基于高校转型的环境工程专业实验教学改革探讨

王代芝 徐洁

湖北师范大学城市与环境学院 （湖北黄石 435002）

为了深入贯彻落实我国 《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》，培养造就一大批能面向未来、面向世界、面向现代化的创新型人才[1]，湖北省及湖北师范大学启动了“高校转型人才培养计划”，该计划以培养德智体美全面发展，知识、能力和人格协调统一，知识面宽、基础厚、能力强，具有宽广国际视野和领导意识，有理想抱负，有社会责任感和职业操守的高级专门人才和拔尖创新人才为目的。湖北师范大学环境工程专业有幸被选为教学改革试点专业。

1 我国环境工程专业的发展

我国的环境工程本科教育开始于20世纪70年代末（恢复高考后），在80年代末期真正形成规模，在90年代后期快速发展。回顾我国环境教育40多年的历史，大致可以分为4个时期[2-4]。起初，仅有少数工科高等院校设有环境工程专业，随着经济的发展，社会对环境工程人才的需求增加，环境工程专业逐渐在其他类型的高等院校中出现，设置环境工程专业的院校也由原先的0.8%增加至2004年的37.9%[5]（2004年全国设有环境工程本科专业的高等院校共有247所，年招生人数达到2万人左右）。我国环境工程专业设置的发展情况统计见表1[6]。同时，环境工程专业设置点存在着地域分布不平衡的现象，江苏、湖北、辽宁等省份布点较多，西藏、海南、新疆等省份设置该专业的院校较少甚至没有[7-8]。

表1 我国环境工程专业设置发展情况

2 环境工程实验教学模式改革探索

实验教学是高等教育体系中不可缺少的一部分，是人才培养的重要环节。提高实验教学质量，培养学生的实验实践能力和创新能力，已经成为高校实验教学改革发展的方向，环境工程作为一个工科专业，更是离不开实验教学过程。从20世纪70年代至今，我国已有上百所高校开设了环境工程、环境科学等专业[9]，作为环境类专业本科生必修课程之一的《环境工程实验》，是训练学生专业技能、培养学生创新能力和工程实践能力的重要课程，更是培养环境工程专业人才的重要环节，在环境工程专业教学中占有极其重要的地位。

为了更好地落实党中央的战略部署，2010年我国教育部开始实施“卓越工程师教育培养计划”并将该计划列入 《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》，目的是为未来工程领域培养不同类型的、优秀的工程师后备军，借此提升我国工程教育的国际竞争力和我国产业的国际竞争力[10-12]。为了提高高校适应国家战略和地方经济社会发展需要的主动性，2011年高教司决定在“十二五”时期启动实施“专业综合改革试点”项目，其核心就是实验、实践改革。探索、研究和构建环境工程专业实验、实践教学新体系不仅是我国高等教育发展的新方向，也是培养环境工程专业应用型卓越工程师的重要途径之一[13]。我国高校环境工程专业实验课程主要包括水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验、固体废弃物处理实验，同时开设环境监测实验和物理污染控制实验等[9]。我国环境工程专业实验大多是理论教学的附属课程，开设的实验课程往往是验证型和操作型实验，内容和形式都较为简单，容易掌握和操作；综合性和设计性实验占比较少。由于实验室的装备有限，学生的观察能力、操作能力和思维能力得不到很好的锻炼，对于应用型环境工程专业人才的培养造成了极大的阻碍[14-15]。

3 我国环境工程专业实验教学存在的问题及相关改革

我国环境工程专业实验教学经过40多年的摸索、探讨与改进，目前普遍存在以下问题与不足。

（1）实验课程通常被看作理论课程的附属，将验证理论以及深刻理解理论知识作为实验课程的最终目的，在设置实验课程时着重于验证型和操作型实验，而忽视了设计性和创新性实验的开展。

（2）实验项目单一，实验课程对于学生的吸引力不大，不能有效地激起学生的积极性，降低了学生对于实验课程的兴趣，学生的观察能力和思维能力得不到有效的锻炼。

（3）我国大多高校的实验设施与设备不齐全，学生在实验课程上不能完整地体验实验过程，其动手操作能力得不到系统的训练。

（4）实验成绩评定方式过于传统，大部分高校通过实验报告等传统方法对学生的实验课程进行评分，不能科学而全面地评价学生的实验操作和实验创新能力等综合能力。

针对以上问题及不足，我国环境工程专业实验教学进行了一系列改革。

（1）增加了综合性和设计性的实验。不同于以往的只验证单一的论点或者测定某一数据的实验，综合性实验将多门专业课程基本理论和操作技能结合在一起，有利于提高学生的综合素质。学生在教师指导下，根据给定的实验条件和实验目的，设计实验方案、进行实验，并对实验结果进行分析处理，有利于培养独立思考能力和动手能力。

