新工科背景下环境工程专业教学改革路径探索

辛旺 李兴

摘要 新工科概念提出后迅速引起社会各界的广泛关注，成为工程教育领域的热点研究课题。基于新工科建设的新形势新要求，结合环境工程专业人才培养目标，专业教学模式正在逐步由仅注重知识传授转向注重理论与实践并重、突出创新能力。探索环境工程专业教学改革路径成为当下重要的研究课题。文章在阐述环境工程专业人才培养目标的基础上，提出应优化环境工程专业教学理念、创新环境工程专业理论教学方法、创新环境工程专业实践教学体系以及建立科学合理的考核方式等建议，促进新工科背景下环境工程专业教学改革，从而提升环境工程专业人才培养质量。

关键词 新工科；环境工程专业；教学改革

中图分类号：G642文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.7.008

2017年2月，教育部高等教育司印发《关于开展新工科研究与实践的通知》，希望各高校开展新工科研究与实践，深化工程教育改革，推进新工科建设[1]。新工科是主动适应新经济、新业态，基于新时代下国家发展战略及国内外竞争形式，持续推进教育改革的重大行动计划，为未来较长时期内工程教育的改革与发展提供了思路和方向。环境工程（Environmental Engineering）是环境科学与工程的二级学科。高校环境工程专业是一门具备较强学科交叉性的工程专业。在新工科建设背景下，高校应通过推进环境工程专业教学改革创新，为新时代社会经济发展和国家战略实施培育具有可持续发展理念和良好专业素质的高级应用型环境工程专业人才。探索环境工程专业教学改革路径成为当下重要的研究课题。

1新工科背景下环境工程专业人才培养目标

环境工程专业是学科交叉融合渗透的新型学科。新形势下，以互联网+为代表的新一轮科技和产业革命蓄势待发，新技术、新业态的快速发展提高了对环境工程专业人才的要求，倒逼高校面向未来探索环境工程专业的教学新模式[2]。高校环境工程专业主要培养熟知环境学科前沿知识、环境污染治理知识，能够从事污染治理、环境治理监测、环境影响评价等工作的具备较强创新能力、实践能力的人才。环境工程专业人才培养目标主要体现在五个方面：第一，具备坚定的政治立场、过硬的政治理论素养、较高的思想道德水平、社会责任感和工程职业道德；第二，具备较强的专业素养和端正的学术观念，并具有较好的科研探索、环境保护、奉献精神；第三，具备较强的实验操作能力，能够独立完成实验项目，具备较强的科研素养；第四，具备一定的技术研究、成果转化能力，可以解决环境保护领域的实际问题。第五，具备国际视野和绿色低碳可持续发展理念。

2新工科背景下环境工程专业教学改革的具体路径

高校环境工程专业应当准确理解“新工科”的内涵，关注学科交叉融合，突出复合型、创新型人才的培养，实现新时代下工程教育的改革与创新，逐步建构起适应当下变化、面向未来探索环境工程专业发展的教学新模式。

2.1优化环境工程专业教学理念

高校环境工程专业各课程教学中应当转变传统教学理念，结合新工科建设背景下工程教育的现实要求，形成新的教学理念。

第一，注重学生实践能力、创新能力的培养。新时代下，随着环保形势的日趋严峻以及环保需求的日益增长，高校环境工程学科理应肩负起培育人才的重任，在立德树人根本任务指引下，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，着力培养创新型卓越工程人才。环境工程专业课时安排、教学内容安排，均应以培养和提升学生实践能力、创新能力为导向。

第二，注重学科交叉融合。环境工程本身是一门学科交叉性极强的工程专业。而新工科建设也对学科交叉融合提出了要求。在环境工程专业教学中应当关注与环境工程专业存在紧密联系的专业课程，在把握不同专业间知识层面内在联系的基础上，注重提升学生的学习效能。环境工程与给排水工程、工程力学、生态工程等专业之间存在较强的内在联系，将其合理地融入课程教学中，增进学生对专业课程学习内容的理解，帮助学生更好地理解学科之间的关联，辅助学生建构更加完整的知识脉络结构，增强学生学科交叉融合的意识，这对环境工程专业人才的培养具有重要意义。

第三，注重产教深度融合。产教融合是推进新工科建设的关键所在。高校环境工程專业应以培养和提升学生实践应用能力和创新能力为目标，充分发挥出产教融合的优势，将企业与高校的优势与学科建设、教学改革以及实践教育相融合，探索符合新工科建设要求的人才培养路径[3]。在具体教学中，依托产教深度融合带来的资源整合优势和双师型教师队伍优势，从而促进环境专业课程教学效果和教学质量的不断提升。

2.2创新环境工程专业理论教学方法

教学方法对人才培养质量有着重要的作用，不同的教学方法和教学设计形式影响着教学效果的好坏。新工科建设对环境工程专业排水管网及泵站课程学习提出了新的要求，教师在教学过程中要充分发挥互联网和多媒体的重要作用，采用多种多样的教学方法，包括课堂讲授、案例研讨和翻转课堂等，使学生更好地掌握教学重难点，同时推行各种学习方法，基于问题的探索式学习、基于案例的研讨式学习等，提高学生的学习积极性，使学生主动加入学习和创新中，不断提高他们的创新和实践能力。以案例教学法在环境工程专业理论教学中的应用为例，具体如下：

第一，充分结合教学内容，选择合适的教学案例。授课教师要通过多种渠道选择合适的教学案例，并在案例中融入教学内容加以完善，使每个章节中都有合适的案例。案例的选择对案例教学的效果有着重要的影响，因此选择合适的案例非常重要。在选择案例时，既要考虑案例中包含的理论教学内容，还要使选择的案例和实际紧密相连。这就要求案例的真实性要强，可以是学生实习期间接触过的污水处理工艺，也可以是教师实际参与过的工程案例等。

