1XXX--節級層次
四號黑體左起排,段前段后各0.5行;
1.1.1XXX--小節級層次
四號楷體左起排,段前0.5行;
1.1.1.1或1.XXX--條款層次
小四號宋體左起;
(1)XXX(小四號宋體,接排)
畢業論文、設計說明書正文用小四號宋體,行間距為22磅,標準字距。
6.圖
圖題采用中文,中文字體為5號宋體。引用圖應在圖題右上方角標出文獻來源。圖號以章為單位順序編號。標號在圖下方。
7.表格
表格按章順序編號,表格必須按規定的符號標注單位。標號在表上方。
8.公式
公式書寫應在文中另起一行,居中排列。公式序號按章順序排列。標號在公式同行右對齊。
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摘要:環境工程是一項重要工程,關乎每一個公民的切身利益,環境問題已經成為影響人類生存和發展的全球性問題,國際社會對環境問題也給與了高度重視,各國都在積極探索環境保護與治理經驗。環境保護工程是一項長期的發展工程,環境保護需要全社會普遍關注、共同努力才能夠收到成效,本文簡要分析了環境工程的內容和管理手段,同時針對環境問題,提出了相關的環境保護措施。
關鍵詞:環境工程;環境保護;措施
前言:環境工程是一門提出控制、治理工程措施的使用科學,它所跨的專業內容包括化學工程、土木工程、機電工程等,它不僅研究防治環境污染和公害的措施,而且研究自然資源的保護和利用,探討廢物資源化技術、改革生產工藝、發展少害或者無害的閉路生產系統以及按區域環境進行運籌學管理,以獲得較大的環境效果和經濟效益,這些都成為環境工程的重要發展方向。
一、環境工程的內容
(1)水污染控制工程。水污染控制工程的主要任務是從技術和工程上解決預防和控制水污染的問題,提供保護水環境質量、合理利用水資源的方法以及滿足不同用途和要求的用水的工藝技術和工程措施。對廢水的處理,一般是根據當地納污水體的功能與當地污染物總量控制下允許的排放量及濃度來確定處理程度,
(2)大氣污染控制工程。大氣污染控制工程主要研究大氣污染物的起因,并提供預防、控制和改善大氣質量的工程技術措施。大氣污染問題主要為人類活動所造成,主要的大氣污染源有三種,即生活污染源、工業及農業污染源和交通污染源。對大氣污染的防治,在宏觀上應采取綜合防治的策略,對主要污染物可采取顆粒污染物凈化技術或者氣態污染物凈化技術。
(3)固體廢物處理與處置工程。固體廢物處理與處置工程的主要任務是從工程的角度,解決城市垃圾、工業廢渣、有毒有害固體廢物的處理處置和回收利用的問題。由于固體廢物來源面廣、量大。若管理不當,必將對水體、大氣和土壤帶來嚴重污染。其中的有毒有害廢物和病原體,還會通過生物和環境介質的傳播,危害人體健康。因此,對固體廢物的處理和處置,是一個十分重要的問題。
(4)噪聲及放射性污染控制工程。自然環境中除了大氣、水、植被等環境要素以外,在我們的生存空間里還充滿著各種聲波、電磁波、光輻射等。隨著核能技術及放射性元素的廣泛應用,天然石材制品進入室內裝飾領域,放射性污染也在走進我們。電磁、放射性、噪聲、熱、光污染的防治已經成為眾所矚目的環境保護課題。
(5)污染的綜合防治技術。環境工程具有龐大而復雜的技術體系。所研究和要解決的問題,不僅限于防治環境污染的技術措施,還包括保護和合理利用自然資源,探討和開發廢物的資源化技術,改革生產工藝,以及按區域環境質量的要求,合理地布局與管理,以求得社會、經濟和環境三個效益的統一。我們應該從資源、生態、經濟、社會全方位來考慮,以獲得最佳的治理效果。
二、環境保護的相關措施
(1)水環境保護。城市環境工程建設當中,污水的處理是一個很重要的方面。以化學需氧量和氨氮為重點,大力推進工業行業水污染減排和禽畜養殖污染減排。完善污水處理設施建設,逐步將污染源普查范圍內的重點建制鎮納入污水處理范疇,推進小城鎮環境基礎設施建設。加快污水收集管網建設,全面實施雨污水分流工程,大力推行雨污分流式管道收集系統,新建滲透型雨水收集系統,提高城鎮污水管網覆蓋率以及城鎮污水收集率。嚴格控制污染物排放,綜合整治沿海排污口,實現排海污染物濃度控制和總量控制的雙重控制制度。加強水源地環境保護,強化水源地的管理能力。
