關于“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位項目建設的思考

摘 "要：“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位項目旨在培養具有理工融合能力的復合型人才，能解決復雜環境問題并掌握現代數理統計和大數據處理能力。該項目依托同濟大學環境工程（A+學科）和數學與應用數學（國家特色專業）兩大優勢學科，探索跨學科復合型人才培養新模式。項目設置融合型課程體系，由兩學科教師聯合開設，將數學知識融入環境工程領域。畢業生需完成規定的雙學位培養要求，達到理工融合、問題導向和數學基礎強化的復合型人才培養目標。該雙學士學位項目是推進環境工程學科與數學、化學、材料和生命科學等交叉融合，培養復合型“環境+”人才的積極嘗試。

關鍵詞：雙學士學位；環境工程；數學與應用數學；生態文明；教學改革

中圖分類號：G640 " " 文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2096-000X（2025）06-0051-04

Abstract： The the dual bachelor's degree program of \"Environmental Engineering-Mathematics and Applied Mathematics\" aims to cultivate multi-skilled talents with the ability to integrate science and engineering， capable of solving complex environmental problems and mastering modern mathematical statistics and big data processing capabilities. The program is based on the advantages of Tongji University's top-notch disciplines of Environmental Engineering （A+discipline） and Mathematics and Applied Mathematics （National Characteristic Discipline）， exploring a new mode of cultivating interdisciplinary compound talents. The program has established an integrated curriculum system co-taught by faculty from the two disciplines， incorporating mathematical knowledge into the field of environmental engineering. Graduates need to complete the prescribed requirements for dual degree cultivation and achieve the goal of cultivating compound talents with the integration of science and engineering， problem-oriented， and strengthened mathematical foundation. This dual bachelor's degree program is a proactive attempt to promote the cross-integration of environmental engineering with mathematics， chemistry， materials science， life sciences， and other disciplines， to cultivate multi-skilled \"Environment+\" talents.

Keywords： dual bachelor's degree; environmental engineering; mathematics and applied mathematics; ecological civilization; teaching reform

雙學士學位項目是近年來我國高等院校本科教育探索的復合型人才培養重要舉措之一[1]。2019年7月，國務院學位委員會第三十五次會議審議通過的《學士學位授權與授予管理辦法》明確提出“具有學士學位授予權的普通高等學校，可在本校全日制本科學生中設立雙學士學位復合型人才培養項目”“項目必須堅持高起點、高標準、高質量”。2020年3月，上海市教委首次發布關于試行開展雙學士學位復合型人才培養項目的通知，為適應經濟社會發展對復合型人才培養的需要，根據《國務院學位委員會關于印發〈學士學位授權與授予管理辦法〉的通知》（學位〔2019〕20號）文件精神，上海市試行開展普通高等學校雙學士學位復合型人才培養項目。2022年，同濟大學“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位項目獲批建設。

一 "“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位項目的建設背景

（一） "項目設置情況

環境工程學科以培養敢于直面復雜環境問題、勝任國家生態文明建設需求的卓越環境人才為重要目標，助力美麗中國、“雙碳”目標等國家重大戰略的實施[2]。目前，全球新一輪科技革命和產業變革孕育興起，環境學科前沿呈現多學科交叉和融合特征，特別是信息、大數據等領域的顛覆性技術創新驅動了以低碳、綠色、健康和智能等為特征的重大環境科技變革，對環境人才的培養提出更高要求[3]。《中共中央 國務院關于深入打好污染防治攻堅戰的意見》提出持續改善生態環境，生態文明建設實現新進步，加快推動綠色低碳發展，構建智慧高效的生態環境管理信息化體系。

在此背景下，基于同濟大學環境工程A+學科卓越工程師培養的雄厚基礎和數學與應用數學專業的特色優勢，首次設立“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位復合型人才培養項目，通過學科交叉、理工融合，培養具有解決復雜環境工程問題的能力又通曉統計學原理，掌握現代數理統計方法和數學建模知識，具有大數據處理、統計分析能力的復合型專業人才，并培養具有工程能力與數理素養的新時代生態文明建設的生力軍。

