雙一流新工科背景下環境工程專業創新實踐改革探索

齊 丹,符帝俊,鐘文晶,劉瑞娜,盧徐節

(海南熱帶海洋學院 生態環境學院，海南 三亞 572022)

0 引言

創新改革是高校高質量人才培養的重要途徑，而實踐教學是高校高質量教學的重要措施，尤其是“雙一流”新工科背景下實踐教學綜合創新的基本內容和主要途徑。“雙一流”戰略通過打破傳統的理念，構建高校實踐教學體系，以適應創新型國家建設的需要，走改革的新路子，完善部分高校實踐結構缺失，加強創新實踐內容。

“雙一流”戰略目的在于競爭機制的引入，可推翻傳統的身份固化，避開學科專業同質化發展的不利面。一方面，給地方高校學科專業建設帶來了很大沖擊；另一方面，推進了新時代下的學科綜合改革戰略對我國教育事業的發展，為新中國的創新教育打開了一扇通向世界的大門，為高校學科綜合性發展提供了難得的發展機遇。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》明確提出，加強環境保護，實施綠色生產，大力發展可持續經濟。社會的號召，使得工業企業急需大量環境工程人才。對于海南高校來說，在“雙一流”背景下開展環境工程專業的全面改革，以滿足培養環境工程高層次人才的需要，對全面提高本科教育質量具有重要意義。

1國內外環境工程專業教學體系現狀

1.1國外創新教學體系的研究和實踐

西方部分發達國家早期的傳統工程教育過于籠統化，沒有將工程的實際內涵與教育相聯系，忽略了兩者之間的間接關系。“雙一流”背景下許多西方發達國家，在教學體系基礎上總結出“大工程觀”和工程教育要“回歸工程”的教育理念。隨著社會教育的不斷發展，工程實踐教育逐漸走向“回歸工程”[1]。環境教育課程在國外高校的重視度非常之高，因此建立起了政府主導、民間機構推動和高校貫徹實施的“三位一體”環境教育組織模式，形成系統的科學課程體系。經過多年的教學實踐和探索，歐美高校形成了通識教育為基礎、專業教育和社會實踐為支撐的系統科學課程體系。

創新多樣的學習形式，注重實踐技能的培養，不局限傳統固化教學方式，創新服務型的實踐學習方式，涵蓋計劃、行動和反饋等三個環節，引導學生積極參與所提供的社區服務項目，將實踐經驗通過交流會的形式分享，完善相關課程，優化實踐技能，使學生能夠將知識應用于實際。線上教學，采用從科研機構、國外高校、社區及各環保組織聘請教師以及專業授課團隊，通過線上學習軟件實現教學相長的學習過程。歐美高校現如今最廣泛使用的教學方式是戶外學習。丹麥的戶外教學形式不僅在高等教育應用中得到了很好的體現，同時在初級教育和中級教育階段的廣泛應用也取得很好的反饋，多種學習形式充分保證教學效果的實現[1]。環境工程專業創新教學體系在國外許多國家蓬勃興起，引發了新一輪教育改革與創新,甚至涉及到高新技術領域。

1.2國內環境工程專業創新實踐教學體系日益豐富

國內創新實踐教學體系包括創新系統思想、課程體系結構、實踐教學新方式、優化網絡資源配置和完善管理模式等多個方面。創新改革教育作為一種高等學校人才培養模式的新探索,旨在滿足當今社會經濟發展和創新國家發展戰略,是將我國發展成創新型國家的主要內容。行業特色型高校作為我國高等教育辦學體制的一個重要方向,在新型教育模式中起主導作用[3]。行業特色在某種程度上意味著高校專業與時俱進，專業人才適應新時代創新改革發展。實踐教學改革研究需要和理論實踐相結合，在不同發展趨勢上體現不同的發展形態：一種是在新工科背景下引入創新教育理念或教學模式，結合創新實踐改革，系統闡述相互作用關系，趨向宏觀教學；另一種是從實踐教學改革的成果中總結教改的經驗及有效途徑，掌握實踐教學的宏觀發展趨勢，聚焦實踐教學的微觀操作層面[4]。

