資源循環科學與工程專業課程體系優化與構建*

張 攀，呂小改，李冬伊，侯晨曦，許 英

(1 鄭州工業應用技術學院，河南 新鄭 451150；2 河南大學化學化工學院，河南 開封 475004)

近年來，資源與環境問題已經由局部性、區域性發展成為全球性的生態危機，如溫室效應、全球性資源短缺、生物多樣性銳減等。我國已把節約資源、保護環境作為基本國策，明確提出建設資源節約型、環境友好型社會，實現可持續發展，這意味著在節能減排、資源循環利用等方面需要一大批相關專業的高素質人才。教育部在2010年設立的資源循環科學與工程專業[1]，該專業涉及到環境、資源、化工、經濟等多個知識領域，旨在培養具備化學、環境、資源循環等方面的基礎理論知識與實踐技能的復合型創新人才，來促進地方循環經濟建設和產業發展。本文在了解專業培養現狀的基礎上討論該專業課程體系建設與優化方案，為本專業人才培養提供有益的參考。

1 專業培養現狀

資源循環科學與工程專業是為適應節能減排、清潔生產、低碳經濟、循環經濟等戰略性新興產業發展的需要而設置的。它是利用環境科學、生態學、資源科學、化學等多學科的科學方法和技術手段，實現資源循環利用、清潔生產和可持續發展的新興交叉學科[2]。目前開設該專業的有南開大學、東北大學、華東理工大學、山東大學、北京工業大學、福建師范大學、昆明理工大學、北京師范大學、福州大學等近30所大學[1]。河南省開設該專業的學校有洛陽理工學院，華北水利水電大學，鄭州工業應用技術學院等3所大學。基于專業培養人才目標，以社會對人才的需求為宗旨，該專業要求培養出具備廢水資源化、固體廢物回收利用、生物質能源、資源再生和資源保護等方面的綜合知識與技術；最終能夠在資源循環科學與工程技術相關領域從事工作的應用型高素質專門人才[2]。

在該專業的建設和發展過程中，課程體系的建設和優化至關重要。近幾年來，各研究學者紛紛對資源循環科學與工程專業課程體系優化與構建展開了研究。2017年，劉明華，張嬋等[3]為實現培養創新型技術人才的最終目標，提出了循環經濟下資源循環科學與工程專業建設的必要性、培養目標、建設思路和模式探索。同年，劉璇，李如燕等[4]結合當地經濟建設特點，構建以伴生礦產和尾礦資源綜合利用、城市生活垃圾和廢水無害化、資源化處理處置為主線的課程體系。2019年，周子凡、朱峰等[5]通過對廣東省區域經濟發展需求的分析，制定了具體的培養目標和相關的實踐課程，以培養資源循環所需的人才，促進區域資源循環經濟的發展。2020年，李玉祥等[6]以西安建筑科技大學專業課程體系為例，通過梳理各專業課程教學內容并相互銜接，構建專業課程資源并探討了優化課程體系的方法和增加創新實踐環節的具體措施。

目前，資源循環科學與工程專業成立時間較短，學生培養規模也較小，其課程體系構建依舊不夠完善，教學過程中各門課程的融合性不強，一些實踐教學環節與資源循環利用生產實踐聯系不緊密，因此該專業課程體系中各學科融合以及與生產實際結合等方面需要進一步優化。

2 優化理論課程體系

根據人才培養目標，資源循環科學與工程專業要求學生建立與“資源循環”相關的基本理論知識框架，并積極主動對專業課程展開深入的學習[7]。因資源循環科學與工程專業屬交叉學科專業，所涉及的學科有化學、環境、資源等，每個學科領域中的基本原理知識的側重點會有所不同，因此，在資源循環科學與工程專業培養方案的課程目標基礎上，要對相關學科的某些課程內容進行梳理、調整和優化，或者結合地方經濟發展特點開發適合學科發展要求的特色課程。

根據各門課程的教學內容，對資源循環科學與工程專業課程進行了梳理分析，構建了資源循環科學與工程專業基礎理論課程設置表，如表1所示。旨在優化現有資源循環科學與工程專業課程體系，整合相關學科，加強各門學科的融合性，幫助學生形成扎實的理論知識體系，實現復合型、創新型人才培養的目標。

表1中的理論課程體系由基礎理論課程“化學類”、“環境類”，基礎應用課程“工程類”、“材料類”、“循環類”組成，知識體系比較完整。其中化學類和環境類課程屬于該專業的基礎類課程，旨在幫助學生形成扎實的“資源循環”基本理論知識體系，為學生之后學習工程類、資源類和材料類課程打下基礎，幫助學生理解知識更加透徹。工程類、資源類和材料類的課程可以使化學類和環境類課程中的知識得到提升，該三類課程幫助學生學習資源循環科學基本原理與工程技術知識，及工業原材料與廢舊部件產品、工礦業固體廢物和水資源以及基于生物質的資源循環利用及其技術，讓學生具有廢水資源化、固體廢物資源化、生物質能源、資源再生和資源保護等方面的綜合知識。以上各五類課程互相緊密聯系，互相支撐，為學生提供了將來從事資源循環科學與工程工作的基礎理論研究與技術開發的基本理論知識。

表1 專業基礎課理論課程設置表

3 優化實踐課程體系

資源循環科學與工程專業是一門工程性較強的學科，要求學生具有較強的實踐能力，專業實踐環節至關重要[1]。根據資源循環領域的人才需求，該部分優化整理出了專業實驗與實踐課程體系，以強化學生的實踐能力和創新能力，如表2所示，該部分設置了實驗和實踐兩大模塊，具體分為了“化學類”、“工程類”、“資源類”和“實踐類”五類課程。

