基于OBE理念的环境工程研究生创新能力培养模式构建及实践

2023-12-11刘艳彪薛罡王崇臣李方黄满红马春燕

高教学刊 2023年35期

刘艳彪薛罡王崇臣李方黄满红马春燕

摘要：面向环境工程研究生创新能力培养的巨大需求，OBE理念是创新人才培养的有效途径。以东华大学环境学院为例，在研究生培养过程中有机融入“环境工程动态发展观”内容，构建以“复杂工程问题-关键科学问题-创新解决思路”创新能力强化为目标的培养体系，形成“行业需求-创新模式-培养体系”相互支撑的三维联动科教融合人才培养模式，推动纺织行业污染治理专业人才的可持续产出，实现“科研道德观”与“价值观”并重的创新人才培养，为面向生态文明建设的纺织行业污染治理人才培养提供借鉴。

关键词：环境工程；OBE理念；培养模式；行业需求；动态发展观

中图分类号：C961 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2023）35-00５１-0４

Abstract： Facing the demand for the cultivation of innovative ability of environmental engineering graduate students， the concept of OBE is an effective way to cultivate innovative talents. Taking the School of Environment in Donghua University as an example， we organically integrate the content of "dynamic development concept of environmental engineering" in the process of graduate training， construct a training system aiming at strengthening the innovation ability of "complex engineering problems - key scientific problems - innovative solutions". It forms a three-dimensional joint science and education integration talent training model supported by "industry demand - innovation model - training system". The purpose of this study is promote the sustainable output of pollution control professionals in the textile industry， and realizes the cultivation of innovative talents with equal emphasis on "scientific research ethics" and "values". It provides a reference for the cultivation of pollution control talents in the textile industry for the construction of ecological civilization.

Keywords： environmental engineering; OBE concept; training mode; industry demand; dynamic development concept

環境工程是我国研究生人才需求量最大的专业方向之一[1-2]。随着国家生态文明建设、水污染防治行动计划及《“十四五”生态环境领域科技创新专项规划》等系列高标准要求的提出，对环境工程专业人才的创新能力培养提出了更高要求[3-4]。OBE（Outcome Based Education）是现代高等教育的核心理念，也是创新人才培养的有效途径，其核心是以目标为导向，突出科研与教学的紧密结合[5]。如何培养创新型人才是当今中国大学教育改革必须回答的问题，而人才培养模式的创新则是人才培养改革的关键所在。我国的大学教育事业长期面临科研与教学分离的窘境[6]，导致高校科研成果转化效率不高、学生创新思维和创新能力不足等问题[7]。因此，基于OBE的培养和教育理念是我国大学教育发展的必然选择[8-9]。而环境工程作为一门科研性和创新性较强的专业学科[10]，基于OBE理念探究环境工程特色专业创新型人才培养模式的构建及实践，对于推进我国环境工程专业人才培养进程具有重要的现实意义[11]。

一培养理念

对于环境工程专业人才的培养不能仅限于传统专业基础知识的掌握，更为重要的是对学生创新意识、创新思维、科学素养和实践能力的培养，使学生具备解决复杂环境工程问题的能力[12]。在研究生培养过程中有机融入“环境工程动态发展观”内容，突出强化师生互动[13]，进而构建以“复杂工程问题-关键科学问题-创新解决思路”创新能力强化为目标的培养体系，形成“行业需求-创新模式-培养体系”相互支撑的三维联动科教融合人才培养模式（图1），则是解决环境工程专业创新性人才培养问题的关键。因此，基于OBE理念实现环境工程创新人才培养主要解决的关键问题在于如下几个方面。

（一）面向生态文明建设重大需求，提升研究生解决行业复杂问题的能力

实现创新人才培养，需要在教育教学的过程中和学生研究课题的设计上，紧密围绕东华大学的纺织特色和环境工程学科的专业特色，针对行业面临的关键工程技术或科学问题展开，在深入理解纺织行业复杂工程问题的基础上，提炼出关键科学问题，从而提高人才培养的创新性和实用性，使学生奠定为行业服务的能力基础。

