环境工程专业实践性教学创新能力培养的探索

唐玉朝, 潘法康, 伍昌年, 韦雪华, 陈广洲

(安徽建筑大学 环境与能源工程学院，安徽 合肥 230601)

环境工程专业实践性教学创新能力培养的探索

唐玉朝, 潘法康, 伍昌年, 韦雪华, 陈广洲

(安徽建筑大学 环境与能源工程学院，安徽 合肥 230601)

环境工程专业的实践性教学体系主要由实习实训、实验、课程(毕业)设计等环节组成，将创新性思想融入实践性教学环节对培养具有创新能力的高级工程技术专业人才具有积极意义。通过实践性教学内容和方法的创新，以及强化学生的工程设计实践能力培养，有利于培养学生具有较高工程实践能力且具有创新水平的综合性创新性人才。

环境工程；实践性教学；创新能力

安徽建筑大学“环境工程”专业是依托“给水排水工程”专业而发展起来的专业，2001年首届招生，经过10多年的发展，“环境工程”专业办学力量不断强大，办学理念逐渐提升，办学条件不断改善。2012年6月，该校“环境工程”学科被安徽省教育厅批准为省重点学科；2013年9月，环境工程专业批准为学校重点专业、特色专业；2014年3月，环境工程获硕士学位授予权；水污染控制与废水资源化实验室先后获批为国家级实验教学示范中心和安徽省重点实验室。“环境工程”专业从无到有，取得了较好的发展成果，但是环境工程专业的实践性教学环节与国内知名高校相比仍较薄弱，实践性教学环节教学理念还不够成熟，实践性教学条件仍有待改善。为了培养具有现代环境工程实践能力，具有创新能力的高级专业人才，加强实践性教学研究实乃当务之急。

“环境工程”专业是实践性非常强的专业，在理论教学之外必须有保质保量的实践性教学提供保障才能保证教学效果。我国由于“环境工程”专业办学时间还比较短，各个高校办“环境工程”专业时依托的母专业差异非常大，所以目前我国各高校“环境工程”专业的实践性教学差异也很大，各学校在办学过程中对本专业的实践性教学理念也很难有一致的认识[1]。同济大学、中南大学等校通过创办“环境科技创新人才培养基地”来实现环境工程创新人才培养[2-3]，湖北工业大学等校通过建立校企合作的方式加强创新能力培养[4]，而当前更多的大学通过实施卓越工程师培养计划来培养创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量环境保护高级工程技术人才。因而，如何通过实践性教学来提高和加强本专业的教学质量还处于探索之中。近年来，由于对工程类专业的重基础、宽口径要求，同时要求加强实践性教学环节的要求，安徽建筑大学环境工程专业相关课程理论学时均有所降低，在理论学时降低的情况下，如何完善这些课程实践性教学环节的内容、改进实践性教学环节的方法、保障和提高实践性教学的效果，是需要进行认真研究的。本文通过对安徽建筑大学环境工程专业实践性教学的创新性教学内容、改革措施等进行分析，旨在与同行交流，起到抛砖引玉的作用。

1 环境工程实践性教学环节的内容

“环境工程”专业实践性教学体系的内容基本上由各类实习(认识实习、生产实习和毕业实习)、实验和课程(毕业)设计等三部分组成[5]。

在实习教学环节，如何将认识实习、生产实习和毕业实习有机结合，并能够分层次推进，需要妥善安排实习内容和教学方法；如何将现代先进的污染控制工艺与设备的相关知识融进实习教学内容；如何将相关企业的运行、管理、维护等生产基础性知识融会贯通到实习教学环节是“环境工程”专业实习教学环节所必须考虑的。认识实习通常安排在第4学期，专业课程尚未开设，学生仅仅对环保工艺、设备有个感性认识，实习一般安排到附近的污水处理厂、垃圾填埋场、环保设备企业、或汽车制造、日化等污染型工业企业进行，进行程度较浅，多为20～30人一组，在企业治理污染车间或设备车间等参观半天。生产实习一般在实习基地进行，学生分成4～5个小组，每个小组5～7人，分散到企业进行1周左右，每个学生循环2个单位，随单位工程师上岗。毕业实习一般结合毕业设计课题进行，不分组，每个同学根据自己课题选择到相应的单位，时间通常3～4周，一般去设计院所、厂矿企业、环科院所、监测站等。

实验教学环节，开有环境工程实验(1)和环境工程实验(2)，实验(1)内容是水、气、固体废物的治理实验，如混凝实验、离子交换实验、脱硫实验等；实验(2)是创新实验和综合实验，主要结合本专业教师的纵向研究课题，将理论研究和实验研究有机结合能够提高学生的创新性思想。此外，在毕业设计环节也有一小部分进行实验。

设计教学环节，主要是水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置、噪声污染控制工程、环保设备工程、环境影响评价、泵与泵站等课程开设课程设计。课程设计主要要求学生熟悉相关规范与标准、熟悉设备与材料、熟悉制图标准、熟悉相关软件等，课程设计要做到密切关注国家规范与标准的更新，关注新软件、新材料等，在设计中大胆采用新技术新工艺等，采取这些措施体现课程设计的创新性。对课程设计的内容也不断进行拓展，有利于激发学生的积极性和创造性。

