基于高校轉型的環境工程專業實驗教學改革探討

王代芝 徐潔

湖北師范大學城市與環境學院 （湖北黃石 435002）

為了深入貫徹落實我國 《國家中長期人才發展規劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》，培養造就一大批能面向未來、面向世界、面向現代化的創新型人才[1]，湖北省及湖北師范大學啟動了“高校轉型人才培養計劃”，該計劃以培養德智體美全面發展，知識、能力和人格協調統一，知識面寬、基礎厚、能力強，具有寬廣國際視野和領導意識，有理想抱負，有社會責任感和職業操守的高級專門人才和拔尖創新人才為目的。湖北師范大學環境工程專業有幸被選為教學改革試點專業。

1 我國環境工程專業的發展

我國的環境工程本科教育開始于20世紀70年代末（恢復高考后），在80年代末期真正形成規模，在90年代后期快速發展。回顧我國環境教育40多年的歷史，大致可以分為4個時期[2-4]。起初，僅有少數工科高等院校設有環境工程專業，隨著經濟的發展，社會對環境工程人才的需求增加，環境工程專業逐漸在其他類型的高等院校中出現，設置環境工程專業的院校也由原先的0.8%增加至2004年的37.9%[5]（2004年全國設有環境工程本科專業的高等院校共有247所，年招生人數達到2萬人左右）。我國環境工程專業設置的發展情況統計見表1[6]。同時，環境工程專業設置點存在著地域分布不平衡的現象，江蘇、湖北、遼寧等省份布點較多，西藏、海南、新疆等省份設置該專業的院校較少甚至沒有[7-8]。

表1 我國環境工程專業設置發展情況

2 環境工程實驗教學模式改革探索

實驗教學是高等教育體系中不可缺少的一部分，是人才培養的重要環節。提高實驗教學質量，培養學生的實驗實踐能力和創新能力，已經成為高校實驗教學改革發展的方向，環境工程作為一個工科專業，更是離不開實驗教學過程。從20世紀70年代至今，我國已有上百所高校開設了環境工程、環境科學等專業[9]，作為環境類專業本科生必修課程之一的《環境工程實驗》，是訓練學生專業技能、培養學生創新能力和工程實踐能力的重要課程，更是培養環境工程專業人才的重要環節，在環境工程專業教學中占有極其重要的地位。

為了更好地落實黨中央的戰略部署，2010年我國教育部開始實施“卓越工程師教育培養計劃”并將該計劃列入 《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》，目的是為未來工程領域培養不同類型的、優秀的工程師后備軍，借此提升我國工程教育的國際競爭力和我國產業的國際競爭力[10-12]。為了提高高校適應國家戰略和地方經濟社會發展需要的主動性，2011年高教司決定在“十二五”時期啟動實施“專業綜合改革試點”項目，其核心就是實驗、實踐改革。探索、研究和構建環境工程專業實驗、實踐教學新體系不僅是我國高等教育發展的新方向，也是培養環境工程專業應用型卓越工程師的重要途徑之一[13]。我國高校環境工程專業實驗課程主要包括水污染控制工程實驗、大氣污染控制工程實驗、固體廢棄物處理實驗，同時開設環境監測實驗和物理污染控制實驗等[9]。我國環境工程專業實驗大多是理論教學的附屬課程，開設的實驗課程往往是驗證型和操作型實驗，內容和形式都較為簡單，容易掌握和操作；綜合性和設計性實驗占比較少。由于實驗室的裝備有限，學生的觀察能力、操作能力和思維能力得不到很好的鍛煉，對于應用型環境工程專業人才的培養造成了極大的阻礙[14-15]。

3 我國環境工程專業實驗教學存在的問題及相關改革

我國環境工程專業實驗教學經過40多年的摸索、探討與改進，目前普遍存在以下問題與不足。

（1）實驗課程通常被看作理論課程的附屬，將驗證理論以及深刻理解理論知識作為實驗課程的最終目的，在設置實驗課程時著重于驗證型和操作型實驗，而忽視了設計性和創新性實驗的開展。

（2）實驗項目單一，實驗課程對于學生的吸引力不大，不能有效地激起學生的積極性，降低了學生對于實驗課程的興趣，學生的觀察能力和思維能力得不到有效的鍛煉。

（3）我國大多高校的實驗設施與設備不齊全，學生在實驗課程上不能完整地體驗實驗過程，其動手操作能力得不到系統的訓練。

（4）實驗成績評定方式過于傳統，大部分高校通過實驗報告等傳統方法對學生的實驗課程進行評分，不能科學而全面地評價學生的實驗操作和實驗創新能力等綜合能力。

針對以上問題及不足，我國環境工程專業實驗教學進行了一系列改革。

（1）增加了綜合性和設計性的實驗。不同于以往的只驗證單一的論點或者測定某一數據的實驗，綜合性實驗將多門專業課程基本理論和操作技能結合在一起，有利于提高學生的綜合素質。學生在教師指導下，根據給定的實驗條件和實驗目的，設計實驗方案、進行實驗，并對實驗結果進行分析處理，有利于培養獨立思考能力和動手能力。