（二）牢固树立“环境工程动态发展观”思想，依托科研和教学塑造学生的科研道德观和价值观

将“环境工程动态发展观”贯彻到科研和教学等环节，建立密切的师生互动关系，言传身教鼓励学生大胆探索、主动学习，在“试错”和“试对”中强化创新思维训练，坚持“为每位同学赋能”原则，发挥学生的专业性和主观能动性，定期討论科研和教学进展，逐步实现研究生知识广度的拓展，积极推动跨年级学生间的“传、帮、带”，依托科研和教学塑造学生正确的科研道德观和价值观，打造“灵活小团队构建的大团队”。

（三）以“复杂工程问题-关键科学问题-创新解决思路”创新能力强化为目标，全方位提升学生的科研创新能力

要切实解决纺织行业复杂的工程问题，首先要厘清问题的来源、应用的场景和技术的需求，以科学方法论剖析复杂问题的内在机理，进而开展有针对性的研发工作（如印染废水除锑、资源回收和穿透式电芬顿除苯胺）。因此，在环境工程创新人才的培养过程中，需建立以“复杂工程问题-关键科学问题-创新解决思路”创新能力强化的培养模式与体系，主动融入到科研与教学全过程，方能使学生获得理论与实际相结合的创新能力。

二培养措施

（一）基于OBE理念的研究生培养模式

在深刻剖析纺织行业复杂工程问题的基础上，紧密围绕环境工程专业新工科人才培养要求，基于OBE理念，秉持“环境工程动态发展观”，构建全方位、多层次的研究生培养模式，通过形式多样的师生互动交流，引导学生树立“为国为民做科研”的思想，塑造学生正确的科研道德观和价值观（图2）。①层面一（教育教学）：结合丰富的纺织行业“三废”治理工程案例，梳理纺织行业复杂工程问题的本质，阐释纺织行业的处理对象及工艺复杂性问题，厘清纺织行业面临的主要环境问题，提出系统化的解决思路和方案，构建面向纺织行业的科研和教学方法论，具有“知识储备的广度”。②层面二（动手实践）：融合所学知识与实验操作，指导学生初步构建设计与综合应用能力，掌握研究方案筛选原则和预判可能出现问题的能力；同时，坚持“为每位同学赋能”的原则，发挥学生的主观能动性，实现目标和信息在学生间的共享，达到“学术思考的深度”和“知识运用的灵活度”。③层面三（科学研究）：倡导课题组学生间的“传、帮、带”，提升学生切实提高科研创新能力与写作技巧，鼓励学生积极参与各类科创比赛，促进综合能力提升，实现“学术水平的高度”。上述三个能力层次渐进连贯、层层推进，构成了基于OBE理念的立体化教学与育人模式。

（二）面向研究生创新能力培养的科教融合人才培养体系

面向纺织行业复杂工程问题的治理需求、基于“环境工程动态发展观”的研究生培养模式，提出构建“行业需求-创新模式-培养体系”全程能力强化的环境工程专业人才培养体系（图3）。①课程讲授：阐明纺织行业的复杂工程问题，明确行业的实际需求，梳理行业主流环境治理技术的发展动态，构建与时俱进的研究生创新人才培养体系。②校企联合培养：引入企业导师联合指导学生的研究课题，带领学生赴纺织企业开展实地参观学习，深入了解行业面临的技术瓶颈问题，将科学研究与行业实际紧密结合。③研究课题和学科竞赛：以研究课题和学科竞赛为载体，深入挖掘内在的关键科学问题，坚持“问题导向”和“项目引领”，开展有针对性的研发工作，以发表学术论文、申请发明专利、申报研究生创新课题、参与学科竞赛和撰写毕业论文等形式强化解决问题的能力。

