環境工程學理論與實踐的雙導向課程建設探討①

孫凱 司友斌 湯婕 劉小紅 儲剛

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?深化環境工程學課程建設改革，提高環境污染防治本科人才培養質量，是“守綠水青山、建美好家園”的基礎保障。以安徽農業大學為例，概述環境工程學課程教學改革的必要性和緊迫性，剖析安徽農業大學校在該門課程建設中存在的問題和弊端，并提出環境工程學理論與實踐相結合的雙導向課程建設改革對策與建議，旨在將該門課程的建設與改革深化，為培養理論基礎扎實、實踐應用能力突出的環境類專業人才奠定基礎。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?環境工程學;理論與實踐;課程建設;教學改革

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）13-0036-03

中國經濟的高速發展與生態環境惡化的失衡備受國內外學者關注。環境污染已成為影響居民正常生活、制約農業健康發展的屏障[1]。如何有效地解決環境污染問題、改善環境質量關系到中華民族的可持續發展。環境工程學是高等院校環境類專業主修的基礎課程，其主要研究利用工程技術原理和方法，防治環境污染、保障環境資源以及提高環境質量。目前，傳統的環境工程學課程教學理念已經無法滿足環境類學科的快速發展和國家對綜合性實踐應用人才培養的迫切需求，深化環境工程學課程建設改革迫在眉睫。

筆者從中國環境污染防治現狀和專業人才培養角度，闡述環境工程學課程建設改革的必要性和緊迫性，并以安徽農業大學為例，分析環境工程學課程建設過程中存在的問題和弊端，重點以強化理論教學與實踐環節緊密結合的雙導向本科人才培養模式為目標，提出環境工程學課程建設的改革方案和意見。

一、環境工程學課程改革的必要性和緊迫性

中國環境污染防治形勢緊迫、專業人才匱乏，亟須采取預防和治理措施改善環境質量。深化環境工程學課程建設體系改革，全面培養理論基礎扎實、實踐應用能力突出的環境類綜合性專業人才，才能解決中國環境污染問題。

（一）中國環境污染防治形勢迫切

中國的大氣、水和土壤污染情況十分嚴峻[2，3]。近幾年，中國多個省市區爆發大規模持續性霧霾天氣，其中試點城市出現霧霾天氣的次數占全年25%～50%。中國700多條河流的水資源質量堪憂，共有46.5%的河流水質僅達到四類或五類標準，而10.6%的河水水質遭受嚴重污染（劣五類標準），水體徹底喪失使用價值。中國農用土壤污染狀況不容樂觀，耕地、林地和草地土壤污染點位超標率分別高達19.4%、10%、10.4%，且污染逐步蔓延到未利用地，主要污染物包括農藥、重金屬和多環芳烴等。

環境污染引發的空氣、飲用水和食品安全等問題舉國矚目[3]。每年由于環境污染對農業綠色生產、工業持續發展和人群醫療保健等造成的直接或間接經濟損失高達上千億元。2016年底，國務院頒發的《“十三五”生態環境保護規劃》為中國環境污染防治提供了行動準則，強化源頭防控、夯實綠色發展、改善環境質量、保障生態安全刻不容緩。

（二）環境污染防治專業人才短缺

中國環境污染防治綜合性專業人才短缺是不爭的事實，具體表現在人才儲備數量不足、專業知識結構單一和實踐創新人才匱乏等方面[4]。如何全面擴大環境污染防治人才儲備基數、提高人才培養質量、實現多元化實踐應用人才戰略需求，已經成為中國“守綠水青山、建美好家園”的基礎保障。目前，高等院校擔負著為環境污染防治培育綜合性專業人才、提供理論知識和專業技能的重要職責和使命。但是，由于現今高等院校環境類專業課程體系知識結構單一，且多以基礎理論知識、工程設計原理和驗證性實驗教學為主，缺乏環境污染防治綜合性思維和創新實踐應用能力，導致環境類人才知識結構偏向基礎理論和研究方向，難以培養理論基礎扎實和實踐應用能力突出的環境污染防治綜合性專業人才。

二、環境工程學課程建設中存在的問題和弊端

通過對我校環境工程學專業授課教師和學生的雙向調研，發現該門課程存在教學內容冗雜、課堂教學手段陳舊、理論教學與實踐環節脫節等主要問題和弊端，致使學生缺乏自主學習興趣和積極性，不利于培養具有理論基礎扎實、實踐應用能力突出的雙導向環境類專業人才。