（二） "項目依托專業的情況介紹

1 "依托專業之一：同濟大學環境工程專業

同濟大學環境工程學科始建于1978年，是全國高等院校中最早創建的環境工程學科之一，1981年首批設立環境工程碩士點；1983年首批設立環境工程博士點；1999年首批建立環境科學與工程一級學科博士后流動站；2000年首批獲得環境科學與工程一級學科博士學位授予權；2001年獲批為國家重點學科和上海市重點學科；2007年首批通過了國家工程教育專業認證，同年被授予國家級特色專業；2010年成為教育部首批卓越工程師教育培養試點專業；2017年獲批建設世界一流學科計劃；2022年滾動入選一流學科計劃；2019年首批入選國家級一流本科專業建設點。在教育部學科評估中，環境科學與工程學科為A+。學科擁有污染控制與資源化研究國家重點實驗室、城市污染控制國家工程研究中心、環境科學與工程國家級實驗教學示范中心等國家級科研與教學平臺。專業師資力量雄厚，擁有院士、國家杰出青年基金獲得者等多名國家級人才，獲得多項國家和省部級科技獎勵與教學成果獎，擁有國家級一流本科課程4門，歷年來培養了大批引領生態環境保護事業的杰出人才，在國內外環境工程領域享有盛譽。

2 "依托專業之二：同濟大學數學與應用數學專業

數學學科為同濟大學傳統特色學科，建于1945年，底蘊深厚，數學與應用數學專業入選國家級特色專業、教育部強基計劃、國家基礎學科拔尖學生培養計劃2.0基地。該學科2005年獲批國家工科數學課程教學基地，2007年獲教育部基礎數學重點學科，擁有兩門國家精品課程和4門上海市精品課程，獲上海市教學成果一等獎等多項獎項。同濟版《高等數學》榮獲“全國優秀教材特等獎”，6門課程入選國家一流本科課程。率先成立“智能計算與應用”數學中心，獲批上海市智能計算前沿科學研究基地，在培養具備數學基礎和科學思維能力，能夠開展大數據處理和統計分析的一流人才方面成效顯著。

3 "項目特色與優勢

本項目符合我國生態文明建設重大戰略及大數據時代社會經濟發展的人才培養需求，在國內首次探索環境工程與數學與應用數學融合的雙學位復合型人才培養模式。基于兩個學院的優質資源，強強聯合，優勢互補，深度融合，開設一批融合型課程，并在實踐環節實現80%以上融合度，授課教師具有“環境工程-數學與應用數學”的交叉研究背景和開設融合課程的實力，能推動兩個專業開展聯合教學和研究，為學生搭建跨理工學科人才培養及職業發展平臺，培養能夠勝任生態環境保護領域規劃設計、運營管理、研究開發、數據分析與模擬預測工作的復合型精英人才，學科交叉培養優勢顯著。

二 "針對“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位項目的思考

（一） "通過理工融合、學科交叉，在環境工程人才培養全過程融入信息時代、大數據時代對環境人才的新需求

環境問題具有高度綜合性和復雜性，在“降碳、減污、擴綠、增長”的要求下，綠色、低碳、健康多元目標融合下解決復雜環境問題是未來重要發展趨勢[4]。環境問題復雜性及環境功能目標多元性亟需通曉統計學原理，掌握現代數理統計方法和工具，具有大數據處理、統計分析能力的復合型卓越人才。在環境工程人才培養中，需要在理論課—專業課—實踐課—論文（設計）等各個環節融入數理分析相關內容；需要有機融合應用隨機過程、數理統計、實用回歸分析和統計計算等基礎數學知識于環境工程+應用數學融合性課程，在對環境問題科學解釋的同時，利用統計學為基礎的數學工具給出數字化、智慧化的創新解決方案。此外，雙學士學位培養目標的制定也需要考慮合理性，如何能夠在四年教學時間內完成兩個專業的培養要求（而非兩個專業目標的簡單疊加），需要重視本科生客觀學習與成長規律，制定合理的培養目標。

