新工科背景下环境科学专业建设

周开胜，葛金龙，朱兰保，贺冉冉

(1.蚌埠学院土木与水利水电工程学院，安徽 蚌埠 233030；2.蚌埠学院材料与化学工程学院，安徽 蚌埠 233030)

1989年《华盛顿协议》是一项工程教育本科专业认证的国际互认协议，旨在建立共同认可的工程教育认证体系，已得到国际工程教育界的认可。2016年国际工程联盟会议(IEAM2016)全票通过我国正式成为《华盛顿协议》第18个成员国[1-2]，标志着我国工程教育专业认证体系实现国际实质等效，为深化工程教育改革提供了契机，通过专业认证的毕业生在相关国家申请工程师执业资格时，可与该国毕业生享有同等待遇[3]。

随着我国“一带一路”“中国制造2025”“互联网+”等重大政策的实施，以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济发展，对工程科技人才提出了更新、更高的要求，以“新工科”理念为引领的工程教育改革迫在眉睫[3-4]。“新工科”作为工程教育的新理念、新模式已经引起社会各界的广泛关注，堪称我国工程教育的“新革命”[5-20]。教育部高等教育司于2017年2月颁发了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》；之后教育部分别于复旦大学、天津大学召开了新工科建设研讨会，并形成《复旦共识》和《天大行动》；6月教育部在北京召开“新工科研究与实践专家组成立暨第一次工作会议”，形成了《北京指南》，标志着以新工科建设为主题的高等工程教育改革进入到一个新阶段[20]。依据“新工科研究和实践围绕工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量、新体系开展”的“五新”表述，“新工科”属于“工科”，是符合“五新”表述的工科专业。按照教育部划定的新工科建设行动路线，地方高校应深化产教融合、校企合作、协同育人，推动传统工科专业改造升级。

1 新工科建设理念

新工科代表最新的产业或行业发展方向，是正在形成或将要形成的新的工程学科[21]。环境学科具有问题导向性、学科交叉性、综合性等特点，环境科学专业新工科建设的目的是培养具有卓越工程实践能力的环保类工程科技人才。以学生为中心，通过市场和产业调研、分析和预测，积极应对区域性环境的变化和发展，主动培养具有卓越工程实践能力的工程技术人才。因此，在新工科建设中，加强环境科学专业新工科建设是必要的，在对接地方行业产业、校企合作实践基地建设、创新创业的实验室建设方面是可行的(图1)。

图1 新工科建设的新理念模式图

2 “新工科”界定

环境学科是问题导向型学科。随着新经济发展，环境科学专业建设也要与时俱进，加快新工科建设。进入新时代，大中城市已渐成高端人才与“双创”结合的重要平台和新产业新业态的集聚带，出现一大批区域性特色产业、战略新兴产业，三废治理与资源化利用问题日渐突出，主要集中在废气、粉尘、废液、废水处理及资源化利用等方面。此外，农村人口向小城镇集中，出现了农村生活污水、生活垃圾等集中处理的难题；集约化农业的出现加剧了农药高残留、土壤退化、土传病害频发、环境激素污染等问题，急需大批高素质的创新型环保工程科技人才加以解决。

环境科学专业发展坚持以生为本，以区域经济社会发展需求和就业为导向，依据学校“地方性、应用型、工程化”的办学定位以及“实基础、适口径、重能力、强素质”的人才培养定位，培养德智体美劳全面发展，基础扎实、知识面宽、工程实践能力强、综合素质高、具有创新精神和创新意识的卓越环保工程科技人才。依据2012年发布的《普通高等学校本科专业目录》，环境科学是既可授予工学也可授予理学学位的理工科专业。我校环境科学专业已在“工程化”建设方面做了大量工作，先后开展了《基于激励理论的产学研合作项目》《环境科学专业综合改革试点项目》和《工程化教学改革试点专业项目》等项目的研究工作，取得预期效果。目前，我校环境科学专业以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，建设环境科学专业新工科，为地方培养创新型应用型环保类工程科技人才，更好地服务地方发展，解决不断出现的环境新问题。

3 新工科建设

3.1 凝练新工科建设方向

进入新时代，社会经济的快速发展为环境学科和环境科学专业建设和发展带来前所未有的机遇。依据教育部高等教育司《关于开展新工科研究与实践的通知》关于新工科建设的要求，环境科学专业新工科建设可确定水质模拟与调控和土壤污染防治与生态修复2个建设方向[22]。应对区域特色产业、战略新兴产业发展带来的“三废治理与资源化利用”问题，需通过产教融合、协同育人等措施，打造一支服务地方经济发展的师资团队。

3.2 师资队伍建设

师资队伍是开展学术研究和人才培养的前提和保障。针对师资队伍工程实践能力弱、来源单一、重学历、轻实践、产业实践经验不足等问题，有计划地开展教师的工程意识宣传、教育和培训，鼓励中青年骨干教师走进企业，了解企业文化、企业精神，将企业的新工艺、新设备和新技术等作为典型教学案例引入课堂，从而在生产实践和教学实践中提高自己的工程实践能力；将战略性新兴产业发展对环保技术的需求与课堂教学和教师的科研相结合；将科研成果应用于新环境问题的解决，增强教师的工程意识和工程实践能力，强化服务地方意识，更好地为地方新经济发展服务。

3.3 新工科的课程体系建设

课程体系设计需充分考虑人才培养周期，合理设置课程。既要考虑专业教育对知识体系的要求，更要凸显新工科对高素质创新型工程科技人才的培养要求。就环境科学专业而言，还要体现注册环评工程师和注册环保工程师的执业资格考试要求，将相关课程纳入人才培养模块，适当增设有利于学生发展的选修课程，提高学生的工程素质，以便于学生毕业后能够参加环境类工程师执业资格考试[23]。在课程设置上可打破现有二级学院、学科壁垒，充分整合市域师资，合作开发相关课程，充分体现出新工科建设的学科交叉特点。此外，可尝试“学分互认制”试点，充分整合市域教育教学资源，学生获得的相关课程学分可计入总学分，激发学生学习的积极性，培养学生的专业热情[24]。