(2)大氣污染保護??諝馕廴驹创笾聛碜杂谝韵路矫妫汗S排放的大量粉塵和CO2、SO2等廢氣;汽車尾氣;加油站、汽油泄露后蒸發形成的碳氫化合物是很強的致癌物質;家庭中能源的消耗;各種噴霧劑,如各種空氣清新劑、殺蟲劑,這些化學制品增加了空氣中原來沒有的成分,造成污染。針對這些問題,可以采取一些措施。
①工業合理布局:這是解決大氣污染的重要措施。工廠不宜過分集中,以減少一個地區內污染物的排放量。另外,還應把有原料供應關系的化工廠放在一起,通過對廢氣的綜合利用,減少廢氣排放量。
②減少交通廢氣的污染:減少汽車廢氣污染,關鍵在于改進發動機的燃燒設計和提高汽油的燃燒質量,使油得到充分的燃燒,從而減少有害廢氣。
③綠化造林:茂密的林叢能降低風速,使空氣中攜帶的大?;覊m下降。樹葉表面粗糙不平,有的有絨毛,有的能分泌粘液和油脂,因此能吸附大量飄塵。蒙塵的葉子經雨水沖洗后,能繼續吸附飄塵。如此往復攔阻和吸附塵埃,能使空氣得到凈化。
(3)固體廢物綜合整治。城市生活垃圾處理的方式主要有兩種:垃圾填埋和垃圾焚燒。目前我國生活垃圾填埋場建設正處于穩步推進階段,在建設過程中要注意節約土地資源、減少填埋場污染、加強填埋氣體回收利用。垃圾焚燒處理主要適合于可燃垃圾,對于土地資源非常寶貴的東部沿海城市,焚燒處理會逐步發展成為這一地區生活垃圾處理的重要手段。
(4)噪音控制。噪音控制在技術上雖然現在已經成熟,但由于現代工業、交通運輸業規模很大,要采取噪音控制的企業和場所為數甚多,因此在防止噪音問題上,必須從技術、經濟和效果等方面進行綜合權衡。在控制室外、設計室、車間或職工長期工作的地方,噪音的強度要低,城市規劃的時候可以分別采用隔聲、吸聲、減振、消聲等技術進行治理,減少噪聲污染。在庫房或少有人去車間或空曠地方,城市規劃的時候可以適當的放松要求,即建設該處的城市綠化水平,減少城市噪聲。
另外,要進一步加強立法工作,完善政策法規體系目前我國已經制定了多部環境保護方面的法律。但是,隨著經濟和社會的發展,城鄉生態環境問題日益突出,編制生態環境保護法規,在城市生態環境建設方面的法律目前還是空白。因此,形成較為完善的法律法規體系,依然是當前的重要任務。今后應加快對城市生態環境建設方面的立法步伐,促進城市生態環境建設和經濟可持續增長。
1.1教學模塊的選擇
環境化學本身內容非常豐富、復雜,涉及污染物在各圈層環境介質中的化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法?,F有的經典《環境化學》教材多分為七章或七章以上,在有限的教學課時里,不可能講完全部的教材內容,所以必須對現有教材內容進行有機整合。改革后的課程教學內容仍以“水環境化學”、“大氣環境化學”、“土壤環境化學化學”和“生物體內污染物質的運動過程及毒性”四大塊內容為主體,但把后面的“典型污染物在環境各圈層中的轉歸與效應”穿插入“水環境化學”部分,把“有害污染物及放射性固體廢物”整合入“土壤環境化學部分”。這樣的整合既以基本原理為主,又涉及領域廣泛,內容豐富,還避免了不必要的重復,形成同時兼顧系統性和前沿性,基礎性及創新性。
1.2引入“經典案例”
為了增強教學效果,將一些全球性、公害性的重大環境污染事件作為案例進行引入教學模塊。大氣環境化學部分放入“洛杉機煙霧”、“倫敦煙霧”和“多諾拉煙霧”等事件,水環境化學部分融入“水俁病”、“痛痛病”和“劇毒物污染萊茵河”等案例,土壤環境化學部分引入“切爾諾貝利核電站泄露事件”,生物體內污染物質的運動過程及毒性納入“米糠油事件”。這些著名“污染案例”的引入,使枯燥、難記的化學知識轉化為活生生的案例,增加了學生對專業知識的理解,營造出了生動而活躍的課堂氣氛。
1.3增加“熱點案例”
