面向农业的环境工程专业实践教学体系与平台构建

周权锁，陆隽鹤，周立祥，张旭辉，邹建文

面向农业的环境工程专业实践教学体系与平台构建

周权锁，陆隽鹤，周立祥，张旭辉，邹建文

（南京农业大学 资源与环境科学学院，江苏 南京 210095）

农林院校环境工程专业在夯实共性工程能力前提下，以农业环境污染控制特别是以养殖废水处理和农业废弃物等有机固体废物处理为突破口，构建面向农业的环境工程实践教学体系和实践平台，实现对面向农业的环境工程专业学生工程能力的培养。

农业环境污染控制；新工科；实践教学体系；实践平台

培养学生的工程能力是工程教育认证的核心与关键。按照教育认证专业补充标准，就是要对实验条件、实践基地、实践平台及实践环节进行考察和认证[1]。我校环境工程专业长期致力于实践教学基地和平台建设，2005年承办了“全国高等学校环境工程本科专业实践教学研讨会”，全国91所高校教师代表现场观摩了我校环境工程专业实践教学“南农模式”；2009年通过教育部工程教育专业认证，是首批通过该认证的行业性高校。随着我国农业的集约化和规模化发展，新的农业环境污染问题凸显，以农业环境污染控制为主要目标，特别是以养殖业废水处理和农业废弃物等有机固体废物处理为突破口，建设面向农业的环境工程实践教学体系与平台是农林院校环境工程专业的新课题[2]，值得深入研究与实践。

1 农林院校建设面向农业的环境工程实践教学体系与平台的必要性

1.1 行业性高校环境工程专业本科生工程能力亟待加强

包括地矿类、师范类、医学类等在内的行业性高校，其学生普遍存在工程能力较弱问题。对于行业性高校环境工程专业来说，如何提升学生“工科”素质、提高培养质量、实现从“软”（如农学）向“硬”（工学）的转变，一直是政府有关部门及行业性高校师生非常关注的问题。通过构筑让学生自己动手操作的实训平台、优化相关课程设置，以及借助社会力量（科研院所、设计院、国内外高校和企业等）办学等措施，以达到强化实践教学的目的是十分必要的。

1.2 是环境工程专业新工科内涵的必然要求

当前，农业的集约化和规模化发展带来的新的环境污染问题，在一些地区甚至引发不少群体事件和食品安全事件。例如，近10年来我国迅猛发展的畜禽养殖业（年生猪出栏14亿头、奶牛常年存栏4000多万头）每年产生粪污38亿吨，这种高SS、高氨氮、高COD的“三高”养殖粪污废水及有机固体废物-畜禽粪便都会引发环境污染问题[3]；种植业中的秸秆和废弃果蔬问题、农业面源污染问题、土壤污染与修复问题等，都是现代农业引发的新问题。在水处理方面，传统的环境工程主要着眼于市政生活污水和部分工业企业废水的处理；在固废处理方面，则主要着眼于生活垃圾处理和工业固废利用。而对于面向农业的农林高校环境工程专业来说，不但应使学生掌握应知应会的“共性”工程知识和技能，还应多学科融合，采取面向农业的新的人才培养模式，培养学生利用工程措施解决农业环境污染问题的能力。

2 实践教学体系建设

2.1 按照环境工程专业认证要求，夯实工程类基础技能

按照环境工程专业认证补充标准对实验条件、实践基地、实践平台及实践环节的要求，初步建立环境工程工科实践教学体系[4]，夯实流体力学、环境工程原理、工程制图、环境工程设计及水、气、固废污染控制工程等一般工科类课程基础技能，并增设机械基础、排水工程、环境工程设备、工程概预算、仪表自动化、电子技术、电工技术等工科课程及实践，使学生具有扎实的工程设计、实施与工程管理的基本技能。