（2）合理安排实验课时。结合当前理论课程和工程应用的发展趋势设置实验项目，使学生在进行实验时能更有效地运用理论知识，同时对于所学的理论知识提出思考并通过实验来解决相关问题。

（3）尽可能加大实验教育的资金投入，扩增学校实验室的实验设备和材料，使得参加实验的学生都能亲自动手。若实验设备有限，采取学生分组交叉进行实验的方式，尽可能保证每个学生都有充足的实验时间，动手能力能够得到充分锻炼。

（4）健全实验考核机制，根据实验内容采用不同的考核形式，对实验教学效果进行综合评价。验证型和操作型实验主要考察学生的实践操作技能水平，综合性和设计性实验主要考察学生的综合创新能力和实验设计水平。同时，根据学生实验前的预习情况、实验中的具体表现和实验后的报告总结进行综合评分。

4 环境工程专业人才实验方面的需求

面临严峻的环境形势和资源形势，我国提出了循环经济的发展新目标，循环经济的实现对于我国资源节约和环境保护以及可持续发展的实现具有重要的战略性意义[16]。在这样的发展背景下，环境工程的专业人才对于我国经济发展有巨大的推动作用。

20世纪90年代以来，我国政府对环境治理和生态保护的力度不断加大，为了适应经济发展和环境保护事业的需要，环境工程专业在不断探索中发展壮大。随着环保事业的不断深入，我国环境保护相关产业经历了从量变到质变的过程，在快速发展的同时也加快了产业结构的调整步伐，加强了可持续发展和循环经济战略，环保相关产业基本走过了以“三废”治理为主的发展阶段，正朝着有利于改善经济的环境品质、促进经济增长、提高经济档次的方向发展[17]，这就意味着对于环境专业人才有了更高的要求。

近年来，社会对于环境类专业本科毕业生的需求呈低速增长的趋势，政府环保部门对环境工程专业毕业生的需求逐年减少，反而是一些污染严重的国有中小企业以及西部欠发达地区对环境类专业人才需求迫切，国有大中型企业仅在环境工程专业技术人才方面有一定需求。这种状况使得环境工程专业毕业生的就业受到了很大的影响[18]。

我国环境工程专业是一个跨度十分广泛的学科，其专业大多源于其他传统专业，如给排水工程、化学工程、能源工程等。而在办学过程中，在师资、教学环境及教学设施和设备方面，校际差距较大，并且为了专业的全面性、系统性，以及扩大毕业生的就业面，我国目前开设的专业课程普遍涵盖了环境专业涉及的领域。环境工程专业内容广泛、跨度大，学生难以在有限的教学时间内掌握所有专业课程，甚至因为繁重的课业而无法进行深度学习，极易造成学习面广而深度一般的情况。

为了顺应我国经济社会的发展，我国环境工程专业对实验和实践教学环节进行改革，以适应市场需求。加强实践环节，引导学生了解环境工程专业的科学前沿知识和国家政策，增强实践手段的多样性，使得学生能够全面发展。同时高校因材施教，对学生实施素质教育，在培养学生的思想道德文化素质的同时，也加强学生的职业素质教育，提高其综合素质能力。

5 环境工程实验教学改革建议

高校转型是我国推进重点领域改革的重要举措，我国地方本科高校自建校以来，由于办学定位不清晰，盲目模仿重点大学的办学模式，使得其本身的特色无法完全展示出来，而地方高校转型有利于突出其自身办学特色，对其自身发展具有重大的意义。此次研究通过查阅大量的文献资料，在了解我国高校转型问题和政策的基础上，与国外应用技术大学的办学特色和教学模式进行对比分析，并在此基础上，对于环境工程实验教学模式的改革进行了探讨，得出了以下结论：

（1）我国地方本科高校向应用技术型转变是必须进行的，并且要明确办学定位，在教学安排、专业和课程设置、培养方式等方面可以借鉴国外经验，结合各校的教学特点进行设置调整，发挥自身的特色。

（2）规范环境工程本科教育，加强全面素质教育和实践能力的培养，合理安排实践环节，建立系统的实践教学体系，全面培养学生的现场工作能力、设计能力、工程项目的实践能力以及开发新产品和技术的创新能力。

（3）改善教学条件，通过配置齐全的实验设备和器材，提供更加完善的实验条件，增加实验的创新性，并采用灵活的考核方式，着重考核学生的创新实验能力和实验操作技术，提升学生的综合能力。

（4）合理安排专业理论课程和实验实践课程，保证每一次的课程安排都能取得最大化的效益，构建实验实践的系统化教育，综合考察学生的理论学习进度和掌握程度。

（5）加强与社会的联系，针对企业对环境工程专业人才的需求，加强与企业合作办学，在促进环境工程专业自身发展的同时提高企业的整体效益。培养学生面对实际工程案例时的发现、分析和解决问题的能力，为环境工程专业学生的就业打下一定的基础。