環境問題總是隨著科技和經濟的發展而不斷發展,社會的每個發展時期都有其特殊的熱點問題需要研究解決。比如近30年來一直是全球環境熱點問題的“南北極臭氧空洞”,“溫室效”,近20年來被廣泛研究和討論的“環境內分泌干擾物”、“持久性有機污染物”,目前冬季在我國大多數城市都會出現的“霧霾天氣”等。在學習重金屬污染時,結合2010年12月發生的安徽懷寧100多名兒童血鉛超標。學習有機物污染時,聯系2010年4月的墨西哥灣漏油事件。在講授水體富營養化時,介紹2007年6月發生的太湖藍藻事件。這些在我們的時代、我們身邊實實在在發生的事例,給學生留下了深刻的印象,極大地激發了他們的學習熱情。
1.4領略發展新動向
環境化學仍然是一門處在迅速發展之中的交叉學科,其研究領域非常廣泛,幾乎深入到環境的各個領域,如土壤、大氣、水體和生物圈,許多環境污染事件的深入研究和解決都依賴于環境化學的發展。由于新理論、新方法和新技術的不斷出現,現有的教材內容會相應的滯后。為使學生了解環境化學的最新發展動向,必須將國內外該學科領域出現的前沿知識和方法技術通過課堂介紹、討論等形式納入教學內容。
2教學方式的多元化
2.1采取互動式教學
課堂是需要教師和學生交流的場所,不應該由教師“滿堂灌”。在引入“經典案例”和“環境熱點案例”時,我們采用互動式教學模式。比如在講述2005年11月的“松花江污染事故”時,我們讓學生分析污染發生的原因、主要污染物是什么,污染物在環境介質中的形態、行為和環境效應如何,最后讓學生思考提出合理的解決方案。這個問題的分析和解答過程中,要動用大量的知識點,比如水體有機污染的分布和形態、污染物在水體中是如何遷移和轉化的,各種形態污染物對水體、土壤生態效應如何,對水生生物及人體的毒性效應如何。哪些措施可以控制污染物擴散,哪些措施可以促進污染物的較快去除。這種方式的實施明顯有助于提高學生的分析問題、解決問題的能力。
2.2建立穩定的校外實踐基地
校外實習基地是理論知識和實際應用銜接的紐帶。我們與地方環保部門、污水處理企業、垃圾填埋廠、固體廢棄物公司、研究機構、社會團體等多個組織簽訂了長期的教學實習基地協議,這些基地的建立為環境化學的實踐教學提供有力的保障,同時也很好地促進了地方與學校的通力合作、共同發展,以達到高校產業化目的的關鍵環節。將課堂枯燥的理論知識與我們身邊的實際環境問題緊緊地結合起來,使抽象的問題具體化,極大地調動起了學生的能動性與積極性,學生畢業后很受用人單位的好評。
2.3以科研帶動教學
將科研融入教學有助于培養學生創新能力,實際情況學生的確更愿意參與到科研活動中來。近幾年我校實行了“大學生科技創新訓練”計劃,在項目中我們實施了優秀學生的導師制,學生可以從低年級就直接參加到科研工作來。另外,我們還將老師新的科研成果改編成具體實驗,使學生能接觸到最前沿的知識和技能。以科研帶動教學的實施,使學生畢業時已具備很強的實踐操作能力,并初步具備了科研能力。
3考核機制的結構化
通過增加多媒體課件,讓學生主動搜集材料,與教師課件形成互動,雙方討論較多,由此實現課程建設上的良性循環。其次,環境工程微生物學相關課程網站的建設是今后課程建設的必要性工作。目前已經進入信息化時代,教師的理論僅是一種必要性輔助和參考,學生才是主體。網站建設工作不能一蹴而就,必須在學生之中展開調查,并且結合學校情況展開,是一項長期課程建設工作。
二、課堂教學環節的建設
在環境工程微生物學的課程建設中,我們還需在課堂教學環節的建設上努力,一方面減少課堂中的各種廢話,另一方面加強實際案例分析,讓課堂教學猶如實際工作一樣,告別之前的枯燥、無聊。在課堂教學環節建設中,可首先進行課程章節編排,不要完全按照教材指示做,而應根據學生學習能力和之前知識掌握決定。之后,在具體教學工作中,必須保證實際案例的大量分析。例如,介紹微生物營養類型時講述自養微生物與異養微生物的特點,并引申出煉油廠廢水處理工藝順序,將微生物營養代謝特點與相應工藝流程結合起來。又如講解微生物的鑒別培養基內容時,以大腸菌群檢測操作視頻為例,不僅使學生掌握鑒別培養基的組成及鑒別原理,而且了解水質檢測的基本操作。最后,應引導學生主動學習,形成自己的知識脈絡和應用能力。