2.2 优化实践课程设置

以优化课程设置为基础，以大幅提升学生工程能力为目标，除“水污染控制工程”“环境工程设计”“排水工程”外，还开设与农业面源污染控制、养殖废水处理和土壤污染防治等与农业环境保护相关的课程，如“畜禽粪污废物生物处理”，使学生具备胜任农村环境问题和农业面源污染问题治理的能力。若因课时所限，这部分课程也可安排在实践教学环节完成。

2.3 开设和开放系列实验

根据人才培养方案和循序渐进的原则，把“环境微生物学”“环境监测”“固体废弃物处理与处置”“废弃物生物处理与资源化”“水污染控制工程”和“污水生态处理工程”等课程的实验重新编成“环境工程实验”系列I、II、III和IV[5-6]，开展适应本科生差异化发展的实验实践项目研究[7]，多层次实验教学模式研究[8-9]，以及开放实验研究[10-11]与应用[11-12]，使实验课教学和对学生动手能力的培养更系统，避免课程单独开设时的项目和内容重复。

2.4 强化农林院校特色实验课程及实验技术教学

强化以下特色实验课程及实验技术教学，突出农林高校的优势和特色：微生物类的环境工程微生物学、生物工程设计实验技术[13]；土壤类的土壤学、环境土壤学实验技术；固体废物处理类的固体废物处理处置与资源化、固体废物生物处理技术、农业固体废物处理实验技术等。

2.5 学生全员参加SRT训练和创新创业教育培训

学生从2年级开始每3~5人组成一个SRT小组，设一位主持人，由专业教师负责指导其科研训练和创新创业教育培训。这些活动均利用课余时间在开放式教学实验室、导师科研实验室、实习实训平台和创新创业教育基地举办，要求学生定期汇报和总结。少部分项目所需经费由院教务部门解决，大部分则由专业教师科研费解决。是否认真参加SRT计划和创新创业教育培训（对学生），以及是否认真做好SRT计划和创新创业教育培训（对教师），作为对学生和教师业绩考核的重要依据。

3 实践教学平台建设

在高校内自行构筑集主流环境工程技术和单元操作于一体的环境工程校内实训平台及其配套设施，并与校外工程类企业，如环境设备制造企业、环境工程运营企业等建立产学研合作创新创业教学基地，最终形成工程实践教育综合平台与基地。此外，与有关企业建立长期合作关系，开展“（政）产学研用”[14]合作教育，并建立有针对性、可操作的农林院校环境工程工科实践教学评价体系。

通过构建上述的实践教学和实践平台，科学安排实习实训内容，有利于对环境污染控制专业人才的培养。我校基于近15年环境工程综合实习实训基地建设经验，采取了学校基建投资、教育部修购计划、学科与科研经费购置设备和维持运行的操作模式，并依据农林院校新工科的特色与内涵，扩大建设内容，分步建成集养殖废水集中处理、污水污泥脱水、沼气发酵、垃圾畜禽粪便污泥等高温堆肥、污水人工湿地处理、废物焚烧、恶臭气体工程化除臭等若干技术和操作单元于一体的新平台基地。该基地配有学生生活配套设施，学生可在基地反复操练，自行调节参数、记录数据和观测处理效果，该基地还对周边大学共享开放。此外，利用“产学研用”一体化建设校外实习基地[15]，如依托校外企业建立了3个畜禽粪便处理与资源化生产基地[16]。

4 实践教学体系和平台建设保障措施

4.1 加强工科“氛围”建设，提高师生工程意识

早期的农林院校环境工程系由于从事工程技术开发的教师少，或者承担工程项目少，常常缺少工程“氛围”。通过以下举措提高教师和学生的工程意识：

（1）鼓励环境工程系教师参加注册环保工程师取证考试。使之认识、熟悉和掌握有关环境工程的理论和技术，营造工程氛围；

（2）要求学生完成毕业设计，并建立导师制和专门的指导小组定时集中指导制度；

（3）要求承担环境污染处理工程项目的教师尽可能带学生参与工程施工调试或参观运营管理，从而提高学生的工程意识。

我校近年来承担了30多个以养殖废水处理为主的各类废水工程项目，请工程负责人担任环境工程专业的班主任、SRT导师、创新创业导师和毕业设计指导教师，尽可能给学生营造良好的工程氛围。