（2）合理安排實驗課時。結合當前理論課程和工程應用的發展趨勢設置實驗項目，使學生在進行實驗時能更有效地運用理論知識，同時對于所學的理論知識提出思考并通過實驗來解決相關問題。

（3）盡可能加大實驗教育的資金投入，擴增學校實驗室的實驗設備和材料，使得參加實驗的學生都能親自動手。若實驗設備有限，采取學生分組交叉進行實驗的方式，盡可能保證每個學生都有充足的實驗時間，動手能力能夠得到充分鍛煉。

（4）健全實驗考核機制，根據實驗內容采用不同的考核形式，對實驗教學效果進行綜合評價。驗證型和操作型實驗主要考察學生的實踐操作技能水平，綜合性和設計性實驗主要考察學生的綜合創新能力和實驗設計水平。同時，根據學生實驗前的預習情況、實驗中的具體表現和實驗后的報告總結進行綜合評分。

4 環境工程專業人才實驗方面的需求

面臨嚴峻的環境形勢和資源形勢，我國提出了循環經濟的發展新目標，循環經濟的實現對于我國資源節約和環境保護以及可持續發展的實現具有重要的戰略性意義[16]。在這樣的發展背景下，環境工程的專業人才對于我國經濟發展有巨大的推動作用。

20世紀90年代以來，我國政府對環境治理和生態保護的力度不斷加大，為了適應經濟發展和環境保護事業的需要，環境工程專業在不斷探索中發展壯大。隨著環保事業的不斷深入，我國環境保護相關產業經歷了從量變到質變的過程，在快速發展的同時也加快了產業結構的調整步伐，加強了可持續發展和循環經濟戰略，環保相關產業基本走過了以“三廢”治理為主的發展階段，正朝著有利于改善經濟的環境品質、促進經濟增長、提高經濟檔次的方向發展[17]，這就意味著對于環境專業人才有了更高的要求。

近年來，社會對于環境類專業本科畢業生的需求呈低速增長的趨勢，政府環保部門對環境工程專業畢業生的需求逐年減少，反而是一些污染嚴重的國有中小企業以及西部欠發達地區對環境類專業人才需求迫切，國有大中型企業僅在環境工程專業技術人才方面有一定需求。這種狀況使得環境工程專業畢業生的就業受到了很大的影響[18]。

我國環境工程專業是一個跨度十分廣泛的學科，其專業大多源于其他傳統專業，如給排水工程、化學工程、能源工程等。而在辦學過程中，在師資、教學環境及教學設施和設備方面，校際差距較大，并且為了專業的全面性、系統性，以及擴大畢業生的就業面，我國目前開設的專業課程普遍涵蓋了環境專業涉及的領域。環境工程專業內容廣泛、跨度大，學生難以在有限的教學時間內掌握所有專業課程，甚至因為繁重的課業而無法進行深度學習，極易造成學習面廣而深度一般的情況。

為了順應我國經濟社會的發展，我國環境工程專業對實驗和實踐教學環節進行改革，以適應市場需求。加強實踐環節，引導學生了解環境工程專業的科學前沿知識和國家政策，增強實踐手段的多樣性，使得學生能夠全面發展。同時高校因材施教，對學生實施素質教育，在培養學生的思想道德文化素質的同時，也加強學生的職業素質教育，提高其綜合素質能力。

5 環境工程實驗教學改革建議

高校轉型是我國推進重點領域改革的重要舉措，我國地方本科高校自建校以來，由于辦學定位不清晰，盲目模仿重點大學的辦學模式，使得其本身的特色無法完全展示出來，而地方高校轉型有利于突出其自身辦學特色，對其自身發展具有重大的意義。此次研究通過查閱大量的文獻資料，在了解我國高校轉型問題和政策的基礎上，與國外應用技術大學的辦學特色和教學模式進行對比分析，并在此基礎上，對于環境工程實驗教學模式的改革進行了探討，得出了以下結論：

（1）我國地方本科高校向應用技術型轉變是必須進行的，并且要明確辦學定位，在教學安排、專業和課程設置、培養方式等方面可以借鑒國外經驗，結合各校的教學特點進行設置調整，發揮自身的特色。

（2）規范環境工程本科教育，加強全面素質教育和實踐能力的培養，合理安排實踐環節，建立系統的實踐教學體系，全面培養學生的現場工作能力、設計能力、工程項目的實踐能力以及開發新產品和技術的創新能力。

（3）改善教學條件，通過配置齊全的實驗設備和器材，提供更加完善的實驗條件，增加實驗的創新性，并采用靈活的考核方式，著重考核學生的創新實驗能力和實驗操作技術，提升學生的綜合能力。

（4）合理安排專業理論課程和實驗實踐課程，保證每一次的課程安排都能取得最大化的效益，構建實驗實踐的系統化教育，綜合考察學生的理論學習進度和掌握程度。

（5）加強與社會的聯系，針對企業對環境工程專業人才的需求，加強與企業合作辦學，在促進環境工程專業自身發展的同時提高企業的整體效益。培養學生面對實際工程案例時的發現、分析和解決問題的能力，為環境工程專業學生的就業打下一定的基礎。