反饋控制與前饋控制相結合，提高環保人才培養質量

摘要：在充分調研的基礎上，分析了新時期背景下環境工程專業畢業生的社會需求，對環境工程專業目前主要的幾種職業技能進行了凝練，建立起一套“反饋控制”與“前饋控制”相結合的培養方案修訂模式。結合目前環境工程專業的培養現狀與社會需求之間的矛盾，提出培養學生環境分析技能、工藝設計及運行管理技能以及工程設計技能三種基本職業技能，修訂了職業技能培養方案，取得了良好的效果。

關鍵詞：培養方案修訂;教學改革;職業技能教育;實踐能力培養

環境保護行業一直被認為是朝陽產業之一，而且由于環境污染事件日益增加，人們對生活環境質量的關注程度也逐漸提升，因此社會對環境保護與環境治理方面人才的需求是實際存在的。調查結果表明，2010年我國環保行業技術人員規模已經接近50萬，而對環境工程專業人才的需求還會持續增加[1-3]。但是目前國內各個高校環境工程專業本科畢業生的就業形勢卻一直不容樂觀。這主要是因為目前環境保護行業需求與高校人才培養之間出現了脫節，一方面，社會需求的環保技術人員要求其實踐水平與工程素質很高;而另一方面，高校擴招導致學生綜合素質下降，加之培養方案調整沒能跟上環境工程領域的發展。因此環境工程專業人才培養質量并不能夠滿足現實的需求，這一供需矛盾一直存在且日益顯現。而解決這一供需矛盾的關鍵在于如何引導高校進行專業培養方案的及時修訂，如何通過實踐教學全方位提高學生的職業技能和綜合工程素質，從而填補社會需求與高校培養之間的裂隙。

基于以上原因，本研究通過實際社會調研，分析和總結了目前環境工程人才社會需求的特點及環境工程專業本科教學體系存在的問題，并以此為基礎建立了“反饋控制”與“前饋控制”相結合的人才培養方案修訂方法，提出以職業技能教育與工程綜合素質教育為切入點，以畢業生調研、行業企業社會調研為基礎，建立了“反饋控制”式人才培養方案修訂模式，為高校人才培養改革提供了有益的參考。

一、“反饋控制”與“前饋控制”在高校人才培養領域應用的思考

“反饋控制”是工業自動化控制領域經常采用的一種控制模式。其主要特點是通過監測工業生產過程末端產品的質量，來調整生產過程的控制方法。反饋控制具有抗干擾能力強、控制系統穩定的特點，但是也存在調節滯后的問題。“前饋控制”是采用收集生產過程之前的信息，通過建立理論模型計算出可能會導致的結果，從而實現生產過程的預測，實現超前調節控制的一種自動控制方法。前饋控制實現了預測超前調節，沒有滯后，但是抗外界干擾能力不強。而反饋控制與前饋控制技術相結合則將兩者的優點合二為一，同時還解決了各自的缺點。因此在精密控制工業領域具有實際應用。

結合高校的實際運行過程，我們將高校培養人才的過程與工業產品生產過程相比較可見：學生即學校這個特殊“工廠”的“原材料”，而畢業后的畢業生即“產品”，同時培養的過程即“生產過程”，對該“生產”過程的控制方案即培養方案，“控制參數”的調整即培養方案的修訂。

對于工廠產品控制而言，原材料經過生產變成產品的過程需要不斷地調整工藝參數。而目前高校這個特殊的“工廠”，其“原材料”在不斷變化，而社會對“產品”的質量要求也不斷提高，因此需要在“生產”過程中不斷調整控制參數，即培養方案需要不斷修訂，這樣才能生產出合格的“產品”。而目前國內眾多高校普遍采用“前饋控制”的方式進行培養方案的修訂，即：采用國家專業指導意見和專業內知名高校課程設置來制定本專業具體培養方案，修訂年限一般為4年1次，其間對培養方案只能做微小調整，甚至有些院校規定培養方案和教學大綱一旦確定就不能更改。由于“前饋控制”系統本身就具有抗干擾能力弱的問題，加之目前環境領域發展迅速，工藝和產品日新月異。因此，這種控制模式顯然并不能適應目前環境工程專業的發展。因此有必要在原來“前饋控制”模式基礎上增加“反饋控制”環節，增加系統的穩定性、適應性和抗干擾能力，進而提高環境人才培養質量。

