面向工程化特色的環境類卓越工程師人才教學方法改革與實踐

吳云 王捷 趙學輝 賈輝

摘 要：本文圍繞環境類卓越工程師人才培養目標，針對現有環境工程專業教學過程中重專業基礎教育輕實踐教育的現狀，在傳統教學方法基礎上，以增加綜合性案例及結合實際工程項目教學為基礎，利用科研及工程反哺基礎教學；加強校外實習實踐基地建設，開展工程化實踐教學，使學生直接參與項目的設計、分析和研究中，構建與創新了面向工程化特色的環境專業教學方法。

關鍵詞：環境工程專業 卓越工程師計劃 面向工程化 教學體系 踐實習

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（a）-0203-02

近20年來，環境工程專業迎來了快速發展，據教育部統計，截止到2015年3月，全國共有360所高校開設了環境工程專業。但全國還是普遍存在高校環境工程專業培養出的人才不能滿足用人單位需求，從而造成了環境專業人才市場的“假飽和”現象，客觀上推動了考研大軍的形成，增大了日后的社會就業壓力。分析其原因主要是兩方面：一是針對現有職業目標所制訂的綜合的、高強度培養模式導致學生所學內容過于分散，理論教學過重，動手實踐能力差，缺乏工程素養；二是全國高校大范圍的擴招導致環境工程專業學生人數激增，也為人才培養帶來了諸多問題，特別是在工程實踐、工程能力培養方面學校缺乏相應平臺資源、社會資源和師資力量，急需建立新的人才培養模式。針對環保事業蓬勃發展與環保人員就業難這一突出矛盾，“分層次”和“分類型”應當成為高校環境工程類人才培養的必然模式[1]，環境類卓越工程師人才教學方法改革與實踐勢在必行。

1 理論教學與實踐教學相結合的多元化教學方法改革

教學實踐中將傳統的以理論教學為主的講授法、演示法、練習法、實驗法等方法，與注重于工程實踐能力培養的案例討論法、情景模擬法、虛擬網絡法、現場實習法等有機結合，形成多元化的教學方法[2]。

（1）在基礎理論課方面，包括數學、物理、流體力學、化工原理、微生物學等課程，仍采用傳統的以課堂理論教學為主的講授法、演示法、練習法等方法。同時將課堂教學與實驗教學相結合，可以使學生把最基本的應用知識同書本知識聯系起來，以獲得比較完全的知識，又能夠培養他們的獨立探索能力、實驗操作能力和科學研究興趣。

為培養學生們的創新思維意識，要求改變以往的實驗教學方法及手段，采用雙語教學、重復工程實例等方式吸引學生注意力，提高實驗教學效果。對新開的實驗課和增開的實驗內容嚴格把關，完善實驗講義和實驗計劃。這些都使得學生的實驗主動性與積極性大幅度提高，實驗的獨立性也增強。學生在實驗中漸漸學會如何運用已學的知識解決和處理在實驗中所遇到的問題。

（2）在專業理論課方面，包括水污染控制、大氣污染控制、固廢處理技術等課程，以滿足用人企業對本科畢業生實驗能力及工程應用能力的需求，將注重于工程實踐能力培養的案例討論法、情景模擬法、虛擬網絡法、現場實習法等與課堂理論教學方法有機結合，充分發揮學生的自主創新思維，形成多元化的教學方法。構建了課堂教學、設計、實踐等系列化的教學方法的探索，突出“教、學、用”[3]。例如通過“水污染控制實驗”使學生掌握基本水處理工藝原理，學會選擇基本工藝及其組合工藝處理各種水體。突出融合學生、社會、教師三方的需求，使學生在掌握水處理基本概念和原理的基礎上進一步強化工藝應用原理、工藝設計、運行操作等方面的理論和實踐技能。通過“環境工程課程設計”等系列課程的改革，使學生獲取工程設計、現場調試、運行維護等實踐技能，在掌握理論知識的基礎上增強“實戰”能力，為各用人單位輸送受過規范污染物處理工藝技術應用訓練的專業人才，縮短用人單位對畢業生的專業技能培訓時間，滿足現代企業對人才的需要。

