基于OBE理念的環境工程研究生創新能力培養模式構建及實踐

劉艷彪 薛罡 王崇臣 李方 黃滿紅 馬春燕

摘? 要：面向環境工程研究生創新能力培養的巨大需求，OBE理念是創新人才培養的有效途徑。以東華大學環境學院為例，在研究生培養過程中有機融入“環境工程動態發展觀”內容，構建以“復雜工程問題-關鍵科學問題-創新解決思路”創新能力強化為目標的培養體系，形成“行業需求-創新模式-培養體系”相互支撐的三維聯動科教融合人才培養模式，推動紡織行業污染治理專業人才的可持續產出，實現“科研道德觀”與“價值觀”并重的創新人才培養，為面向生態文明建設的紡織行業污染治理人才培養提供借鑒。

關鍵詞：環境工程；OBE理念；培養模式；行業需求；動態發展觀

中圖分類號：C961? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）35-00５１-0４

Abstract： Facing the demand for the cultivation of innovative ability of environmental engineering graduate students， the concept of OBE is an effective way to cultivate innovative talents. Taking the School of Environment in Donghua University as an example， we organically integrate the content of "dynamic development concept of environmental engineering" in the process of graduate training， construct a training system aiming at strengthening the innovation ability of "complex engineering problems - key scientific problems - innovative solutions". It forms a three-dimensional joint science and education integration talent training model supported by "industry demand - innovation model - training system". The purpose of this study is promote the sustainable output of pollution control professionals in the textile industry， and realizes the cultivation of innovative talents with equal emphasis on "scientific research ethics" and "values". It provides a reference for the cultivation of pollution control talents in the textile industry for the construction of ecological civilization.

Keywords： environmental engineering; OBE concept; training mode; industry demand; dynamic development concept

環境工程是我國研究生人才需求量最大的專業方向之一[1-2]。隨著國家生態文明建設、水污染防治行動計劃及《“十四五”生態環境領域科技創新專項規劃》等系列高標準要求的提出，對環境工程專業人才的創新能力培養提出了更高要求[3-4]。OBE（Outcome Based Education）是現代高等教育的核心理念，也是創新人才培養的有效途徑，其核心是以目標為導向，突出科研與教學的緊密結合[5]。如何培養創新型人才是當今中國大學教育改革必須回答的問題，而人才培養模式的創新則是人才培養改革的關鍵所在。我國的大學教育事業長期面臨科研與教學分離的窘境[6]，導致高?？蒲谐晒D化效率不高、學生創新思維和創新能力不足等問題[7]。因此，基于OBE的培養和教育理念是我國大學教育發展的必然選擇[8-9]。而環境工程作為一門科研性和創新性較強的專業學科[10]，基于OBE理念探究環境工程特色專業創新型人才培養模式的構建及實踐，對于推進我國環境工程專業人才培養進程具有重要的現實意義[11]。

一? 培養理念

對于環境工程專業人才的培養不能僅限于傳統專業基礎知識的掌握，更為重要的是對學生創新意識、創新思維、科學素養和實踐能力的培養，使學生具備解決復雜環境工程問題的能力[12]。在研究生培養過程中有機融入“環境工程動態發展觀”內容，突出強化師生互動[13]，進而構建以“復雜工程問題-關鍵科學問題-創新解決思路”創新能力強化為目標的培養體系，形成“行業需求-創新模式-培養體系”相互支撐的三維聯動科教融合人才培養模式（圖1），則是解決環境工程專業創新性人才培養問題的關鍵。因此，基于OBE理念實現環境工程創新人才培養主要解決的關鍵問題在于如下幾個方面。

（一）? 面向生態文明建設重大需求，提升研究生解決行業復雜問題的能力

實現創新人才培養，需要在教育教學的過程中和學生研究課題的設計上，緊密圍繞東華大學的紡織特色和環境工程學科的專業特色，針對行業面臨的關鍵工程技術或科學問題展開，在深入理解紡織行業復雜工程問題的基礎上，提煉出關鍵科學問題，從而提高人才培養的創新性和實用性，使學生奠定為行業服務的能力基礎。