實踐教學是工程專業進行創新的必由之路。只有通過專業綜合實驗和實訓等實踐教學環節，才能不斷提高學生實際應用能力，構建創新思維模式，鍛煉學生的綜合技能。

國內環境工程專業創新實踐教學體系在某些方面仍然存在一些不足，主要是由于專業綜合改革指導思想和目標理念發生大幅度偏差。構建專業實踐體系的內容不唯一，沒有統一的框架，不同專業教學手段單一，目標任務不同，對于制定者來說，在研究相關問題時，很容易被某些策略或其詳細的實施方案所左右，忽略其中的內在關系，導致出現認知盲區，對實踐教學的構建方式無法達到系統的認識和熟練掌握，以至于制約實踐教學體系的建設，影響其功能體系的充分發揮。

目前，在“雙一流”新工科背景下，國內部分高校在環境工程專業綜合改革創新研究中，依舊順從傳統意義上的教學理念，忽略了新工科背景下綜合改革的實踐教學和專業知識結構以及專業能力結構的整體優化，側重理論課程、忽略實踐環節，缺乏實踐經驗。有些高校達不到培養創新人才的教學條件，主要表現為校內不足用，校外難利用。創新能力改革是高校實踐教學的目標，實踐教學是新工科背景下培養學生綜合創新能力的重要途徑。實踐教學總體目標、教學內容、合理考核評價等多因素聯動，可以培養創新型、綜合型應用人才。實踐教學體系的基礎建設、實施和不斷修訂完善，對提高人才培養質量具有重要的推動作用。

“雙一流”新工科背景下環境工程專業教學改革要求創新專業的實踐教學內容，教學方式豐富多彩，教學手段多樣化，課程考核覆蓋面廣且涉及較為重要的專業知識和當今研究熱點；培養學生知行合一，在夯實專業基礎知識后敢于面向社會挑戰，具備解決專業領域問題的實際能力。

我國自主創新體系建設的不斷深入，培養具有自主創新意識、能夠將所學的專業理論知識通過多方位實踐轉化為實際應用、滿足今后社會發展所需要的全能型人才的目標，應根據不同實踐階段的特點來逐步確定，以期達到實踐教學目標。近年來隨著海南省 “雙一流”高校戰略的實施，大力搭建符合其發展需求的創新人才培養體系，為完善和發展實踐教學搭建了平臺。國內高校重點培養學生自主思考、獨立發現問題的能力；階段性發展學生靈活應用專業知識的能力、階段性培養大學生逆向思維、大局意識，提高綜合創新能力。相關教育管理部門對國內高校實踐教學中教學質量建設工程，搭建了新工科背景下環境工程專業綜合改革創新平臺。海南高校應該合理完善相關實踐教學部分，豐富其內涵，著力構建開放創新的現代創新實踐教學體系，以滿足新背景下高素質創新型人才培養的要求。

對于環境工程、資源與環境等專業的學生來說，實踐創新教學改革務必以提高學生的基本能力為重點，因此環境工程專業校外實習基地的建設顯得尤為重要，但隨著就業形勢的嚴峻變化，校外實習基地的建設變得逐漸困難，例如實習基地無法提供更多的實習崗位、實習人數過多影響實習效果、實習經費不足等，因而如何建設校外實習基地以及如何提升校外實習學生的質量是環境工程專業創新體系建設面臨的亟待解決的問題，通過調整實踐教學環節和創建提升學生實踐能力的校外實習教學基地，開展教學管理體系綜合設計改革，建立新的創新型教學體系，充分體現實踐教學在綜合型人才培養中的必要性[5]。

2 “雙一流”背景下環境工程專業教學改革模式

新工科背景下專業綜合改革創新實施公平開放與競爭，應勇于打破原有的傳統身份固化，建設高校專業優勢學科，實現動態平衡機制、搭建綜合創新平臺[6]。創新教改模式這一重要舉措釋放了公平競爭機制，促進了地方高校的學科和專業建設，實現新背景下創新體系改革，為地方高校發展個別優勢學科提供了充分可能[7]。因此“雙一流”專業建設改革發展不斷前行的趨勢下，上海和北京等高校間的人才流動與學科競爭更加白熱化，而海南高校專業建設或將面臨人才資源配置不平衡以及更嚴重的高層次人才流失等問題。與此同時，在新時代“雙一流”專業建設改革潮流中，學校管理撥款和各種教學資源可能會集中配置，地方高校獲得有利的資源配置和專業建設的資金支持會更加困難。并且社會關注的焦點可能會更多地投向高校的“雙一流”專業建設，對于地方普通高校而言，高素質學生數量可能會進一步減少，職業教育可能更加窘迫。一般來說，對于普通的專業建設和發展模式，新工科背景下的實踐教學改革必須重新思考和定位，其中重要和主要的就是構建專業課程的綜合改革與創新模式。