二、“反饋控制”與“前饋控制”相結合修訂培養方案模式簡介

高校人才培養“反饋控制”與“前饋控制”相結合的過程如圖1所示。其中“前饋控制”主要通過對專業人才社會需求預判，來調整培養方案。這種預判可以通過國家政策、行業發展現狀、專業課程設置指導意見、本校相關專業就業現狀、兄弟院校相關專業就業現狀來入手，提前對培養方案進行修訂，以適應未來可能的社會需求。

圖1 高校人才培養 “反饋控制”

與“前饋控制”相結合模式圖

新生入學后，根據培養方案進行教學。在教學過程中，往往有各種干擾因素對教學過程產生沖擊，例如：就業形勢的改變、國家政策的變化、行業的發展變化、學生意識形態的變化等等，在種種干擾的影響下，原來的培養方案必然不適應最新的社會就業形勢，因此部分學生會產生就業困難的問題。可見，單純的“前饋控制”并不適合目前國內高等教育的具體實際。

雖然“前饋控制”具有很多問題，但是從高校專業發展的角度來看，“前饋控制”仍是必不可少的一個重要控制環節。因為通過“前饋控制”可以引導專業發展的大方向，使專業發展更有長遠性和可持續性，同時也可以避免高校專業發展急功近利，陷入以就業為唯一目的的“職業教育”思維模式。因為大學培養的人才并不同于職業技術學校培養的技術工人。大學生除了應該具備基本的職業技能以外，還應該擁有扎實的理論基礎和優秀的綜合素質，大學生畢業后在經過幾年的實踐積累后，應該成為行業內的技術與管理人才。因此“前饋控制”仍是高校培養方案修訂中不可或缺的重要環節。

而“反饋控制”可以在一定范圍內克服干擾，從而保證學生學到的知識與技能不與社會相脫節。反饋控制最重要的環節是信息的有效、準確反饋。因此，在信息調研時，應當深入到學生當中去，除了順利就業的同學要考察以外，對于就業困難的同學也要積極溝通，找出關鍵問題所在。同時，廣泛聯系專業行業內企業、事業單位，與其人力資源部門建立良好順暢的溝通機制。通過良好的信息反饋獲得全面、準確的行業就業能力與素質需求，再以此為出發點，對培養計劃進行合理修訂。但是由于培養方案修訂周期一般較長，理論課程之間還具有承上啟下的順承關系，所以單純修訂培養方案對學生，尤其是在校2至4年級學生適應社會能力的提高并不明顯。為了避免這種培養計劃修訂周期長而導致的學生培養方向不合理的問題，應該在獲得準確行業就業能力與素質需求的同時，對現行培養方案中的實踐類課程進行改革，迅速轉變實踐、實驗類教學環節的教學方向和重點。主要是因為對于實踐類課程，一般是在基本原理與基礎科學理論知識支撐下，對專業實際問題解決過程的實踐。雖然社會需求變化迅速，但是其基本的科學理論大多仍是有效的，仍可以解決實際問題，只是具體的技術和手段有差別而已。因此，改革實踐類課程，主要是通過引入新問題、新工藝、新方法、新技術，使學生可以通過實踐類課程，全面、更好地掌握實踐經驗，了解行業現狀，這樣可以有效地提高學生應對社會需求變化的能力。

通過“前饋控制”與“反饋控制”相結合，可以使高校專業發展長期發展目標與短期現實目標相結合，使專業培養方案修訂更加合理，人才培養質量能夠與時俱進，滿足社會需求。

三、“反饋控制”與“前饋控制”相結合修訂培養方案的實施過程

吉林師范大學環境工程專業成立于2002年，經過10多年的發展和努力，已經初具規模，現有在校本科生近500人。該專業通過構建職業技能訓練體系[4-6]，穩步提升學生就業能力，在招生、就業與專業發展方面已經逐漸進入良性循環，但是近年來由于就業形勢進一步嚴峻，因此對該專業的就業市場和職業技能進行調研，對目前的培養模式和培養方案的弊端進行思考總結，提出通過“反饋控制”與“前饋控制”相結合的方式，對培養方案修訂模式進行改革，實現人才培養方案的與時俱進，“反饋控制”與“前饋控制”相結合的培養方案修訂模式已經成為該專業未來幾年能否順利運行和發展的必要條件之一。

