新工科背景下環境科學專業建設

周開勝，葛金龍，朱蘭保，賀冉冉

(1.蚌埠學院土木與水利水電工程學院，安徽 蚌埠 233030；2.蚌埠學院材料與化學工程學院，安徽 蚌埠 233030)

1989年《華盛頓協議》是一項工程教育本科專業認證的國際互認協議，旨在建立共同認可的工程教育認證體系，已得到國際工程教育界的認可。2016年國際工程聯盟會議(IEAM2016)全票通過我國正式成為《華盛頓協議》第18個成員國[1-2]，標志著我國工程教育專業認證體系實現國際實質等效，為深化工程教育改革提供了契機，通過專業認證的畢業生在相關國家申請工程師執業資格時，可與該國畢業生享有同等待遇[3]。

隨著我國“一帶一路”“中國制造2025”“互聯網+”等重大政策的實施，以新技術、新業態、新模式、新產業為代表的新經濟發展，對工程科技人才提出了更新、更高的要求，以“新工科”理念為引領的工程教育改革迫在眉睫[3-4]。“新工科”作為工程教育的新理念、新模式已經引起社會各界的廣泛關注，堪稱我國工程教育的“新革命”[5-20]。教育部高等教育司于2017年2月頒發了《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》；之后教育部分別于復旦大學、天津大學召開了新工科建設研討會，并形成《復旦共識》和《天大行動》；6月教育部在北京召開“新工科研究與實踐專家組成立暨第一次工作會議”，形成了《北京指南》，標志著以新工科建設為主題的高等工程教育改革進入到一個新階段[20]。依據“新工科研究和實踐圍繞工程教育改革的新理念、新結構、新模式、新質量、新體系開展”的“五新”表述，“新工科”屬于“工科”，是符合“五新”表述的工科專業。按照教育部劃定的新工科建設行動路線，地方高校應深化產教融合、校企合作、協同育人，推動傳統工科專業改造升級。

1 新工科建設理念

新工科代表最新的產業或行業發展方向，是正在形成或將要形成的新的工程學科[21]。環境學科具有問題導向性、學科交叉性、綜合性等特點，環境科學專業新工科建設的目的是培養具有卓越工程實踐能力的環保類工程科技人才。以學生為中心，通過市場和產業調研、分析和預測，積極應對區域性環境的變化和發展，主動培養具有卓越工程實踐能力的工程技術人才。因此，在新工科建設中，加強環境科學專業新工科建設是必要的，在對接地方行業產業、校企合作實踐基地建設、創新創業的實驗室建設方面是可行的(圖1)。

圖1 新工科建設的新理念模式圖

2 “新工科”界定

環境學科是問題導向型學科。隨著新經濟發展，環境科學專業建設也要與時俱進，加快新工科建設。進入新時代，大中城市已漸成高端人才與“雙創”結合的重要平臺和新產業新業態的集聚帶，出現一大批區域性特色產業、戰略新興產業，三廢治理與資源化利用問題日漸突出，主要集中在廢氣、粉塵、廢液、廢水處理及資源化利用等方面。此外，農村人口向小城鎮集中，出現了農村生活污水、生活垃圾等集中處理的難題；集約化農業的出現加劇了農藥高殘留、土壤退化、土傳病害頻發、環境激素污染等問題，急需大批高素質的創新型環保工程科技人才加以解決。

環境科學專業發展堅持以生為本，以區域經濟社會發展需求和就業為導向，依據學校“地方性、應用型、工程化”的辦學定位以及“實基礎、適口徑、重能力、強素質”的人才培養定位，培養德智體美勞全面發展，基礎扎實、知識面寬、工程實踐能力強、綜合素質高、具有創新精神和創新意識的卓越環保工程科技人才。依據2012年發布的《普通高等學校本科專業目錄》，環境科學是既可授予工學也可授予理學學位的理工科專業。我校環境科學專業已在“工程化”建設方面做了大量工作，先后開展了《基于激勵理論的產學研合作項目》《環境科學專業綜合改革試點項目》和《工程化教學改革試點專業項目》等項目的研究工作，取得預期效果。目前，我校環境科學專業以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，建設環境科學專業新工科，為地方培養創新型應用型環保類工程科技人才，更好地服務地方發展，解決不斷出現的環境新問題。