（一）課程教學內容亟須調整

我校環境工程學課程教學內容涉及面廣、內容雜，主要包括水質凈化與水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物污染控制工程和噪聲污染防治技術等。教學內容與水污染控制工程、環境工程設計和環境生物技術等課程存在交錯重復現象，且部分教學內容冷僻晦澀，學生感到課堂教學舊調重彈、枯燥無味，缺乏自主學習的趣味和積極性。因此，如何在有限的課時內（理論課時量48，實驗課時量30）將理論與實踐結合，有效地處理好環境工程學課程教學“教與學、專與泛、深與淺”之間的關系，亟須對該門課程教學內容進行深化改革和調整。

（二）課程教學手段創新不足

當前，我校環境工程學的課程教學主要采用教師講授型教學模式，案例教學法和工程實踐教學法的應用尚未普及化。教師在授課過程中普遍利用板書結合PPT課件的常規教學手段，為學生介紹環境工程技術概念、理論及公式推導等基本知識。“板書+PPT”的結合方式僅僅將課本內容單一地轉移到PPT課件中，并沒有實現抽象的課程教學內容具體化、形象化和生動化，致使學生感到課堂教學內容沉悶枯燥、缺乏創新性。此外，由于師生互動少，學生在課堂問答環節的參與度較低，無法激發學生對該門課程的學習熱情和積極性，改進課程教學手段刻不容緩。

（三）理論與實踐教學脫軌

環境工程學理論與實踐教學脫節，難以培養高質量環境污染防治綜合性專業人才。目前，我校環境工程學實踐課程體系包括環境工程學實驗、課程教學實習和課程認知實習等重要環節，實習基地有環境監測站、污水處理廠、固體廢物填埋場和垃圾焚燒廠等。在實驗教學過程中，共設有8個實驗，其中基礎驗證性實驗占75%，探索性和綜合性實驗各占12.5%，創新型和應用型實驗項目嚴重不足，導致學生缺乏對未知實驗現象和結果的探索性和趣味性。而在教學實習和認知實習過程中，由于實習周期短暫、過程簡練，學生只是在專業技術人員帶領下走馬觀花地了解環境工程處理工藝的基本流程、原理及其相關參數，很難通過實習掌握環境污染防治核心技術。因此，如何將理論教學與實踐環節緊密結合，讓學生運用課堂所學的知識解決實際工程問題是我校環境工程學課程建設改革亟待解決的關鍵問題之一。

三、環境工程學課程建設改革對策與建議

針對環境工程學課程建設中存在的樞紐問題和弊端，并結合我校正搶抓“雙一流”大學建設機遇，本文從優化理論教學內容、創新課堂教學技能、搭建實踐教學基地和培育雙導向專業人才等方面提出相應的改革方案與意見，滿足我校環境類專業人才培養快速發展的需求。環境工程學課程建設改革對策與建議如下圖所示。

（一）優化理論教學內容

環境工程學理論課程教學內容繁雜，結合中國大氣、水和土壤等環境污染現狀，突出理論教學重點內容尤為重要[5]。（1）鞏固本科教學基礎地位，要求學生了解環境工程學的基本概念、工藝理論和過程計算;（2）將工程實體圖與工藝示意圖結合，讓學生掌握不同工程處理技術的工藝流程、運行原理及其優缺點;（3）精選教學案例、合理預設課堂研討問題，強化學生對中國環境污染特征、危害及關鍵防治技術原理的理解;（4）充分協調環境工程學、水污染控制工程、環境工程設計和環境生物技術等課程的交錯重復內容，加強培養學生運用基礎理論知識解決工程實踐問題;（5）定期召開教學工作會議，不斷優化課堂教學內容，改進課堂教學理念，及時解決學生課堂遇到的疑點、重點和難點問題;（6）積極督導中青年優秀教師課堂教學專項工作，激勵學生對專業基礎知識的自主學習興趣和動力。