（一）環境工程專業畢業生所需的職業技能

“反饋控制”中最重要的是“產品”品質指標的準確、全面獲得。因此，只有將目前畢業生存在的問題摸清楚，才能在此基礎上制定合理有效的“控制調整”方案。這樣才能使培養方案的修訂更具針對性和實效性。因此，該專業每年都對近往屆畢業生進行問卷調查，在假期指派指導教師到畢業生工作集中地進行實際走訪。近年來，共計調查和走訪畢業生百余名，走訪專業相關單位數十家，與數家行業內企事業單位建立了良好的合作關系。通過調查和走訪，獲得初步數據和情況后又進行了細致的統計與分析，篩選合理的調查樣本，對目前該專業畢業生所需的職業技能進行了細致的梳理，主要包含以下三個方面：

1.分析實驗技能

環境問題一般都比較復雜，需要通過物理、化學、生化、物理化學等分析手段進行分析，然后再根據實驗分析結果得出下一步工作方案。因此，環境監測與環境分析成為環境工程專業所必須的，環境監測與環境分析也是環境工程專業就業方向之一，該技能也是環境工程專業本科畢業生必須具備的職業能力之一。

2.工藝設計及運行管理技能

經過對吉林師范大學環境工程專業畢業生就業方向的初步統計，大約有30%左右從事環境治理技術及工藝的運行、管理、服務和銷售工作。因此，環境“三廢”治理技術工藝的設計、開發、運行、調試和管理等技能是畢業生就業的重要砝碼。

3.工程設計技能

工程設計的技能是任何一個工科專業畢業生的重要基本技能之一，環境工程專業也是如此。初步統計，大約有30%左右的環境工程專業畢業生需要從事設計相關的職業，主要包括：繪圖員、工程師、設計師、“三廢”治理工程施工及監理等。對于工程圖的辨識、繪制與理解體現了技術員的基本職業技能，同時對于工藝組合的深層次認識、舊工藝的改造以及新工藝的開發等能力體現了技術員的綜合素質。因此對于工程設計技能的培養也是提高環境工程專業畢業生生存能力、提高就業率的方法之一。

當然，對于本科畢業生除了上述專業職業技能以外，還應具備思想道德、文化素質與優秀的身心素養，具有科學思維方法、研究方法、求實創新意識、工程意識、創新精神等[6]。

（二）環境工程專業現行培養方案存在的問題

1.實習、實踐環節仍需改進。該專業實習分為金工實習、工業見習、畢業實習幾個環節。金工實習安排在第二學期，主要目的是讓學生對工科專業具有基本的概念理解，同時培養學生的動手能力和溝通能力。工業見習安排在第三學期，主要讓學生對本專業的企事業單位具有直觀印象。畢業實習安排在第八學期，主要目的是讓畢業生將本專業知識融會貫通，接觸工程和操作實際，為其就業打下堅實基礎。但是從效果來看，由于資金有限，金工實習和工業見習只能勉強達到預定教學效果，而畢業實習則因為畢業生忙于就業招聘、考研面試等而基本達不到實際效果。因此，如何提高實習環節的教學效果值得探討。

2.識圖、繪圖基本素質仍有待提高。環境工程專業作為工科專業，工程制圖的根基要求較牢固，而目前該專業學生的工程制圖能力普遍不高，如何提高學生對本項基本技能的重視程度，如何提高機械制圖和計算機輔助制圖的能力至關重要。

3.培養學生溝通與協作等綜合素質的選修課程設置不足。學生的人際溝通能力、社會工作能力如何進行提升，是該專業面臨的另一個重要問題。學生的人際溝通能力和社會工作能力目前僅僅靠學生自身的努力來實現提升，而課程設置中沒有相應的課程來實現系統培訓。因此，如何合理地安排選修課程、如何合理地設置第二課堂提升學生的溝通能力顯得尤為必要。