三、實踐教學環節的建設
針對環境工程方向的特點明確教學目的,合理選擇與教學內容相關的污水處理廠,對單體設備如泵房建筑、格柵、沉降池、絮凝、曝氣池、厭氧處理池、污泥干燥、污泥焚燒等進行教學演講,分析各單體結構特點、功能、作用原理,在集成體系中的作用。在學習的過程中,培養學生獨立解決問題能力,以在設計思路解決“做什么”、“怎樣做”、“結果如何”三方面設計框架,將學生繪圖思想轉化為CAD設計繪圖思維,在短時間內使學生解決設計思維的轉化,從培養學生的自學能力出發,提高學生理解能力,更激發了學生的CAD設計的興趣。
2注重CAD上下游軟件的關聯性
基于AutoCAD圖形平臺,其下游軟件Skechup在設計中實現了專業化、可視化、智能化的設計理念,快速、方便、迅達地在施工設計圖上,能夠深度且同步地表現三維立體模型,該系列軟件擁有先進的結構分析軟件包,并有污水處理計算的常用方法,以及豐富和成熟的結構施工方案輔助設計功能,其在物料恒算、污水處理曝氣計算、污泥產生計算、動力消耗、熱能損失等方面形成完整體系,同時可以應用Skechup軟件和PhotoShop軟件,對作品進行三維造型設計和圖形渲染,使得作品更加生動、直觀,達到理想的教學效果。
3案例設計教學的實施過程
案例設計教學是一種有計劃、有目標的活動,通過對教學案例進行設計講解,是實現CAD課程有計劃、有步驟進行的必要手段,案例設計教學不是一種隨意、隨機的行為,在設計案例時應用與實際應用相聯系,通過一個案例-厭氧處理池基本應用設計,將厭氧處理池設備分解、分化成不同的功能單元,分組完成的不同單元結構體設計,通過單元教學使得絕大部分基本操作融匯在單元案例中,在設計過程中了解其具備的基本功能,同時掌握單元體的實際應用和操作使用方法。將厭氧處理池的獨立攪拌系統、污水輸入系統、厭氧發酵系統、沼氣收集系統壓力控制系統進行案例操作、設計與三維立體模型制作,并通過數碼成像處理技術、圖像合成技術制作形成完整控制單元,并以AutoCAD圖形平臺、Skechup建模、Photoshop可視化渲染的特效處理,實現功能化的宏觀表現,通過組合案例的設計與實踐,使用同學們在掌握大三元功能設計的同時,深刻地了解了該單元體在現實工作中應用,使得案例教學開放性、生成性得以體現,使案例設計更好地為教學服務,培養了學生的自主創新能力。
4課程設計的實踐與提高
注重課程設計實踐活動,運用單元設計的知識和設計技巧,在教師指導下獨立或小組結合的方式完成工程的綜合設計。老師應對課程設計的主要內容和實施步驟進行講解,設定課程設計題目,供同學們篩選,以小組為單位,各組員進行分工安排、制定計劃,組員明確各自的任務,同學之間互相合作共同完成設計工作。在設計的初期階段,需要同學們通過各種渠道查閱相關資料,以及已有的樣例,根據資料做了設計分析,完善工程單元設計,獨立產生各種部件如管道、閥門、水泵、攪拌機、污水進入、凈水輸出等設計,達到設計規范的技術要求,使用戶體驗更真實、流暢的目的。通過應用CAD課程設計使同學們逐步鍛煉出解決問題的能力,同時將把畢業設計的一般性內容,延伸到CAD課程設計的實踐環節中,通過多年的努力實踐取得了良好的效果。
5CAD的多元化考核評價方式
采用多元化考核方式完成對環境工程CAD課程教學效果的評價,在環境工程主要環節如格柵、沉降池、絮凝、曝氣池、厭氧處理池、污泥干燥、污泥焚燒單元操作,采用主導教師提供3-5個設計單元方案,學生根據自身特點和擅長自由選擇設計方案,最終提交自行設計的不同方向的設計作品。學生提交作品的方式,單元設計實施過程中,學生完成的設計作品能夠反映學生對環境工程CAD軟件繪圖技巧和圖像處理技術掌握水平和應用能力,能夠反映出學生對格柵、沉降池、絮凝、曝氣池等單元的創新設計能力。綜合上述因素CAD課程的評價方式采用教師評價、學生互評和小組評析的形式,其中教師評價中包含對每一位學生的所有作業進行分數計量,作為階段成績的一部分。同時過程性評價則由教師根據學生平時學習態度、出勤、作業、提問等方面綜合評定。而設計技能的評價以實訓大綱為依托,由專業任課教師對學生的實際操作能力以模塊進行考核。