（二）創新課堂教學技能

創新課堂教學技能是提高教師課堂授課水平、增強學生自主學習興趣、優化教師課堂教學效果的重要舉措[6]。鑒于環境工程學課程實踐性較強，需結合中國實際環境污染狀態，采取以下手段創新課堂教學：（1）采用案例分析、課程討論和學生演講等多元化教學方式，增加師生互動環節，強化學生獨立思考和探索未知的認知能力;（2）根據環境工程學基礎課程特點，充分運用多媒體平臺和資源共享平臺開展教學工作，提倡啟迪、探索、討論和參與的創新課堂教學方法;（3）樹立符合中國現階段環境污染防治的課程教學新理念，注重知行合一，堅持理論教學與實踐應用相結合的雙導向教學模式;（4）定期開展學術研討活動，培養學生自主發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力，探索環境類專業綜合性創新應用人才培養新方案和新途徑;（5）帶領學生到環境污染區進行現場調研，讓學生了解該區域的污染狀況并獨立提出治理方案，實現教學方式由課堂轉變為工程治理的實際應用。

（三）搭建實踐教學基地

實踐教學將“學”與“用”有機結合，是強化基礎理論知識、培養創新應用人才的重要途徑。搭建實踐教學基地平臺，重視理論教學與實踐環節緊密結合的雙導向課程培養體系是強化學生動手能力和創新思維的核心資源，有助于促進學生理論知識、專業技能和創新能力協調發展[7]。目前，高等農業院校已經逐步構建并完善污水處理廠、環境監測站、垃圾焚燒廠、固體廢物填埋場和中試示范基地等諸多實踐教學基地。我校環境類專業與多家單位建立環境工程學課程教學實習基地，能夠保證該門課程的實習教學環節順利完成;但是，由于校企合作意向不穩固和教學經費短缺等問題，導致我校環境類實習單位頻繁變動，而新的實習單位對人才培養目標和內容不熟悉，難以有效地開展實習指導工作。因此，搭建“產、學、研”良性循環的實踐教學基地平臺，增開探索性、綜合性、設計性和應用性等實踐教學項目，有利于提升我校學生的專業知識結構，增強學生的實踐應用能力，為將來開展環境污染防治工作奠定基礎。

（四）培育雙導向專業人才

以培養環境類創新應用綜合性專業人才為主線，將理論與實踐的雙導向教學模式有機結合起來，構建遞進式課程教學體系[8]。例如，從課堂理論學習到基礎實驗驗證再到綜合性生產實習，讓學生由淺入深、由課堂轉向實踐，全面掌握環境工程學專業理論知識、實驗操作技能和綜合實踐應用能力。同時，大力發展多元化和應用化的實踐教學環節，將學生參與的創新創業訓練計劃項目、暑期“三下鄉”活動和興農杯比賽等引入課堂教學，與學生分享心得，并結合環境工程學課程理論知識，探討利用實踐項目解決實際環境問題。該過程不僅能夠讓學生參與實踐教學環節，也有利于拓寬學生的視野、增強學生對科學研究的興趣愛好和創新思維。例如，2014—2015級環境工程專業學生在課堂與同學分享的實踐項目包括“活性炭/鐵催化劑制備及對畜禽養殖廢水中典型抗生素的去處研究”“納米MnO2模擬酚氧化酶催化水體中雌激素轉化的作用機制”和“新型人工濕地農村生活污水處理系統”等。理論教學與實踐環節緊密結合的雙導向綜合性專業人才培養模式有效增強了學生學習的自主性、多元性和創造性，顯著提升了學生解決實際環境污染問題的能力[9]。

環境工程學以培養理論與實踐相結合的雙導向本科專業人才為目的，要求學生將理論、實踐和應用密切結合，解決中國實際的環境污染問題，其課程建設的好壞直接影響中國環境類專業人才的儲備。筆者緊密圍繞安徽農業大學環境工程學課程建設中存在的樞紐問題和弊端，提出優化理論教學內容、創新課堂教學技能、搭建實踐教學基地和培育雙導向專業人才等課程建設改革對策與建議，期望將環境工程學課程建設與改革引向深入，將理論教學與實踐環節完美結合，從而激發學生對環境工程學的興趣和愛好，為培育全方位思考、多元化創新和綜合性應用的環境類專業人才奠定基礎。

參考文獻：

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[4]劉偉才.以就業為導向的高職環境工程專業課程教學模式改革與創新[J].教育現代化，2017（29）：62-63.

[5]李秀麗，邴乃慈.基于環境工程真實問題探究的分析化學理論與實踐教學[J].實驗室研究與探索，2017，36（10）：223-226.

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[8]米潔，高宏.遞進式實踐教學模式的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2012，29（2）：138-140.

[9]張蓉，吳祥為，樊霆，等.環境科學與工程專業生產實習的創新實踐與思考：以安徽農業大學為例[J].蘭州教育學院學報，2018（9）：115-117.

編輯 武生智