（二）? 牢固樹立“環境工程動態發展觀”思想，依托科研和教學塑造學生的科研道德觀和價值觀

將“環境工程動態發展觀”貫徹到科研和教學等環節，建立密切的師生互動關系，言傳身教鼓勵學生大膽探索、主動學習，在“試錯”和“試對”中強化創新思維訓練，堅持“為每位同學賦能”原則，發揮學生的專業性和主觀能動性，定期討論科研和教學進展，逐步實現研究生知識廣度的拓展，積極推動跨年級學生間的“傳、幫、帶”，依托科研和教學塑造學生正確的科研道德觀和價值觀，打造“靈活小團隊構建的大團隊”。

（三）? 以“復雜工程問題-關鍵科學問題-創新解決思路”創新能力強化為目標，全方位提升學生的科研創新能力

要切實解決紡織行業復雜的工程問題，首先要厘清問題的來源、應用的場景和技術的需求，以科學方法論剖析復雜問題的內在機理，進而開展有針對性的研發工作（如印染廢水除銻、資源回收和穿透式電芬頓除苯胺）。因此，在環境工程創新人才的培養過程中，需建立以“復雜工程問題-關鍵科學問題-創新解決思路”創新能力強化的培養模式與體系，主動融入到科研與教學全過程，方能使學生獲得理論與實際相結合的創新能力。

二? 培養措施

（一）? 基于OBE理念的研究生培養模式

在深刻剖析紡織行業復雜工程問題的基礎上，緊密圍繞環境工程專業新工科人才培養要求，基于OBE理念，秉持“環境工程動態發展觀”，構建全方位、多層次的研究生培養模式，通過形式多樣的師生互動交流，引導學生樹立“為國為民做科研”的思想，塑造學生正確的科研道德觀和價值觀（圖2）。①層面一（教育教學）：結合豐富的紡織行業“三廢”治理工程案例，梳理紡織行業復雜工程問題的本質，闡釋紡織行業的處理對象及工藝復雜性問題，厘清紡織行業面臨的主要環境問題，提出系統化的解決思路和方案，構建面向紡織行業的科研和教學方法論，具有“知識儲備的廣度”。②層面二（動手實踐）：融合所學知識與實驗操作，指導學生初步構建設計與綜合應用能力，掌握研究方案篩選原則和預判可能出現問題的能力；同時，堅持“為每位同學賦能”的原則，發揮學生的主觀能動性，實現目標和信息在學生間的共享，達到“學術思考的深度”和“知識運用的靈活度”。③層面三（科學研究）：倡導課題組學生間的“傳、幫、帶”，提升學生切實提高科研創新能力與寫作技巧，鼓勵學生積極參與各類科創比賽，促進綜合能力提升，實現“學術水平的高度”。上述三個能力層次漸進連貫、層層推進，構成了基于OBE理念的立體化教學與育人模式。

（二）? 面向研究生創新能力培養的科教融合人才培養體系

面向紡織行業復雜工程問題的治理需求、基于“環境工程動態發展觀”的研究生培養模式，提出構建“行業需求-創新模式-培養體系”全程能力強化的環境工程專業人才培養體系（圖3）。①課程講授：闡明紡織行業的復雜工程問題，明確行業的實際需求，梳理行業主流環境治理技術的發展動態，構建與時俱進的研究生創新人才培養體系。②校企聯合培養：引入企業導師聯合指導學生的研究課題，帶領學生赴紡織企業開展實地參觀學習，深入了解行業面臨的技術瓶頸問題，將科學研究與行業實際緊密結合。③研究課題和學科競賽：以研究課題和學科競賽為載體，深入挖掘內在的關鍵科學問題，堅持“問題導向”和“項目引領”，開展有針對性的研發工作，以發表學術論文、申請發明專利、申報研究生創新課題、參與學科競賽和撰寫畢業論文等形式強化解決問題的能力。