在國家精準戰略引領下，海南地區的產業升級與發展取得了重大的成果。作為有環境工程專業的海南海洋類高校，依托地域文化，植根于海南這片創業熱土，一直以來把本科大學生創新教育作為學校深化教育教學改革的重要舉措，開辟了一條開往新時代高等教育綜合改革的新道路，提高了大學生綜合應用能力。在新時代的各種機遇背景下，海南經濟和環保產業發展迅速，對于生態環境相關的專業人才變得不可或缺，特別是環境工程等工科專業優秀人才。對于海南新轉型的海洋類高校，在“雙一流”教學改革戰略下，其核心目標是培養高層次專業技術人才，為海南地區服務。海南高校環境工程專業發展的特點是環境污染控制工程和環境保護工程咨詢，既適應社會經濟發展需要，又要有充足的就業市場以及扎實的科研教學實力和經驗，故學習環境工程專業的綜合改革與創新模式是適時的[8]。

實踐作為我國大部分高校改革的重要環節，需要在一定程度上進行創新改革、增設創新性實驗課程、對傳統的實踐模式進行改革、減少缺少創新基礎的課程、優化創新管理機制等方式，提倡學生自主學習、增強學生創新意識，建立完善的創新教學體系。

2.1 國內高校環境工程專業培養方案頂層設計

國內高校環境工程專業培養方案頂層設計，從大學本科低年級逐步向高年級搭建梯度遞進教學體系。以培養綜合性創新人才為主要導向，設計和調整符合新工科背景下環境工程專業綜合培養計劃，平衡實踐性內容，建設多方位、靈活、相對獨立的實驗教學內容。專業技術方案培養是促進高等學校技術教育發展，培養適應現代化建設需要的技術型，應用型專門人才的關鍵。積極創新實訓基地建設模式方案，采取多元化合作方式。開辟針對海南地方特色海洋環境校企結合、產教結合、工學結合的職教新路，取得良好的辦學效益。以期達到增強學生的實踐和綜合能力、樹立學生創新理念的目標，逐一分解并使其充分體現在創新培訓計劃和教學計劃中，并在課程的教學環節得到實施和完善[9]。

2.2 整合資源構建環境工程專業實踐教學平臺

國內高校根據本專業課程搭建相關教學平臺，設立與教學課程相匹配的實訓平臺，通過資源共享，創造更好的實踐條件，彌補學校實踐教育教學條件的不足。目前，國內大部分本科院校環境工程專業的培養模式已基本成熟，尤其是校外實習和實踐基地數量充足，保證了環境工程專業本科學生的實踐教學質量。在經費允許情況下，引進先進設備和教學儀器，提高實驗室的科技規模，在實驗過程中建立學校與學科發展的系統聯系，以便更好提高環境工程專業學生參與科研的創新能力。

搭建“內外結合”的實習基地，校內主要增強學生理論知識學習和儲備，校外鍛煉其實際應用能力，均衡校內外資源配置，合理利用，以達到實踐預期目的和效果，促進高校優勢學科發展、資源合理利用，通過綜合改革實踐讓學生掌握工程實施和工藝創新的技能。

2.3 建立縱橫交叉的網狀專業實驗課課程體系

從學科布局的角度來說，程式化的課程體系模式，使得教師大多陷入了傳統的理論教學方法中，很少單獨考慮實踐教學和縱橫交叉的網狀專業實驗課課程體系內容。知識交叉轉移仍然是人才培養的方式。理論知識點是考試的主要內容。應用、分析和解決問題的能力仍需要培育學生理論基礎、實踐經驗、實踐生產等縱橫交叉的有機結合[10]。在承認學科邊界的基礎上，推動多個學科間合作交流，形成碰撞、交叉、融合、衍生、裂變等多種方式的學科前沿相互發展。隨著社會經濟交叉發展，學科交叉實踐產業是發展最快的新興產業之一，已成為世界許多國家的經濟支柱產業，成為促進交叉學科協同發展的有效工具。許多高校在設計人才培養目標時，進行了充分的市場調研，掌握市場對專業質量的需求，建立縱橫交叉的網狀專業課課程體系，引導學生對學科交叉融合的意識，從而配合領域內正在發展的科學知識，構建系統銜接平臺，完善縱橫交叉的網狀專業實驗課程體系，實現了不同專業實驗課之間的縱向連接和滲透。

