新工科背景下環境工程專業教學改革路徑探索

辛旺 李興

摘要 新工科概念提出后迅速引起社會各界的廣泛關注，成為工程教育領域的熱點研究課題。基于新工科建設的新形勢新要求，結合環境工程專業人才培養目標，專業教學模式正在逐步由僅注重知識傳授轉向注重理論與實踐并重、突出創新能力。探索環境工程專業教學改革路徑成為當下重要的研究課題。文章在闡述環境工程專業人才培養目標的基礎上，提出應優化環境工程專業教學理念、創新環境工程專業理論教學方法、創新環境工程專業實踐教學體系以及建立科學合理的考核方式等建議，促進新工科背景下環境工程專業教學改革，從而提升環境工程專業人才培養質量。

關鍵詞 新工科；環境工程專業；教學改革

中圖分類號：G642文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.7.008

2017年2月，教育部高等教育司印發《關于開展新工科研究與實踐的通知》，希望各高校開展新工科研究與實踐，深化工程教育改革，推進新工科建設[1]。新工科是主動適應新經濟、新業態，基于新時代下國家發展戰略及國內外競爭形式，持續推進教育改革的重大行動計劃，為未來較長時期內工程教育的改革與發展提供了思路和方向。環境工程（Environmental Engineering）是環境科學與工程的二級學科。高校環境工程專業是一門具備較強學科交叉性的工程專業。在新工科建設背景下，高校應通過推進環境工程專業教學改革創新，為新時代社會經濟發展和國家戰略實施培育具有可持續發展理念和良好專業素質的高級應用型環境工程專業人才。探索環境工程專業教學改革路徑成為當下重要的研究課題。

1新工科背景下環境工程專業人才培養目標

環境工程專業是學科交叉融合滲透的新型學科。新形勢下，以互聯網+為代表的新一輪科技和產業革命蓄勢待發，新技術、新業態的快速發展提高了對環境工程專業人才的要求，倒逼高校面向未來探索環境工程專業的教學新模式[2]。高校環境工程專業主要培養熟知環境學科前沿知識、環境污染治理知識，能夠從事污染治理、環境治理監測、環境影響評價等工作的具備較強創新能力、實踐能力的人才。環境工程專業人才培養目標主要體現在五個方面：第一，具備堅定的政治立場、過硬的政治理論素養、較高的思想道德水平、社會責任感和工程職業道德；第二，具備較強的專業素養和端正的學術觀念，并具有較好的科研探索、環境保護、奉獻精神；第三，具備較強的實驗操作能力，能夠獨立完成實驗項目，具備較強的科研素養；第四，具備一定的技術研究、成果轉化能力，可以解決環境保護領域的實際問題。第五，具備國際視野和綠色低碳可持續發展理念。

2新工科背景下環境工程專業教學改革的具體路徑

高校環境工程專業應當準確理解“新工科”的內涵，關注學科交叉融合，突出復合型、創新型人才的培養，實現新時代下工程教育的改革與創新，逐步建構起適應當下變化、面向未來探索環境工程專業發展的教學新模式。

2.1優化環境工程專業教學理念

高校環境工程專業各課程教學中應當轉變傳統教學理念，結合新工科建設背景下工程教育的現實要求，形成新的教學理念。

第一，注重學生實踐能力、創新能力的培養。新時代下，隨著環保形勢的日趨嚴峻以及環保需求的日益增長，高校環境工程學科理應肩負起培育人才的重任，在立德樹人根本任務指引下，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，著力培養創新型卓越工程人才。環境工程專業課時安排、教學內容安排，均應以培養和提升學生實踐能力、創新能力為導向。