6新舊教學效果比較
環境工程CAD應用能力廣泛,涉及到環境工程如格柵、沉降池、絮凝、曝氣池、厭氧處理池、污泥干燥、污泥焚燒等多方面工程設計,由于它的功能強大,圖層界面多、能與多種軟件協同作用,這樣使得學生對CAD軟件快速掌握帶來了一定的困難。環境工程人才培養及CAD技術的應用,是一項復雜的系統教育研究,確定科學合理的培養目標和方向,按照有章可循、有的放矢的原則,通過實踐逐步確立環境工程CAD人才的培養目標。掌握CAD基礎知識、熟練操作CAD軟件、熟練繪制污水處理專業設備圖形、掌握CAD專業開發,是環境工程CAD人才的培養目標主要方向。
2充分體現專業特色培養
學生學習興趣體現專業特色激發學生的學習興趣,作為環境工程實踐教學的主攻方向,教師通過講解和環境工程主要設備的實例制作,激發學生對CAD的技能應用和探索熱情,在實踐操作中鼓勵學生拋開書本束縛,在環境工程的常見設備如沉降池、絮凝、曝氣池、厭氧處理池等圖形功能的繪圖、編輯、圖案繪制、尺寸標注以及三維建模功能方面靈活應用。教學中針對每一個教學環節不但要以各種攪拌軸、傳送帶、柵欄槽、水泵、閘閥等單體實例進行講解,同時要通過基本命令和用法引導學生如何使用快捷鍵和命令窗口繪制出一幅體現專業特色的完整圖形。激發學生的學習熱情。注意學生專業技能的培養,利用主講教師自身的設計作品激發學生創作熱情,樹立學生設計信念和專業信心,在有條件的前提下帶領學生參觀著名設計師工作室,親臨感受設計氛圍和現場工作環境,為自己人生規劃制定行動綱領。在教學中應當鼓勵學生發揮主觀能動性,加強綜合能力的培養,針對有關圖形格式轉換、版本升級、文件壓縮、字庫增加、Word文檔中插入CAD圖形等實用技巧應熟練掌握。
3合理安排內容培養獨立思考能力
針對環境工程方向的特點明確教學目的,合理選擇與教學內容相關的污水處理廠,對單體設備如泵房建筑、格柵、沉降池、絮凝、曝氣池、厭氧處理池、污泥干燥、污泥焚燒等進行教學演講,分析各單體結構特點、功能、作用原理,在集成體系中的作用。在學習的過程中,培養學生獨立解決問題能力,以在設計思路解決“做什么”、“怎樣做”、“結果如何”三方面設計框架,將學生繪圖思想轉化為CAD設計繪圖思維,在短時間內使學生解決設計思維的轉化,從培養學生的自學能力出發,提高學生理解能力,更激發了學生的CAD設計的興趣。
4注重CAD上下游軟件的關聯性
基于AutoCAD圖形平臺,其下游軟件Skechup在設計中實現了專業化、可視化、智能化的設計理念,快速、方便、迅達地在施工設計圖上,能夠深度且同步地表現三維立體模型,該系列軟件擁有先進的結構分析軟件包,并有污水處理計算的常用方法,以及豐富和成熟的結構施工方案輔助設計功能,其在物料恒算、污水處理曝氣計算、污泥產生計算、動力消耗、熱能損失等方面形成完整體系,同時可以應用Skechup軟件和PhotoShop軟件,對作品進行三維造型設計和圖形渲染,使得作品更加生動、直觀,達到理想的教學效果。
5案例設計教學的實施過程
案例設計教學是一種有計劃、有目標的活動,通過對教學案例進行設計講解,是實現CAD課程有計劃、有步驟進行的必要手段,案例設計教學不是一種隨意、隨機的行為,在設計案例時應用與實際應用相聯系,通過一個案例-厭氧處理池基本應用設計,將厭氧處理池設備分解、分化成不同的功能單元,分組完成的不同單元結構體設計,通過單元教學使得絕大部分基本操作融匯在單元案例中,在設計過程中了解其具備的基本功能,同時掌握單元體的實際應用和操作使用方法。將厭氧處理池的獨立攪拌系統、污水輸入系統、厭氧發酵系統、沼氣收集系統壓力控制系統進行案例操作、設計與三維立體模型制作,并通過數碼成像處理技術、圖像合成技術制作形成完整控制單元,并以AutoCAD圖形平臺、Skechup建模、Photoshop可視化渲染的特效處理,實現功能化的宏觀表現,通過組合案例的設計與實踐,使用同學們在掌握大三元功能設計的同時,深刻地了解了該單元體在現實工作中應用,使得案例教學開放性、生成性得以體現,使案例設計更好地為教學服務,培養了學生的自主創新能力。