2.4 完善環境工程專業教學評價體系和反饋機制

完善環境工程專業教學評價體系和反饋機制，使得學生達到各科實驗和實習等多個環節要求。運用數據分析技術將“雙一流”背景下環境工程專業課程體系，對公共基礎課、專業基礎課、選修課、集中實踐課等課程進行了分類分析，以便了解課程難易程度。

我國高校中環境工程專業實踐教學評價體系和反饋機制是一種相互聯系動態平衡的關系，是總結課程教學的客觀評價，缺少一定的綜合性和容納性，對專業建設提出了一些制度體系的保障問題，如教師聯合聘任、課程實踐教師的績效考核、調節專業實踐資源等。

在工科實踐課程中引入系統性教學評價，減少反饋機制寬松和任意性，量化部分評價結果，促進其穩定和公平性，促進學生的自主學習，提高學生的綜合素質和能力。根據課程難易程度以及學生對課程知識掌握情況等，在分析反饋結果后，教師持續改善教學方法、充實教學內容、指引學生分析原因，使學生明確后續學習目標。對于學生學習難度大的專業核心課程，國內高校教學管理部門應當加大建設支持力度、配備具有相應資歷的教師，增添輔導環節，提高學生學習效果。因此環境工程專業依據課程難易程度及實際情況，在教學管理上可適當修改教學安排、學時分配等，進而完善課程設置結構。

3 “雙一流”背景下環境工程教學創新模式

在新工科背景下，課程體系與內容的創新是環境工程專業綜合教學改革的核心。為了適應新時代人才培養要求，需要將獨立的創新理論課程相互聯系，實現課程網絡交叉體系，達到專業之間的銜接，最終目的是夯實理論知識，培養學生創造性思維能力和解決工程實際問題能力。實驗課程體系需要進一步優化完善，在工科專業建立聯系實際、專業內容交涉的課程實驗，促進教學體系的全面性和科學性。體系創新以發展理念為指引，順應時代發展，滿足環境工程在現代社會的需求。提高人才進階培養，實現綜合發展，以實驗課程體系與內容的創新培養復合型人才，適應人才需求的知識結構，實現人才資源優化配置。

3.1 教學理念的創新

搭建校企合作平臺，根據“依托行業、對接社會、鎖定學科”的專業建設理念，與相關企業簽訂實踐協議，雙方共同制定人才培訓計劃。通過建設課程、建立基地和共同管理方式，使雙方合作過程中始終堅持通過人事培訓、專業課程和專業標準對接、教學過程和生產過程相結合，校內進行專業理論實驗，校外開展應用型實踐，兩者相互結合，查漏補缺，反映不同問題。并且在夯實理論知識的前提下，注重應用與實踐，在學生參與今后的實踐項目中提高其創造能力，同時提高新工科背景下環境工程專業教學質量。注重學生專業知識的拓展，不同學段之間的知識融合，教學課堂有縱有橫、有放有收。實施創新體系建設方案，按照時序推進學科競賽[11]。教學以學生自主探究為主，教師由主導變為引導，學生由被動聽課變為主動講課。課堂教學注重夯實基礎，擴大視野，練好思維，培養習慣，堅持以導學為抓手，注重良好的學習習慣、規范的養成與訓練。改革教學質量評價方案，增設多個評價指標，樹立優績優酬的考評導向，出臺激勵政策，鼓勵優秀教師多勞多得，促進教學質量的精準化管理。

