新工科背景下西部高等農(nóng)林院校環(huán)境類工科專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革探索

夏天驕 王剛 黃懿梅

摘? ? 要：新工科建設(shè)是我國高等工科教育從頂層作出的整體布局，也對傳統(tǒng)工科專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)。基于此，文章以西北農(nóng)林科技大學為例，探索在新工科建設(shè)背景下，如何通過創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念、優(yōu)化人才培養(yǎng)方案、強化實踐創(chuàng)新訓練和完善質(zhì)量評價反饋機制等途徑改革西部高等農(nóng)林院校環(huán)境類工科專業(yè)的人才培養(yǎng)模式，以期為國家，特別是西部地區(qū)培養(yǎng)具有國際視野、創(chuàng)新思維和實踐能力，能夠在生態(tài)文明建設(shè)領(lǐng)域引領(lǐng)未來發(fā)展的卓越工程人才。

關(guān)鍵詞：新工科；西部高等農(nóng)林院校；環(huán)境類；人才培養(yǎng)模式

中圖分類號：G640? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2024）02-0004-03

2017年以來，教育部積極推動高等教育新工科建設(shè)，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，全力探索新時期、新形勢、新格局下我國高等工程教育發(fā)展的創(chuàng)新型理念和模式。生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護是我國的一項基本國策，環(huán)境問題的認知和解決需要環(huán)境類工程人才的主導作用。受地理環(huán)境、歷史條件、教育資源等制約，西部高等農(nóng)林院校環(huán)境類工科專業(yè)的發(fā)展水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量與中東部綜合性大學相比存在明顯差距。如何在新工科和生態(tài)文明建設(shè)的雙重背景下抓住機遇，對既有人才培養(yǎng)模式進行優(yōu)化改革，努力提高辦學質(zhì)量和高端人才輸送能力是西部高等農(nóng)林院校環(huán)境類工科專業(yè)面臨的新課題、新挑戰(zhàn)。本文以西北農(nóng)林科技大學環(huán)境科學、環(huán)境工程專業(yè)為例，對此問題進行深入分析和探討。

一、西部高等農(nóng)林院校環(huán)境類工科專業(yè)的概況

環(huán)境類工科專業(yè)包括環(huán)境科學與工程、環(huán)境科學、環(huán)境工程、環(huán)境生態(tài)工程、環(huán)保設(shè)備工程、資源環(huán)境科學、水質(zhì)科學與技術(shù)等，旨在培養(yǎng)掌握環(huán)境科學基本理論、基本知識和基本技能，能夠運用工程學手段解決實際環(huán)境問題的高端工程人才[1]。西部高等農(nóng)林院校的環(huán)境類工科專業(yè)具有顯著的地域和學科特色。雖然受到地理位置、發(fā)展水平、教育環(huán)境等諸多因素的限制，但在生態(tài)文明建設(shè)和美麗中國建設(shè)背景之下，近年來西部高等農(nóng)林院校環(huán)境類工科專業(yè)的發(fā)展取得了些許成績。

以西北農(nóng)林科技大學為例，其環(huán)境科學與工程系成立于1985年，于1996年和2006年分別獲批環(huán)境科學碩士和博士學位授權(quán)點，2011年和2012年分別獲批環(huán)境科學與工程一級學科博士學位授權(quán)點和博士后流動站，至此形成了完整的本、碩、博、博士后貫通式人才培養(yǎng)體系。環(huán)境科學與工程學科為省級一級重點學科，環(huán)境科學與生態(tài)學進入ESI（Essential Science Indicators）全球?qū)W科排名前1%。本科開設(shè)環(huán)境科學和環(huán)境工程兩個工科專業(yè)，其中環(huán)境科學專業(yè)為省級一流專業(yè)。

