高等职业院校环保装备制造与人才培养研究

许占显，刘建元

(广东环境保护工程职业学院，广东 佛山 528216)

1 引言

环保装备制造是环境污染治理的关键环节，也是绿色制造和可持续发展的技术基础与重要保障。目前，环保技术装备门类比较齐全，基本满足国内市场需求[1，3]。文献[4]指出：环保装备制造到2020年其创新能力将明显提升，主要装备基本达到国际领先、竞争力明显增强；文献[4，5]提出：不断优化产业结构，创建百家具有示范引领作用的规范企业，到2020年力争环保装备制造业产值达到一万亿元。

2 环保装备制造现状

2.1 环保装备制造产业

2014年为落实国发[2012]28号文件《“十二五”国家战略新兴产业发展规划》，促进环保技术装备发展，五部委颁布环资[2014]2064号《重大环保技术装备与产品产业化工程实施方案》文件，要求20%以上年均增速，2016年环保装备生产总值达7000亿元，提升国际竞争力也给出了具体指标要求。2017年，针对环保装备提出重点发展领域[4]，包括：大气污染防治装备、水污染防治装备、固体废物处理处置装备、土壤污染修复装备、资源综合利用装备、环境污染应急处理装备、环境监测专用仪器仪表、环境污染防治专用材料与药剂、噪声与振动控制装备等。在“十三五”规划时期，环境保护制度将促使环保装备制造业，在大气、水资源、土壤等领域催生新的经济增长点[2]。

2.2 环保装备制造人才需求

环保产业是一个跨产业、跨领域、跨地域与其它经济部门相互交叉、相互渗透的综合性新兴产业。“十三五”期间，环保产业的大好形势为环保装备制造类人才的培养提供了一个良好平台，随着经济社会的发展，人类对环境保护的意识越来越强，环境保护类人才的需求呈现出知识技能复合化的发展趋势。社会需要既擅长工程建设又具有环保装备设计制造施工的应用型、技能型人才。目前，国家强调新工科教育背景下，加强具有创新精神和工匠职业意识的环保专业技术高技能人才队伍建设，十分必要。

2.3 存在的问题

针对大气污染治理、城镇污水处理，国家已经治定和实施了更为严格的标准，目前存在的问题如下。

(1)企业规模小。当下环保装备制造业技术门槛低、分散性大，针对具体的污染处理工艺集聚和协同效应明显不足、资金投入不足、研发能力薄弱、高效成套设备少。

(2)核心技术含量低。环保设备与环保治理的工艺的匹配性、适应性有待加强研究，环保数据监测的智能化与反馈控制的自动化、智能化、网络化及其可靠性有待提升，环保设备机电一体化融合的水平还比较差，高端监测仪器仪表等关键零部件和材料依赖进口，产品低端同质化竞争严重。

(3)政策制度的耗散性。国家有关部门在环保装设备研发、制造、应用示范等方面制定的政策，存在职能部门管理交叉重叠及多头管理现象，可实施可操作性不强等问题，对于促进产业的良性发展作用有限。

3 环保装备制造与特征

3.1 分类

环保装备是指生态环境污染防治专用设备、 资源综合利用设备、 环境监测专用仪器仪表和环境污染防治专用材料及药剂的总称。

(1) 生态环境污染防治装备： 包括水污染防治、 大气污染防治、 固体废物处理、 噪声与振动控制、土壤污染修复、环境污染应急处理等主要设备。

(2) 生态资源综合利用装备： 包括再生资源回收利用、 工业 “三废” 再生综合利用设备。

(3) 生态环境监测专用仪器仪表： 包括水质污染分析、 大气污染监测、 噪声污染监测、 放射性和电磁波污染监测装置， 污染源测试分析仪等五类主要设备。

(4) 生态环境污染防治专用材料和药剂： 包括吸附剂、 吸收剂、 膜分离材料、 多种滤料、 离子交换树脂， 以及吸声、 隔声、 减振构件及各种水处理剂等。针对大气、水污染等领域治理，优先发展的生态环保装备包括：土壤修复处理设备、地下水处理设备、PM2.5污染治理设备、垃圾综合利用、工业固体废物综合回收循环利用等技术装备。

