國內外一流環境工程專業本科人才培養方案的比較研究

李詠梅 王林 宮徽 孫婧 張云惠 吳冰 武博然 謝麗

摘? 要：隨著新工科和工程教育認證的不斷發展，我國高校的工科教育建設也在不斷積極改革，力求培養一流的工程技術人才。該文通過對比國內（清華大學、同濟大學）和美國、英國、澳大利亞等國的多所一流高校的環境工程專業本科培養方案和課程設置，調研各國對環境工程專業人才的培養理念與培養目標，總結國內外不同特色的培養模式，并從大類招生、專業內涵、培養體系、學科交叉等方面為提高國內環境工程專業人才培養質量提出合理建議和改革對策。

關鍵詞：環境工程專業；國內外高校；培養方案；比較分析；建議和對策

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）03-0038-04

Abstract： With the continuous development of new engineering and engineering education certification， the engineering education in Chinese universities is also actively reforming， striving to cultivate first-class engineering and technical talents. This paper compares the undergraduate training programs and curriculum settings of Environmental Engineering major between domestic （Tsinghua University， Tongji University） and some top universities in the United States of America， United Kingdom of Britain， and Australia. The training concepts and objectives of Environmental Engineering professionals in the above countries were investigated， and the training styles were summarized. Finally， some reasonable suggestions and reform countermeasures are put forward to improve the quality of Environmental Engineering talents cultivation in China.

Keywords： Environmental Engineering major; domestic and foreign universities; training programs; comparative analysis; suggestion and countermeasure

在工業化高速推進與全球氣候變化的背景下，各國都積極出臺了綠色新工業化的發展戰略與計劃，如美國成立了“工業互聯網聯盟（IIC）”[1]、英國發布了“綠色工業革命”十點計劃[2]等，我國也提出了“中國制造2025”“創新驅動發展”等戰略。在新工業化發展戰略落實的過程中，對國內各高校的工程教育也提出了更高的要求。我國高校非常注重發展新工科與工程教育認證，其要義不僅是提供兩個保證和五個突破[3]，不僅是強調“以學生為中心、產出導向、持續改進”的OBE理念[4]，更是要實實在在地付諸于學生培養的行動，真正體現出工科重實踐的特色方針。工程教育需要博采眾長，方能培養出真正滿足綠色新工業化要求的復合型新工科專業人才。本文以環境工程專業人才培養與專業建設為例， 通過調研國內外環境工程一流專業院校本科生培養方案，從人才培養理念、人才培養模式、人才培養標準、人才培養方案、核心課程和實踐等多角度進行比較研究，旨在為提高環境工程專業人才培養質量提出合理建議。

一? 國內一流環境工程專業人才培養方案

本文選擇清華大學和同濟大學環境工程專業作為國內環境工程一流專業開展對比調研。清華大學和同濟大學均為國內首批建設環境工程學科的高等教育院校，具有悠久的辦學歷史，經過多年發展，均建成了在國內處于領先地位的環境工程專業學科教育，在全國一級學科評估中環境科學與工程一級學科均獲評A+，因而對標清華大學環境工程專業建設對于同濟大學環境工程專業建設的改進具有較大的借鑒意義。

從課程設置方面來看，清華大學環境工程專業的課程分為全校統一課程和院系設置課程兩部分，所占學分比例分別為27.5%和72.5%[5]。同濟大學環境工程專業的課程可以分為通識教育課程、大類基礎課程、專業課程和個性課程（包括實習實踐環節和畢業環節）四個種類，所占學分比例分別為25%、18%、55%和2%。清華大學本科培養總學分為160學分，同濟大學本科培養總學分為168學分，略高于清華大學，在通識和大類教育方面，清華大學著重提供寫作與溝通及化學、生物方面的課程，而同濟大學則開設英文論文與學術論文寫作課程，注重物理、力學相關學科，這與其所在的大類有關，兩者間的差異主要在于專業基礎課的設置。相比于清華大學，同濟大學增加了土建基礎、流體機械、工程力學等土建和力學方面的課程，在專業選修課方面，兩者對學分的要求相差不大，但清華大學提供的專業選修課更多，此外清華大學選修課的學分也高于同濟大學。