6課程設計的實踐與提高注重課程設計實踐活動
運用單元設計的知識和設計技巧,在教師指導下獨立或小組結合的方式完成工程的綜合設計。老師應對課程設計的主要內容和實施步驟進行講解,設定課程設計題目,供同學們篩選,以小組為單位,各組員進行分工安排、制定計劃,組員明確各自的任務,同學之間互相合作共同完成設計工作。在設計的初期階段,需要同學們通過各種渠道查閱相關資料,以及已有的樣例,根據資料做了設計分析,完善工程單元設計,獨立產生各種部件如管道、閥門、水泵、攪拌機、污水進入、凈水輸出等設計,達到設計規范的技術要求,使用戶體驗更真實、流暢的目的。通過應用CAD課程設計使同學們逐步鍛煉出解決問題的能力,同時將把畢業設計的一般性內容,延伸到CAD課程設計的實踐環節中,通過多年的努力實踐取得了良好的效果。
7CAD的多元化考核評價方式
采用多元化考核方式完成對環境工程CAD課程教學效果的評價,在環境工程主要環節如格柵、沉降池、絮凝、曝氣池、厭氧處理池、污泥干燥、污泥焚燒單元操作,采用主導教師提供3-5個設計單元方案,學生根據自身特點和擅長自由選擇設計方案,最終提交自行設計的不同方向的設計作品。學生提交作品的方式,單元設計實施過程中,學生完成的設計作品能夠反映學生對環境工程CAD軟件繪圖技巧和圖像處理技術掌握水平和應用能力,能夠反映出學生對格柵、沉降池、絮凝、曝氣池等單元的創新設計能力。綜合上述因素CAD課程的評價方式采用教師評價、學生互評和小組評析的形式,其中教師評價中包含對每一位學生的所有作業進行分數計量,作為階段成績的一部分。同時過程性評價則由教師根據學生平時學習態度、出勤、作業、提問等方面綜合評定。而設計技能的評價以實訓大綱為依托,由專業任課教師對學生的實際操作能力以模塊進行考核。
8新舊教學效果比較
環境工程物探是地球探測與信息技術和應用地球物理專業都會開設的一門專業基礎課,它涉及淺層地球物理勘探的多種方法,包括地震勘探、電法勘探、聲波法探測和探地雷達探測等。是針對深度在0-200m范圍內的地下介質的結構和性質開展地球物理探測的一門課程。由于本課程所涉及的探測方法多達五到七種,在有限的學習時間內,教師除了要讓學生理解各種方法的原理、了解各類勘探的依據外,還要讓學生掌握儀器設備的操作方法和探測數據的處理解釋流程,并完成實踐能力的鍛煉,這對于課堂教學模式而言,是一個很難完成的任務。傳統的課堂教學模式,學生只能被動地接受理論和實踐中所涉及的各類知識,在課程短、內容多的教學條件下,學生獲取知識像“放電影”的過程一樣,被動地“觀賞”了一遍,結果導致課程結束后,很多學生甚至連各種儀器最基本的連接和設置都沒有學會,理論知識也會因為內容較多而產生混淆模糊,教學效果并不理想。針對這些問題,本文將通過引入翻轉課堂的教學模式,以學生為主體來培養其理論學習的主動性,鍛煉其實踐過程中的可行性,最終達到符合環境工程物探這門課程的學習要求和教學目標。
二翻轉課堂在環境工程物探課程中的應用
嘗試本研究結合實際情況,在環境工程物探課程中的“探地雷達實驗課”上,采用翻轉課堂教學模式進行了初步的嘗試。探地雷達是一種常用的淺層地球物理探測方法,依靠向地下發射高頻脈沖電磁波并接收反射回波達到探測目的,具有無損、連續、高精度的探測特點。目前已經廣泛應用于公路鐵路檢測、地埋管線探測、淺層水文地質環境調查等領域。探地雷達實驗課需要預先設置探測內容,設計探測方案,完成儀器操作并處理分析數據,最后給出探測結果,這一整套過程具有環境工程物探這門課程中其他方法實驗課的典型性。因此,選擇該方法實驗課進行翻轉課堂教學,也具備該課程的代表性。
