面向工程化特色的环境类卓越工程师人才教学方法改革与实践

吴云 王捷 赵学辉 贾辉

摘 要：本文围绕环境类卓越工程师人才培养目标，针对现有环境工程专业教学过程中重专业基础教育轻实践教育的现状，在传统教学方法基础上，以增加综合性案例及结合实际工程项目教学为基础，利用科研及工程反哺基础教学；加强校外实习实践基地建设，开展工程化实践教学，使学生直接参与项目的设计、分析和研究中，构建与创新了面向工程化特色的环境专业教学方法。

关键词：环境工程专业 卓越工程师计划 面向工程化 教学体系 践实习

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（a）-0203-02

近20年来，环境工程专业迎来了快速发展，据教育部统计，截止到2015年3月，全国共有360所高校开设了环境工程专业。但全国还是普遍存在高校环境工程专业培养出的人才不能满足用人单位需求，从而造成了环境专业人才市场的“假饱和”现象，客观上推动了考研大军的形成，增大了日后的社会就业压力。分析其原因主要是两方面：一是针对现有职业目标所制订的综合的、高强度培养模式导致学生所学内容过于分散，理论教学过重，动手实践能力差，缺乏工程素养；二是全国高校大范围的扩招导致环境工程专业学生人数激增，也为人才培养带来了诸多问题，特别是在工程实践、工程能力培养方面学校缺乏相应平台资源、社会资源和师资力量，急需建立新的人才培养模式。针对环保事业蓬勃发展与环保人员就业难这一突出矛盾，“分层次”和“分类型”应当成为高校环境工程类人才培养的必然模式[1]，环境类卓越工程师人才教学方法改革与实践势在必行。

1 理论教学与实践教学相结合的多元化教学方法改革

教学实践中将传统的以理论教学为主的讲授法、演示法、练习法、实验法等方法，与注重于工程实践能力培养的案例讨论法、情景模拟法、虚拟网络法、现场实习法等有机结合，形成多元化的教学方法[2]。

（1）在基础理论课方面，包括数学、物理、流体力学、化工原理、微生物学等课程，仍采用传统的以课堂理论教学为主的讲授法、演示法、练习法等方法。同时将课堂教学与实验教学相结合，可以使学生把最基本的应用知识同书本知识联系起来，以获得比较完全的知识，又能够培养他们的独立探索能力、实验操作能力和科学研究兴趣。

为培养学生们的创新思维意识，要求改变以往的实验教学方法及手段，采用双语教学、重复工程实例等方式吸引学生注意力，提高实验教学效果。对新开的实验课和增开的实验内容严格把关，完善实验讲义和实验计划。这些都使得学生的实验主动性与积极性大幅度提高，实验的独立性也增强。学生在實验中渐渐学会如何运用已学的知识解决和处理在实验中所遇到的问题。

（2）在专业理论课方面，包括水污染控制、大气污染控制、固废处理技术等课程，以满足用人企业对本科毕业生实验能力及工程应用能力的需求，将注重于工程实践能力培养的案例讨论法、情景模拟法、虚拟网络法、现场实习法等与课堂理论教学方法有机结合，充分发挥学生的自主创新思维，形成多元化的教学方法。构建了课堂教学、设计、实践等系列化的教学方法的探索，突出“教、学、用”[3]。例如通过“水污染控制实验”使学生掌握基本水处理工艺原理，学会选择基本工艺及其组合工艺处理各种水体。突出融合学生、社会、教师三方的需求，使学生在掌握水处理基本概念和原理的基础上进一步强化工艺应用原理、工艺设计、运行操作等方面的理论和实践技能。通过“环境工程课程设计”等系列课程的改革，使学生获取工程设计、现场调试、运行维护等实践技能，在掌握理论知识的基础上增强“实战”能力，为各用人单位输送受过规范污染物处理工艺技术应用训练的专业人才，缩短用人单位对毕业生的专业技能培训时间，满足现代企业对人才的需要。

