新工科視域下環境類人才培養模式改革探索與思考

楊啟霞　尤東江　孫洪偉　高常飛

摘 要 面對新工科建設提出的新業態之新與新工科之新，圍繞工程教育的新理念，學科教育的新結構，人才培養的新模式，課堂教學的新手段進行了改革探索，旨在通過改革人才培養模式，優化課程體系和教學內容，強化產業協同育人，提高環境專業學生的工程實踐能力和創新創業能力，培養學生的工程意識，使環境工程回歸解決實際工程問題。

關鍵詞 新工科 環境工程 人才培養

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2021.02.030

Exploration and Reflection on the Reform of the Training Mode of

Environmental Talents from the Perspective of New Engineering

YANG Qixia， YOU Dongjiang， SUN Hongwei， GAO Changfei

（School of Environment and Materials Engineering， Yantai University， Yantai， Shandong 264005）

Abstract In the face of the new format and the new engineering， focusing on the new concept of engineering education， the new structure of subject education， the new mode of talent training and the new means of classroom teaching. The purpose is to reform the talent training mode， optimize the curriculum system and teaching content， strengthen the cooperative education of industry， improve the engineering practice ability and innovative entrepreneurial ability of environmental students， and cultivate students' engineering consciousness. Make environmental engineering return to solve practical engineering problems.

Keywords new engineering; environmental engineering; talent training

面對世界科技的快速發展和提升國家創新力的要求，社會對人才培養質量，尤其是工程人才的培養質量，提出了更高的要求。為此，2017年2月20日，教育部組織相關專家，針對我國工科和工程教育中存在的脫節、壁壘、融合不足等問題，提出了“新工科”建設思路，相繼形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”。[1]

新工科建設的主要目標是主動布局，設置和建設服務國家戰略、滿足產業需求、面向未來發展的工程學科專業，培養一批具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的各類交叉復合型的卓越工程科技人才。[2]新工科建設是一種改革理念，是面向最新的產業和行業發展，設置和發展一批新興、新型和新生的專業，提升質量，培養急需和緊缺人才;是對工科教育從頂層做出的整體設計，也對傳統工科專業的人才培養提出了新的挑戰。

環境工程專業是我國現有專業設置中多學科融合滲透，集理論、技術和實踐于一體的應用型工科專業，雖然不是本輪新工科的建設重點，但也應該根據新工科建設的需要，調整定位和進行改造升級，使環境工程專業能夠更具有實用性、交叉性和綜合性，使環境工程專業“新起來”，以引領解決不斷提升的環境問題，滿足人們日益增長的對美好生活的需求。為此，籍修訂2020版環境科學與工程專業人才培養方案和學習產出（OBE）工程認證的契機，通過改革人才培養模式，優化課程體系和教學內容，強化產業協同育人，提高學生工程實踐能力和創新創業能力，以滿足業態對“人”和工程對“課程”的需求。[3]

1 重構課程體系，突出實踐體驗

2020版環境科學與工程專業人才培養方案將畢業要求的12個方面與工程教育認證（2017版）通用標準的要求一一對應，采用“逆向設計，正向操作”的反繹推理思路，以行業和產業對環境人才實際需求出發，從培養學生的工程能力和滿足畢業要求入手，突破舊有模式中重理論輕實踐的觀念，注重課程目標達成度和持續改進，突出“工程范式”。[3]

1.1 提高選修課、實踐課占比，培養學生工程意識

新版專業培養方案將專業培養計劃劃分為公共基礎平臺、學科基礎平臺、專業教育平臺、實踐教學平臺和綜合素質五個平臺，14個課程模塊，為提高學生解決環境領域復雜工程問題的能力，與2017版人才培養方案相比，有如下變化：（1）增加了綜合素質平臺。在綜合素質平臺中要求學生選修自然科技課程和工程管理與決策方法課程，以提高學生的科技創新能力和項目管理能力。（2）降低了必修課學分占比，提高了選修課（尤其是專業限選和全校任選課）的學分占比（見表1），使學生在學習了公共基礎、學科基礎平臺上的課程之后，根據自己的興趣和工程教育的要求，有更多的精力選修交叉學科和某一專業方向的課程。（3）提高實踐課程的學時占比（見表2），如增加環境工程課程設計、環境安全工程課程設計、電工電子實習、綜合工程實踐等實踐類課程的學時，培養學生的工程意識，使環境工程回歸解決實際工程問題。[4]