表2 專業實驗與實踐課程設置表

在實驗課程中，化學類和工程類實驗課程包括四大化學基礎實驗和化工原理實驗、化工仿真實驗、高分子化學實驗等課程，目的是讓學生練習基本合成、研究等一系列基礎實驗操作，培養學生的化學化工實驗設計與實施實驗能力，并能夠對實驗結果進行科學分析。資源類實驗課程是該專業學生專業能力提升的關鍵，主要包括資源循環科學與工程實驗、資源加工工藝實驗、廢舊高分子材料回收與利用實驗等課程，通過資源類實驗課程的開展可以培養學生對資源鑒別、回收、處理、初加工、深加工材料的科學研究能力，針對復雜工程問題設計解決方案的能力。實踐類課程以資源循環科學與工程專業為核心，是專業基礎知識連接實際操作的橋梁，可以讓學生的實驗操作能力從基礎操作提升到可以自主思考研究的水平，幫助學生形成從事資源循環科學與工程基礎理論研究與技術開發的能力，通過化學類、工程類、資源類實驗與實踐類課程的有序開展，在一定程度上可以實現理論與實踐相結合，不僅為學生在專業課學習中打下堅實的理論基礎，也為畢業后走向工作崗位積累有用的實踐經驗。

4 構建地方特色課程體系

為提高該專業的競爭力，服務地方經濟建設，資源循環科學與工程專業必須要培養出具有較強實踐能力和創新能力的應用型人才，因此構建具有地域行業特色且有別于其他高校的課程體系顯得尤為重要[7-8]。以地方特色課程為依托，可以培養出適應地方經濟社會和產業發展的應用型人才。河南省地處中原，跨長江、淮河、黃河、海河四大流域，具有豐富的淡水資源，全省多年平均水資源總量403.5億立方米；河南省煤炭資源也較為豐富，是我國重要的產煤省份，河南省煤炭保有量為617.78億噸，全國排名第六位。盡管如此，河南是中國人口最多的省份之一，人均占水量相對較少，加上水環境污染日益嚴重，治理水污染和改善水環境質量在當今尤為重要；從環境角度，煤炭是不潔凈的能源，從資源角度，煤炭是不可再生資源；同時河南省也是重要的經濟大省，資源、環境與經濟發展的矛盾相對較為突出。因此保護水環境、提高煤炭資源能源的利用效率，開發利用可再生能源是河南發展的重大需求。

結合本省水和煤炭資源特點，構建了具有“河南”特色的資源循環科學與工程專業的課程體系，具體課程設置如表3所示，主要設置了“水資源循環”和“煤炭資源循環”兩類課程，突出河南經濟的發展目標和特色，旨在實現資源節約，資源循環利用的目標，培養出可以適應地方經濟社會和產業發展的人才。

表3 地方特色課程體系設置表

水資源循環類課程包括了水資源學概論、水化學及水質分析、水資源評價與管理、工業循環水處理技術、污水凈化處理實驗五類課程，其中水資源學概論，帶領學生了解水資源的、水環境有關的基礎理論、基礎知識和分析方法。水化學及水質分析和水資源評價與管理課程幫助學生學習水質分析的基本原理、數據及誤差處理以及對水質分析中常用的分離方法和儀器分析方法。工業循環水處理技術和污水凈化處理實驗課程是在水資源循環理論課程的基礎上，理論聯系實際，重點培養學生的廢水資源化和污水處理的實驗技能。

煤炭資源循環類課程包括了煤炭資源綜合開發與利用、煤化工生產技術、潔凈煤技術、燃煤污染物排放控制技術、煉焦化產品回收與加工和煤化工實驗課程，其中煤炭資源綜合開發與利用和煤化工生產技術課程提供了煤炭氣化技術、煤炭直接液化技術、煤炭間接液化技術、煤化工課題實踐基本知識，旨在幫助學生形成有關煤炭資源的理論知識體系。潔凈煤技術和燃煤污染物排放控制技術課程幫助學生學習重金屬的排放控制技術、煙氣凈化技術、二氧化碳排放控制技術、潔凈煤發電技術的基本操作。煉焦化產品回收與加工和煤化工實驗課程是在學生掌握了煤炭資源知識和煤炭清潔技術基本操作的基礎上，重點培養了學生的煤炭煤質分析和煤炭綜合利用的實驗技能。

資源循環科學與工程專業面向國家建設需要，旨在培養能夠適應未來循環經濟發展的高素質人才，此類人才必須要具備循環經濟科學與工程技術方面的專業理論知識和突出的實踐能力；同時能在循環經濟工程技術領域從事基礎理論研究、技術開發等方面的工作。由于資源循環科學與工程專業作為一個新專業，河南一些高校開設該專業時間較晚，學生培養規模小，培養方案、課程設置、教材建設等都還不夠完善，要對資源循環科學與工程專業本科生的課程建設進行完善和構建，需要加強各門課程的融合性，突出實踐教學環節與資源循環生產實際的緊密結合性。以重基礎的理論課程和實踐課程為支撐，結合本地經濟建設對人才的需求，建設地方特色課程，突出創新和實踐，辦出有地方特色、發展前景的資源循環科學與工程專業，從而培養出可以適應地方經濟社會和產業發展的資源循環科學與工程專業人才。