3 新工科建設

3.1 凝練新工科建設方向

進入新時代，社會經濟的快速發展為環境學科和環境科學專業建設和發展帶來前所未有的機遇。依據教育部高等教育司《關于開展新工科研究與實踐的通知》關于新工科建設的要求，環境科學專業新工科建設可確定水質模擬與調控和土壤污染防治與生態修復2個建設方向[22]。應對區域特色產業、戰略新興產業發展帶來的“三廢治理與資源化利用”問題，需通過產教融合、協同育人等措施，打造一支服務地方經濟發展的師資團隊。

3.2 師資隊伍建設

師資隊伍是開展學術研究和人才培養的前提和保障。針對師資隊伍工程實踐能力弱、來源單一、重學歷、輕實踐、產業實踐經驗不足等問題，有計劃地開展教師的工程意識宣傳、教育和培訓，鼓勵中青年骨干教師走進企業，了解企業文化、企業精神，將企業的新工藝、新設備和新技術等作為典型教學案例引入課堂，從而在生產實踐和教學實踐中提高自己的工程實踐能力；將戰略性新興產業發展對環保技術的需求與課堂教學和教師的科研相結合；將科研成果應用于新環境問題的解決，增強教師的工程意識和工程實踐能力，強化服務地方意識，更好地為地方新經濟發展服務。

3.3 新工科的課程體系建設

課程體系設計需充分考慮人才培養周期，合理設置課程。既要考慮專業教育對知識體系的要求，更要凸顯新工科對高素質創新型工程科技人才的培養要求。就環境科學專業而言，還要體現注冊環評工程師和注冊環保工程師的執業資格考試要求，將相關課程納入人才培養模塊，適當增設有利于學生發展的選修課程，提高學生的工程素質，以便于學生畢業后能夠參加環境類工程師執業資格考試[23]。在課程設置上可打破現有二級學院、學科壁壘，充分整合市域師資，合作開發相關課程，充分體現出新工科建設的學科交叉特點。此外，可嘗試“學分互認制”試點，充分整合市域教育教學資源，學生獲得的相關課程學分可計入總學分，激發學生學習的積極性，培養學生的專業熱情[24]。

3.3.1 環境污染控制模塊課程設置

在新工科背景下，課程設置要緊密結合地方新經濟發展對環境保護工程科技人才的需求，適當參照注冊環保工程師考試相關要求[24]，突出工程實踐能力培養。該模塊必修的“水污染控制工程”“土壤污染與防治”“大氣污染與控制”等課程，有針對結合“工業‘三廢’治理與資源化利用”和“土壤污染防治與生態修復”，在相關課程中設置若干專題，各專題均由該專題方面的教師或企業、地方環保部門的專家結合工程案例授課，由多位教師承擔，將理論學習融入工程實踐中，在工程實踐中開展理論學習，授課形式可靈活多樣，必要時可在車間、工地等場所授課，充分調動學生學習的積極性，強化學生對環保的責任意識。該模塊的專業選修課程設置要充分考慮學生的個性化發展、社會需求及可能的環境新問題。

3.3.2 水質科學與技術模塊課程設置

針對區域水體環境特點[22]，結合我國陸續開展的“河湖長制”對水體環境治理人才的需求，本專業設置了水質科學與技術培養模塊。據基于項目實踐的新工科建設要求，該模塊設置了必修的“水質科學基礎”“現代水質監測技術”“環境水力學”和“水處理工程”等課程，并在選修課中開設“計算方法”課程，結合“MATLAB與環境數據挖掘”專業基礎課程，可以有效提高學生使用計算機進行環境計算的能力，有助于推進環境科學與大數據結合的探索；結合“環境水文學”和“城市給排水工程”等選修課程學習，培養學生從流域視角看待水環境問題，彌補學生單純從微觀水質角度看待水環境問題的不足，有助于學生理解城市內澇等市政環境熱點問題。該模塊體現了環境科學專業的工程化、信息化方向的改革。擬將相關的工程案例以專題形式納入課堂教學，做到理論與實踐相結合，激發學生學習的熱情和積極性，提高新工科人才培養質量。