2 环境工程实践性教学环节的创新措施

“环境工程”专业的实践性教学环节的创新和改革是完善理论与实践教学相融合、加强对理论教学的理解、改进课程的教学效果、提高学生动手能力、激发学生创新性思维等方面都是迫切需要而且非常重要的[6]。因而，完善“环境工程”专业理论和实践性教学有十分积极的意义，对环境工程学科的发展也将有一定的意义。我专业在这方面进行了一定的探索，主要有以下几点。

2.1 完善“环境工程”专业实践性教学环节的教学内容

根据目前环境工程专业的学科发展方向以及我校环境工程以水污染防治为主的专业特色，及时追踪水学科发展动态，追踪城镇污水和各类工业废水处理新技术新工艺，跟踪城镇排水系统和面源污染防治的新理念，探索新的教学理念并将之融入到实践性教学环节中去。根据建筑类院校的办学特色和我校的办学条件，进一步完善“环境工程实验”等实验类教学和课程设计、毕业设计类教学的教学内容，积极与地方企业协作，完善实习教学的内容，编制有特色的实践性课程教学大纲，编制相关实践性教学的指导书,编制污水厂实习指导书、环保设备企业实习指导书、水处理实验指导书和课程设计指导书等文件。

2.2 改进“环境工程”实习和实验等教学环节的教学方法

针对以前实习教学存在的效果差、缺乏动手机会等问题，吸取相关专业实施的“卓越工程师”培养方案的经验，确定“环境工程”专业可行的实习教学方法，将校企联合培养的模式融入到环境工程专业实习中去。实验教学方法应该强化学生的动手能力、培养学生独立思考问题和解决问题的能力。2014年9月，我专业成功纳入校级卓越工程师培养计划。

2.3 发展与完善“环境工程”相关课程的综合性实验、创新性实验教学的教学内容

根据环境工程专业的特点，确定综合性实验、创新性实验教学的实验方案，探索如何实现实验教学与教师的科研项目有机结合。综合性实验和创新性实验对学生和指导教师的要求较高，与传统的验证性实验不同，这类实验方案设计的难度大，实验时间一般较长，实验数据需要进行严密的分析、归纳和整理，这类实验结果一般来说具有一定学术价值，其结果对指导教师的科研项目有积极参考价值。

2.4 改革“环境工程”专业课程设计和毕业设计的教学内容和教学方法

将污染控制的新技术、新工艺、新设备等内容融入到课程设计中去，积极汲取现代水处理技术和固体废物控制技术的研究成果。近年来，污染控制领域特别是水处理领域的新技术、新工艺、新设备发展非常迅速，为了使学生能够在本科学习阶段不至于学习陈旧的知识和内容，需要在实践性教学环节让学生有机会接触到相关学科的发展动态，体现在“环境工程”专业课程设计和毕业设计等教学环节中则需要有与时俱进的课程大纲，先进的教育教学理念，现代的教学方法等。

2.5 设置大学生创新活动平台

学校设置大学生创新研究项目，旨在培养本科生的创新能力和实践性能力。大学生创新活动平台一般由年轻教师申报相应的创新课题，由学生参与完成，学生必须完成一定的任务方获得实践创新1个学分。大学生创新项目可以是一般的环境保护科学研究问题，也可以是环境问题的解决方案，企业的技术难题，实习实训的相关技术问题等，通过大学生创新活动平台的搭建，显著提高学生的实践创新能力。

2.6 实施卓越工程师培养计划

2014年底，环境工程专业卓越工程师培养计划得到省级人才培养计划立项建设，2015年环境工程专业将制定基于卓越工程师培养为目标的培养计划，未来本专业将按照该培养计划进行。

3 强化工程实训的实践创新

环境工程实践性教学环节，虽然包含了实验、实习、实训、课程设计与毕业设计等，但最终的目的都是要求学生达到熟悉企业污染治理工程(工艺、技术)、熟悉生产现场与设备材料、熟悉污染治理环节的辅助措施等，所以强化学生的工程实训、工程设计和施工等内容，并体现一定的创新性思维有重要意义[7]。

强化学生在工程实训中体现一定的创新性是毕业设计的重要内容[8]。为了在毕业设计环节充分体现我校建筑类高校的环境工程专业特色与优势，我们强化学生的工程教育和工程设计实训，并采取了一些措施。如要求毕业设计指导教师具有较高的专业指导能力和创新水平，一般学校讲师就可以指导毕业设计，而我校对于指导教师有工程实践方面的额外要求。对于不具有工程方面教育背景的教师，要求通过参加勘察设计相关执业资格考试来提高自己业务水平；还可以通过到设计院、工矿企业进修来提高自己的工程实践业务水平，目前我专业有4名教师取得了注册环保工程师或公用设备工程师(给水排水专业)职业资格，有2名教师具有设计院或工矿企业工作经历。此外，在毕业设计环节要求大胆采用新技术和工艺，以城市污水处理厂设计为例，以前学生多以传统活性污泥法、卡鲁塞尔氧化沟或SBR工艺[9]，现在鼓励学生在谨慎论证科学合理的前提下采用已经较为成熟的新工艺，如UNITANK、曝气生物滤池、UCT、倒置A2O工艺等。在涉及到最新工艺和技术的时候，学生对创新思想的认识有明显提高，也明显增加了对工程实践的学习兴趣。