（3）在專業實踐課方面，包括環境工程綜合實驗、環境專業課程設計、認識實習和生產實習等課程。它們是建立在專業基礎課和專業課基礎上的實驗訓練，更加側重于理論知識的認識、運用、處理工藝，以及工程設備等的設計、計算。

“環境工程專業綜合實驗”是環境工程專業必修課，為了適應環境工程卓越人才的培養需要，突出實驗課的特色，貫徹理論聯系實際的原則，要求本科生于第七個學期開學初用兩周的時間選擇兩個綜合實驗開展實驗工作。通過采用課堂講解和學生查閱最新英文文獻兩種模式開展本課程的講授，在授課中還需給出英文專業名詞，這樣有利于學生們了解環境工程領域國際最新發展趨勢。通過這樣的學習過程，大大增強了學生們主動學習的熱情，全面提升了學生創新實踐能力。

2 強化科研反哺教學、工程反哺教學

注重教研相長，針對環渤海區域水資源短缺與水污染嚴重的現狀，一方面重視水處理領域中新理論與新技術的科學研究，同時注重將自主研發的科研成果不斷轉化為學生實驗科目，在理論與實驗教學中突出新型環境污染處理工藝的應用及工程實踐，成功將國家863重大專項“膜—生物反應器的工程化與應用”、科技部中小企業創新基金“中空纖維膜連續微濾成套裝置”、天津市科技創新專項基金項目“膜法飲用水處理技術研究及示范工程”等科研成果，轉化為“印染廢水光催化膜-生物反應降解脫色實驗”“中空纖維膜連續微濾實驗”“飲用水膜法處理實驗”等實驗科目，使學生所掌握的相關知識與技能始終處于專業前沿。在這種教學方法的帶動下，也激發了卓越班學生的科研熱情，積極地參加到科技論文的寫作和科技專利的申請活動中。

自此基礎上，教研室積極引導學生參加全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽，組織參加各省市級化學及環境學科創新與實踐能力邀請賽等。知識競賽及科技競賽能夠激發學生學習的熱情和創新思維，活學活用在課堂上學到的理論知識，促進學生了解環境工程中的趣味知識，鍛煉學生的實驗動手能力。在教研室的積極推動下，該專業本科生在國家級、省市級知識競賽及科技競賽中屢獲殊榮。

3 加強校外實習實踐基地建設，開展工程化實踐教學

為了強化工程實踐教育，給學生更多的機會接觸實際應用工程案例，教研室著重加強了校外實習實踐基地的建設，每屆卓越工程班全體學生（約30名）會根據學生志愿被分派到實踐基地進行累計每人6個月左右的工程實習實踐。

進一步加強校企合作，對實踐教學內容、實踐教學方法、實踐課程體系等進行改革和研究，構建一套適應環境工程行業卓越工程創新人才培養需要的校企實踐教學模式；建立一套完善的工程實踐教學運行機制和實踐教學管理體制。同時聘請了校外實踐基地企業里的專業技術人員為卓越工程師校外導師，采取請進來走出去的方式，整合新增了校企聯合授課課程“環境專業課程設計”“環保設備”“水污染控制技術”“水污染控制實驗”“環境工程技術發展與實踐”等教學與實踐課程。

4 結語

在積極推進“卓越工程師計劃”的進程中，按照行業標準和用人單位的要求，結合學校及專業的特點和實際情況，構建面向工程化特色的環境類卓越工程師人才培養的實踐教學體系勢在必行。該體系通過課堂教育和實踐實習兩條途徑開展教學活動，實現對學生的基本實驗技能、專業綜合技能、工程實踐能力和創新能力的培養，對環境類卓越工程師培養具有較強的現實意義。

參考文獻

[1] 林健.高校“卓越工程師教育培養計劃”實施進展評析（2010—2012）（下）[J].高等工程教育研究，2013（5）：13-24.

[2] 孫紅亮，楊康，朱德貴，等.材料失效分析教學方法的研究與改革初探[J].中國現代教育裝備，2017（15）：25-26.

[3] 吳曉丹，張林，吳宏東，等.“動靜結合”方劑學教學法探討[J].中醫藥管理雜志，2014，22（9）：1435-1436.

[4] 金昌壽，金明姬，權躍，等.基于卓越環境人才培養科研訓練體系的構建初探[J].黑龍江畜牧獸醫，2015（20）：43-45.