新工科背景下環境生態工程人才培養體系的改革與實踐

葉嘉 吳運東 昝立峰 張浩

[摘 要] 新工科建設為應用型環境生態工程專業人才培養提供了新的機遇和挑戰。立足區域產業結構和經濟發展需求，針對目前環境生態工程專業存在的問題，邯鄲學院環境生態工程專業近年來在人才培養目標定位、畢業規格、課程體系建設幾方面進行了改革、探索，著力培養學生的工程實踐能力和創新思維，構建面向新工科的環境生態工程應用型人才培養體系。

[關鍵詞]新工科;人才培養體系;環境生態工程專業;改革實踐

[基金項目] 2017年度河北省教育廳高校教改項目“新工科專業人才培養體系的改革與實踐——以邯鄲學院環境生態工程專業為例”（2017GJXGK040）

[作者簡介] 葉 嘉（1963—），女，河北邯鄲人，碩士，邯鄲學院生命科學與工程學院教授，院長，主要從事生物技術教學改革研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）08-0080-04? ?[收稿日期] 2020-08-31

21世紀，世界范圍內新一輪科技和產業革命催生了新經濟的誕生，進而推動產業不斷發展。基于國家戰略發展新需求、國際競爭新形勢和立德樹人新要求[1]，2017年2月以來，教育部為加快新工科建設，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”。“復旦共識”明確了新工科建設以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才[1]。

一、專業設置的背景分析

黨的十八大把生態文明建設納入中國特色社會主義事業五位一體的總體布局[2]，大力推進生態文明建設，實現中華民族永續發展。黨的十九大報告提出，要堅持人與自然和諧共生，建設生態文明，建設美麗中國[3]。在上述大背景下，2012年教育部在修訂的招生目錄（《普通高等學校本科專業目錄》）中，首次增設環境生態工程專業，旨在培養具備環境科學、生態學和工程學基本理論、基本知識和基本技能，能夠運用生態學或生態系統的理念，結合工程學手段解決環境問題，具有創新思維能力，具備國際視野，理工結合的環境生態工程應用型人才[4-7]。

二、環境生態工程專業人才培養體系的構建

邯鄲學院作為一所地方本科院校，環境生態工程專業是基于地方傳統工業集中、資源環境壓力和任務較大的現狀而建的。我們本著立足區位、面向行業、深入企業、需求導向的原則明確專業定位，厘清能力素質、畢業規格，按照學科交叉互溶與科學的課程邏輯關系，從人才培養的知識、技能和素質培養等方面構建環境生態工程專業人才培養的理論課程、實踐課程和特色課程體系，通過課程標準、師資隊伍、質量運行、教學資源等內容建設保障人才培養質量，經過收集社會、企業及用人單位對畢業生的評價與反饋意見，不斷調整、完善人才培養體系，其人才培養體系構建思路見圖1。

（一）引入CDIO理念，專業人才培養目標明確

人才培養目標衡量專業定位是否準確，關乎專業建設與發展;課程體系是目標達成的載體和主要路徑;個性化發展的課程體系設計與實施是專業特色凝煉的基礎，但首先是要搭建一個人才培養體系。CDIO工程教育模式是國際工程教育改革的最新成果，其教學模式的先進性在于從構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運作（Operate）幾方面有一套精心設計的教學框架，包括CDIO的能力大綱和標準。CDIO教育模式采用了以成果為導向的設計理念，有清晰的培養方案設計和實施流程[8]。邯鄲學院環境生態工程專業建設背景源于生物技術專業的環境工程方向，在專業方向建設過程中形成了生活污水處理與檢測、固體污泥生物凈化等多個課程板塊以及中水生產、固體污泥處理等設備和場地，為日后的環境生態工程專業建設奠定了基礎。在此基礎上，本校的環境生態工程專業立足滏陽河、漳河水系，植根于武安、峰峰礦區生態修復，確立了掌握生態學、環境科學和工程學等方面的基礎知識、基本理論和基本技能，具備污染治理、生態修復、生態規劃和設計基本技術的應用型人才的培養目標。針對地方產業及環保行業發展現狀，對畢業生的就業領域、職業特征、職業定位和能力定位進行規范，按照工程專業認證的要求，對畢業生從工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、現代工具的使用、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習12個方面的能力進行分解與細化，構建了由通識教育、專業教育、崗位技術、創新創業教育四大平臺和思政、公共基礎、學科基礎、專業基礎、專業方向、基礎技術、崗位實訓、綜合實踐等11個系列構成的“平臺+系列”人才培養體系（圖2），完成對專業建設的頂層設計。

（二）引入OBE理念，確立專業核心能力與課程

根據專業核心能力，確立了以成果為導向教育（Outcome based education）的專業核心課程（圖3）。OBE突出“以生為本”的教育理念，聚焦于學生受教育后獲得什么能力和做什么等問題，圍繞實現預期學習結果，開展對教育活動、教育過程、課程設計、環境生態工程專業內涵建設以及環境科學與工程等相近專業的區別與聯系的研討分析，通過與其他院校的學習交流，確立了環境生態工程專業立足滏陽河、漳河水系，植根于峰峰、武安礦區生態修復，培養水污染和土壤污染檢測、修復方面的技術型人才。圍繞培養目標確立了以生物學、生態學、數學、物理、化學和工程基礎六大學科為基礎，環境學導論作為專業補充的基礎課程體系（圖3）[9]。

