2019年暑期,环境学院组织近百名优秀本科生分别前往澳洲、日本及香港开展海(境)外实习。这也是我院继去年暑期成功组织给排水卓工班新加坡实习后,在全院推广的海(境)外工程实践教学活动。
一. 组织实施集中性海(境)外工程实践教学的必要性
培养具有国际视野的环境类专业本科生,既是我校环境类专业本科教育的目标之一,也是专业认证对本科生能力培养的基本要求和我院本科教学十三五规划的重要组成部分。近3年以来,为拓宽本科生的海(境)外学习交流渠道,我院采取了一系列积极的措施,包括与国外高校签署联合办学协议、建立本科特优生出国交流制度、加大院级本科生出国交流经费资助力度等等。
近年来的本科教学实践结果表明,以学生个人海外交流意愿为主导的教育方式,在出国交流人数规模的提升和教学成效上已远远不能满足我校本科教育国际化发展的需求。为此,教务处和学校相关部门(国际交流处、学工处、国际教育学院等)给予了多种支持途径和政策,鼓励各学院与国外(境外)知名高校建立“一院一校”联系,开展长期的稳定的国际化教育合作。有鉴于此,我院在参考国内其它优秀高校同类专业本科教育办学经验的基础上,从2018年开始尝试组织本科生集中性海(境)外工程实践,期望此项工作的全面展开和高质量运行能有效促进环境学院国际化工程教育实践平台的构建,并成为未来3-5年内带动环境学院本科教学品质提升的重要引擎。
二.海(境)外工程实践教育实施过程概况
(一)建筑环境与能源应用工程专业香港实习
建筑环境与能源应用工程专业29名2016级及3名2017级本科生在两位年轻老师的带领下,于2019年7月8日-14日间前往香港实习。建环专业实习内容涉及建筑及其能源系统方向及燃气方向。在为期5天的实习中,分别与香港城市大学与香港理工屋宇设备工程系等单位进行了交流,并组织学生参观了香港中华煤气、香港环球贸易广场中央空调系统及香港零碳天地。
香港实习期间师生在环球贸易广场大楼前合影
通过参观环球贸易广场空调系统,同学们现场学习了超高层复杂空调系统设计、电梯发电系统、基于数据挖掘的智能照明技术、分区域温度设定、冷机群控技术、变新风量调节等技术的应用;通过参观零碳天地,现场学习了建筑被动式设计应用、节能空调系统技术与控制的应用、可再生能源系统、生物质能源系统应用、城市水回收应用等;在香港理工大学智能建筑与自动控制实验室,体验了楼宇系统的自动控制策略与效果展示;在香港理工大学,现场学习了不用色度下物体的颜色变化及机理,以及在手机和相机中的应用,太阳能电池的性能测试系统,并体验了带有隔热材料的玻璃、自清洁玻璃与普通玻璃的对比等;在香港城市大学建筑与土木工程系,参观学习了本科生实验平台、创新项目成果等层式通风概念。香港中华煤气公司是香港规模最大的能源供应商之一,企业管理和营运均达到世界级水平。技术人员讲解了香港的供气系统设计与运营、未来规划、施工中遇到的问题及解决方案。工程师还介绍了燃气公司发展历史、企业文化、安全知识、售后服务等。在大埔制气站,同学们详细了解了从深圳大鹏LNG 接收的高压天然气、石脑油卸货、存储等到制取人工煤气的全过程,并实地参观有关系统。在与大学及公司交流的过程中,有关专家及工程师就智能建筑与大数据、空调自动化控制、需求侧响应技术,照明、相机与显示中的颜色科学,可再生能源利用与挑战、围护结构隔热材料与自清洁材料研究,吸收式热泵、零能耗建筑,基于无线传感器网络的室内环境智能监测、考虑不确定性的空调控制系统研究及科研经历与职业生涯发展经验等内容进行了讲座与经验分享。
(二)环境工程专业悉尼实习
2019年8月4日至8月10日环境学院两名教师组织环境工程专业2016级31名本科生赴澳大利亚西悉尼大学开展了实习。