二、西部高等農(nóng)林院校環(huán)境類工科專業(yè)人才

培養(yǎng)模式存在的局限性

（一）人才培養(yǎng)規(guī)格單一

目前，西部高等農(nóng)林院校大多參照教育部制定的《高等學校本科專業(yè)規(guī)范》設(shè)置環(huán)境類工科專業(yè)人才培養(yǎng)目標，即以水、氣、固點源污染識別和阻控為重點。例如，西北農(nóng)林科技大學環(huán)境科學、環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)目標可簡要概括為，培養(yǎng)能在企事業(yè)單位和科教部門從事有關(guān)水、氣、固、土壤和其他污染的控制與治理、修復及評價等方面的調(diào)查研究、規(guī)劃設(shè)計、方案編制、施工監(jiān)理、預(yù)防管理和科研工作的專業(yè)技術(shù)人才。該培養(yǎng)目標基本照搬了傳統(tǒng)環(huán)境類工科專業(yè)的通用標準，并未體現(xiàn)西部農(nóng)林院校的學科特色和優(yōu)勢，難以達成為西部地區(qū)培養(yǎng)特色型、綜合型高端環(huán)境人才的目的。

（二）培養(yǎng)方案陳舊

新工科的內(nèi)涵是以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[2]。由此可見，新工科理念的提出，既是對新興產(chǎn)業(yè)的加持，也是對高校傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造。我國高等教育中的環(huán)境類工科專業(yè)起步雖晚，但發(fā)展迅速。生態(tài)環(huán)境問題的不斷演化和市場需求的不斷變化也使環(huán)境類工科專業(yè)內(nèi)涵/外延發(fā)生了新的變化。當代環(huán)境污染問題由傳統(tǒng)的工業(yè)點源污染逐漸轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)面源污染，其影響范圍擴展到地下、高空、海洋甚至外層空間。環(huán)境問題的應(yīng)對措施也從過去的污染修復逐漸過渡到環(huán)境質(zhì)量改善，從末端治理向預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理邁進。

新工科更加強調(diào)積極應(yīng)對新變化，通過新途徑、新方法處理新問題，培養(yǎng)能夠適應(yīng)時代和未來變化的工程人才。然而，大多數(shù)西部高等農(nóng)林院校環(huán)境類工科專業(yè)的人才培養(yǎng)制度卻難以匹配這一要求。西北農(nóng)林科技大學環(huán)境科學和環(huán)境工程專業(yè)現(xiàn)行培養(yǎng)方案中的課程設(shè)置仍偏重于微觀、介觀尺度的環(huán)境過程識別和傳統(tǒng)的污染防控技術(shù)，知識維度較為單一；課程內(nèi)容仍偏重于環(huán)境學基本理論，而對學生樹立生態(tài)文明新理念、認知生態(tài)環(huán)境新問題、掌握環(huán)境保護新方法等能力和素質(zhì)方面的培養(yǎng)還遠遠不夠；教學手段和方法仍以傳統(tǒng)的教師講授為主，學生在教學過程中的主觀能動性難以體現(xiàn)；考核方式過于簡化，仍大量采用閉卷考試和課程論文的形式，缺少柔性和個性化的考核形式。當前的培養(yǎng)方案難以適應(yīng)新工科視野下環(huán)境類工科專業(yè)內(nèi)涵/外延的新變化，也難以支撐培養(yǎng)環(huán)境類卓越工程技術(shù)人才的迫切需求。