3.2 环保装备制造的特征

(1)环保装备制造是多学科的融合。污染的产生是由多种因素造成， 所以环保装备的设计、 制造及服务过程，涉及的学科也非常广泛，即环保装备制造是多学科、多专业、多项技术的融合。

(2)环保装备制造基于密集型技术。环保装备制造技术、生产工艺等都要基于先进的科学技术基础；当前，环境污染严重变化多、治理难度大，环保装备的技术性能复杂、更新换代较快[7]。

环保装备制造具有国家调整产业结构的战略性，国家支持有前景环保装备制造形成产业链，形成集工艺与工程设计、环保装备设计与制造、运营维护、管理营销于一体的经营模式，加大技术创新力度，重点发展节能、增速器、主轴、叶片、塔架、法兰、控制系统等关键部件和先进成套环保装备，以及相关专业人才的培养与职业培训等。

4 环保装备制造专业培养要求

4.1 知识结构方面

(1)公共基础：外语、计算机、文献检索、化工化学、环境科学等。

(2 专业基础：AutoCAD与工程制图、电工学、机械制造基础、机械设计基础等。

(3)专业知识：环境工程仪表及自动化、可编程控制器PLC、机电一体化、环境工程学、材料腐蚀与防护、环境监测仪表设备、环保设备制造工艺学、环保设备原理与设计等。

4.2 能力结构方面

(1)获取知识的能力：具备良好的学习能力、良好的口才与交际能力、机械及环保装备设计能力、计算辅助设计与制造能力，虚拟仿真模拟能力、资料检索与信息查询能力。

(2)应用知识能力：能够综合运用已学知识分析问题、解决问题；能够完成基本的试验和胜任一般工程实践项目等。

3.3素质结构方面

(1)思想道德素质：具备良好的政治素质、思想素质、道德品质、法制意识、诚信意识。

(2)文化素质：具备良好的文化、交流沟通和团队合作意识。

(3)专业素质：具备良好的专业技术技能、有求实创新意识、有一定的工程素养、有一定的价值效益意识和革新精神。

(4)身心素养：身心健康、视野宽广。

5 教学实施

当前，政府、企业等职能部门对环境保护产业的关注度极高，但在环保装备制造、智能制造等高端技术类人才培养方面还十分薄弱。为满足环保行业的需求，相关部门对业务人员进行一些培训，提升专业素养是必要的，作为培养环保装备制造人才主要力量的高等职业院校，扩大招生数量、切实加强专业建设，抓住人才培养问题才是解决环境保护发展瓶颈的正道。

5.1 教学思路

以机械设计与制造、机电设备、模具设计、电器自动化专业为基础，以环境工程为依托，围绕先进与智能制造、环保装备作特色，以培养战略性高精端应用型工匠人才为目标，以工程环保高等职业人才培养为主线，构建分层次、多模块的课堂与实训室一体化教学体系；具体就是以机械、电子、环境工程为背景，创建环保装备制造专业、学科教学体系，分公共基础教学、专业基础任务驱动和专业综合性、专业拓展创新性等层次，进行积分绩点教学评估形成正确的理念和方法，才能使环保装备制造类人才教育取得实质性的成果[8，9]。

5.2 培养目标

环保装备制造专业培养的是德、智、体美全面发展的具有一定的环境污染治理工艺及环保装备方面的知识与技能，具有环保装备制造生产、安装调试、运行管理及维修知识和操作能力，具有一定创新创业能力的高素质技术技能人才；着力培养学生的知识和能力：熟悉污水处理工艺及其设施设备、烟气除尘及脱硫脱硝等工艺及其设备、噪声控制设备、固体废物处理与利用工艺与设备，具有一定的环保处理工艺及环保设备设计能力，撑握计算机辅助设计与制造技术、3D打印技术、绿色制造在环保设备设计制造中的应用，撑握环保设备的选型、安装施工、运行、维护保养方面的知识和技能，了解环保设备的前沿技术动向、了解计算机技术、通信技术、组态技术、PLC与PID智能控制技术在环保装备控制中的应用。