在课程设计和毕业设计环节，我们组织学生开展兴趣小组深度学习或解析国家工程设计规范或工程技术规范(标准)，尤其是最新推出的规范(标准)，或规范(标准)的修订内容，对提高工程设计实践的创新性有明显帮助。近年来国家的工程设计规范和工程技术规范为了适应快速发展的科学技术水平，更新速度很快。以《室外排水设计规范》为例，2006年推出的版本是GB50014-2006，很快2011年和2014年又分别推出部分修订的新版本。工程实训实践环节的创新性教育，还体现在工程设计过程对新设备新材料的应用方面，将新技术、新工艺、新材料、新思维带入工程设计实践，正是强化工程实践创新性教育的主要目的。

4 结语

随着系列改革措施的进行，安徽建筑大学环境工程专业毕业生的创新能力有明显的提高，学生的实践性业务水平得到了用人单位的好评。大学生的工程设计实践能力比以前也有较大程度提高，毕业就业去设计院所等单位的学生能够直接参与工程项目。大学生创业人数比以前也有增加，据不完全统计，近三年有5名学生注册了环保公司、环境技术咨询公司等。实践性教学环节是环境工程高级专业人才培养的重要内容，是理论联系实际的必然要求，对于巩固和加深学生的基础理论、专业知识水平以及培养学生独立分析问题、解决问题的能力有着重要的影响。强化实践性教学环节的创新性思维是对培养环境工程高级专业人才具有重要意义。对实习实训、实验和设计类实践教学，分别采取不同的方法将创新理念融入到教学中去。通过完善和改进相关实践性教学的教学内容和教学方法，将污染控制的新技术、新工艺、新设备等内容融入到实践性教学环节，是创新性的一个重要方面。强化工程实训的实践创新是我校环境工程专业实践教学的重要内容和特色，对工程实训教育的师资水平、教育内容和教育质量有较高的要求，体现了建筑类大学环境工程专业的办学优势和突出工程教育的办学理念。

[1]陈广洲. 就业导向下的环境工程专业课程体系优化课程群建设[J].安徽职业技术学院学报, 2013,12(1):67-70.

[2]周琪.革新高校办学理念构建创新人才培养体系[A]. 全国高等学校环境工程本科实践教学研讨会论文集[C]．北京：高等教育出版社，2005.

[3]何德文，柴立元，彭兵，等. 特色环境工程专业创新人才培养模式的探索与实践[J].高等教育研究学报，2007,3(1):47-49.

[4]王梅,杜典初.基于实践教学培养环境工程本科生创新能力研究[J].黑龙江教育, 2009(12):84-85.

[5]环境科学与工程教学指导委员会. 环境工程专业发展战略研究[A].全国高等学校环境工程本科实践教学研讨会论文集[C].北京:高等教育出版社, 2005.

[6]宋珍霞, 徐建平, 蔡昌凤, 等.环境工程专业应用型人才培养实践教学改革探讨-以安徽工程大学为例[J]. 安徽科技学院学报, 2012, 26(1):80-83.

[7]杨莉, 赵晖, 陈海英. 环境工程专业面向卓越工程师培养的实践教学体系的研究[J]. 江西化工, 2013(1):181-183.

[8]郭少青, 郭亚兵, 李秉正, 等. 环境工程专业实践教学改革设想[J].教学研究, 2013，36(4):102-104.

[9]刘宇程.基于卓越计划的环境工程实践教学改革[J]. 石油教育, 2014(1):27-29.

( 责任编辑:郭万红)

Reform and Exploration of the “Environmental Engineering” Practical Teaching System for Innovative Ability

TANG Yu-chao, PAN Fa-kang, WU Chang-nian, WEI Xue-hua, CHEN Guang-zhou

(College of Environment and Energy Engineering, Anhui Jianzhu University, Hefei 230601, China)

Environmental engineering practice teaching system mainly consists of practical training, experimental, course (graduate) design and other aspects. There has been positive significance for cultivating innovative thinking for senior engineer with implementing the innovative ideas into practical teaching. Through innovative practical teaching content and methods, it will help cultivating students with higher ability of engineering practice and has a comprehensive innovation level.

Environmental engineering;Practice teaching; Innovation capacity

2014-10-18

安徽省教育厅教学研究项目(2012jyxm382)；安徽建筑大学教学研究项目(2012yx12，2013tz02)。

唐玉朝(1975-) 男, 安徽省合肥市人，博士, 教授, 国家注册环保工程师, 主要从事水处理理论与技术研究。

G642.0

A

1673-8772(2015)02-0066-04