3.4 新工科教材建設

教材選用要體現新工科教育教學改革的需求，凸顯新工科教育理念。鼓勵本專業教師積極參與編寫符合新工科人才培養要求的教材；提倡校企合作編寫新工科教材，將企業的新工藝、新技術、新設備等作為案例引進教材，讓教材更貼近生產實際，有助于及時了解企業對人才和技術的需求。企業要什么樣的人才和技術，我們就培養具有什么樣技術的人才。提倡并鼓勵教師根據新工科教育改革的需要，自編具有區域特色和學校特色的校本教材[23]。不同區域的人類活動方式、自然環境特點、產業結構等各異，其環境問題必然各不相同。校本教材要立足區域環境特點及該區域新經濟發展對環保人才的需求，為區域新經濟發展輸送具有環境專業背景的、熟悉該區域環境特點的新工科環保工程技術人才，更好地服務區域新經濟發展。

3.5 合作辦學與新工科建設

加強校際交流與合作，共同探討新工科建設，共享教育資源；互邀專家開展講座，實現新工科人才培養教育教學理念共享。鼓勵中青年教師以參加學術會議、訪學、課程進修、學歷進修、走訪參觀等方式走出校門，學習交流新工科人才培養的新理念、新結構、新模式、新質量、新體系，及時更新自己的新工科教育思想，升華新工科教育理念。此外，可嘗試與境外高校合作開設環境科學國際班，開闊師生國際視野，為“一帶一路”輸送具有國際視野的環保新工科人才。

目前，高校教師對工程實踐接觸不是很多，但他們的理論知識和專業技術水平相對較高，而企業工程技術人員的工程實踐能力卻很強，可通過產教融合共建新工科，共育高素質創新型環保工程科技人才；與地方政府主管部門合作，及時了解地方新經濟發展帶來的環境新問題，及時調整人才培養方案，培養符合新經濟發展要求的新工科環保人才；與相關科研機構合作，便于本專業師生及時了解環境科學前沿技術，并將其融入教學實踐，豐富教育教學資源。

3.6 實踐教學與新工科建設

實踐教學是工程實踐能力培養的重要環節。適時修訂人才培養方案，增設課程設計、專業綜合實驗等課程，強化實踐教學。強化專業技能訓練，鼓勵學生參與學業指導教師課題研究，培養其技術研發能力；動員學生積極申報國家級、省級大學生創新創業計劃項目，以項目為導向，打造團隊精神，培養其創新能力。積極拓展校外實習實訓基地，通過企業實習實訓，讓學生了解企業文化、企業精神，增強學生工程實踐能力，培養環保新工科工程科技人才(圖2)。

圖2 環境科學新工科工程實踐能力培養

學科與專業是相互依存、協同發展的，專業由一定學科的知識體系構成，在一個學科內可以組成若干專業，不同學科之間也可形成跨學科專業。學科是高等學校開展教學、科研、服務等的基本功能單位，是對其人才培養、教學、科研、服務等業務隸屬范圍的相對界定，離開了學科，就不可能有人才培養、科學研究、社會服務和文化傳承。專業是高等學校人才培養的基本單位，社會分工、學科知識和教育結構分別是其存在的基礎、內核和表現形式，離開了學科支撐，專業建設就無從談起。為能更好地服務新經濟發展，向社會輸送高素質的創新型工程科技人才，要改造升級現有工科專業，淘汰不能適應新經濟需要的原有工科專業。在新工科背景下，只有對環境科學專業進行新工科改造升級，才能培養適應新經濟發展需要的新工科環保人才，更好地為新經濟發展服務。