数字环保特色型环境工程专业人才培养体系改革研究

张明芳

摘要：大数据、“互联网+”等信息技术已成为推进环境治理体系和治理能力现代化的重要手段。传统环境工程专业培养模式难以满足大数据和互联网时代国家对环保人才的需求。为适应国家社会经济发展需求，电子科技大学将传统环境学科与该校优势学科电子信息工程和计算机科学结合，确立了建设数字环保特色型环境工程专业的改革目标。本文介绍了电子科技大学数字环保特色型环境工程专业人才培养体系改革的思路、培养特色、培养目标以及改革方案。

关键词：数字环保；环境工程；交叉融合

中图分类号：C961 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）51-0032-02

一、研究目的及意义

大数据、“互联网+”等信息技术已成为推进环境治理体系和治理能力现代化的重要手段，生态环境大数据综合应用和集成分析是未来环境保护领域的重要方向之一。这对大数据和互联网时代高校的环境保护人才培养工作提出了全新的要求。目前国内数百所高校均开设有环境工程本科专业。这些高校的环境工程专业已初具规模，在高校环境工程专业发展中占据领先位置。其课程体系健全，基本涵盖了传统环境工程涉及的污染控制和治理的相关专业课程，同时强调学生的环境工程实践能力和科研创新能力的培养，并依托各自学校和学院的学科优势，形成各自的专业特色。

从目前国内环境工程专业的培养方案和课程体系看，尽管各个学校根据自身的学科优势，形成独具特色的专业培养方案，但仍旧是侧重于传统环境污染控制工程和技术。因此，按照传统环境工程专业培养方案培养的环保人才很难满足大数据和互联网时代国家对环境污染防治和管理人才的需求。电子科技大学环境工程专业开办近10年，期间经历了院系调整、大类培养、归属学院调整等变化，一定程度上影响了该专业培养的系统性。2014年，资源与环境学院通过国内外调研与分析，结合我校学科背景和国家环保人才需求特色，初步确定走环境工程和信息科学交叉的跨学科复合型人才培养路线，充分依托电子科技大学在信息技术领域的强大学科优势，发展以“数字环保”为特色的环境工程专业。但是以数字环保为特色的环境工程专业在全国尚属首例，电子科技大学环境工程专业培养模式的改革尚处于探索之中，因此亟待加强人才培养模式改革的调查和研究，快速提升“环境工程”本科专业人才的培养质量和特色。

二、改革思路

通过对国内外环境工程专业开办情况和环境工程专业毕业生就业情况的调研以及国家社会经济发展需求的分析，电子科技大学将传统环境学科与该校优势学科电子信息工程和计算机科学结合，以建设数字环保特色型环境工程专業为改革目标。因此，本专业的人才培养将围绕环境科学与电子信息技术深度融合的拔尖创新人才培养这一核心，整合电子科技大学环境科学和电子信息科学的优质教学资源，构建全面发展与个性发展相融合的精英人才培养体系。

（一）培养特色

本专业在传统环境学科的基础上，充分结合电子科技大学在电子信息和计算机领域的强大学科优势，建立具有“数字环保”特色的复合型环境工程专业，培养电子信息技术和环境工程技术深度交叉融合的精英人才。本专业强调综合运用电子信息技术、计算机技术、空间信息技术、环境工程技术进行智慧环境监测、数字环保系统的设计与实现、环境模拟与预测以及数字环境管理。

（二）培养目标

本专业旨在培养具有现代环境监测技术、环境信息技术、电子信息技术、计算机技术的复合型精英人才。通过系统学习和实践，本专业毕业生能够从事数字环境监测、环境资源探测与保护、环境模拟与预测、环境信息系统开发与管理等相关的技术、科研和管理工作，或进入国内外一流大学环境工程、电子信息工程等专业攻读硕士/博士学位。