3.3.1 环境污染控制模块课程设置

在新工科背景下，课程设置要紧密结合地方新经济发展对环境保护工程科技人才的需求，适当参照注册环保工程师考试相关要求[24]，突出工程实践能力培养。该模块必修的“水污染控制工程”“土壤污染与防治”“大气污染与控制”等课程，有针对结合“工业‘三废’治理与资源化利用”和“土壤污染防治与生态修复”，在相关课程中设置若干专题，各专题均由该专题方面的教师或企业、地方环保部门的专家结合工程案例授课，由多位教师承担，将理论学习融入工程实践中，在工程实践中开展理论学习，授课形式可灵活多样，必要时可在车间、工地等场所授课，充分调动学生学习的积极性，强化学生对环保的责任意识。该模块的专业选修课程设置要充分考虑学生的个性化发展、社会需求及可能的环境新问题。

3.3.2 水质科学与技术模块课程设置

针对区域水体环境特点[22]，结合我国陆续开展的“河湖长制”对水体环境治理人才的需求，本专业设置了水质科学与技术培养模块。据基于项目实践的新工科建设要求，该模块设置了必修的“水质科学基础”“现代水质监测技术”“环境水力学”和“水处理工程”等课程，并在选修课中开设“计算方法”课程，结合“MATLAB与环境数据挖掘”专业基础课程，可以有效提高学生使用计算机进行环境计算的能力，有助于推进环境科学与大数据结合的探索；结合“环境水文学”和“城市给排水工程”等选修课程学习，培养学生从流域视角看待水环境问题，弥补学生单纯从微观水质角度看待水环境问题的不足，有助于学生理解城市内涝等市政环境热点问题。该模块体现了环境科学专业的工程化、信息化方向的改革。拟将相关的工程案例以专题形式纳入课堂教学，做到理论与实践相结合，激发学生学习的热情和积极性，提高新工科人才培养质量。

3.4 新工科教材建设

教材选用要体现新工科教育教学改革的需求，凸显新工科教育理念。鼓励本专业教师积极参与编写符合新工科人才培养要求的教材；提倡校企合作编写新工科教材，将企业的新工艺、新技术、新设备等作为案例引进教材，让教材更贴近生产实际，有助于及时了解企业对人才和技术的需求。企业要什么样的人才和技术，我们就培养具有什么样技术的人才。提倡并鼓励教师根据新工科教育改革的需要，自编具有区域特色和学校特色的校本教材[23]。不同区域的人类活动方式、自然环境特点、产业结构等各异，其环境问题必然各不相同。校本教材要立足区域环境特点及该区域新经济发展对环保人才的需求，为区域新经济发展输送具有环境专业背景的、熟悉该区域环境特点的新工科环保工程技术人才，更好地服务区域新经济发展。

3.5 合作办学与新工科建设

加强校际交流与合作，共同探讨新工科建设，共享教育资源；互邀专家开展讲座，实现新工科人才培养教育教学理念共享。鼓励中青年教师以参加学术会议、访学、课程进修、学历进修、走访参观等方式走出校门，学习交流新工科人才培养的新理念、新结构、新模式、新质量、新体系，及时更新自己的新工科教育思想，升华新工科教育理念。此外，可尝试与境外高校合作开设环境科学国际班，开阔师生国际视野，为“一带一路”输送具有国际视野的环保新工科人才。

目前，高校教师对工程实践接触不是很多，但他们的理论知识和专业技术水平相对较高，而企业工程技术人员的工程实践能力却很强，可通过产教融合共建新工科，共育高素质创新型环保工程科技人才；与地方政府主管部门合作，及时了解地方新经济发展带来的环境新问题，及时调整人才培养方案，培养符合新经济发展要求的新工科环保人才；与相关科研机构合作，便于本专业师生及时了解环境科学前沿技术，并将其融入教学实践，丰富教育教学资源。

3.6 实践教学与新工科建设

实践教学是工程实践能力培养的重要环节。适时修订人才培养方案，增设课程设计、专业综合实验等课程，强化实践教学。强化专业技能训练，鼓励学生参与学业指导教师课题研究，培养其技术研发能力；动员学生积极申报国家级、省级大学生创新创业计划项目，以项目为导向，打造团队精神，培养其创新能力。积极拓展校外实习实训基地，通过企业实习实训，让学生了解企业文化、企业精神，增强学生工程实践能力，培养环保新工科工程科技人才(图2)。

图2 环境科学新工科工程实践能力培养

学科与专业是相互依存、协同发展的，专业由一定学科的知识体系构成，在一个学科内可以组成若干专业，不同学科之间也可形成跨学科专业。学科是高等学校开展教学、科研、服务等的基本功能单位，是对其人才培养、教学、科研、服务等业务隶属范围的相对界定，离开了学科，就不可能有人才培养、科学研究、社会服务和文化传承。专业是高等学校人才培养的基本单位，社会分工、学科知识和教育结构分别是其存在的基础、内核和表现形式，离开了学科支撑，专业建设就无从谈起。为能更好地服务新经济发展，向社会输送高素质的创新型工程科技人才，要改造升级现有工科专业，淘汰不能适应新经济需要的原有工科专业。在新工科背景下，只有对环境科学专业进行新工科改造升级，才能培养适应新经济发展需要的新工科环保人才，更好地为新经济发展服务。