第二，注重學科交叉融合。環境工程本身是一門學科交叉性極強的工程專業。而新工科建設也對學科交叉融合提出了要求。在環境工程專業教學中應當關注與環境工程專業存在緊密聯系的專業課程，在把握不同專業間知識層面內在聯系的基礎上，注重提升學生的學習效能。環境工程與給排水工程、工程力學、生態工程等專業之間存在較強的內在聯系，將其合理地融入課程教學中，增進學生對專業課程學習內容的理解，幫助學生更好地理解學科之間的關聯，輔助學生建構更加完整的知識脈絡結構，增強學生學科交叉融合的意識，這對環境工程專業人才的培養具有重要意義。

第三，注重產教深度融合。產教融合是推進新工科建設的關鍵所在。高校環境工程專業應以培養和提升學生實踐應用能力和創新能力為目標，充分發揮出產教融合的優勢，將企業與高校的優勢與學科建設、教學改革以及實踐教育相融合，探索符合新工科建設要求的人才培養路徑[3]。在具體教學中，依托產教深度融合帶來的資源整合優勢和雙師型教師隊伍優勢，從而促進環境專業課程教學效果和教學質量的不斷提升。

2.2創新環境工程專業理論教學方法

教學方法對人才培養質量有著重要的作用，不同的教學方法和教學設計形式影響著教學效果的好壞。新工科建設對環境工程專業排水管網及泵站課程學習提出了新的要求，教師在教學過程中要充分發揮互聯網和多媒體的重要作用，采用多種多樣的教學方法，包括課堂講授、案例研討和翻轉課堂等，使學生更好地掌握教學重難點，同時推行各種學習方法，基于問題的探索式學習、基于案例的研討式學習等，提高學生的學習積極性，使學生主動加入學習和創新中，不斷提高他們的創新和實踐能力。以案例教學法在環境工程專業理論教學中的應用為例，具體如下：

第一，充分結合教學內容，選擇合適的教學案例。授課教師要通過多種渠道選擇合適的教學案例，并在案例中融入教學內容加以完善，使每個章節中都有合適的案例。案例的選擇對案例教學的效果有著重要的影響，因此選擇合適的案例非常重要。在選擇案例時，既要考慮案例中包含的理論教學內容，還要使選擇的案例和實際緊密相連。這就要求案例的真實性要強，可以是學生實習期間接觸過的污水處理工藝，也可以是教師實際參與過的工程案例等。

第二，劃分學習小組，通過合作、互動和交流完成學習任務。對全班同學進行分組，每組人數3―5人，每組設置一名組長，負責統籌小組所有工作。教師在課前一周將案例和章節內容傳遞給每個小組，讓學生提前預習和查找資料。課堂中師生要進行良好的溝通交流。教師發揮主導作用，引導學生學習和分析案例。學生要充分發揮學習主體作用，積極主動投入到學習中去，和小組成員相互配合分析案例、討論案例，共同解決發現的問題，最終完成教師布置的任務。

第三，注重案例的深度研討和分享交流。根據小組成員任務完成情況，教師進行案例總結。將教學內容和案例相結合，總結出關鍵問題，幫助學生掌握課本內容。解答各小組提出的疑難問題，還可以從實際情況出發對案例進行拓展。

第四，注重教學評價環節的有效落實。當每項教學任務完成后，教師可以根據新知識內容提出問題，幫助學生對所學內容進行有效梳理，形成完整的知識結構脈絡，將新知識與舊知識聯系起來。同時，教師應鼓勵學生進行學習總結和自我反思，從而使新知識融入學生已有知識架構中去，豐富架構內容，從而幫助學生更好地將理論轉化成實踐。

2.3創新環境工程專業實踐教學體系

實踐教學是培養學生實踐應用能力和創新能力的重要途徑[4]。環境工程專業教學中，教師應充分利用產教融合帶來的資源、師資等優勢，逐步建構起多模塊、立體化的實踐教學體系。具體而言：