1翻轉課堂的教學設計探
地雷達實驗課通常的實施環境為學校內具有已知地埋管線的校園道路上方,學生在學習了雷達理論知識和探測原理的基礎上,根據所學的儀器操作步驟和探測設計原理,對埋地管線開展探測,達到探明其位置和埋深的目的。該實驗課的教學目標是驗證學生的理論學習情況,并鍛煉學生的實際操作能力。在該實驗課開展前,學生在前期的課程中主要學習到的是探地雷達的原理和構造,以及儀器的結構和功能,并沒有親自開展過探測設計和儀器操作。在課堂上有限的時間內,學生通過被動的學習這些知識,很難形成一整套工作方案,導致實際探測效果不理想。此外,在實驗課中學生往往只對實驗儀器本身感興趣,忽略了重要的探測設計步驟,這又會導致增加了操作的盲目性,從而達不到預期的探測效果。本文為解決上述問題,按照翻轉課堂的教學理念進行了以下課程設計:在實驗課開始前,學生依據教師制作的視頻和手冊等學習內容進行理論學習;實驗課上,教師將學生進行分組,并將大多數時間交給學生獨立操作,僅留20分鐘進行總結和討論;然后,學生以小組形式完成探測實驗報告。最后,教師通過對學生提交的報告對本次教學進行評估,以郵件的形式糾正學生在實驗中出現的問題。
2翻轉課堂的教學過程
根據上述的教學設計,本研究對該課程的探地雷達實驗課完成了以下的教學過程:一,在實驗課開始前,教師將相關的探地雷達理論知識和勘探設計依據,使用視頻錄制軟件制作成基于PPT(PowerPoint)的教學視頻,提前一周發給學生,使學生有學習準備時間,能夠充分掌握知識。二,同樣在實驗課開始前,教師將依據課程所使用的中國礦業大學(北京)自主研發的GR(Geol-ogyRadar)探地雷達系統、GR軟件處理系統,和本次實驗課的探測目標,編制儀器操作手冊和軟件使用說明。這部分內容是將圍繞地埋管線進行的探地雷達采集參數設置、測線布置原則和數據處理流程編制成冊,讓學生結合理論知識預先熟悉工作流程,并思考工作步驟中的細節。三,在授課過程中,首先對學生進行以10人為單位的分組,充分發揮“翻轉”理念,以學生為主導讓各小組自由安排探測中的各項任務。在各組分別開始探測工作的過程中,教師首先規定本次探測的總時間,并不主動干預他們的獨立工作進程,僅在發生容易導致儀器損壞的操作或其他嚴重錯誤時才主動介入,其余時間僅接受學生的提問和咨詢。四,課時的最后20分鐘,教師對各組的探測過程和結果進行點評,并提出讓學生思考的問題和探測報告的要求。五,課程結束后一周內,學生將報告以郵件形式發給教師作為教學的評價依據,教師也將通過郵件點評報告中的問題和學生的思考,并對探測過程和探測成果進行總結評分。
3翻轉課堂的實施效果
通過上述翻轉課堂教學在探地雷達實驗課程中的實施,發現將理論和操作過程的學習放在課外,學生可以有充分的時間學習預備知識,并討論設計課堂上的探測方案。這樣,學生大多可以在課堂時間內較獨立地完成一整套的探測工作,節約了課堂時間的同時,也克服了探測目標的不明確性和儀器操作的盲目性。這種以主動學習來解決問題的教學方法,對于理論學習和操作實踐的教學效果明顯好于單純的教師講解。絕大多數學生都會為了達到實驗課上的管線位置探測目標而思考、準備。并且在分組條件下,學生更能夠集思廣益,通過相互提醒、溝通的方式,思考小組其他成員的思路,彌補自身方案設計上的不足,最終每個小組所開展的實驗、方法都很合理、完善。而課堂時間中最后20分鐘的教師點評,又非常好地確保實驗課教學效果,即使大多數同學都出現的小錯誤,也可以在這個環節里被及時糾正。最后,通過布置學生撰寫實驗報告,達到了一個完整探測過程的擬真化,讓學生切實感覺到自己在做一項工作,增強了他們的信心,也激發了他們的興趣。而教師則可以根據這份報告對學生知識的掌握情況進行判斷和評價。電子郵件的交流則針對報告中的錯誤或問題,給學生又增加一次糾正或改進的學習機會。因此,翻轉課堂的實施,提高了學生在實際操作上的信心,增加了學生對學習的興趣,同時也讓他們體會到使用專業知識解決實際問題的成就感,提高了他們對專業學習的興趣和自覺性。另外,也鍛煉了學生之間的交流和溝通能力。