（三）立體式、遞進式的實踐教學體系

圍繞專業核心能力培養，按照“平臺+系列”環境工程人才培養體系建設思路，該專業實踐教學體系由學科基礎實驗、崗位技術基礎、崗位技術實訓、綜合實踐四個層次構成，這種立體式、遞進式的實踐教學體系集學科交叉、專業基本技能、崗位技術能力和綜合實踐為一體，既有單元式的實驗內容，也有項目化的綜合訓練。每個層次的實驗、實訓、綜合訓練課程均對應培養目標制定了課程標準，不同層次的實踐內容要求不同。課程目標按照知識目標、能力目標、文化素質目標進行規范，課程內容的選擇按照不同實踐層次要求進行單元或項目分組，如環境土壤學實驗分為土壤理化分析、土壤元素分析、化學肥料理化性質三個單元，能力訓練內容由土壤樣品采集;土壤水分和PH分析;比重、容重、孔隙度測定;有機質含量;有效氮含量;磷含量;速效鉀含量;化學肥料的定性鑒定八個實驗組成。通過該課程實踐訓練，讓學生熟練掌握土壤理化分析方法及原理，掌握土壤分析的操作技術，為今后學生從事土壤檢測、污染追蹤溯源等相關工作奠定基本技能基礎。

綜合技術訓練在大四上半年進行，根據就業需求面向環境生態工程專業分為水污染檢測與防治和土壤污染檢測與修復兩個方向，根據不同的方向模塊，安排不同實訓課程及項目，并確定綜合實踐所去企業（表1）。

這種以項目為主導的崗位技術能力訓練，是按照不同專業方向、不同工作崗位而進行的有針對性的項目設計、設備操作、項目實施、運行和總結，對應著畢業規格中工程技術人才的能力要求。

三、實踐效果與推廣

2020年首屆畢業生共獲得“互聯網+”創新創業大賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽等10余個獎項。2017年參與“清道夫”環保科技項目獲得全國第四屆“互聯網+”創新創業大賽銅獎;“一種適用于山地間作套的多功能播種機”獲得2018年“挑戰杯”河北省大學生課外學術科技作品競賽二等獎;“無糖菊粉保健酸奶”食品獲得邯鄲市“晨光杯”創新創意大賽三等獎。2017級同學的“城市綠洲——利用復合生態浮床改造污水處理廠”創意獲2019年第五屆中國“互聯網+”創新創業大賽河北賽區銀獎， “生物標本展示臺”獲河北省銅獎。該專業學生在校期間發表學術論文5篇;申請7項專利，其中授權1項;15人考取研究生，25人簽訂第三方協議。專業教師發表教改論文3篇。邯鄲學院環境生態工程專業的改革試點和做法在本校及省內同類院校得到推廣。

四、結語

新工科專業人才培養體系建設需立足區域產業結構與經濟發展需求，貫穿生態學理念，用工程學技術手段監測、解決環境問題;人才培養目標定位切記大、空、高，同時要引入先進的CDIO和OBE理念，將人才培養目標、畢業規格、課程設計與目標通盤考慮，在改革中不斷完善和改進，在實踐中發現和解決問題，形成自己獨特的專業辦學特色，為省內同類院校環境生態工程專業建設提供參考與借鑒。

參考文獻

[1]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2]杜青平，陳浪成，石瑛，等.新工科背景下環境生態工程創新應用人才培養實踐[J].實驗室研究與探索，2019，38（8）：197-223.

[3]陳偉俊.以習近平新時代中國特色社會主義思想引領生態文明建設[J].中國黨政干部論壇，2018（1）：82-84.

[4]盛連喜，邊紅楓，何春光，等.我國環境生態工程專業形成過程及專業建設的思考[J].中國大學教育，2018（6）：15-18.

[5]王銘，曾廣能，朱四喜，等.高校環境生態工程本科專業的發展現狀與辦學思考[J].生態科學，2018，37（1）：219-224.

[6]周震峰，史衍璽，王凱榮.高等農業院校環境生態工程專業課程體系的建設[J].高等農業教育，2013，7（7）：66-68.

[7]徐良，周震峰，李鵬，等.高等院校環境生態工程專業實踐教學體系改革與探索[J].山東化工，2015，44（2）：121-122.

[8]雷環，湯威頤，Edward F C.培養創新型、多層次、專業化的工程科技人才——CDIO工程教育改革的人才理念和培養模式[J].高等工程教育研究，2009（5）：29-34.

[9]周震峰，徐良，柴超.以專業核心技能為導向的環境生態工程專業人才培養體系的構建與實踐[J].高等農業教育， 2020，2（2）：60-64.