5.3 课程建设

环保装备制造教育体系中最为核心的就是课程体系，课程体系是体现学校教育理念、展现教学成果的中心枢纽，对教育的发展起着相当关键的作用，课程体系的构建和实施直接影响教育的效果。根据学校实际情况和环保装备制造人才培养和专业建设发展需要，依托机电工程系、环境工程系整合现有资源，开设如：机械制造与自动化、模具设计与制造、机电设备维修与管理、电器自动化技术、物联网应用、环境工程、环境监测与控制、安全评价等课程。

5.3.1 课程模块与专题设置

模块化课程设置，在本专业培养方案的课程安排中采用模块式结构，确定各模块的相关课程设置及能力分析，注意各模块知识和技能的相互衔接，并根据教学需要布置一些特定的专题任务。

(1)公共与专业基础。目的是使学生获得基本的环境工程和环保装备制造两个领域的基础理论及基本技能，着眼于培养学生对于环境工程、环保装备工作原理，环保装备设计与制造基本理论及工艺过程，有一个系统的整体的认知。

(2)专业理论。目的是使学生在环保装备制造的专业面上得专业必需的基础理论、基本技术及基本技能，着眼于让学生在就业上具有较大的适应性和可选择性。

(3)实践与拓展。以环保装备设计及制造、机电一体化，环保装备安装施工与维护、环保装备自动化控制、环境污染控制综合训练、专业认识实习、专业生产实习以及毕业设计为纽带，贯通、整合环境工程与机械制造之间的内在联系与融合。

5.3.2 环保装备主干课程

机械制图与CAD、工程力学、环境工程、材料腐蚀与防护、环境工程仪表及自动化、可编程控制器PLC、机电一体化、环保装备制造、环保装备原理与设计、测试技术、安全评价、实践教学等。主要涉及环保装备包括：大气、水污防治、固体废料治理、土壤修复装备、环境污染应急处理、环境监测专用仪器仪表、污染防治专用材料、药剂和噪声、振动控制装备等类别。

5.4 教学方法

传统教学模式注重知识传授，与学生缺少互动、教学方法和手段不是很适应高职类学生，学生往往感觉课程枯燥，致使学生实践能力差。结合实际可创新如下教学方式。

(1)学生主题演讲。在教学过程中，学生针对一个教学项目分工合作、共同探讨、相互提问、寻找答案,然后每组指定代表发言讲授所学，所思、所悟、教师点评，这样可增强课堂学生学习的主动性、趣味性、活跃课堂气氛；减少学生注意力不集中、玩手机、思想开小差等情形，有利于激发学习的欲望、通过相互交流合作来学习知识和技能，可提高学习效率。

(2)任务驱动与专题介绍。在重要教学环节设置必要的驱动任务，安排学生进行专题介绍，如电除尘器芒刺线脱落造成电场短路或拉弧原因是什么，如何处理？要求学生结合所学电除尘的结构、安装及工作原理来回答，学生通过这样的任务训练，自己找到了答案，加深了理解和记忆。

(3)涉猎前沿。一名优秀的教师教应广泛阅读专业领域内国内外最新研究成果，跟踪国内外研究与应用最新动态，保持对新技术、新工艺的兴趣及敏锐性，拓展学生对前沿科学(环保智能监测与控制、先进环保处理工艺与装备、先进制造、绿色制造等)发展的视野。

(4)过程评价。拟构建过程化、模块化、专题与任务驱动等积分绩点的考核方式，摒弃一次期末考试决定课程成绩的弊端，但是对学生教学中出现的“闪点、燃点”要提高评价的权重。

6 结语

目前环保装备制造与人才培养大多依附于机械制造、环境工程等相关专业，自身还没有独立形成专业。根据环保产业的发展需求，创立环保装备制造专业与开发相关的课程设置，迫切需要构建一个完整的培养环保装备制造工匠应用人才教育模式和育人体系。具体说来，在环保装备制造方面：第一，将人才培养、科学研究、社会服务紧密结合；第二，加强对学生节能、绿色生态意识和创新能力的教育；第三，切实提高人才培养质量，将高职院校环保装备制造与产业教育相结合并融入到人才培养方案，形成具体的实施方案和教学评价，推动新时期高等环保职业院校内涵质量建设的全面发展。