三培养成效

（一）坚持立德树人，注重学生创新能力培养

指导学生参与研发电场辅助的穿透式系统、限域电芬顿系统等关键技术，团队成员科研热情高涨，学院内超过2/3的研究生均参与过不同类型的科技竞赛，先后获得全国研究生环境论坛、北京大学唐孝炎环境科学创新奖、上海市优秀毕业生、东华大学学术之星、东华大学优秀毕业生、东华大学优秀学生、国家奖学金和东华大学研究生创新课题等校级及以上奖励60余次。此外，据用人单位和学生深造高校反馈，东华大学环境学院培养的研究生毕业学生均具有扎实的理论基础、丰富的专业知识、高度的敬业精神和优秀的解决问题能力。

（二）践行科研育人，师生相互成就

践行和发扬团结合作精神，2020年以来，本团队培养的研究生以第一作者在环境领域权威学术期刊发表论文60余篇（报考环境领域顶刊Environmental Science & Technology上发表论文5篇和Water Research上发表论文3篇），助力东华大学环境学科进入全球排名前1%行列。指导老师据此获得南京大学紫金全兴环境基金“青年学者奖”、国际水协会“首创水星奖”、CCL 环境化学青年科学家奖和中国纺织工业联合会科技进步一等奖等荣誉，获批东华大学研究生教学成果一等奖1项、研究生课程思政建设项目5项、“纺织之光”中国纺织工业联合会高等教育教学改革项目5项，荣获上海市教学成果二等奖，环境监测课程获国家级精品课程，有力支撑了东华大学环境工程国家一流本科专业、国家级特色专业的建设。

（三）推进实践育人，注重成果导向

积极与上海市生态环境局、上海清宁环境规划设计有限公司、中国三峡集团公司和江苏盛虹集团有限公司等30余个实践和实习基地签订合作协议，强化科研、教学与实践的紧密结合。发挥环境工程的多学科（化学、材料、生物和材料等）交叉优势，基于校企协同培养平台，注重成果导向、学用结合、以赛促练，构建全方位、多层次的创新能力强化培养体系。

综上，本团队取得的主要成果总结如图4所示。

四结束语

在新工科背景下，开展环境工程研究生创新能力培养模式构建及实践至关重要。应始终秉持OBE理念，以创新型人才培养为中心，激发学生的创新思维，充分发挥团队培养的智力优势，借助密切的师生互动，进一步深化和推广实践成果，以期进一步适应国际化、专业化、特色化的环境工程研究生创新人才培养新要求。

本团队基于OBE培养理念，努力践行科教融合的研究生人才培养模式。①基于“环境工程动态发展观”，紧密结合行业发展动态梳理教学资源，采取多元化教学手段激发学习兴趣，培养学生的跨学科思维和多元化视野，从纺织行业的复杂工程问题中提炼出科学问题，有机融合科研与教学内容，构建全方位、多层次的研究生培养模式。②以解决纺织行业复杂工程问题为目标，将研究生人才培养贯穿到教育教学、动手实践和科学研究等各个层面，从课程教学、企业调研、创新课题和学科竞赛等方面着手，着重强化工程问题剖析、科学问题解析和解决方案提出等环节的能力提升强化，实现纺织行业污染治理专业人才的可持续产出。③通过践行基于“环境工程动态发展观”的人才培养方法、模式和体系，使得學生不仅掌握与时俱进的专业基础知识，还显著提升科技创新能力。通过紧密的师生互动，塑造学生正确的“科研道德观”和“价值观”，为面向生态文明建设的纺织行业污染治理人才培养提供借鉴。

参考文献：

[1] 程修文，刘羽，郭若男，等.环境工程专业学位研究生实践能力培养体系改革探索[J].中国现代教育装备，2021（23）：71-73.

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[11] 申天恩，斯蒂文·洛克.论成果导向的教育理念[J].高校教育管理，2016，10（5）：47-51.