环境工程学理论与实践的双导向课程建设探讨①

孙凯 司友斌 汤婕 刘小红 储刚

[摘           要]  深化环境工程学课程建设改革，提高环境污染防治本科人才培养质量，是“守绿水青山、建美好家园”的基础保障。以安徽农业大学为例，概述环境工程学课程教学改革的必要性和紧迫性，剖析安徽农业大学校在该门课程建设中存在的问题和弊端，并提出环境工程学理论与实践相结合的双导向课程建设改革对策与建议，旨在将该门课程的建设与改革深化，为培养理论基础扎实、实践应用能力突出的环境类专业人才奠定基础。

[关    键   词]  环境工程学;理论与实践;课程建设;教学改革

[中图分类号]  G642              [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2019）13-0036-03

中国经济的高速发展与生态环境恶化的失衡备受国内外学者关注。环境污染已成为影响居民正常生活、制约农业健康发展的屏障[1]。如何有效地解决环境污染问题、改善环境质量关系到中华民族的可持续发展。环境工程学是高等院校环境类专业主修的基础课程，其主要研究利用工程技术原理和方法，防治环境污染、保障环境资源以及提高环境质量。目前，传统的环境工程学课程教学理念已经无法满足环境类学科的快速发展和国家对综合性实践应用人才培养的迫切需求，深化环境工程学课程建设改革迫在眉睫。

笔者从中国环境污染防治现状和专业人才培养角度，阐述环境工程学课程建设改革的必要性和紧迫性，并以安徽農业大学为例，分析环境工程学课程建设过程中存在的问题和弊端，重点以强化理论教学与实践环节紧密结合的双导向本科人才培养模式为目标，提出环境工程学课程建设的改革方案和意见。

一、环境工程学课程改革的必要性和紧迫性

中国环境污染防治形势紧迫、专业人才匮乏，亟须采取预防和治理措施改善环境质量。深化环境工程学课程建设体系改革，全面培养理论基础扎实、实践应用能力突出的环境类综合性专业人才，才能解决中国环境污染问题。

（一）中国环境污染防治形势迫切

中国的大气、水和土壤污染情况十分严峻[2，3]。近几年，中国多个省市区爆发大规模持续性雾霾天气，其中试点城市出现雾霾天气的次数占全年25%～50%。中国700多条河流的水资源质量堪忧，共有46.5%的河流水质仅达到四类或五类标准，而10.6%的河水水质遭受严重污染（劣五类标准），水体彻底丧失使用价值。中国农用土壤污染状况不容乐观，耕地、林地和草地土壤污染点位超标率分别高达19.4%、10%、10.4%，且污染逐步蔓延到未利用地，主要污染物包括农药、重金属和多环芳烃等。

环境污染引发的空气、饮用水和食品安全等问题举国瞩目[3]。每年由于环境污染对农业绿色生产、工业持续发展和人群医疗保健等造成的直接或间接经济损失高达上千亿元。2016年底，国务院颁发的《“十三五”生态环境保护规划》为中国环境污染防治提供了行动准则，强化源头防控、夯实绿色发展、改善环境质量、保障生态安全刻不容缓。

（二）环境污染防治专业人才短缺

中国环境污染防治综合性专业人才短缺是不争的事实，具体表现在人才储备数量不足、专业知识结构单一和实践创新人才匮乏等方面[4]。如何全面扩大环境污染防治人才储备基数、提高人才培养质量、实现多元化实践应用人才战略需求，已经成为中国“守绿水青山、建美好家园”的基础保障。目前，高等院校担负着为环境污染防治培育综合性专业人才、提供理论知识和专业技能的重要职责和使命。但是，由于现今高等院校环境类专业课程体系知识结构单一，且多以基础理论知识、工程设计原理和验证性实验教学为主，缺乏环境污染防治综合性思维和创新实践应用能力，导致环境类人才知识结构偏向基础理论和研究方向，难以培养理论基础扎实和实践应用能力突出的环境污染防治综合性专业人才。

二、环境工程学课程建设中存在的问题和弊端

通过对我校环境工程学专业授课教师和学生的双向调研，发现该门课程存在教学内容冗杂、课堂教学手段陈旧、理论教学与实践环节脱节等主要问题和弊端，致使学生缺乏自主学习兴趣和积极性，不利于培养具有理论基础扎实、实践应用能力突出的双导向环境类专业人才。

