新工科背景下环境工程专业实践教学改革探索*

张 彬，贾 丽，陈 亮，晁巾寓，杨 鑫

(1 西华大学食品与生物工程学院，四川 成都 610039；2 重庆城市管理职业学院工程管理学院，重庆 401331)

新工科是在新科技革命、新产业革命、新经济背景下工程教育改革的重大战略选择，是今后我国高等工程教育改革和发展的方向。新工科建设是在“以学生为中心”“产学联合培养”的理念基础上，强调“主动服务国家战略”、人文精神的“家国情怀”、“引领行业产业的未来发展”、“创新、综合化、全周期工程教育”的理念，是对“卓越工程师教育培养计划”和“工程教育认证”的补充和更新，是对其发展方向的引领[1]。因此，高校应把握中国高等工科教育的前进和改革方向，要根据各自不同定位和特色，推动新工科建设，培养适应新时代发展要求的“新工科”人才，助力高等教育强国建设。

目前，环境污染问题越来越收到关注，环境工程专业地位凸显，环境工程人才需求呈增长趋势。但人才供需的结构性问题依旧没有得到根本解决，环境专业就业率不高、学生可持续发展能力有待提升等问题[2-3]，其原因可能和各地方高校在环境工程专业建设方面存在实践教学不足、实践能力培养与社会需求脱节有关。

实践教学是培养学生科学精神、创新能力和实践能力的重要环节，在培养学生综合素质等方面担负重要任务，对提高教育质量至关重要。因此，实践教学课程体系的构建、实践项目内容的开发和深化，对培养学生专业技能、提高学生科学素质、锻炼学生解决问题的实践能力、促进学生综合素质发展等具有重要意义。

1 环境工程实践教学现状及问题

新工科背景下，国内环境工程专业相关高校都在积极探索应用型工科专业人才培养模式改革。研究集中在人才培养方案制定[4]、课程建设[5]、教学模式的提升[6]等各个环节，有效的促进了环境工程人才培养质量的提升。但实践教学仍是许多高校环境工程专业教学过程中比较薄弱的环节，主要存在的问题如下：

(1)缺少特色打造的问题突出。

目前，全国设置环境工程专业的高校有200多个，从其培养方案和课程体系看，大部分高校的环境工程专业同质化现象明显，侧重于传统环境污染控制工程和技术。在新形势下，电子科技大学结合社会需求和自身优势，将环境科学与电子信息技术深度融合，发展了数字环保特色型环境工程专业。但大部分高校人才培养未结合国家对环境污染防治和管理人才的需求，仍按传统环境工程专业培养，导致环保人才无法满足市场需求，学生就业率低、学生专业能力竞争性不明显[7]。同样，我校环境工程专业特色不鲜明，需要进一步打造特色，提示专业建设内涵，促进人才培养质量的提升。

(2)以输出为导向的实践教学体系有待进一步完善。

环境工程专业既要兼顾学生具有较完整的理论基础，又要强调培养学生较好的实践能力。一方面，由于受本专业传统理论体系的影响，我校环境工程专业的教学计划仍然不能脱离原课程体系的框架，一些理论深、难度大的课程在教学计划中仍占有较大的比重，实践课时不足的问题依然存在[8]；另一方面，企业未深度参与到人才培养过程中，理论脱离实际的现象没有得到根本转变，一些应用性较强的课程难以全面进入教学计划，还未建立比较完善的以输出为导向的工程实践能力培养体系。

(3)实践教学内容未及时更新。

在我国，环保产业发展迅速，各种污染治理的先进新技术、新方法、新设备的涌现，对实验课程教学环节提出了更高要求，原有实践课程、实验设备、实践项目远远不能满足其人才培养素质要求，与其他同类重点院校相比还有较大的差距，急需完善实验课程体系。如目前《环境土壤学》、《环保机械与设备》、《物理性污染控制工》等有关课程的大纲、实验指导书和教材更新进度缓慢，内容结构与新形势下企业对应用型人才的技能新要求不匹配。

(4)实践教学模式有待改进。

在实践教学上，采取一刀切式教学模式，未针对不同类型实验课程的特点和学生需求层次的不同，来设计实验项目和内容，原有的实验教学体系仍以验证性实验为主，缺乏综合性、创新性及研究性实验教学设计，实践教学过程中学生的获得感不强。在生产实践实习过程中，学生以走马观花的“参观式”实践参观为主，未能真正参与企业项目，实践能力无从得以提升。与清华大学等一流大学相比，仍有很大的提升空间。如清华大学早在2004年就进行实践教学方式的改革，增加教学实践环节，根据课程教学方式侧重不同，课程实践体系分成设计型、项目型和案例型3个类型的课程系列。教学实验体系强调实验内容的实践性和学生参与的自主性，将原先的验证性实验发展为开放式、研究性实验，学生可以根据自己的需求自选实验的内容。专业实习体系依托社会上企事业单位、科研院所等专业实习基地构建而成，基本实现了“以学生实践教育为主旨，学生、学校和接待单位三方共赢”。其Internship计划通过择优安排学生进入企事业单位、科研院所等参与生产实践、科研项目和管理工作，学生通过主制定实施计划和解决方案，按需完成接待单位的项目，从而大大提高了学生实际问题的解决能力及综合运用知识的能力。

