農業環境污染控制趨勢下 的環境工程專業改革探索

周權鎖 鄒建文 徐蕾

摘? ? 要：文章從農科院校環境工程專業改革的必要性出發，闡述農業環境污染控制趨勢下出現的“三新”經濟，探索農業環境污染控制趨勢下的環境工程專業改革路徑，即保障非實體平臺的有效運行，完善“三位一體”人才培養模式，開展大類專業招生，建設特色導師團隊，優化培養方案與課程體系等。

關鍵詞：農業環境污染控制;環境工程;專業改革

中圖分類號：G642.3? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2020）07-0026-03

2017年教育部在復旦大學召開中國高等工程教育發展戰略研討會，達成了我國建設新工科的“復旦共識”。2019年在浙江安吉又共同發出對我國高等農林教育建設的總體部署，形成新農科建設的“安吉共識”。新時代新使命要求高等農林教育必須創新發展，新農業新鄉村新農民新生態建設必須發展新農科和新工科，農科院校環境工程傳統工科承載了以中國特色農業農村現代化生態和環境保護與控制所面臨的新機遇與新挑戰，需要深化改革。

一、農科院校環境工程專業改革的必要性

（一）農科院校環境工程專業高教發展之需

1998年教育部專業目錄調整，我國許多非工科優勢高校（如農林、地質、師范、醫藥……）的農業環境保護、環境監測、環境衛生、生態環境等專業改名為環境工程專業，即使經過多年的建設和發展，發端于“農科”或“理科”的這些環境工程專業培養的本科生總體素質仍然偏“軟”，工程實驗、設計、調試及運行能力有所欠缺，與環境工程專業認證和培養規范要求仍有較大差距。當前，研究我國農業的集約化和規模化不斷推進過程中產生的環境污染問題與現狀，以及農業環境污染控制趨勢下的“三新”經濟建設的人才需求與培養是當前的研究熱點。

（二）農科院校環境工程專業教育質量保障之需

工程教育專業認證和CDIO模式是環境工程專業教育質量保障體系的重要組成部分，如何通過專業認證與CDIO教育模式，提升農林高校環境工程專業學生“工科”素質和培養質量，實現從“軟”（農學、理學）向“硬”（工學）的轉變，一直成為教育部環境科學與工程教學指導委員會、各相關行業性高校聚焦研究的又一問題，因此，新時代農科院校環境工程專業改革與探索，將是高等農林工程教育研究的重點方向。而在農科院校環境工程專業認證中，把對實踐教學環節的考查應放在突出位置，明確提出要設置與完善面向農業的實踐教學體系和平臺，提升培養學生的工程能力[1]。

（三）農科院校環境工程傳統工科解決農業、農村環境污染問題之需

新時代在新工科與新農科建設融合背景下，農科院校環境工程傳統工科必須賦予新工科內涵為解決農業、農村環境污染問題做出貢獻，必須培養大量具有面向農業環境污染控制工程能力的人才。對于非工科優勢高校的農科院校環境工程傳統工科來說，改造與升級是必由之路，也是培養在畜禽養殖糞污廢水、固體廢棄物無害化與資源化、農業面源和重金屬污染控制與修復等方面具有突出“優勢和特色”人才的關鍵。