三? 培養成效

（一）? 堅持立德樹人，注重學生創新能力培養

指導學生參與研發電場輔助的穿透式系統、限域電芬頓系統等關鍵技術，團隊成員科研熱情高漲，學院內超過2/3的研究生均參與過不同類型的科技競賽，先后獲得全國研究生環境論壇、北京大學唐孝炎環境科學創新獎、上海市優秀畢業生、東華大學學術之星、東華大學優秀畢業生、東華大學優秀學生、國家獎學金和東華大學研究生創新課題等校級及以上獎勵60余次。此外，據用人單位和學生深造高校反饋，東華大學環境學院培養的研究生畢業學生均具有扎實的理論基礎、豐富的專業知識、高度的敬業精神和優秀的解決問題能力。

（二）? 踐行科研育人，師生相互成就

踐行和發揚團結合作精神，2020年以來，本團隊培養的研究生以第一作者在環境領域權威學術期刊發表論文60余篇（報考環境領域頂刊Environmental Science & Technology上發表論文5篇和Water Research上發表論文3篇），助力東華大學環境學科進入全球排名前1%行列。指導老師據此獲得南京大學紫金全興環境基金“青年學者獎”、國際水協會“首創水星獎”、CCL 環境化學青年科學家獎和中國紡織工業聯合會科技進步一等獎等榮譽，獲批東華大學研究生教學成果一等獎1項、研究生課程思政建設項目5項、“紡織之光”中國紡織工業聯合會高等教育教學改革項目5項，榮獲上海市教學成果二等獎，環境監測課程獲國家級精品課程，有力支撐了東華大學環境工程國家一流本科專業、國家級特色專業的建設。

（三）? 推進實踐育人，注重成果導向

積極與上海市生態環境局、上海清寧環境規劃設計有限公司、中國三峽集團公司和江蘇盛虹集團有限公司等30余個實踐和實習基地簽訂合作協議，強化科研、教學與實踐的緊密結合。發揮環境工程的多學科（化學、材料、生物和材料等）交叉優勢，基于校企協同培養平臺，注重成果導向、學用結合、以賽促練，構建全方位、多層次的創新能力強化培養體系。

綜上，本團隊取得的主要成果總結如圖4所示。

四? 結束語

在新工科背景下，開展環境工程研究生創新能力培養模式構建及實踐至關重要。應始終秉持OBE理念，以創新型人才培養為中心，激發學生的創新思維，充分發揮團隊培養的智力優勢，借助密切的師生互動，進一步深化和推廣實踐成果，以期進一步適應國際化、專業化、特色化的環境工程研究生創新人才培養新要求。

本團隊基于OBE培養理念，努力踐行科教融合的研究生人才培養模式。①基于“環境工程動態發展觀”，緊密結合行業發展動態梳理教學資源，采取多元化教學手段激發學習興趣，培養學生的跨學科思維和多元化視野，從紡織行業的復雜工程問題中提煉出科學問題，有機融合科研與教學內容，構建全方位、多層次的研究生培養模式。②以解決紡織行業復雜工程問題為目標，將研究生人才培養貫穿到教育教學、動手實踐和科學研究等各個層面，從課程教學、企業調研、創新課題和學科競賽等方面著手，著重強化工程問題剖析、科學問題解析和解決方案提出等環節的能力提升強化，實現紡織行業污染治理專業人才的可持續產出。③通過踐行基于“環境工程動態發展觀”的人才培養方法、模式和體系，使得學生不僅掌握與時俱進的專業基礎知識，還顯著提升科技創新能力。通過緊密的師生互動，塑造學生正確的“科研道德觀”和“價值觀”，為面向生態文明建設的紡織行業污染治理人才培養提供借鑒。

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