二? 國外一流環境工程專業本科教育建設

本文選擇美國、英國、澳大利亞三國的一流環境工程專業開展調研，主要調研高校包括美國斯坦福大學（Stanford University）和伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校（University of Illinois Urbana-Champaign，UIUC）、英國劍橋大學（University of Cambridge）和帝國理工學院（Imperial College London，IC），以及澳大利亞莫納什大學（Monash University）和昆士蘭大學（University of Queensland，UQ），其中美國斯坦福大學綜合實力聞名遐邇，連續多年在美國環境工程專業排名第一，而伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校是美國傳統的理工類強校，專業排名長期占據全美前三，上面兩所學校與同濟大學環境科學與工程學院有“3+2”人才聯合培養的長期合作關系；英國劍橋大學屬于英國“G5超級精英大學”之一，是蜚聲海內外的頂尖綜合性大學，其工程技術學科在全英排名第一，帝國理工學院則更專精于工程學科，其工程技術學科排名僅次于劍橋大學，位列全英第二。

（一）? 人才培養理念與標準的比較

從人才培養理念來看，UIUC專注于培養具有成功專業實踐、攻讀更高學位能力、承擔專業和社會領導角色及終身學習能力的環境工程人才[6]；而斯坦福大學更注重培養高水平的土木工程師，既以技術為導向，又以人為本，希望其畢業生兼具出色的溝通技巧和管理能力，能借助專業知識和實驗研究系統地解決工程問題[7]。英國高校的環境工程專業隸屬于土木工程學部，對學生的科學思維、工程背景和綜合能力都有很高要求，劍橋大學的教育理念旨在最大程度地培養學生的工程技能、知識、想象力和經驗，為就業做準備[8]；而帝國理工學院則注重培養保護自然環境、進行可持續建造的土木工程師[9]。

澳大利亞環境工程專業培養方案及課程設置更注重與社會需求的對接，一般需要通過澳大利亞工程師協會（Engineers Australia）的認證，其培養理念與課程體系主要建立在期望的學習成效上，一方面是環境工程專業領域期望的學習成效，這是由行業企業、社會需求及澳大利亞工程師協會認證要求決定的；另一方面則是高校的期望成效，是由所依托高校的教育理念、戰略發展規劃所決定[10]。如昆士蘭大學的環境工程專業除與土木工程系緊密關聯外，也與化學工程系息息相關[11]。

從人才培養標準來看，美國UIUC傾向于培養兼具數學和科學專業背景，同時善于表達，能夠理解自己工作本質及其對文明進步影響的工程師，其課程設置不僅提供解決環境問題的工程工具，也為探索環境工程的實踐前沿提供機會；斯坦福大學還提出其畢業生需要在實驗設計、分析、數據解釋、多學科團隊等更多維度上均具有卓越的能力，同時關注專業與道德的雙重責任，善于溝通，能夠通過廣泛學習提出可持續的工程方案的能力等。英國劍橋大學則提出其畢業生在專業能力的基礎上，還應能夠運用策略解決問題，具有良好的創造性、溝通表達和團隊合作能力等，也對其數學和數據分析能力有所要求；帝國理工學院也有類似的要求，并著重創造思維、風險管理和專業專注能力。澳大利亞的高校則依從澳大利亞工程師協會的標準，對職業工程師人才培養從知識技能基礎、工程應用能力和職業與個人屬性三方面都制定了嚴格而完善的培養標準[10]。

（二）? 人才培養方案的比較

從學制來看，大多數高校的學制均為4年，畢業后獲得學士學位，其中劍橋大學和昆士蘭大學的3年學制完成后可獲得學士學位（BA），再修讀第4年，劍橋大學即可授予工程碩士學位（MEng）[12]，昆士蘭大學即可授予榮譽學士學位（Hons）[11]。

從課程設置來看，各國高校的環境工程專業各有特色，表1比較了所調研海外高校環境工程專業本科培養方案。美國UIUC和斯坦福大學對學分的要求分別為128分和183分，其中斯坦福大學更注重科學與數學的相關課程，并設置較多的專業必修與選修類課程，同時在實踐方面，兩者要求較為相似，均為至少累計16學分，其中UIUC還鼓勵學生參加暑期實習、海外交流、科研等實踐活動，而斯坦福大學在滿足實驗課程的基礎上也鼓勵學生在校外企業中開展專業能力的實踐活動。英國高校則在大一和大二學年安排工程學科的概論課和基礎課，在大三學年開始學習專業類課程，其具體的課程形式包括講座、實驗、輔導課、演講匯報、現場參觀考察、小組練習與設計項目、線上練習和研究項目等，在實踐方面也在大一、大二學年設置調查類實地考察、地質學實地考察與建造，而在大三和大四學年安排制造工程學位考試選修課，該課程核心在于企業的可持續發展，在培養學生專業能力的同時鼓勵其深入了解管理和制造技術及全系列的工業活動，包括產品設計、零部件制造、工業工程、工廠和企業管理以及企業如何在商界運作等。而澳大利亞高校的培養計劃與實際的職業人才需求更為貼和，昆士蘭大學要求學生在本科階段完成64學分的課程，莫納什大學則從工程基礎和基本技能、工程設計、工程知識和應用、專業實踐及選修課5個方面進行課程設計，總共需要完成192學分的課程，在工程實踐學習中至少完成72學分，從實踐方面來看，昆士蘭大學對學生有明確的450 h實踐課時要求，其中225 h必須為A類的工程專業實習，而莫納什大學雖然沒有額外的實踐課時要求，但在專業課中穿插了必要的實踐環節，其時長累積約為19 h/周。