（3）在专业实践课方面，包括环境工程综合实验、环境专业课程设计、认识实习和生产实习等课程。它们是建立在专业基础课和专业课基础上的实验训练，更加侧重于理论知识的认识、运用、处理工艺，以及工程设备等的设计、计算。

“环境工程专业综合实验”是环境工程专业必修课，为了适应环境工程卓越人才的培养需要，突出实验课的特色，贯彻理论联系实际的原则，要求本科生于第七个学期开学初用两周的时间选择两个综合实验开展实验工作。通过采用课堂讲解和学生查阅最新英文文献两种模式开展本课程的讲授，在授课中还需给出英文专业名词，这样有利于学生们了解环境工程领域国际最新发展趋势。通过这样的学习过程，大大增强了学生们主动学习的热情，全面提升了学生创新实践能力。

2 强化科研反哺教学、工程反哺教学

注重教研相长，针对环渤海区域水资源短缺与水污染严重的现状，一方面重视水处理领域中新理论与新技术的科学研究，同时注重将自主研发的科研成果不断转化为学生实验科目，在理论与实验教学中突出新型环境污染处理工艺的应用及工程实践，成功将国家863重大专项“膜—生物反应器的工程化与应用”、科技部中小企业创新基金“中空纤维膜连续微滤成套装置”、天津市科技创新专项基金项目“膜法饮用水处理技术研究及示范工程”等科研成果，转化为“印染废水光催化膜-生物反应降解脱色实验”“中空纤维膜连续微滤实验”“饮用水膜法处理实验”等实验科目，使学生所掌握的相关知识与技能始终处于专业前沿。在这种教学方法的带动下，也激发了卓越班学生的科研热情，积极地参加到科技论文的写作和科技专利的申请活动中。

自此基础上，教研室积极引导学生参加全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛，组织参加各省市级化学及环境学科创新与实践能力邀请赛等。知识竞赛及科技竞赛能够激发学生学习的热情和创新思维，活学活用在课堂上学到的理论知识，促进学生了解环境工程中的趣味知识，锻炼学生的实验动手能力。在教研室的积极推动下，该专业本科生在国家级、省市级知识竞赛及科技竞赛中屡获殊荣。

3 加强校外实习实践基地建设，开展工程化实践教学

为了强化工程实践教育，给学生更多的机会接触实际应用工程案例，教研室着重加强了校外实习实践基地的建设，每届卓越工程班全体学生（约30名）会根据学生志愿被分派到实践基地进行累计每人6个月左右的工程实习实践。

进一步加强校企合作，对实践教学内容、实践教学方法、实践课程体系等进行改革和研究，构建一套适应环境工程行业卓越工程创新人才培养需要的校企实践教学模式；建立一套完善的工程实践教学运行机制和实践教学管理体制。同时聘请了校外实践基地企业里的专业技术人员为卓越工程师校外导师，采取请进来走出去的方式，整合新增了校企联合授课课程“环境专业课程设计”“环保设备”“水污染控制技术”“水污染控制实验”“环境工程技术发展与实践”等教学与实践课程。

4 结语

在积极推进“卓越工程师计划”的进程中，按照行业标准和用人单位的要求，结合学校及专业的特点和实际情况，构建面向工程化特色的环境类卓越工程师人才培养的实践教学体系势在必行。该体系通过课堂教育和实践实习两条途径开展教学活动，实现对学生的基本实验技能、专业综合技能、工程实践能力和创新能力的培养，对环境类卓越工程师培养具有较强的现实意义。

参考文献

[1] 林健.高校“卓越工程师教育培养计划”实施进展评析（2010—2012）（下）[J].高等工程教育研究，2013（5）：13-24.

[2] 孙红亮，杨康，朱德贵，等.材料失效分析教学方法的研究与改革初探[J].中国现代教育装备，2017（15）：25-26.

[3] 吴晓丹，张林，吴宏东，等.“动静结合”方剂学教学法探讨[J].中医药管理杂志，2014，22（9）：1435-1436.

[4] 金昌寿，金明姬，权跃，等.基于卓越环境人才培养科研训练体系的构建初探[J].黑龙江畜牧兽医，2015（20）：43-45.