4.2 提高教师工程能力和教学水平

农林高校环境工程专业新引进的教师需具有给排水背景或化工背景或与环境工程相关的工科背景，对于目前在岗的不具有这些背景的教师，应将其纳入有工程项目设计调试运营任务或包含环境工程企业人员的教师团队，参与对学生的工程问题指导，定期或不定期聘请校外市政设计院的专业人员举办培训和交流活动，提高教师的工程意识和工程设计能力。

5 结语

农林高校对于卓越环境工程师的培养，应在夯实环境工程专业共性工程能力前提下，以农业环境污染控制特别是以“三高”养殖废水处理和农业废弃物等有机固体废物处理为突破口，构建新的环境工程实践教学体系和可以共享的综合实习实训平台与基地，并通过其他保障措施，实现对面向农业的环境工程专业学生工程能力的培养。

[1] 陈利华，赵津婷，刘向东.从工程教育认证视角重构第一课堂实践教学体系[J].中国大学教学，2015(12): 60–67.

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[4] 彭永臻，崔有为，王淑莹.环境工程专业研究型实践教学体系的构建[J].实验技术与管理，2007, 24(3): 14–18.

[5] 周权锁，葛滢，周立祥.以创新理念改革资源环境类专业的基础性实验[J].中国农业教育，2010(3): 46–47, 37.

[6] 周权锁，马宗骏，高彦征，等.科研内容和成果向专业实验教学项目的转化[J].中国农业教育，2009(5): 59–61.

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[8] 周权锁，赵海燕，凌婉婷，等.多层次实验教学模式的探索与思考[J].高等理科教育，2008(5): 113–116.

[9] 郭华东.开放化学实验项目层次化设计[J].长春师范大学学报，2014, 33(8): 158–159.

[10] 陈兴都，杨成建，张爱宁，等.改革环境微生物实验教学模式培养学生综合素质[J].中国教育技术装备，2011(24): 125–126.

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[13] 房月芹，任月萍，郑砚仁.《环境工程工艺综合实验》开放式设计性实验教学模式的探索[J].大众科技，2016, 18(6): 100–101, 148.

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[15] 周权锁，李荣，徐国华.推进深度“产学研用”合作、校企协同人才培养机制的研究与实践[J].高等农业教育，2014(12): 60–63.

[16] 周权锁，马晶，巢玲，等.校企“产学研用”合作教育的卓越人才培养模式研究与实践[J].高校实验室工作研究，2014(3): 81–83.

Construction of practical teaching system and platform for Agricultural Environmental Engineering specialty

ZHOU Quansuo, LU Junhe, ZHOU Lixiang, ZHANG Xuhui, ZOU Jianwen

(College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agriculture University, Nanjing 210095, China)

On the premise of consolidating the common engineering ability and by taking the control of agricultural environmental pollution, especially the treatment of organic solid wastes such as aquaculture wastewater and agricultural wastes as the breakthrough point, a practical teaching system and platform for agriculture-oriented environmental engineering are constructed, and the cultivation of students’ engineering ability in Agricultural Environmental Engineering specialty is realized.

agricultural environmental pollution control; new engineering; practical teaching system; practical platform

10.16791/j.cnki.sjg.2019.07.045

G642.0

B

1002-4956(2019)07-0185-03

2018-11-27

教育部新工科“环境、纺织、轻工类项目群”立项项目“面向农业环境污染控制的农科院校环境工程实践教育体系与实践平台构建”；南京农业大学教育教学改革重点项目（2017Z003）；江苏高校品牌专业建设工程资助项目（PPZY2015A061）；江苏省教改项目（2017JSJG178）

周权锁（1964—），男，硕士，教授级高级实验师，研究方向为实验与实践教学、环境科学与工程.E-mail: zhouquansuo@njau.edu.cn