二、農業環境污染控制趨勢下出現的“三新”經濟

農業環境污染控制趨勢下的“三新”經濟是經濟中新產業、新業態、新模式生產活動的集合，是指聚焦農業和農村源的生態環境問題的新產業、新業態、新模式的簡稱。

（一）新技術及其裝備和產品研發（新產業）

新產業指應用新興技術而形成一定規模的新型經濟活動。針對目前階段的國家戰略和行業需求以及未來發展方向，同時突出對農業環境問題研究特色而形成的新技術，主要有：集約化養殖糞污污染綜合防治技術與裝備研發，畜禽養殖場糞污污水智能收集和生物聚沉氧化處理新技術，農業廢棄物好氧發酵技術與智能控制設備研發，農業廢棄物厭氧發酵及資源化成套技術與設備研發，水土流失型氮磷面源污染阻截技術與產品研發，水稻主產區氮磷流失綜合防控技術與產品研發，旱地主要糧食作物（小麥玉米）主產區氮磷淋失阻控技術與產品研發，設施農業氮磷污染負荷削減技術與產品研發;農田重金屬污染阻隔和鈍化技術與材料研發，重金屬污染農田的植物萃取技術、產品與裝備研發，農田重金屬污染地球化學工程修復技術研發，重金屬污染耕地安全利用技術與產品研發，農田有毒有害化學、生物污染防控技術與產品研發，低累積作物品種篩選與超富集植物間套作修復技術研發，農業面源和重金屬污染監測技術與監管平臺研發，農業面源和重金屬污染檢測技術設備研發及標準研制等。應用上述的這些新技術可以直接催生、推動產業的分化、升級、融合從而衍生出新產業。

（二）新型工程業態（新業態）

新業態指順應多元化、多樣化、個性化的產品或服務需求，依托技術創新和應用，從現有產業和領域中衍生疊加出的新環節、新鏈條、新活動形態。農業環境污染控制趨勢下出現的新型工程業態，主要包括固體廢物資源化與清潔生產，新型肥料的創制與開發工程，污水、污泥的清潔工程與資源化利用，生物質廢棄物的清潔與生物質碳資源化利用工程，農業面源污染與水環境污染控制工程，重金屬、營養鹽、農藥、肽酸酯、持久性有機污染物、抗生素和雌激素等污染農田土壤的修復工程，冶煉、化工、石化、農藥類企業搬遷后污染場地土壤及地下水修復工程，以及為實現農業資源可持續利用、環境風險管理和低碳農業環境提供的技術裝備和工程等等。

（三）集成綜合技術新模式（新模式）

某一區域依托單一新科技成果、單元技術創新和應用，進行整合和重組，形成高效并具有獨特解決農業環境污染問題的集成綜合技術新模式。我國目前階段主要有：珠三角鎘砷和面源污染農田綜合防治與修復技術，華南鎘鉛污染農田修復與安全利用集成技術，中南鎘砷污染農田綜合防治與修復技術，西南糧食主產區重金屬和農業面源污染綜合防治與修復技術，長江中游雙季稻區面源污染綜合防治技術，長江下游農業面源和重金屬污染防控集成技術，長三角鎘砷和面源污染農田綜合防治與修復技術，黃淮海集約化養殖面源和重金屬污染防治集成技術，黃淮海糧食主產區面源和重金屬污染綜合防治技術，黃淮海蔬菜主產區面源污染綜合防治技術，京津冀設施農業面源和重金屬污染防控集成技術，西北糧食主產區面源污染農田綜合防治技術，東北糧食主產區農業面源污染綜合防治技術等等。

三、農業環境污染控制趨勢下的環境工程專業改革路徑

（一）保障非實體新型工科平臺的有效運行

服務國家鄉村振興戰略，在新工科與新農科建設融合背景下，聚焦農業和農村源的生態環境問題，以環境—農學—生態學科交叉融合為特色，建立農林高校的非實體環境工程新工科平臺。農科院校的環境工程“新型”工科雖然是非實體平臺，但是在新型工科建設和發展的“五位一體”統籌布局下[2]，通過建設環境工程新型工科特色教師實體導師團隊，建立制度和機制等，保障非實體平臺的有效運行。在管理模式上，促進跨學科跨專業跨系之間的協同發展，轉變傳統的管理體制;在資源分配上，強調教學與科研資源共享，鼓勵科研反哺教學，突破先前的院內各系利益格局，鼓勵學科與專業間的融合。