(5)学生实践技能考核质量评估有待进一步改进。

目前，在实践考核方面，存在如下问题：实践教学考核办法不够规范。和理论教学要求相比，对实践教学的要求较低，也没有明确的实践教学考核量化指标。因此，这可能就会导致很多教研工作者在实践教学方面花费的精力远没有理论教学环节多，大家为了考核会更注重理论教学，轻视实践教学。而这些问题引起的最终后果可能就是学生在实践教学环节中获得的知识及能力培养远逊于理论教学，达不到预期的实践效果。

2 环境工程专业实践教学改革构想与措施

针对在新工科背景下，在工程实践教学方面存在的问题，从提升专业内涵出发， 对我校环境工程专业发展提出以下建议：

(1)开展环境工程专业实践教学板块定位研究，建立特色专业实践体系

我校环境工程专业，已建的实践基地6个和平台4个，且实践基地多以检测性质的企业为主，无论从实践基地和平台的数量和多样性来说，都存在严重不足，难以适应新工科背景下对环境工程专业学生培养的要求，且和一流高校相比，特色也不鲜明。因此，如何针对我校环境工程专业学生的培养定位和国家社会经济发展需求，立足四川，面向西南，广泛调研污水处理、土壤、大气等企业、行业等，对一线环境工程人才的需求，分析一线人员的技术类别、工作条件、人员工作性质、能力素质等，详细了解当前用人单位所需要的一线环境技术人员的新要求。对不同类型、不同层次高校的实践教学体系进行调研，总结其在实践教学建设中的差异性，吸取一流院校经验、立足本校实际，提出人才培养方案的修订意见，完成环境工程专业实践教学体系梳理和特色定位。

(2)开展实践能力培养为目标的实践教学体系的设计

在查明产业需求的基础上，围绕新工科人才培养为指导的实践教学体系，修订各有关课程教学大纲。结合着学校的发展计划，利用好校内实践教学平台，响应国家提出的专业设置与产业需求、课程内容与职业标准、教学过程与生产过程的“三对接”，需要对环境工程专业实践体系开展详细研究，充分调研、论证，精心构建，及时把握企业对技术人员的实践技能需求，并将其转化为实验训练项目，把原有“大而全”方式的教学内容打造为“小而精”的特色实验项目，并在教学实践过程中不断探讨和更新。另一方面，结合环保产业新方法、新技术、新设备，开展环境工程专业实验教学的内容建设，修改和充实的实验项目，加大特色实验项目建设，修订和编写适应新形势下应用型人才需要的实验指导书或教材，形成符合四川地区需求的特色实践教学体系。

在此基础上，探索校内实践和校外实践统筹设计有机融合的方法与路径。通过对企业实习内容的整合与优化，探讨如何达到学生基础实践能力的有效训练的方法；研究校外专业生产实习如何以项目形式，对学生进行有针对性工程训练；研究怎样的毕业设计(论文)方案能有效培养学生实践动手和解决工程实际问题的能力，最终提出一套以工程实践能力培养为目标的实践环节训练新方案。

(3)实践教学过程组织和管理研究

针对现有实践教学过程存在的问题，如教学模式单一、一刀切等问题，应积极进行实践教学的改革。如开展“科研创新、科技竞赛”为内容的工程实践能力自主训练设计研究，提高学生自主学习能力，并将课外自主学习和工程实践能力训练相结合，使学生课外学习成为实践教学活动的延伸和必要的补充。树立以学生为中心的实践教学理念，强调实验内容的实践性和学生参与的自主性，改变原有的验证性实验模式，发展开放式、研究性实验，强化新一代环境工程师所需的综合能力。在此基础上，进一步健全实验室管理机制，探讨实验室开放的管理方法，为大学生科技创新、技能竞赛、课程设计、毕业设计等实践课程提供良好的平台。

(4)深化校企合作，建立高效产学研机制

环境工程专业的发展与社会经济发展和相关产业的密切相关。学院领导及学科专业教学团队应重视校企合作建设，一方面，要重视扩展环保公司和其他相关生产实习单位的数量，拓展项目教学的资源和渠道；另一方面，深化校企合作，与国内多家有实力的环保公司、企业等建立教学科研合作，加强教学实习基地建设，让学生深入参与到实际的工程或科研项目中，学生将受益匪浅，增强学生的实践能力、接触社会的机会，全面提高综合素质。

(5)实践教学评价机制的建立和完善

通过实践应用，全方位对学生进行工程实践能力的培养，探索校企联合评价教学的新途径与新方法，制定一套有效的工程实践能力培养质量标准，注重各项指标的执行情况，对新的培养模式和原有的培养模式进行对比分析，对新的培养模式进行全面评价。如实验教学项目，要结合行业要求开展考核，按实验项目、实验课程、实验体系三个层次对学生进行环境工程技术技能掌握质量进行系统评估，通过各项技术指标的分析，深入探讨具体实验教学内容、组织方式、教学过程各环节对学生实验技能掌握的影响，评判各实验项目的难易程度，综合评价实验教学全过程与目标技能掌握的科学关系，提出下一轮实验教学内容、组织方式、过程控制、考核体系的修订方案。

3 结 语

“互联网+”、大数据、物联网、人工智能、绿色经济等成为人们生活新常态，新工科教育顺应而为，引领学科发展。作为工程技术人才培养的主阵地，许多高校积极进行着教学改革，以更好的服务新经济。实践教学作为环境工程专业的重要组成部分，对全面提高我国工程教育人才培养质量具有重要的意义。各个高校应结合实际，积极进行探索符合新工科建设的实践教学体系，共建产、政、学、研平台，以提高学生的工程实践能力，为培养高质量人才，实现立德树人的根本任务奠定坚实的基础。