（三）實踐教學基礎(chǔ)薄弱

相對于傳統(tǒng)工科，未來新興產(chǎn)業(yè)需要的是實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高水平工程人才。因此，工科專業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)極大程度上依賴于創(chuàng)新性、拓展性和實踐性教學環(huán)節(jié)的設(shè)立。然而，當前西部高等農(nóng)林院校對學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)力度還遠遠不夠，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。一是課程設(shè)置存在偏重理論教學，忽視實習實踐和工程設(shè)計環(huán)節(jié)的問題。以西北農(nóng)林科技大學為例，環(huán)境工程專業(yè)178分的畢業(yè)額定學分中綜合實踐教學環(huán)節(jié)占比16.8%，雖然學分和學時設(shè)置滿足國家工程教育專業(yè)認證的基本要求，但除卻其中占比較大的畢業(yè)設(shè)計（4.7%）和課內(nèi)實驗（3.9%），獨立實驗、實踐環(huán)節(jié)在課程體系中的比例就非常有限。二是具有工程實踐背景和經(jīng)歷的指導教師嚴重不足。近年來新進教師大多是來自于國際國內(nèi)研究型大學的應(yīng)屆博士畢業(yè)生和博士后研究人員，工科背景和從事工程技術(shù)工作的經(jīng)歷比較欠缺，在指導學生進行工藝過程認識和工程設(shè)計時缺乏經(jīng)驗。三是缺少支撐實踐教學所需的基本場地和基礎(chǔ)設(shè)施條件。實習基地、試驗空間和設(shè)備儀器的嚴重不足導致實習、實踐和設(shè)計類課程授課效果欠佳，甚至部分課程教學難以順利開展。雖然設(shè)置了校企合作、產(chǎn)教融合的平臺，但大多流于形式，企業(yè)參與學生工程實踐指導的環(huán)節(jié)非常有限。四是實踐教學的內(nèi)容過度依賴于書本，脫離和滯后于企業(yè)需求，學生實踐能力的培養(yǎng)缺乏社會適應(yīng)性。諸多因素導致學生的創(chuàng)新實踐能力得不到有效的鍛煉和提升。

（四）質(zhì)量評價體系不完善

質(zhì)量評價具有導向作用，教師和學生可以根據(jù)評價結(jié)果不斷規(guī)范、改進教學和學習過程，從而達到人才培養(yǎng)質(zhì)量持續(xù)提升的效果。而西部高等農(nóng)林院校的環(huán)境類工科專業(yè)人才培養(yǎng)大多缺乏完善的培養(yǎng)質(zhì)量評價環(huán)節(jié)，缺乏過程控制和動態(tài)調(diào)整機制。以西北農(nóng)林科技大學為例，雖然以“學生評教”的方式對教師教學質(zhì)量進行評價和監(jiān)控，但實施中普遍存在重結(jié)果、輕過程的現(xiàn)象。評價的細則和標準也比較“范式”，對實踐教學質(zhì)量和效果缺乏有針對性的評價指標。人才培養(yǎng)質(zhì)量評價的主體僅限于學校自我評價，企業(yè)評價和公眾評價基本空白。人才培養(yǎng)方案以五年為周期進行修訂，對在此期間產(chǎn)生的人才培養(yǎng)目標、制度、方法、過程等方面的新問題難以作出適時的調(diào)整和優(yōu)化。

三、西部高等農(nóng)林院校環(huán)境類工科專業(yè)人才

培養(yǎng)模式改革的建議

（一）更新人才培養(yǎng)理念，確立“創(chuàng)新”和“應(yīng)用”

主導的培養(yǎng)目標

新工科建設(shè)旨在培養(yǎng)能夠持續(xù)適應(yīng)、持久貢獻的卓越工程人才。雖然環(huán)境類專業(yè)不是本輪新工科建設(shè)的重點專業(yè)，但也應(yīng)順應(yīng)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大形勢，抓住創(chuàng)新發(fā)展的寶貴機遇，對標新工科建設(shè)要求，重塑人才培養(yǎng)理念，努力培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神和實踐能力的優(yōu)秀人才。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，不但要培養(yǎng)學生豐富的創(chuàng)新知識、敏銳的創(chuàng)新思維，更要著力培養(yǎng)他們寶貴的創(chuàng)新品質(zhì)和堅韌的創(chuàng)新意志，其目的是為解決不斷出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境新問題，滿足人們改善生活環(huán)境和建設(shè)美好家園的需求提供持續(xù)的人才支持。在生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略背景下，西部高等農(nóng)林院校應(yīng)該堅持問題導向，從自身特色出發(fā)，發(fā)揮農(nóng)林院校在傳統(tǒng)涉農(nóng)學科及農(nóng)村面源污染治理、農(nóng)林廢棄物高值化利用、城鄉(xiāng)一體化建設(shè)等領(lǐng)域的優(yōu)勢，為西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)和經(jīng)濟社會發(fā)展培養(yǎng)人才，努力實現(xiàn)地方高校對區(qū)域發(fā)展的支撐作用。