（二） "有機融合環境工程和數學與應用數學兩個專業的學科內容，形成包括融合課程在內的高質量課程體系

雙學位融合課程是為雙學位專門建設的課程，由環境工程、數學與應用數學兩個專業的教師聯合設計教學內容并開設，屬于核心教學內容。如何建設覆蓋理論課、專業課、實踐課等不同類型的融合型課程是項目建設的重要研究內容之一[5]。此外，“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位項目的兩個專業屬于工科與理科的結合，需要在課程設置上要充分研究課程屬性與融合方式，通過環境場景化案例體現應用數學的“邏輯性與應用性”，通過應用數學的融合驅動實現環境問題解決方案的“數字化與智慧化”。為了實現“1+1gt;2”的效果，在課程體系建設上還需要重新梳理各個課程的內在聯系，建設高質量雙學士學位課程體系。

（三） "在卓越工程師培養的基礎上，結合兩個學科的特點，建立高質量的雙學位人才培養機制與質量保障制度

雙學士學位項目為本科生提供了更綜合和更高要求的培養目標[6]。為了保障雙學士學位人才培養質量，需要結合環境工程卓越工程師培養要求和數學學科培養特點，從師資隊伍建設、課程質量、教學管理制度建設和教學質量保障機制建設等方面開展系統研究工作，從而建立高質量的人才培養機制與質量保障制度，確保雙學士學位人才培養目標的實現[7]。

三 "“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位項目的探索

（一） "人才培養目標

在我國生態文明建設以及全面實施國家大數據重大發展戰略的背景下，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的需求量日益增加[8]。本項目基于同濟大學兩個優勢學科在人才培養上的特色和優勢，并在學科交叉融合、前沿探索的建設思路引導下，培養既能夠掌握污染防治、環境規劃與管理、生態資源保護等方面的知識，具有解決復雜環境工程問題的能力，又通曉數學原理，掌握數理統計方法與工具，具有大數據處理、現代統計分析能力的復合型精英人才。畢業生既能夠勝任環境保護領域數據分析與模擬預測等科學研究工作，又能夠在環境工程規劃、設計、運營、研發、管理和統計調查等領域成為領導型人才。在發展預期方面，畢業五年左右，學生有望成為具有高級數據處理及信息挖掘能力，基于理工融合創新理念與數理思維解決復雜環境工程問題的骨干力量；畢業十年左右，有望成為具備工程素養和數理素養的數字時代下生態環境保護行業的領導者。

（二） "課程體系設置情況

建設高水平雙學位課程體系時，充分體現出跨學科、復合型、創新性和高質量的要求[9]。雙學位課程體系包括通識教育課和大類基礎課、專業基礎課、專業必修課、專業選修課、實踐課程和個性課程等。其中，專業必修類課程由環境工程類、數學類和融合類三類課程構成。

融合課程建設是雙學士學位建設的重點工作之一[10]。雙學位融合課程是為雙學位專門建設的課程，由環境工程與數學與應用數學兩個專業的教師聯合設計教學內容并開設，屬于核心教學內容。融合型課程具體分融合型專業必修課、融合型專業選修課和融合型實踐課程。融合課程教學過程中，通過實現數學知識在環境工程領域的應用，對環境問題進行科學解釋，同時利用數學工具給出數字化、智慧化的創新解決方案。具體而言，融合型專業必修課屬于必修課環節，建設課程包括環境評價與規劃、污水處理數學模型、廢物管理與物質流分析等。融合型專業選修課屬于選修課環節，建設課程包括地表水質模型、城市水資源規劃與管理、環境工程儀表與自動化控制、環境工程模擬仿真和環境數據處理等。融合型課程設計涵蓋污水處理、固體廢物處理、大氣污染控制三個方向，由兩個專業選擇目前環境工程領域前沿問題如數字城市、智慧水務、固體廢物物流分析等交叉方向開展課程設計。

