高等職業院校環保裝備制造與人才培養研究

許占顯，劉建元

(廣東環境保護工程職業學院，廣東 佛山 528216)

1 引言

環保裝備制造是環境污染治理的關鍵環節，也是綠色制造和可持續發展的技術基礎與重要保障。目前，環保技術裝備門類比較齊全，基本滿足國內市場需求[1，3]。文獻[4]指出：環保裝備制造到2020年其創新能力將明顯提升，主要裝備基本達到國際領先、競爭力明顯增強；文獻[4，5]提出：不斷優化產業結構，創建百家具有示范引領作用的規范企業，到2020年力爭環保裝備制造業產值達到一萬億元。

2 環保裝備制造現狀

2.1 環保裝備制造產業

2014年為落實國發[2012]28號文件《“十二五”國家戰略新興產業發展規劃》，促進環保技術裝備發展，五部委頒布環資[2014]2064號《重大環保技術裝備與產品產業化工程實施方案》文件，要求20%以上年均增速，2016年環保裝備生產總值達7000億元，提升國際競爭力也給出了具體指標要求。2017年，針對環保裝備提出重點發展領域[4]，包括：大氣污染防治裝備、水污染防治裝備、固體廢物處理處置裝備、土壤污染修復裝備、資源綜合利用裝備、環境污染應急處理裝備、環境監測專用儀器儀表、環境污染防治專用材料與藥劑、噪聲與振動控制裝備等。在“十三五”規劃時期，環境保護制度將促使環保裝備制造業，在大氣、水資源、土壤等領域催生新的經濟增長點[2]。

2.2 環保裝備制造人才需求

環保產業是一個跨產業、跨領域、跨地域與其它經濟部門相互交叉、相互滲透的綜合性新興產業。“十三五”期間，環保產業的大好形勢為環保裝備制造類人才的培養提供了一個良好平臺，隨著經濟社會的發展，人類對環境保護的意識越來越強，環境保護類人才的需求呈現出知識技能復合化的發展趨勢。社會需要既擅長工程建設又具有環保裝備設計制造施工的應用型、技能型人才。目前，國家強調新工科教育背景下，加強具有創新精神和工匠職業意識的環保專業技術高技能人才隊伍建設，十分必要。

2.3 存在的問題

針對大氣污染治理、城鎮污水處理，國家已經治定和實施了更為嚴格的標準，目前存在的問題如下。

(1)企業規模小。當下環保裝備制造業技術門檻低、分散性大，針對具體的污染處理工藝集聚和協同效應明顯不足、資金投入不足、研發能力薄弱、高效成套設備少。

(2)核心技術含量低。環保設備與環保治理的工藝的匹配性、適應性有待加強研究，環保數據監測的智能化與反饋控制的自動化、智能化、網絡化及其可靠性有待提升，環保設備機電一體化融合的水平還比較差，高端監測儀器儀表等關鍵零部件和材料依賴進口，產品低端同質化競爭嚴重。

(3)政策制度的耗散性。國家有關部門在環保裝設備研發、制造、應用示范等方面制定的政策，存在職能部門管理交叉重疊及多頭管理現象，可實施可操作性不強等問題，對于促進產業的良性發展作用有限。

3 環保裝備制造與特征

3.1 分類

環保裝備是指生態環境污染防治專用設備、 資源綜合利用設備、 環境監測專用儀器儀表和環境污染防治專用材料及藥劑的總稱。

(1) 生態環境污染防治裝備： 包括水污染防治、 大氣污染防治、 固體廢物處理、 噪聲與振動控制、土壤污染修復、環境污染應急處理等主要設備。

(2) 生態資源綜合利用裝備： 包括再生資源回收利用、 工業 “三廢” 再生綜合利用設備。

(3) 生態環境監測專用儀器儀表： 包括水質污染分析、 大氣污染監測、 噪聲污染監測、 放射性和電磁波污染監測裝置， 污染源測試分析儀等五類主要設備。

(4) 生態環境污染防治專用材料和藥劑： 包括吸附劑、 吸收劑、 膜分離材料、 多種濾料、 離子交換樹脂， 以及吸聲、 隔聲、 減振構件及各種水處理劑等。針對大氣、水污染等領域治理，優先發展的生態環保裝備包括：土壤修復處理設備、地下水處理設備、PM2.5污染治理設備、垃圾綜合利用、工業固體廢物綜合回收循環利用等技術裝備。