（二）開展大類招生，加強工科氛圍建設

本科教育是打基礎的過程，這個基礎需要學生有更廣闊的學習范圍。招生由人才培養的需要來決定，實現由“農業資源與環境、環境科學、環境工程和生態專業”融合的“環境科學與工程”大類專業招生，加強農科院校環境工程工科“氛圍”的建設。為了培養我國農科環境類理論基礎寬廣、實踐創新能力和技術應用能力強的應用型、復合型和拔尖創新型人才，專業培養實行寬口徑培養。大類招生一年后實施專業分流，降低轉專業門檻，讓未被心儀專業錄取的學習好的學生有了再次選擇專業的機會，充分尊重學生自主選擇，目的就是為了充分調動學生學習的積極性和主動性，讓學生有機會根據自己的興趣、特長和愛好選擇適合自己的專業。大類招生打破了專業壁壘，符合人才培養方向，能顯著提升農科院校辦環境工程新型工科的“氛圍”。

（三）完善新型工科人才培養方案與課程體系

以環境工程專業認證要求為準，構建人才培養方案、課程體系，繼續夯實工程類課程基礎， 在開辦好流體力學，環境工程原理，工程制圖，環境工程設計，水、氣、固廢污染控制工程等一般工科類課程的基礎上，開好或增開機械基礎、排水工程、環境工程設備、工程概預算、儀表自動化、電子技術、電工技術等工科課程。建立農林高校環境工程專業本科生全員進行畢業設計制度。按照農業環境污染控制對人才的需求，突出優勢和特色，要求學生很好地掌握固體廢棄物處理與資源化、畜禽養殖廢水處理及農業面源污染控制方面的知識與技能，加大微生物方面、土壤方面和化學方面的課程，增開土壤污染控制與修復方面的課程，增加學生對農業環境污染方面的認識，強化環境微生物、化學和農業等方面的知識內涵。在固廢處理與利用方面，在“固體廢物處理與資源化”課程基礎上，增開“畜禽糞污廢物生物處理”課程。此外，加強“農業廢物堆肥”“農村能源建設（沼氣池建設）”等方面的知識，并將農業方面的課程，特別是養殖業環境控制相關課程納入其中，使學生在畜禽養殖糞污廢水、固體廢棄物無害化與資源化、農業面源污染控制等方面具有突出的優勢和特色。

（四）構建面向農業環境污染控制的實踐教學體系

通過完善農科院校政策體系、教育體系、實踐體系和保障體系，整合校內外的資源和力量，形成推動面向農業環境污染控制的環境工程新型工科實踐教學體系與平臺構建的向前合力。在夯實環境工程專業本科生傳統工科“共性”的工程能力前提下，以農業環境污染控制尤其是以其中的“三高”（即有機物濃度高、氨氮高、懸浮物高）養殖廢水處理和農業廢棄物等有機固體廢物處理（水處理和固廢處理是環境工程專業的核心內容）為突破口，構建面向新型工科的環境工程實踐教育體系和實踐平臺，以培養環境卓越工程師為目標，實現具有推廣性的非工科優勢農林高校環境工程專業學生工程能力培養的目標。為推動環境工程新型工科的創新創業工作，設立創新創業教育項目，形成國家、省、校、院四級大學生創新創業訓練計劃體系，提高學生參與率。通過舉辦創業菁英培訓班、創業實踐項目立項支持、大學生創業大賽、入駐創新創業基地等形式，為創新創業人才的成長提供良好的環境，促進創新創業項目落地。