（三）環境工程專業培養方案調整措施

基于上述的反饋信息和發現的問題，該專業在培養方案的調整上下足功夫，以社會需求為導向，結合專業特點對培養方案進行改革和調整，實現學位教育與職業教育相結合，兩者相輔相成，迅速提高學生專業技能。要從以下幾個方面著手進行改革和實踐：

1.修訂培養方案，增加實踐環節比重

調整課程設置，對不適合目前社會需求的課程進行刪減，而對社會需求較大的專業課程增加學時或者增設相關課程，以適應社會需求。例如：大學物理課程將理論性較強的原子與分子物理、量子力學等部分予以壓縮，改成自學為主;增加測量學課程的實踐環節，提高學生工程測量技能等。

2.實踐類課程的改革和調整

（1）提高教學質量，改變教學觀念，加強對學生學習的管理。通過學術交流、校企合作等模式拓寬學生的視野，讓學生能接受較前沿的專業知識;強化與相關單位的交流合作，聘用一些企事業專業技術人員，給學生做課程講解，讓他們較早地了解社會;開設專業課程學習的同時也要經常組織各種形式新穎、內容豐富的專業技能競賽，通過競爭來激發學生學習的熱情和動力。

（2）對實踐教學環節進行改革，增加畢業實習時間與資金投入，與企事業單位聯合，建立長期固定的實習基地，方便各屆學生間的交流溝通，促進畢業生素質的提高。

（3）結合職業技能訓練，分類培養，實行多元化培養方式。立志繼續考研深造的學生應注重培養實驗操作能力及大型分析儀器的操作使用;選擇就業的學生應注重綜合能力的培養，如組織能力、表達能力、人際交往能力等。在原有職業技能訓練體系的基礎上，繼續穩步推進和開展職業技能訓練，將職業技能訓練列入教學計劃，設為選修課程，進一步提升學生從業技能與個人發展能力。

（4）逐步推進校企聯合，積極嘗試“訂單式”培養模式的實際探索。借鑒教育部“卓越工程師”計劃的模式，積極嘗試和推進“訂單式”培養模式，即企業參與學生的錄取與培養方案的制定，培養出的學生直接進入企業工作。而該培養模式目前仍在嘗試和探索中，還有許多問題和困難需要進一步研究解決。

（5）適當增加職業教育比重，例如增加工程制圖、計算機輔助制圖等課程的學時，并將考核方式由考察改為考試，提高學生的重視程度。鼓勵學生參加“全國CAD技能等級考試”，通過考證提高學生的工程制圖與CAD技能。

通過上述舉措，使該專業本科生專業教育又上了新的臺階，學生就業率連續3年維持在95%以上，考研率逐年提高，考取院校水平穩定提升。

四、結 "語

高校培養方案不應一成不變，應該順應社會的需求加以調整，這樣才能培養出適合社會需求的環境保護人才。但是這種調整也不是單純的迎合社會，如果一味追求社會“熱點”，頻繁改變培養方案也不符合高校的教育理念。因此要本著“實事求是”的原則，首先對專業就業現狀進行系統調查，找到學生就業的突破口，即凝練出幾種重要的基本的職業技能。通過對調查結果的分析找出該專業現行培養方案與培養模式的不足，通過修訂培養方案與改革培養模式推進專業的發展和進步，推進學生的職業技能訓練，使學生在接受學歷學位教育的同時，也能夠有條件有機會獲得職業教育與職業技能訓練，這對目前我國大學生就業問題的解決具有十分重要的意義。而“前饋控制”與“反饋控制”相結合的培養方案修訂模式，在提高高校人才培養質量方面具有積極的作用，值得推廣和深入研究。

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收稿日期：2015-01-01

基金項目：吉林省高等教育教學研究課題：“質量工程”背景下環境工程專業學生職業能力訓練探索與實踐

作者簡介：楊春維，工學博士，吉林師范大學環境工程學院副教授，研究方向：水處理技術。