（二）優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，開展多元化人才培養(yǎng)

由于環(huán)境問題本身的系統(tǒng)性和復雜性，環(huán)境類工科專業(yè)具有理工結(jié)合、多學科交叉滲透的特點。新工科建設(shè)強調(diào)工科專業(yè)的實用性、交叉性與綜合性，提倡打破固有的學科壁壘，通過多學科交叉融合、協(xié)同發(fā)展，培養(yǎng)一批多元化、創(chuàng)新型的卓越工程科技人才[3]。本著以學生為本和以個性培養(yǎng)為核心的多元化人才培養(yǎng)理念，環(huán)境類工科專業(yè)的培養(yǎng)方案也應(yīng)緊密圍繞創(chuàng)新的工程教育理念、學科專業(yè)特色和人才培養(yǎng)要求進行優(yōu)化升級。在課程設(shè)置上，可按照創(chuàng)新型、應(yīng)用型和復合型的培養(yǎng)類別分別設(shè)置選修課模塊，在保證學生掌握最基本的專業(yè)知識和技能的前提下尊重學生的個性化發(fā)展；充分體現(xiàn)環(huán)境科學與相關(guān)學科的交叉滲透，開設(shè)如“環(huán)境土壤學”“環(huán)境地學”“環(huán)境信息系統(tǒng)”等多學科融合課程；根據(jù)學科和經(jīng)濟社會發(fā)展的最新動態(tài)不斷更新教學內(nèi)容，使授課內(nèi)容始終聚焦最前沿、最熱點、最典型的工程科技成果；適當減少理論課程門數(shù)，加大實踐類課程比重，減少課堂教學時數(shù)，增加課外自主學習和實踐課時數(shù)，利用實驗、實習、設(shè)計等創(chuàng)新實踐型教學方式強化學生對理論知識的掌握，多層次、多角度地引導學生將所學知識付諸實踐，強化學生的工程意識。學分設(shè)置上，適當放寬學生每年可修讀的最低和最高學分要求，學生可以根據(jù)自身情況靈活安排學習進程；鼓勵學生跨年級、跨專業(yè)、跨學院選課，采用有利于學生個性化發(fā)展的教學管理方式，為學生營造寬松的學習環(huán)境，使學生的個性潛能優(yōu)勢得到最大程度的發(fā)揮。教學方法上，增加案例教學、研討式教學、翻轉(zhuǎn)課堂等授課方式。教師在教學過程中拋出問題、提示方法、設(shè)置標準和評價方案，學生則根據(jù)教師的引導自主尋找問題的解決途徑，通過分析調(diào)研得出問題的解決方法，在此過程中培養(yǎng)學生的自我認知和自主學習能力。考核方法上，增加考核環(huán)節(jié)，加大課堂表現(xiàn)和課外實踐成果在總成績中的權(quán)重，建立案例考核、實訓環(huán)節(jié)考核、學生自評和小組互評等多元化考核方式，考核標準側(cè)重于學生認知、情感、態(tài)度、價值和能力而非僅知識層面的達成度。

（三）強化工程實踐訓練，加強學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)