实习期间,西悉尼大学为学生们安排了学术讲座、交流座谈并协助和带队参观了悉尼的环保工程设施等。抵达当天该校国际交流学院为师生们举行了欢迎仪式,组织参观了位于该校Campbelltown校区的科学与健康学院的核磁共振(NMR)研究中心,该中心主任William S. Price教授为师生们介绍了NMR的基本原理以及在医学
西悉尼大学国际交流学院院长Paul教授为实习学生颁发学习证书
和环境研究领域中的应用,对学生进行了基本理论培训和测试,并带领学生参观了研究中心的实验室;在该校占地约二十平方公里的Hawkesbury校区,自然科学学院的Chris Derry教授带领学生们参观了校园污水处理循环利用及雨水自然湿地净化循环利用系统、研究实验室及校园图书馆,为学生们介绍了西悉尼大学在水循环农业灌溉系统中的潜在风险、循环水健康指标分析评价及村镇循环水利用技术和管理方面的研究进展;该校国际交流学院副院长Zhonghua Chen教授为学生们介绍了该校的历史、教育与科研,尤其是与环境相关的研究进展,带领学生参观了全澳最先进的雨水回用智能温室,以及世界上唯一的富CO2模拟气候影响森林生态系统研究基地;在西悉尼大学国际交流学院的协助下,联系当地环保教育单位,带领学生们参观了在十个垃圾填埋场上通过环境修复而建立的奥林匹克公园,该园区教育人员为学生们讲解了该区域的环境生态修复、污水处理和水资源循环系统,带领学生们不仅参观了位于园区内修复好的填埋场、污水处理回用和雨水生态净化系统,同时学习了悉尼人民对自然及生态环境的敬畏;学生们还参观了Penrith小镇的城市污水处理,学习了污水深度处理工程工艺及城市水资源循环环保理念;访问结束时该校国际交流学院院长Paul教授为所有学生颁发了学习证书。
(三)给排水科学与工程专业日本实习
2019年8月23日,由2016级给排水科学与工程卓越工程师班31名本科生组成的海外实习队在两位老师的带领下前往日本东京进行为期7 天的实习。给卓班实习的内容非常丰富,涵盖文化学习、专业技术交流、大学交流及科学技术会展等多个方面。
给卓班实习师生在东京参观会展时的合影
水科学馆的参观学习强化了同学们在专业课上学到的知识,更加清楚地了解了专业与日常生活的息息相关以及对社会的影响;参观森崎回用水厂及有明回用水厂,同学们不仅了解了水处理工艺,更惊叹于日本人对细节的极致追求,如管道的布置与加固,行人与车道的规划,工艺设备的小设计等等。并将能源回收利用,水的回收利用做到最大化。日本在设计水厂之初就充分考虑了面向大众的环境教育,非常值得我们学习和借鉴。
东京圈排水系统东京都外围排水道—地下神殿令同学们叹为观止,它修筑于日本琦玉县春日部市国道16号沿线的地下约50米处,是为了防止集中豪雨而采用地下盾构进式建造的巨型隧道。地下神殿运用日本先进土木技术建造,也可称之为排水“宫殿”,“首都圈外围排水系统”。这一大型地下排水系统从19921992年至2006006年建成。建成后的当年,该流域遭水浸的房屋数量由最严重年份的41544家减至245家,浸水面积由27840公顷减至65公顷,对日本琦玉县、东京都东部首都圈的防洪泄洪起到了极大的作用。
同学们参观了日本最大的垃圾清扫工厂—新江东垃圾清扫工厂,看到了垃圾被转运,称量,投放,混匀,焚烧,以及后续利用处理的过程。垃圾在超高温炉中进行焚烧处理,热量用于发电,每年可以卖掉十六亿的电费。进行能源的充分利用,将垃圾焚烧废料用来制作建材填埋成岛屿。同学们注意到先进技术的运用提高了焚烧厂效率,更为重要的是降低了垃圾焚烧对环境和居民健康的影响。垃圾的搬运、储存以及焚烧处理,每一步都考虑了对环境的影响,操作严格按照相关法令进行,将气味、有害气体、污水、噪音、灰尘的影响降到最低。经过处理的废气最后以近乎“无色无味”的状态通过150米高的烟囱排出。而降低环境污染仅仅只是环保措施的一部分,焚烧厂还在资源再利用方面下足了功夫。东京焚烧厂所产生的富余电力通常出售给电力公司,进入电力公司的电网后被输送给企业或家庭。此外,焚烧产生的高温水等热能也可以免费或有偿供应给附近的企业等。