（三） "雙學士學位畢業要求

雙學士學位專業學生獲得學位證及畢業證需要遵循《同濟大學本科生學籍管理規定》并完成《環境工程-數學與應用數學雙學士學位培養方案（試行）》，即在校學習期間完成教學培養計劃的各項要求，修滿規定的學分并考核合格。課程學習和畢業設計（論文）的成績需表明其確已較好地掌握本專業的基礎理論、專門知識和基本技能，并具有從事科學研究工作或擔負專門技術工作的初步能力。在規定年限內取得畢業資格，規定學制為4年，允許學生在最長6年內取得畢業資格，在修業年限內修讀完雙學位專業人才培養方案規定要求的全部課程和實踐性教學環節、畢業設計（論文），并達到畢業要求的最低學分。

四 "“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位項目建設的挑戰

（一） "創新“環境工程-數學與應用數字”雙學士學位教學模式

本項目是國內首次設立“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位項目，尚無任何先例可循，具有較強的創新性。在項目建設過程中，需要相關負責老師積極探索符合雙學位項目的教學方式，掌握雙學位項目教學培養規律，最終培養理工融合、問題驅動-數學基礎強化的雙學位復合型人才。在雙學士學位項目教學師資隊伍建設上，破除專業壁壘，由學院院長、教學副院長、學科系所負責人、雙學位班主任及核心骨干專任教師組成。成員年齡結構分布合理，具有高級職稱，博士學位、高層次人才占比高。其中，大部分教師具有學科交叉基礎，能承擔開設高質量專業融合核心課程，能推動兩個專業開展聯合教學和研究。

（二） "建設雙學位融合型理論課程體系

雙學士學位項目需要針對人才培養需求，建設融合型課程，本身具有一定挑戰性。針對該雙學士學位項目，構建“跨學科、復合型、創新性、高質量”的雙學位課程體系。融合課程在雙學位課程體系中屬于核心教學內容，通過學習達到數學知識在環境工程領域的應用，對環境問題進行科學解釋，同時利用數學工具給出數字化、智慧化的創新解決方案。建立雙學士學位項目教學質量保障機制。為了保障和提高“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位項目教育教學質量，規范和強化教學管理，項目確立了以提高教育質量為導向的管理制度和工作機制，建立集教學管理、質量檢查與評價、教師培訓等方面于一體的校院兩級教學質量保障體系。

（三） "探索雙學位融合型實踐課程體系

實踐教學是本科教學的重要組成部分。針對環境數學雙學位項目特征，針對性加強雙學位實踐基地建設，在傳統環境工程學科基礎上加強數學賦能[11]。基于“環境+數學”兩個專業的特點，結合卓越環境工程師培養要求，形成環境問題驅動-數理素養強化的實踐教學模式，培養具有解決復雜環境工程問題的能力，又通曉統計學原理，掌握數理統計方法與工具，具有大數據處理、現代統計分析能力的復合型創新卓越工程師。積極探索將實踐教學與城市智慧水管家系統、水務大腦數智化管控平臺、生態智慧運營平臺等環境領域人工智能系統相結合，開拓實踐教學資源，并將國家“水資源、水環境、水生態、水安全、水文化”戰略與紅色教育相結合，激發學生參與美麗中國建設的熱情。

五 "結束語

傳統環境工程人才培養模式植根于市政工程的建設和發展需要。隨著新時期環境保護與生態文明建設推進的新形勢、新變化，亟需培養后環境工程時代的復合拔尖創新人才，培養環境工程人才亟需進行學科交叉與融合（環境+數學、環境+化學、環境+材料以及環境+生命等），“環境工程-數學與應用數學”雙學位項目為推進復合型“環境+”人才培養模式開展了有益探索。“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位基于“環境+數學”兩個專業的特點，結合卓越環境工程師培養要求，構建“跨學科、復合型、創新性、高質量”的雙學位課程體系，形成環境問題驅動-數理素養強化的人才培養模式，培養具有解決復雜環境工程問題的能力又通曉統計學原理，掌握數理統計方法與工具，具有大數據處理、現代統計分析能力的復合型創新卓越工程師。“環境工程-數學與應用數學”雙學士學位項目是同濟大學環境工程學科開展的積極探索，以期為其他兄弟院校成立類似雙學位項目提供參考與支撐。

參考文獻：

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