三、改革与建设方案

（一）课程体系构建

数字环保特色型环境工程专业的课程体系分四个层次构建。第一层次是电子信息技术类和计算机类基础课程，包括电磁场与波、信号与系统、数字信号处理、数字图像处理数据库技术、传感器原理等课程。第二层次是环境工程核心专业课程，包括环境工程学、环境监测、环境化学、环境生态学、环境影响评价等。第三层次是电子信息技术与环境工程深度融合类的交叉特色课程，包括数字环保导论、空间信息导论、资源环境信息采集与分析、环境数据挖掘等课程。第四层次为个性化选修课程。其中，第一层次课程为全校统一建设的优质课程资源，为专业必修的电子信息类和计算机类基础性课程；第二层次课程为整合集成现有环境专业课程，形成环境类基础性必修课程，做到少而精；第三类课程为专业必修的电子信息与环境科学的交叉融合课程，为环境科学与工程系老师新开发的交叉特色型课程，体现学科交叉知识体系的系统性、应用性和前瞻性；第四层次课程则是根据数字环保特色型环境工程专业人才培养的重点方向为学生提供三个选修课程模块。其中智慧环境监测方向涉及资源环境遥感、大气污染控制、人工智能导论等课程；环境模拟与预测方向涉及虚拟现实技术、数据可视化等课程；数字环保系统开发与实现涉及计算机图形学、数据库技术、计算机网络、资源环境地理信息系统设计与实现等课程。

（二）课程建设

电子科技大学环境工程专业是在充分依托电子科技大学在信息技术领域的强大学科优势基础上，发展起来的以“数字环保”为特色的新型环境工程专业。但是授课教师术业有专攻，通常局限于各自的专业领域，导致电子信息类与环境类课程的融合度不高，环境类课程信息特色不鲜明。开发数字环保类融合性课程成为目前环境工程专业建设的主要任务。但信息技术日新月异，环境信息学属于环境科学与信息技术深度融合的新兴学科方向，尚缺乏完善的理论体系，国内外成熟的课程资源也较为稀缺。因此数字环保特色型环境工程专业课程建设的重点将放在数字环保导论、资源环境专题信息采集与分析、空间信息导论、环境数据挖掘等环境信息交叉类课程的开发以及教材的编写上。由环境工程系骨干教师组成专门的交叉特色课程建设团队，开展电子信息与环境工程融合性课程建设，着力建设《数字环保导论》《资源环境专题信息采集与分析》，突出“数字环保”特色，完善课程内容设计，组织特色教材编写以及特色课程实验开发等工作。

为提升学生国际视野和国际交流能力，设置《环境工程专业英语》全英文课程以及《资源环境科学导论》双语课程。同时，依托学院的资环论坛和暑期学堂，邀请环境领域知名专家作英文学术报告，提高学生的国际交流能力。

（三）实验教学规划与建设

环境工程专业本科实验教学规划和建设也将紧密围绕“数字环保”这一专业特色。首先新增、调整、优化现有实验课程，一是新增《资源环境专题信息采集与分析》环境信息融合性实验课程；二是完善实践类课程建设，将原来分属于单门课程的实验重组，开设环境化学综合实验和环境监测与分析综合实验等综合性实验，加强学生综合实验能力培养。其次是围绕数字环保特色型环境工程人才培养方案，基于现有环境工程本科实验室，建设数字环保本科教学实验平台。该实验平台包括环境化学分析实验室、环境信息采集与处理实验室、环境大数据分析与环境模拟实验室以及数字环保综合实验室。其中环境化学分析实验室主要服务于水环境化学、土壤环境化学等实验；环境信息采集与处理实验室主要可开展水环境、大气环境、辐射环境以及生态环境监测相关实验教学；环境大数据分析与环境模拟实验室主要进行环境大数据分析、水环境过程模拟以及生态过程模拟等相关实验；数字环保综合实验室则主要作为本科创新实验项目基地以及本科学生实验和教授实验教学成果展示中心。

四、结语

在大数据和互联网时代，将电子信息与计算机科学与传统环境科学结合的数字环保特色型环境工程专业将具有广阔的发展前景，能够为国家环境信息化建设培养急需的复合型专业人才。