（五）健全“三位一體”新型工科人才培養機制

在新工科和新農科建設融合背景下，緊緊圍繞國家戰略和產業、行業的市場需求，以解決農業農村環境污染問題為中心，以提高學生工程能力和培育新工科工程人才為目標，構建融合“（政）產學研用、專業認證和全員新型工科特色導師制”于一體的“三位一體”環境工程新型工科人才培養模式（見圖1）。在“三位一體”模式中，人才培養應該隨著新時代“三新”經濟的需求，穩中求變可持續發展[3]。以新型工科人才培養目標、培養方案、培養計劃為中心，著力重新制定人才培養方案，構建與完善本科生專業認證標準課程體系和研究生CDIO教育理念下的課程體系，拓展新工科時代下的課程內涵，并賦予課程農業院校鮮明的特色;以“專業認證”為抓手，以提高人才培養質量為出發點和落腳點，達到對新工科的專業教育教學質量進行評價和反饋，同時研究專業認證標準的轉變與提高，以適應不同層次人才的培養;又以“（政）產學研用”為抓手，探索和創新新工科專業產學研合作教育機制和路徑，建立校（地）企協同培養人才體系[4];而貫穿人才培養全過程的全員新型工科特色導師制則是新工科人才培養模式的重要工作機制和制度保證。在“三位一體”人才培養模式中，通過改革專業教育、改進教學管理、建設師資隊伍、改善教學條件、堅持發揚持續改進的質量文化等措施，以達到農科院校環境工程傳統工科改造升級和實現新工科人才培養的目標。

（六）建設新型工科特色教師團隊

非實體環境工程新工科平臺運行與全員導師制的開展，必須建立環境工程專業新工科特色教師導師團隊，通過這些實實在在的教師團隊才能瞄準最新的產業或行業發展方向，聚焦關聯行業和產業的新技術、新業態和新模式。只有充分凸顯各自學校在行業領域的專業優勢，才能把自己的農科院校環境工程新工科建成有優勢、有特色的學科專業。因此，鼓勵教師跨學科、跨專業、跨院系的合作與融合，在教師業績考核制度上，改變傳統單一單位內的評價模式。以南京農業大學為例建立的新型工科特色教師導師團隊主要有：農業固體廢棄物的資源化利用、有機肥研發團隊，阻控重金屬積累和作物養分資源高效利用團隊，農業固碳減排與氣候變化應對、秸稈生物質炭基集成技術研究團隊，土壤微生物研究、新型微生物肥料研發團隊，沿海灘涂等非耕地資源綜合利用及其產品研發團隊，有機污染物在土壤—植物系統中的生物學行為研究、土壤修復研究團隊，污泥和污水生物處理工程技術研究團隊，有機食品、綠色食品無公害食品生產技術規范研究及其產品開發團隊。

四、結語

農科院校的環境工程專業發端于“農科”或“理

科”，建設農科院校的環境工程新工科內涵應該是“新型”工科，新型工科必須具有引領性、交融性、創新性、跨界性和發展性等鮮明特征[5]。“新型”指的是對傳統的、現有的學科進行改革和升級，包括對內涵的拓展、培養目標和專業認證標準的轉變與提高、人才培養模式的改革和創新等而形成的。由于各所農科院校在環境工程行業領域的專業優勢和特色不同，只有通過大家不斷組織、探索與實踐，才能把各自的農科院校環境工程傳統工科逐步建成有優勢、有特色的新型工科專業。

參考文獻：

[1]周權鎖，陸雋鶴，周立祥，等.面向? ? 農業的環境工程專業實踐教學? ? 體系與平臺構建[J].實驗技術與? ? 管理，2019，（7）.

[2]林健.新工科建設：強勢打造“卓越? ? 計劃”升級版[J].高等工程教育? ? 研究，2017，（3）.

[3]周權鎖，陸雋鶴，李榮，等.“政產? ? 學研用”模式中引入專業認證? ? 理念培養卓越人才的研究與實踐? ? [J].高等農業教育，2017，（3）.

[4]周權鎖，李榮，徐國華.推進深度? ? ?“產學研用”合作、校企協同人才? ? ?培養機制的研究與實踐[J].高等? ? ?農業教育，2014，（12）.

[5]林健.深入扎實推進新工科建設? ? ?——新工科研究與實踐項目的? ? ?組織和實施[J].高等工程教育? ? ?研究，2017，（5）.