3.2 實習方式的創新

環境工程專業轉變以往傳統陳舊的實習模式，集中規劃和確定實習時間，組織學生直接或間接加入校企合作項目，參與項目申報、規劃設計、驗收會議討論、工程管理、工藝操作及參數處理等，積極鼓勵學生投身工程項目部分核心工作，促使其更好掌握工程實施及工藝創新。環境工程專業制定規范實習流程，對實習過程進行監督和嚴格管理，細化管理準則，鼓勵學生積極參與到項目中，創新實習形式。完善實習期間的各項運行機制，促進大學生實習長效發展。創新環境工程專業實習方式，建立校企聯合實習模式，有效推進學生創新就業和全面發展。

圍繞培養創新人才這個中心任務，著眼于高層次人才優化培養，在海南高校特別是新轉型的海洋高校校內逐步構建起由教學實驗、課程設計、暑期實習、畢業實習、社會實踐等層次清晰、聯系緊密的多元化、開放性的改革體系，并結合理論研究，形成可全面推廣的典范，起到對全省高效創新教學的帶頭作用。

3.3 教學組織與管理模式的創新

傳統教學方法具有以下不足，如：扁平化，封閉度高，與現實社會聯系不緊密；以書本為中心，注重轉移的理論知識，應用實踐薄弱，導致學生實踐能力不強；課堂教學居多，學生主導的時間太少，不能充分發揮其主觀能動性；以教學組織為中心，以課堂教學知識為基礎，跨學科聯系不緊密，素質培訓和創新的不足，挖掘培養學生個性化發展的問題還不夠，學生的每項活動都歸結為個人在此過程中的最低限度的自我實現。要充分發揮教學組織管理優勢，積極互動的教學組織是基于新工科背景下的教學模式、策略和風格。

為了深化教學組織與管理模式，通過成立大學創新創業培訓平臺，培育“大眾創業、萬眾創新”的有生力量，以進一步強化教學組織與管理模式的變革，激發學生的創造力及自覺能動性。以實驗室作為根據地，將學術成果轉化成應用成果，孵育出具有商業前景的項目，鼓勵學生積極參與大學生創新創業大賽，如“互聯網+”大學生創新創業大賽、創青春大學生全國創業大賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽等創新創業大賽，將大賽與環境工程專業知識相結合，發揮學生主觀能動性，以創新引導創業、創業驅動就業；創業以創新為指引，就業以創業為驅動，更好推進環境工程專業畢業生高質量創業就業。

4結論

“雙一流”項目的建設實施，使得高校環境工程專業教學方法的改革勢必會引發教學模式的改革。互動式的教學可以幫助學生更好地掌握專業知識，培養專業素養。然而這一過程來源于優質教師隊伍的建設、學生專業水平的提升、課程實施的完善、全面評價體系的建設。在教育改革潮流的時代背景下，我國許多高校開展了一系列創新的教育改革實踐，收獲了相應的教育實踐成果[12]。創新是推動人類文明發展的重要步驟，將創新改革高等教育、培養高層次人才作為新時代國民教育的重要內容。以學生自主探究為主，教師由主導變為引導，創新教學理念；優化完善課程體系，在工科專業建立聯系實際、專業內容交涉的課程實驗，促進教學體系的全面性和科學性；規范實習流程，對實習過程進行監督和嚴格管理，細化管理準則，鼓勵學生積極參與實踐，創新實習形式；提倡跨學科、跨學院組織實踐小組；制定并實施完善的管理辦法，創新教學組織模式。環境工程綜合創新改革應建立以環境科學作為基礎的環境工程發展模式、可持續發展模式和依靠技術進步的模式。不同學校大多根據自身傳統學科特點和優勢，及政府機構和市場的需求，將環境工程綜合教育改革納入傳統專業或獨立設置的環境工程專業教學計劃中。

新時代“雙一流”背景下環境工程專業綜合改革創新是以創新為基礎,培養學生的創造性思維，鍛煉其綜合創新能力，營造科研氛圍、優化教學模式、調整培養模式、注重思想教育、加強實踐能力，結合創新改革培養模式，提高學生的國際競爭力，形成一種新時代教育發展改革為基礎的教育實踐體系。新型教學工作的開展不可能一蹴而就，需要各方的堅持與不懈努力。在實踐中探索，在探索中改革，充分發揮“雙一流”新工程背景下改革創新的示范作用，為社會培養更具國際視野的綜合性創新人才，順應時代發展。