（一）课程教学内容亟须调整

我校环境工程学课程教学内容涉及面广、内容杂，主要包括水质净化与水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物污染控制工程和噪声污染防治技术等。教学内容与水污染控制工程、环境工程设计和环境生物技术等课程存在交错重复现象，且部分教学内容冷僻晦涩，学生感到课堂教学旧调重弹、枯燥无味，缺乏自主学习的趣味和积极性。因此，如何在有限的课时内（理论课时量48，实验课时量30）将理论与实践结合，有效地处理好环境工程学课程教学“教与学、专与泛、深与浅”之间的关系，亟须对该门课程教学内容进行深化改革和调整。

（二）课程教学手段创新不足

当前，我校环境工程学的课程教学主要采用教师讲授型教学模式，案例教学法和工程实践教学法的应用尚未普及化。教师在授课过程中普遍利用板书结合PPT课件的常规教学手段，为学生介绍环境工程技术概念、理论及公式推导等基本知识。“板书+PPT”的结合方式仅仅将课本内容单一地转移到PPT课件中，并没有实现抽象的课程教学内容具体化、形象化和生动化，致使学生感到课堂教学内容沉闷枯燥、缺乏创新性。此外，由于师生互动少，学生在课堂问答环节的参与度较低，无法激发学生对该门课程的学习热情和积极性，改进课程教学手段刻不容缓。

（三）理论与实践教学脱轨

环境工程学理论与实践教学脱节，难以培养高质量环境污染防治综合性专业人才。目前，我校环境工程学实践课程体系包括环境工程学实验、课程教学实习和课程认知实习等重要环节，实习基地有环境监测站、污水处理厂、固体废物填埋场和垃圾焚烧厂等。在实验教学过程中，共设有8个实验，其中基础验证性实验占75%，探索性和综合性实验各占12.5%，创新型和应用型实验项目严重不足，导致学生缺乏对未知实验现象和结果的探索性和趣味性。而在教学实习和认知实习过程中，由于实习周期短暂、过程简练，学生只是在专业技术人员带领下走马观花地了解环境工程处理工艺的基本流程、原理及其相关参数，很难通过实习掌握环境污染防治核心技术。因此，如何将理论教学与实践环节紧密结合，让学生运用课堂所学的知识解决实际工程问题是我校环境工程学课程建设改革亟待解决的关键问题之一。

三、环境工程学课程建设改革对策与建议

针对环境工程学课程建设中存在的枢纽问题和弊端，并结合我校正抢抓“双一流”大学建设机遇，本文從优化理论教学内容、创新课堂教学技能、搭建实践教学基地和培育双导向专业人才等方面提出相应的改革方案与意见，满足我校环境类专业人才培养快速发展的需求。环境工程学课程建设改革对策与建议如下图所示。

（一）优化理论教学内容

环境工程学理论课程教学内容繁杂，结合中国大气、水和土壤等环境污染现状，突出理论教学重点内容尤为重要[5]。（1）巩固本科教学基础地位，要求学生了解环境工程学的基本概念、工艺理论和过程计算;（2）将工程实体图与工艺示意图结合，让学生掌握不同工程处理技术的工艺流程、运行原理及其优缺点;（3）精选教学案例、合理预设课堂研讨问题，强化学生对中国环境污染特征、危害及关键防治技术原理的理解;（4）充分协调环境工程学、水污染控制工程、环境工程设计和环境生物技术等课程的交错重复内容，加强培养学生运用基础理论知识解决工程实践问题;（5）定期召开教学工作会议，不断优化课堂教学内容，改进课堂教学理念，及时解决学生课堂遇到的疑点、重点和难点问题;（6）积极督导中青年优秀教师课堂教学专项工作，激励学生对专业基础知识的自主学习兴趣和动力。

（二）创新课堂教学技能

创新课堂教学技能是提高教师课堂授课水平、增强学生自主学习兴趣、优化教师课堂教学效果的重要举措[6]。鉴于环境工程学课程实践性较强，需结合中国实际环境污染状态，采取以下手段创新课堂教学：（1）采用案例分析、课程讨论和学生演讲等多元化教学方式，增加师生互动环节，强化学生独立思考和探索未知的认知能力;（2）根据环境工程学基础课程特点，充分运用多媒体平台和资源共享平台开展教学工作，提倡启迪、探索、讨论和参与的创新课堂教学方法;（3）树立符合中国现阶段环境污染防治的课程教学新理念，注重知行合一，坚持理论教学与实践应用相结合的双导向教学模式;（4）定期开展学术研讨活动，培养学生自主发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，探索环境类专业综合性创新应用人才培养新方案和新途径;（5）带领学生到环境污染区进行现场调研，让学生了解该区域的污染状况并独立提出治理方案，实现教学方式由课堂转变为工程治理的实际应用。