1.2 凝練課程內容，促進“知識傳授”向“能力培養”轉變

基于能力的培養（Competency—Based Education，CBE）日益受到行業和大學的重視。美國能力與運動發起人Meclelland認為，只用相關知識和技能的考試成績，不能預測出畢業生未來工作中表現是否優秀，只有核心能力才是學生成功就業和可持續發展的關鍵要素。而“深度學習”[5]是發展核心能力和學習成果的關鍵。以往的大學課堂，放眼一片“低頭族”，學校、教師也曾寄希望于“堵”“控”等方式，讓學生回歸課堂，但收效甚微。現在的課堂，正在探索一些新興的教育技術與方法，利用“雨課堂”“智慧樹”“超星課堂”等平臺，改變以往“以教師為中心”的知識傳授，向“以學生為中心”的“深度學習”轉變。課堂上將學生的大腦和手中的手機，一起參與到課堂互動和討論中來，將知識和信息技術融入學習體驗，構建教與學的新型共同體。同時，持續建設線上課程資源，教師積極參與線上線下的討論和答疑，打造一流的“混合學習”[5]環境。這種課堂模式，對教師提出了更高的要求，需要教師摒棄以前的所謂的講授課件，減少講授課時，重新設計課堂，將相關教學內容結合科研課題和工程項目，設計成若干問題，更多地采用基于問題的探討式學習、基于案件的討論式學習和基于項目的參與式學習，組織學生進行思維探索和討論活動，引導學生“身”入其境，在“用”中學，在“學”中領悟“用”的理論知識，真正達到“學以致用”的目的。同時，教師牢記高校立德樹人的宗旨，將思政之“鹽”融入專業教育之“湯”，引導學生塑造正確的人生觀和價值觀，培養家國情懷，讓學生深刻理解自己作為環保人的責任和擔當。

1.3 構建“分層遞進”的實驗體系，逐步提高工程實踐能力

環境類專業實踐教學包括課程實驗、課程設計和實習三大類，課程實驗中的學科基礎平臺實驗與專業教育平臺實驗，可能分布在不同學院的不同實驗室，自成一體，而且開設的大多是簡單的驗證試驗，無法提高學生解決復雜環境問題的能力。為此我們根據培養目標，把課程實驗分為四部分：（1）基本技能實驗（大多由其他學院完成），包括無機與分析化學實驗、有機實驗、物理化學實驗、大學物理實驗、電工電子實驗等，使學生掌握工科專業的基本實驗技能。（2）專業實驗（本院實驗室），包括環境監測，環境微生物，環境工程原理實驗、水污染控制工程實驗、大氣污染控制工程實驗、固體廢物處理與處置等，培養學生在環境工程規劃、設計、施工與管理等方面的基本素質。（3）綜合實驗，優化專業實驗中的實驗項目，設置綜合實驗，讓學生自主制訂實驗方案、配制所需試劑，培養學生的主動參與意識和自主設計實驗、解決實際問題的能力。（4）創新實驗，開放實驗室，為學有余力、參與教師科研課題和申請科技創新項目同學提供條件，激發學生實踐創新思維和創新意識。基本技能實驗和專業實驗過程，教師全程參與，重在過程考核;綜合實驗和創新實驗以學生為主，教師為輔，重在調動學生自主學習的積極性和創造性，挖掘學生的科研和處理工程問題的潛力，為學生將來走上社會和繼續深造打下堅實基礎。

2 加強師資隊伍建設，打造協同育人平臺

新工科建設無論采用何種架構，教師隊伍的建設都是專業建設的重中之重。近幾年，學院引進了很多博士，注重了學科背景的交叉性和知識結構的互補性，但博士，尤其是新畢業的博士理論性強，工程實踐能力欠缺。為此，學校也出臺了相關政策，采用“走出去，請進來”的方式，博士進企業、公司進行掛職學習或合作研究，提高工程實踐能力。同時簽約本地有實力的環保單位作為實習基地，聘請本領域專家學者做本科生的導師，舉辦講座，把該領域研究的最新的進展、存在的問題、未來的發展趨勢介紹給學生，增強未來工程師的系統觀、全局觀和關聯力，構建政、產、學、研的協同育人平臺。

3 科研反哺教學，培養創新創業能力

創新創業能力是新工科培養工程科技人才的必需能力要求，是新產業形成和發展的基礎，是產業和行業主導者必須具備的能力。近幾年，學院創建了“學研協同”的創新能力體系，將教師的課題和工程項目定期以展板的形式介紹給學生，學生通過雙選加入教師的創新創業團隊，申請科技創新項目，進入創新實驗室，在不斷試錯、糾錯中提高自己的實踐創新能力，以科創促學風。近幾年，創新團隊的很多學生參加大學生“挑戰杯”、創新創業、互聯網+等競賽，獲得了國家級、省級的獎項，收獲頗豐。

4 改變質量評價方法，調動學習積極性

以前對學生的評價，往往以“結果評價為主”。延續了幾十年的都是平日成績占30%～40%（作業、出勤）和期末卷面成績占60%～70%，造成很多學生期末搞突擊，死記硬背，蒙混過關，考試之后什么也沒學到。隨著人才培養模式的改革和課堂“以學生為中心”教學方式、手段的變化，如今更注重過程性考核，充分利用線上線下混合教學留下的“痕跡”，采用過程與結果、校內與校外評價相結合的方式進行考核，調動學生日常學習的積極性。

5 結語

人才培養模式的改革是一個不斷探索和完善的過程，特別是在當今新經濟、新業態不斷發展和涌現的新時代，高校如何使培養的環境類工程人才順應時代和行業的發展，是一個系統、長期而艱巨的工程，任重而道遠。

參考文獻

[1] 教育部高教司.教育部高等教育司關于開展新工科教育與實踐的通知.教高司函（2017）6號，2017.2.

[2] 林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究，2017，39（2）.

[3] 葉民，錢輝.新業態之新與新工科之新[J].高等工程教育研究，2017，39（4）.

[4] 顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（PBE）的工程模式：汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）.

[5] 周開發，曾玉珍.新工科的核心能力與教學模式探索[J].重慶高等研究，2017，5（3）.