第二，划分学习小组，通过合作、互动和交流完成学习任务。对全班同学进行分组，每组人数3―5人，每组设置一名组长，负责统筹小组所有工作。教师在课前一周将案例和章节内容传递给每个小组，让学生提前预习和查找资料。课堂中师生要进行良好的沟通交流。教师发挥主导作用，引导学生学习和分析案例。学生要充分发挥学习主体作用，积极主动投入到学习中去，和小组成员相互配合分析案例、讨论案例，共同解决发现的问题，最终完成教师布置的任务。

第三，注重案例的深度研讨和分享交流。根据小组成员任务完成情况，教师进行案例总结。将教学内容和案例相结合，总结出关键问题，帮助学生掌握课本内容。解答各小组提出的疑难问题，还可以从实际情况出发对案例进行拓展。

第四，注重教学评价环节的有效落实。当每项教学任务完成后，教师可以根据新知识内容提出问题，帮助学生对所学内容进行有效梳理，形成完整的知识结构脉络，将新知识与旧知识联系起来。同时，教师应鼓励学生进行学习总结和自我反思，从而使新知识融入学生已有知识架构中去，丰富架构内容，从而帮助学生更好地将理论转化成实践。

2.3创新环境工程专业实践教学体系

实践教学是培养学生实践应用能力和创新能力的重要途径[4]。环境工程专业教学中，教师应充分利用产教融合带来的资源、师资等优势，逐步建构起多模块、立体化的实践教学体系。具体而言：

第一，建立基于学科竞赛的实践教学体系。高校可以结合环境工程专业的特征，定期在校内组织开展环境工程学科竞赛，建构起以赛促教的实践教学体系。例如，教师可以在对学生进行系统性培训的基础上，鼓励学生自主组建团队或者成立竞赛协会，积极参与学科竞赛活动。学生结合自身兴趣确定参加竞赛的具体项目、制订竞赛方案等，并主动参与其中，能够有效地培养学生的探索能力、团队合作竞赛、独立思考能力以及创新实践能力。

第二，促进产教深度融合，推进实践教学基地建设。高校应通过加强与企业之间的合作，建立起完善的校内校外实践教学基地，满足环境工程专业学生实践教学的实际需求。可依托重点实验室、工程研究中心等建设校内实践基地，通过校企深度合作打造设备齐全、功能完善的校外实践教学基地，为环境工程专业实践教学提供保障条件。总之，建设具有行业特色的校企合作实践教学基地，充分推进高校与企业优势的进一步融合，建设实践工厂，促进教师和企业高级技术人才的沟通交流，使高校和企业实现双赢，同时促进学生更好地就业和创业。

此外，环境工程专业教师要不断提高自身的理论知识水平和实践能力，鼓励青年教师走进企业进行实践，真正了解企业对人才的实际需求，促进科研合作。企业可以选拔优秀的基层员工到高校深造，学习先进的理论知识，更好地解决企业在生产过程中遇到的问题，使理论充分转化成实践，促进高校科研创新成果的实际应用，使学校和企业共同加入培养人才的过程中去，提高教学效果。

2.4建立科学合理的考核方式

科学合理的考核方式有利于更好地提高教学效果和教学质量。在新工科建设背景下，高校环境工程专业应当尽快建立科学合理的考核方式。具体而言：

第一，合理优化考核内容。环境工程专业课程进行考核时，应突出多样化、全面性的要求。其中，要兼顾平时成绩和期末成绩、兼顾理论考核与实践教学、关注学生课堂表现、参与专题讨论的情况以及作业完成情况，此外考勤情况也应纳入考核之中作为参考指标之一。通过优化考核内容全面地反映学生通过学习而获得的知识与能力的提升情况。

第二，采用多样的考核形式。在对学生进行考核时，应杜绝以一张试卷、一篇论文来衡量学生学习成效和教学质量的现象。教师可以尝试采用开放式的考核形式，给予学生更多的自主空间。例如，可根据课程性质，自主选择不同的考核方式或几种形式的组合（如开卷、闭卷、混合闭开卷、上机考试、上机+笔试、小论文、小设计等）。不同的考核形式能够从不同层面反映出学生个体的学习成效和教学效果。教师应根据课程实际情况采用一种或多种考核方式，全面评价教学成效。

3结语

在新工科建设背景下，环境工程专业必须顺应新时代国家战略安排、国内外竞争形势以及教育改革趋势，立足现阶段环境工程专业教学中面临的突出问题，将新工科建設的内在要求合理融入环境工程专业教学改革中，从优化环境工程专业教学理念、创新环境工程专业理论教学方法、创新环境工程专业实践教学体系以及建立科学合理的考核方式等层面入手，密切关注学生实践创新能力培育，充分发挥产学研协同优势，培养出符合现实需求的环境工程专业高素质、高水平、创新型人才。

基金项目：蒙古师范大学高层次人才科研启动经费项目“类模板法制备污泥基介孔碳材料及其对制药园区尾水吸附性能研究”（2019YJRC013）；内蒙古自治区自然科学基金“污泥主要有机组分热解对污泥热解系统潜在能量回收的影响机制研究”（2020BS05009）。

参考文献

[1]教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知[EB/OL].（2017-02-20）. http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/201702/ t20170223_297158.html.

[2]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）： 1-6.

[3]周振，赵晓丹，蒋路漫，等.环境工程专业一体化实践教学体系构建[J].实验技术与管理，2020，37（10）：171-175.

[4]周权锁，陆隽鹤，周立祥，等.面向农业的环境工程专业实践教学体系与平台构建[J].实验技术与管理，2019，36（7）：185-187.