三結語
1.加強環境工程策劃承制方應在方案階段開展環境工程策劃,制定環境工程工作計劃,并在后期不斷地完善和調整。在工作計劃中全面規劃裝備研制、生產和使用各階段的環境工作,在各種資源上加以保證,明確分階段的環境工程工作評審,與研制階段性評審相結合。在計劃執行方面加以監督和控制。承制方應建立運行環境信息管理系統,并與型號故障報告、分析及糾正措施(FRACAS)系統相結合。裝備環境信息管理系統作為裝備全壽命周期的環境備忘錄,全面、真實地記錄產品研制、生產和使用過程中的環境信息,為本型號裝備的環境適應性設計、試驗與評價提供充分的支持,也為相似型號產品的設計與改進提供借鑒。本所裝備研制生產故障數據表明,因供方產品環境適應性問題導致的故障占裝備故障總數的70%以上。因此,在日益增加的、未研制過軍品的單位參與裝備研制生產配套的情況下,對供方嚴格地監督與控制尤顯重要。承制方應在研制前期與相關供方溝通產品的實際使用要求,對供方產品提出明確的環境定量要求及監督控制辦法,包括驗收準則等。對環境試驗或者服役使用中發現的供方產品故障,應會同其一起進行原因分析與糾正措施的制定、驗證工作。
2.收集環境數據,開展裝備實際使用環境研究分析環境分析應以環境數據為基礎,在目前我國環境數據技術相對落后的情況下,更應提高對該工作的重視程度。確定壽命期環境剖面與編制使用環境文件是環境分析工作的起點與難點,訂購方需在承制方的協助下完成。在可以從現有的數據庫、模型或者仿真中獲取有關數據的情況下,還應對數據質量和數據量進行分析和判斷,以確定其可用性、有效性和可信度;當無法從數據庫或其他數據源收集到足夠可用的數據時,則應制定并實施使用環境數據實測計劃,以獲取使用環境數據類型及量值。訂購方和承制方應實事求是、高度重視使用環境研究分析工作,消除環境適應性需求模糊等問題,為環境工程的實施提供準確的需求信息。有效地開展環境適應性設計和預計分析一旦形成了明確、定量的環境適應性需求,就應該嚴格納入環境設計階段。環境適應性設計準則應根據產品特點、環境數據,以及相關標準、手冊和工程經驗制定。環境設計以環境適應性設計準則為基礎,并根據不同的環境對裝備不同的破壞機理和影響,選擇耐環境能力強的材料、元器件和工藝,以提高裝備對預設環境的抵抗能力,或者考慮采取減緩其所在局部環境的嚴酷度等措施。環境設計完成后,應通過自然環境適應性和平臺環境適應性分析和預計技術(包括環境仿真),分析和預計裝備對未來自然和平臺環境的適應性,通過分析和預計找出產品耐環境水平和薄弱環節,影響、改進設計,從而減少實物試驗的反復,節省研制成本。
3.重視研制試驗,合理考核試驗,開展自然環境、使用環境試驗在型號產品的研制過程中,承制方應盡早地開展環境研制試驗,將產品設計缺陷激發為故障,盡早地發現不足并加以改進。不少承制單位對裝備初樣階段的環境研制試驗重視不夠,導致環境適應性問題在最后的鑒定階段甚至使用中暴露出來,解決起來需要付出更大的代價。對于裝備的環境考核試驗,應根據GJB150的要求,依據實際的環境參數,對環境考核試驗進行裁剪,合理地設置考核應力種類、參數,盡可能地保證裝備按照真實的環境進行試驗考核。避免某種忽視實際的環境參數,一律按照最嚴酷條件進行試驗的情況,提高裝備的費效比和使用壽命。環境試驗大綱的剪裁工作應充分地結合環境分析,明確裝備的環境適應性要求,并通過評審等形式確定。自然環境試驗是環境工程的一項基礎性工作,是裝備材料、元器件和構件等耐腐蝕能力信息的重要來源,能為設計人員改進設計提供充分的依據。使用環境試驗是產品在其使用平臺上,處于真實的使用環境、負載和接口的情況下進行的,是一種最真實的環境試驗。承制方應提前策劃,擬制使用環境試驗大綱,會同使用方一起實施,及時地收集裝備的使用數據,為真實地評價裝備的實際環境適應性,以及后續裝備的環境適應性改進設計提供準確的輸入。
二、結論