（三）搭建实践教学基地

实践教学将“学”与“用”有机结合，是强化基础理论知识、培养创新应用人才的重要途径。搭建实践教学基地平台，重视理论教学与实践环节紧密结合的双导向课程培养体系是强化学生动手能力和创新思维的核心资源，有助于促进学生理论知识、专业技能和创新能力协调发展[7]。目前，高等农业院校已经逐步构建并完善污水处理厂、环境监测站、垃圾焚烧厂、固体废物填埋场和中试示范基地等诸多实践教学基地。我校环境类专业与多家单位建立环境工程学课程教学实习基地，能够保证该门课程的实习教学环节顺利完成;但是，由于校企合作意向不稳固和教学经费短缺等问题，导致我校环境类实习单位频繁变动，而新的实习单位对人才培养目标和内容不熟悉，难以有效地开展实习指导工作。因此，搭建“产、学、研”良性循环的实践教学基地平台，增开探索性、综合性、设计性和应用性等实践教学项目，有利于提升我校学生的专业知识结构，增强学生的实践应用能力，为将来开展环境污染防治工作奠定基础。

（四）培育双导向专业人才

以培养环境类创新应用综合性专业人才为主线，将理论与实践的双导向教学模式有机结合起来，构建递进式课程教学体系[8]。例如，从课堂理论学习到基础实验验证再到综合性生产实习，让学生由浅入深、由课堂转向实践，全面掌握环境工程学专业理论知识、实验操作技能和综合实践应用能力。同时，大力发展多元化和应用化的实践教学环节，将学生参与的创新创业训练计划项目、暑期“三下乡”活动和兴农杯比赛等引入课堂教学，与学生分享心得，并结合环境工程学课程理论知识，探讨利用实践项目解决实际环境问题。该过程不仅能够让学生参与实践教学环节，也有利于拓宽学生的视野、增强学生对科学研究的兴趣爱好和创新思维。例如，2014—2015级环境工程专业学生在课堂与同学分享的实践项目包括“活性炭/铁催化剂制备及对畜禽养殖废水中典型抗生素的去处研究”“纳米MnO2模拟酚氧化酶催化水体中雌激素转化的作用机制”和“新型人工湿地农村生活污水处理系统”等。理论教学与实践环节紧密结合的双导向综合性专业人才培养模式有效增强了学生学习的自主性、多元性和创造性，显著提升了学生解决实际环境污染问题的能力[9]。

环境工程学以培养理论与实践相结合的双导向本科专业人才为目的，要求学生将理论、实践和应用密切结合，解决中国实际的环境污染问题，其课程建设的好坏直接影响中国环境类专业人才的储备。笔者紧密围绕安徽农业大学环境工程学课程建设中存在的枢纽问题和弊端，提出优化理论教学内容、创新课堂教学技能、搭建实践教学基地和培育双导向专业人才等课程建设改革对策与建议，期望将环境工程学课程建设与改革引向深入，将理论教学与实践环节完美结合，从而激发学生对环境工程学的兴趣和爱好，为培育全方位思考、多元化创新和综合性应用的环境类专业人才奠定基础。

参考文献：

[1]刘亦江.分析绿色农业产地生态环境安全与污染控制[J].资源节约与环保，2017（8）：91-94.

[2]高明国.我国耕地生态环境的严峻形势与治理思路[J].创新科技，2016（10）：59-61.

[3]李干杰.以习近平生态文明思想为指导坚决打好污染防治攻坚战[J].行政管理改革，2018（11）：4-11.

[4]刘伟才.以就业为导向的高职环境工程专业课程教学模式改革与创新[J].教育现代化，2017（29）：62-63.

[5]李秀丽，邴乃慈.基于环境工程真实问题探究的分析化学理论与实践教学[J].实验室研究与探索，2017，36（10）：223-226.

[6]徐志兵，陈书琴.“环境工程学”课程教学与学生能力培养[J].安庆师范学院学报（自科版），2016，22（2）：155-156.

[7]崔玉民，李慧泉，苗慧，等.基于应用型人才培养的应用化学专业实践教育基地创新体系的构建[J].阜阳师范学院学报（自科版），2014（3）：92-94.

[8]米洁，高宏.递进式实践教学模式的探索与实践[J].实验技术与管理，2012，29（2）：138-140.

[9]张蓉，吴祥为，樊霆，等.环境科学与工程专业生产实习的创新实践与思考：以安徽农业大学为例[J].兰州教育学院学报，2018（9）：115-117.

编辑 武生智