第一，建立基于學科競賽的實踐教學體系。高校可以結合環境工程專業的特征，定期在校內組織開展環境工程學科競賽，建構起以賽促教的實踐教學體系。例如，教師可以在對學生進行系統性培訓的基礎上，鼓勵學生自主組建團隊或者成立競賽協會，積極參與學科競賽活動。學生結合自身興趣確定參加競賽的具體項目、制訂競賽方案等，并主動參與其中，能夠有效地培養學生的探索能力、團隊合作競賽、獨立思考能力以及創新實踐能力。

第二，促進產教深度融合，推進實踐教學基地建設。高校應通過加強與企業之間的合作，建立起完善的校內校外實踐教學基地，滿足環境工程專業學生實踐教學的實際需求。可依托重點實驗室、工程研究中心等建設校內實踐基地，通過校企深度合作打造設備齊全、功能完善的校外實踐教學基地，為環境工程專業實踐教學提供保障條件。總之，建設具有行業特色的校企合作實踐教學基地，充分推進高校與企業優勢的進一步融合，建設實踐工廠，促進教師和企業高級技術人才的溝通交流，使高校和企業實現雙贏，同時促進學生更好地就業和創業。

此外，環境工程專業教師要不斷提高自身的理論知識水平和實踐能力，鼓勵青年教師走進企業進行實踐，真正了解企業對人才的實際需求，促進科研合作。企業可以選拔優秀的基層員工到高校深造，學習先進的理論知識，更好地解決企業在生產過程中遇到的問題，使理論充分轉化成實踐，促進高校科研創新成果的實際應用，使學校和企業共同加入培養人才的過程中去，提高教學效果。

2.4建立科學合理的考核方式

科學合理的考核方式有利于更好地提高教學效果和教學質量。在新工科建設背景下，高校環境工程專業應當盡快建立科學合理的考核方式。具體而言：

第一，合理優化考核內容。環境工程專業課程進行考核時，應突出多樣化、全面性的要求。其中，要兼顧平時成績和期末成績、兼顧理論考核與實踐教學、關注學生課堂表現、參與專題討論的情況以及作業完成情況，此外考勤情況也應納入考核之中作為參考指標之一。通過優化考核內容全面地反映學生通過學習而獲得的知識與能力的提升情況。

第二，采用多樣的考核形式。在對學生進行考核時，應杜絕以一張試卷、一篇論文來衡量學生學習成效和教學質量的現象。教師可以嘗試采用開放式的考核形式，給予學生更多的自主空間。例如，可根據課程性質，自主選擇不同的考核方式或幾種形式的組合（如開卷、閉卷、混合閉開卷、上機考試、上機+筆試、小論文、小設計等）。不同的考核形式能夠從不同層面反映出學生個體的學習成效和教學效果。教師應根據課程實際情況采用一種或多種考核方式，全面評價教學成效。

3結語

在新工科建設背景下，環境工程專業必須順應新時代國家戰略安排、國內外競爭形勢以及教育改革趨勢，立足現階段環境工程專業教學中面臨的突出問題，將新工科建設的內在要求合理融入環境工程專業教學改革中，從優化環境工程專業教學理念、創新環境工程專業理論教學方法、創新環境工程專業實踐教學體系以及建立科學合理的考核方式等層面入手，密切關注學生實踐創新能力培育，充分發揮產學研協同優勢，培養出符合現實需求的環境工程專業高素質、高水平、創新型人才。

基金項目：蒙古師范大學高層次人才科研啟動經費項目“類模板法制備污泥基介孔碳材料及其對制藥園區尾水吸附性能研究”（2019YJRC013）；內蒙古自治區自然科學基金“污泥主要有機組分熱解對污泥熱解系統潛在能量回收的影響機制研究”（2020BS05009）。

參考文獻

[1]教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知[EB/OL].（2017-02-20）. http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/201702/ t20170223_297158.html.

[2]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.

[3]周振，趙曉丹，蔣路漫，等.環境工程專業一體化實踐教學體系構建[J].實驗技術與管理，2020，37（10）：171-175.

[4]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，2019，36（7）：185-187.