三? 結束語

通過比較國內外一流環境工程專業培養理念與培養方案，可為我國環境工程專業的發展提供良好借鑒，今后應進一步增強學生在科學和數學方面的基礎知識，拓寬知識體系，提供更多工程實踐機會，從而更好地踐行新工科和工程教育建設。本文對國內“雙一流”環境工程專業建設提出如下建議。

1）優化大類招生的學科設置，梳理大類內不同專業的基礎知識體系。環境工程學科可和多學科交叉，因此可與土木、化工、材料等專業劃到相同大類，不同學校亦可根據環境工程專業成立背景和學科發展的需求，在大類院系劃分過程中，與校內其他相關專業結合。優化大類招生學科設置有利于通識類課程的有效設置，使得學生在第一年的通識教育中獲得與環境相關寬泛的基礎知識，更深入認識專業的需求和發展前景。

2）擴展環境工程的專業內涵，提升學生專業認同感和溝通、協作、表達能力。目前，歐美名校的環境工程人才培養理念已從單一的環境污染治理與修復技術能力的培養擴展到了環境保護相關國際事務的領導、管理能力的培養，環境工程的專業內涵也由單純的工程技術拓展到了與人類社會可持續發展緊密相關的技術、管理、法規類問題。這種轉變既體現在專業實踐課程的設置上，也體現在專業概論性引導課程和選修課的安排中，在選修課方面可增加其他專業教師開設專業選修課的種類和門數，拓展學生知識范圍和系統思維，為本科生提供更多選擇。

3）強化環境工程專業的產學研貫通式培養體系，促進科研、產業平臺與教學工作的深度融合。工程教育應注重實踐教學，一方面可以讓本科生盡早參加到教師的科研項目中，培養學生的科研興趣與邏輯思維能力；另一方面，應重視工程實踐能力的培養，盡可能多地為學生提供參與實際工程設計、運行和管理的機會，提高學生的工程素養。

4）基于環境工程專業交叉學科的特性，培養具有多學科背景的復合型人才。當前環境保護與生態文明建設進入到了信息化、智慧化的新發展階段，亟需培養具備復雜數據處理及數理分析能力的高級生態環境保護人才，環境工程應該與應用數學、統計學、人工智能等學科交叉融合，培養既能夠掌握環境工程專業知識，又掌握數理計算方法與工具，具有大數據處理能力，具備解決復雜環境工程問題能力的復合型精英人才。

參考文獻：

[1] 李海花，王欣怡.美國工業互聯網聯盟（IIC）最新動態[J].電信網技術，2016（8）：34-36.

[2] 張翼燕.英國“綠色工業革命”十點計劃[J].科技中國，2021（4）：93-95.

[3] 陸國棟.“新工科”建設的五個突破與初步探索[J].中國大學教學，2017（5）：38-41.

[4] 崔秋娜，牛哲薈.工程教育認證背景下地方高校應用型人才培養探索[J].科技與創新，2022（18）：19-21.

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[8] University of Cambridge，Department of Engineering，Prospective Undergraduates[EB/OL].http：//www.eng.cam.ac.uk/undergraduates/prospective-undergraduates-0.

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[10] Engineers Australia， Stage 1 Competency standard for professional engineers[EB/OL].https：//www.engineersaustralia.org.au/publications/stage-1-competency-standard-professional-engineers.

[11] The university of Queensland，Programs and Courses，Engineering（Honours）[EB/OL]. https：//my.uq.edu.au/programs-courses/requirements/program/2455/2023.

[12] University of Cambridge， Undergraduate Study[EB/OL]. https：//www.undergraduate.study.cam.ac.uk/courses/engineering.

[13] Imperial College London， Programme Specification 2021-22[EB/OL].https：//www.imperial.ac.uk/media/imperial-college/study/programme-specifications/civil/2122/Progspec-H202-MEng-Civil-Engineering-with-a-YA-2021-22.pdf.

[14] Monash University， Course progression map for 2023 commencing students[EB/OL].https：//www.monash.edu/__data/assets/pdf_file/0009/3000240/2023-map-E3001.pdf.