新工科背景下的人才培養(yǎng)強調(diào)強化學生的工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力。環(huán)境類工科專業(yè)的實踐教學要以社會需求為導向，以實際問題為背景，以工程技術(shù)為主線，堅持科學研究與應(yīng)用實踐相結(jié)合、知識傳授與技能鍛煉相結(jié)合、工程能力培養(yǎng)與綜合素質(zhì)提升相結(jié)合的人才培養(yǎng)方式。具體實施過程中，一是要在課程體系和教學內(nèi)容設(shè)置上適當增加設(shè)計性、綜合性和創(chuàng)新性的實驗和實踐環(huán)節(jié)。學生在校內(nèi)完成通識課程和專業(yè)基礎(chǔ)課的學習任務(wù)之后，認識實習、生產(chǎn)實習、專業(yè)實踐和畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)安排到企業(yè)完成。特別是畢業(yè)設(shè)計，可以依托真實的企業(yè)生產(chǎn)過程開展和實施，引導學生適當參與企業(yè)生產(chǎn)管理、工藝開發(fā)和工程設(shè)計，將所學理論知識及時落地。二是建立具有豐富工程實踐經(jīng)驗的師資隊伍。要求中青年教師深入企業(yè)一線進行實踐鍛煉，了解國情、社情、民情，提高教師對工程技術(shù)和創(chuàng)新實踐的指導能力。聘請企業(yè)工程技術(shù)人員擔任行業(yè)導師，參與學生工程實踐和設(shè)計的指導工作。鼓勵教師進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程建設(shè)和教學改革，將教師指導學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽的情況納入考評體系，以實現(xiàn)“以賽促學、以賽促教、以賽促創(chuàng)”的目的。三是充分利用國家和省部級重點實驗室、野外觀測研究站、綜合試驗站和示范站等實踐基地，整合教學科研實驗室、儀器設(shè)備和科研力量等資源，打造可滿足學生工程思維培養(yǎng)、工藝過程認知、工程技能訓練和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)鍛煉的綜合實踐平臺。四是積極向校外資源延伸，廣泛吸納社會力量參與，打造工程教育責任共同體。通過與地方重點企業(yè)對接，深入推進產(chǎn)學研交叉融合，鼓勵企業(yè)參與到人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)中，校企聯(lián)合制定人才培養(yǎng)計劃，共同完成課程教學，共建實驗實訓平臺和科研創(chuàng)新基地。

（四）建立健全人才培養(yǎng)質(zhì)量評價反饋機制，促進人才培養(yǎng)水平持續(xù)提升

拓寬人才培養(yǎng)質(zhì)量評價渠道，在最基本的自我評價基礎(chǔ)上增加企業(yè)評價和公眾評價的環(huán)節(jié)。建立開放式的評價機制，通過線上問卷、交流座談、意見信箱等多種形式保證信息渠道的暢通和評價的常態(tài)化。對標新工科人才培養(yǎng)目標和社會需求設(shè)置評價指標并進行動態(tài)調(diào)整。對評價數(shù)據(jù)進行及時的統(tǒng)計分析，第一時間得到專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的量化數(shù)據(jù)并反饋給教學管理部門和基層教學組織，便于適時對人才培養(yǎng)模式進行必要的調(diào)整、完善和更新。建立評價反饋機制，通過編制評價報告、建立整改臺賬和開展改善后評價等措施，促進人才培養(yǎng)工作的不斷改進和人才培養(yǎng)水平的持續(xù)提升。

新工科建設(shè)旨在推動我國從工程教育大國向工程教育強國的轉(zhuǎn)變，使我國在未來全球創(chuàng)新系統(tǒng)中占據(jù)戰(zhàn)略制高點。培養(yǎng)具有全球視野、開創(chuàng)精神、能夠解決復雜工程問題的高素質(zhì)工程人才是新工科建設(shè)的重要任務(wù)。本文以西北農(nóng)林科技大學為例，探索了如何在新工科建設(shè)背景下對西部高等農(nóng)林院校環(huán)境類工科專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進行優(yōu)化改革，為加快西部農(nóng)林院校新工科建設(shè)進程，打造西部地區(qū)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境安全人才高地提供借鑒。

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