3.2 環保裝備制造的特征

(1)環保裝備制造是多學科的融合。污染的產生是由多種因素造成， 所以環保裝備的設計、 制造及服務過程，涉及的學科也非常廣泛，即環保裝備制造是多學科、多專業、多項技術的融合。

(2)環保裝備制造基于密集型技術。環保裝備制造技術、生產工藝等都要基于先進的科學技術基礎；當前，環境污染嚴重變化多、治理難度大，環保裝備的技術性能復雜、更新換代較快[7]。

環保裝備制造具有國家調整產業結構的戰略性，國家支持有前景環保裝備制造形成產業鏈，形成集工藝與工程設計、環保裝備設計與制造、運營維護、管理營銷于一體的經營模式，加大技術創新力度，重點發展節能、增速器、主軸、葉片、塔架、法蘭、控制系統等關鍵部件和先進成套環保裝備，以及相關專業人才的培養與職業培訓等。

4 環保裝備制造專業培養要求

4.1 知識結構方面

(1)公共基礎：外語、計算機、文獻檢索、化工化學、環境科學等。

(2 專業基礎：AutoCAD與工程制圖、電工學、機械制造基礎、機械設計基礎等。

(3)專業知識：環境工程儀表及自動化、可編程控制器PLC、機電一體化、環境工程學、材料腐蝕與防護、環境監測儀表設備、環保設備制造工藝學、環保設備原理與設計等。

4.2 能力結構方面

(1)獲取知識的能力：具備良好的學習能力、良好的口才與交際能力、機械及環保裝備設計能力、計算輔助設計與制造能力，虛擬仿真模擬能力、資料檢索與信息查詢能力。

(2)應用知識能力：能夠綜合運用已學知識分析問題、解決問題；能夠完成基本的試驗和勝任一般工程實踐項目等。

3.3素質結構方面

(1)思想道德素質：具備良好的政治素質、思想素質、道德品質、法制意識、誠信意識。

(2)文化素質：具備良好的文化、交流溝通和團隊合作意識。

(3)專業素質：具備良好的專業技術技能、有求實創新意識、有一定的工程素養、有一定的價值效益意識和革新精神。

(4)身心素養：身心健康、視野寬廣。

5 教學實施

當前，政府、企業等職能部門對環境保護產業的關注度極高，但在環保裝備制造、智能制造等高端技術類人才培養方面還十分薄弱。為滿足環保行業的需求，相關部門對業務人員進行一些培訓，提升專業素養是必要的，作為培養環保裝備制造人才主要力量的高等職業院校，擴大招生數量、切實加強專業建設，抓住人才培養問題才是解決環境保護發展瓶頸的正道。

5.1 教學思路

以機械設計與制造、機電設備、模具設計、電器自動化專業為基礎，以環境工程為依托，圍繞先進與智能制造、環保裝備作特色，以培養戰略性高精端應用型工匠人才為目標，以工程環保高等職業人才培養為主線，構建分層次、多模塊的課堂與實訓室一體化教學體系；具體就是以機械、電子、環境工程為背景，創建環保裝備制造專業、學科教學體系，分公共基礎教學、專業基礎任務驅動和專業綜合性、專業拓展創新性等層次，進行積分績點教學評估形成正確的理念和方法，才能使環保裝備制造類人才教育取得實質性的成果[8，9]。

5.2 培養目標

環保裝備制造專業培養的是德、智、體美全面發展的具有一定的環境污染治理工藝及環保裝備方面的知識與技能，具有環保裝備制造生產、安裝調試、運行管理及維修知識和操作能力，具有一定創新創業能力的高素質技術技能人才；著力培養學生的知識和能力：熟悉污水處理工藝及其設施設備、煙氣除塵及脫硫脫硝等工藝及其設備、噪聲控制設備、固體廢物處理與利用工藝與設備，具有一定的環保處理工藝及環保設備設計能力，撐握計算機輔助設計與制造技術、3D打印技術、綠色制造在環保設備設計制造中的應用，撐握環保設備的選型、安裝施工、運行、維護保養方面的知識和技能，了解環保設備的前沿技術動向、了解計算機技術、通信技術、組態技術、PLC與PID智能控制技術在環保裝備控制中的應用。