在此次的实习中,大多数同学第一次近距离观察湿地以及湿地中所生活的生物,了解了鸟的足与嘴都是为了适应环境而独特进化,也看到了湿地的植物与水的相互依存。认识到湿地的保护对生物多样性的重要意义。
通过与日本工科顶级大学东京工业大学的交流,参观未来科学馆及参加29-30日在东京台场举行的中日大学交流会,同学们对日本先进的科学研究、理念与成果有了深入的了解。日本社会对未来的思考,在纳米技术、互联网、医疗护理、生命科学、新能源、机器人等领域的研究,均值得我们学习借鉴。
在日期间,同学们还参观了日本国立科学博物馆,了解了日本的历史及文化,感受到我国古代对日本生活及文化的深远影响。
三.集中性海(境)外实践的组织与管理
(一)前期准备工作
海(境)外实习的准备工作始于今年3月份,包括政策宣传引导、带队老师甄选、实习学生选拔、海外实习教学点的选择和联络、教学方案制定、经费预算以及安全和外事教育等。
1. 实习方案的制定。在前期准备阶段,我院三个专业系基于本专业特点,认真挑选有海外(境外)学习或科研背景的老师承担实习指导工作,带领学生开展分析调研,查阅大量资料,精心设定实习项目,优化实习路线、实践教学内容,制定实习教学效果考察方案。其间,动员并充分发挥了校友及学院老师的海外资源,逐一落实项目具体内容和和实习教学要点。在出发之前,各系均制定了详细的实习方案和经费计划,并提交学院审核通过。
2. 安全及外事教育。出发之前,除制定了详细的实习方案外,三个专业系均在出发一周前,请专业人士对学生进行了安全及外事教育,强调安全出行注意事项和外事安全规则,从行李物品、时间观念、衣着服装、购买保险、交通安全、厂区参观安全、个人食品卫生、语言沟通、风俗习惯等各方面进行了讲解,针对目的地文化进行介绍,要求入乡随俗、避免冲突。此外,学院还组织学生购买海(境)外保险(人均一份),提前进行火灾、地震、海啸等常见灾害的应对学习;提前通知各种危机事件的报警电话等。
(二)实习过程的组织管理
此次海(境)外实习顺利实施,得益于强有力的过程管理。
1. 学生筛选和组队。在组队阶段,三个专业系对报名学生的学习能力(含外语水平)进行了考察,选拔出一批专业课基础和英语基础良好的学生组队(加权平均成绩不低于 75,六级英语通过),为后期实习教学方案的实施奠定了基础。
2. 建立良好的分组层级管理、住宿安排和实时沟通机制。充分发掘学生干部的作用,带动学生自我管理、相互监督和提醒。每个实习队分为4-5个小组,每组设置组长1名,与老师保持实时沟通;住宿分组、行程带队、出入统一行动、票据统一管理皆由组长负责,并定时向带队老师汇报。
3. 严格实习纪律。例如,规定每晚定时查寝清查人数,规定学生个人每次出行必须两人以上,并告知组长;每次参观必须点名,保障团队完整出入等。
4. 明确教学要求。海(境)外实习属于工程实践教学性质。为确保教学效果,各系均对学生的海(境)外实践提出了明确的成果要求,包括:每日每人均需提交实习日记,每日每组都需进行讨论并提交报告,以及实习后需分主题进行实习答辩等。
我院从2017 级开始,已尝试将暑期海(境)外实习纳入本科教学计划(给卓班,认识实习)。迄今为止,我院已成功组织了两届海(境)外实习(2018和2019年暑期)。2019年,我院不仅在本科生集中性海外实践人数规模上与以往相比有较大提升,在组织形式上也有所突破。例如,环境工程专业采取了与西悉尼大学签署实习合约的方式来完成实习过程的组织管理。此举为我院开展校际工程实践教育合作做出了有益的探索。