5.3 課程建設

環保裝備制造教育體系中最為核心的就是課程體系，課程體系是體現學校教育理念、展現教學成果的中心樞紐，對教育的發展起著相當關鍵的作用，課程體系的構建和實施直接影響教育的效果。根據學校實際情況和環保裝備制造人才培養和專業建設發展需要，依托機電工程系、環境工程系整合現有資源，開設如：機械制造與自動化、模具設計與制造、機電設備維修與管理、電器自動化技術、物聯網應用、環境工程、環境監測與控制、安全評價等課程。

5.3.1 課程模塊與專題設置

模塊化課程設置，在本專業培養方案的課程安排中采用模塊式結構，確定各模塊的相關課程設置及能力分析，注意各模塊知識和技能的相互銜接，并根據教學需要布置一些特定的專題任務。

(1)公共與專業基礎。目的是使學生獲得基本的環境工程和環保裝備制造兩個領域的基礎理論及基本技能，著眼于培養學生對于環境工程、環保裝備工作原理，環保裝備設計與制造基本理論及工藝過程，有一個系統的整體的認知。

(2)專業理論。目的是使學生在環保裝備制造的專業面上得專業必需的基礎理論、基本技術及基本技能，著眼于讓學生在就業上具有較大的適應性和可選擇性。

(3)實踐與拓展。以環保裝備設計及制造、機電一體化，環保裝備安裝施工與維護、環保裝備自動化控制、環境污染控制綜合訓練、專業認識實習、專業生產實習以及畢業設計為紐帶，貫通、整合環境工程與機械制造之間的內在聯系與融合。

5.3.2 環保裝備主干課程

機械制圖與CAD、工程力學、環境工程、材料腐蝕與防護、環境工程儀表及自動化、可編程控制器PLC、機電一體化、環保裝備制造、環保裝備原理與設計、測試技術、安全評價、實踐教學等。主要涉及環保裝備包括：大氣、水污防治、固體廢料治理、土壤修復裝備、環境污染應急處理、環境監測專用儀器儀表、污染防治專用材料、藥劑和噪聲、振動控制裝備等類別。

5.4 教學方法

傳統教學模式注重知識傳授，與學生缺少互動、教學方法和手段不是很適應高職類學生，學生往往感覺課程枯燥，致使學生實踐能力差。結合實際可創新如下教學方式。

(1)學生主題演講。在教學過程中，學生針對一個教學項目分工合作、共同探討、相互提問、尋找答案,然后每組指定代表發言講授所學，所思、所悟、教師點評，這樣可增強課堂學生學習的主動性、趣味性、活躍課堂氣氛；減少學生注意力不集中、玩手機、思想開小差等情形，有利于激發學習的欲望、通過相互交流合作來學習知識和技能，可提高學習效率。

(2)任務驅動與專題介紹。在重要教學環節設置必要的驅動任務，安排學生進行專題介紹，如電除塵器芒刺線脫落造成電場短路或拉弧原因是什么，如何處理？要求學生結合所學電除塵的結構、安裝及工作原理來回答，學生通過這樣的任務訓練，自己找到了答案，加深了理解和記憶。

(3)涉獵前沿。一名優秀的教師教應廣泛閱讀專業領域內國內外最新研究成果，跟蹤國內外研究與應用最新動態，保持對新技術、新工藝的興趣及敏銳性，拓展學生對前沿科學(環保智能監測與控制、先進環保處理工藝與裝備、先進制造、綠色制造等)發展的視野。

(4)過程評價。擬構建過程化、模塊化、專題與任務驅動等積分績點的考核方式，摒棄一次期末考試決定課程成績的弊端，但是對學生教學中出現的“閃點、燃點”要提高評價的權重。

6 結語

目前環保裝備制造與人才培養大多依附于機械制造、環境工程等相關專業，自身還沒有獨立形成專業。根據環保產業的發展需求，創立環保裝備制造專業與開發相關的課程設置，迫切需要構建一個完整的培養環保裝備制造工匠應用人才教育模式和育人體系。具體說來，在環保裝備制造方面：第一，將人才培養、科學研究、社會服務緊密結合；第二，加強對學生節能、綠色生態意識和創新能力的教育；第三，切實提高人才培養質量，將高職院校環保裝備制造與產業教育相結合并融入到人才培養方案，形成具體的實施方案和教學評價，推動新時期高等環保職業院校內涵質量建設的全面發展。