师生共生共长的环境工程创新本科教育实践初探

宁寻安，谢武明，张亚平，尹光彩，王玉洁，孙 健，安太成

（广东工业大学 环境科学与工程学院，广东 广州 510006）

2018年6月，教育部在成都召开了新时代全国高等学校本科教育工作会议。会议强调，要全面贯彻落实习近平总书记2018年5月2日在北京大学师生座谈会上重要讲话精神，坚持“以本为本”，推进“四个回归”，加快建设高水平本科教育，全面提高人才培养能力，造就堪当民族复兴大任的时代新人[1]。

有学者认为，我国在教育和办学中缺乏文化视野，背离文化要求。主要表现为：在教育目标上，不注重人的全面发展，重视成材，忽视成人；重视工具性、知识性、技能性，忽视思想、灵魂、智慧的培育。在教育内容上，重视专业性，忽视通识性；重视知识运用，忽视自由创造；重视科学教育，忽视人文教育。在教育形式、手段上，重视显性教育，忽视隐性教育；重视他人教育，忽视自我教育；重视共性教育，忽视个性教育[2]。史秋衡等研究发现，我国大学生就业能力的总体指标逐年提升，但学科内化力不强；就业能力各因子呈现不同的个体差异；自我就业认知是影响就业能力最重要的个体因素；大学生就业能力的培养更受制于第二课堂的设计；个性化教育培养是弥补个体差异的重要因素[3]。

本科教育的核心是培养创新性人才。只有落实好教师专业发展，实现对职业的认同、信仰，对教育的热爱，以及拥有生命的激情，才能有效保障教育品质[4，5]。目前我国高等学校的各类评估及奖励中，科研项目、高水平论文及科研获奖一直是重点考核内容，而本科教育则很难在短期内出一些有显示度的标志性成果，最终导致“重科研、轻教学”的问题非常突出，使得师生关系长期处于疏离状态，缺少共同探索知识的氛围，没有实现“师生共生共长”，影响教育质量。

广东工业大学环境工程专业近5年取得了长足的发展和进步，汇聚了一批优秀的教师。如何将优秀师资和科研项目等资源转化为本科专业人才培养的实际效果，培养创新应用型专业人才，是我院环境工程专业教育发展的关键问题。如何充分调动教师和学生的积极性，营造教师乐教、学生乐学的创新人才培养体制和环境氛围，实现人才培养过程中师生能力的共生共长，达到工科人才的培养目标和毕业要求，是当前环境工程本科教育的难点。

本研究在分析现有本科教育现状及问题的基础上，从专业综合改革、师资队伍和教学团队构建、教学质量保障体系建设等层面提出了切实可行的对策措施，构建了师生共生共长的环境工程创新本科教育体系。

1 广东工业大学环境工程专业本科教育现状及存在问题

1.1 环境工程专业概况

广东工业大学环境科学与工程学科为广东省优势重点学科，环境科学/生态学ESI 前1%，广东省“冲一流、补短板、强特色”提升计划重点建设学科，具有一级学科博士点和博士后流动站。现有国家和省级实践教学中心2个，省/市以上重点实验室或工程中心10个（1个教育部重点）。学科有专任教师近90人，博导25人；其中包括中国工程院院士1位，国家杰青4位等国家级人才28人次。最近5年获国家自然科学基金84项。

环境工程专业1983年开始招收本科生（广东省最早，招生人数最多），为国家特色和一流本科专业、广东省名牌专业，并通过工程教育专业认证。专业现有教职工31人，均有博士学位，其中教授和副教授21人，博导9人，国家和省级人才7人，近5年引进14人，占45.2%。专业培养了近4000名毕业生，绝大多数服务于广东环保企事业单位。

1.2 人才培养机制有待完善

1.2.1 重科研轻教学的评估机制导致本科教育投入不足

现有国家及社会对大学学科及专业排名等考核评估体系均以科研项目及论文、专利等成果为主，教学及其人才培养方面的权重偏低。加上本科教育的很多工作很难量化评价，导致专业教师对本科教育重视及时间投入缺乏内在主动性。

1.2.2 教师和学生缺乏筛选淘汰机制

环境工程属于典型的交叉应用型专业，要求专业教师既掌握物理、化学、生物等基础理论知识，又要具备一定的工程实践经验，还要了解当前行业的主要环境问题及技术应用，更要熟悉国家及地方的环境法律法规。由于缺乏教师岗位的淘汰分流机制，部分教师缺乏外在压力，投入教学方面的持续学习和教学研讨时间不足，进而影响教学效果和质量。

魏署光等研究表明，学生投入度四个要素（主动学习、课程学习、师生互动、生生互动）是学习效果的主要影响因素[6]。而学生的投入度跟外界压力成正比，但是长期过分强调本科毕业率（实际95%以上），导致多次补考、重修等给学生的外部压力很小，没有形成积极主动的学习氛围，导致学生投入度严重不足，无法形成师生“命运共同体”，难以相互促进、共同进步。

1.3 教师的教育思想、教育方法和能力有待加强

长期以科研项目和论文为核心目标的高等教育评估机制导致教育管理者和教师缺乏科学的教育思想引导，不能从历史的角度和新时代的要求来认识环境工程本科教育的本质规律，且缺乏教育思想的凝练和长期坚持，随意性较大。

教育方法决定人才培养的效果，环境工程创新本科教育的本质是学生获得解决复杂环境工程问题的能力。但是目前环境工程专业的大多数课程教学，仍然采用以知识讲授为主的教学方法，以实践能力和创新意识提升为目标的启发式、讨论式、案例式等教学方法进展缓慢。

1.4 本科生自我管理及创新能力不足

1.4.1 自我管理能力及主动性不足

相当部分学生进入大学前，德智体美劳没有得到全面发展，自我管理能力，读、写、说等能力也没有得到全面训练，而环境工程是一门实践性很强的课程，需要深入产业一线了解实际情况，对发现问题和解决问题的主动性和自觉性要求较高。

1.4.2 探究问题的创新能力不足

学生创新能力的培养，核心任务是让学生个体具有创新性思维、创新型人格，即让学生“会”创新、“愿”创新。而影响学生创新性思维、创新型人格形成与发展的所有因素都属于“环境因素”，包括教育因素和非教育因素[7]。长期的中小学应试教育和传统考试挤占了学生能力培养的时间，也使得学生习惯于被动接受知识，不愿意主动花时间去查阅资料、实地调研和深度思考，探究问题的创新能力培养严重不足，也就是说创新环境因素严重不足。

1.5 考核方式单一，缺乏过程考核

1.5.1 评教

本科教育的付出往往是隐形的，很难有统一的量化标准。培养人才是个长期的潜移默化的过程，人才培养质量也很难在短期内看到明显成效。同时，大多数学生没有形成批判性思维能力，不能客观公正地对教师上课效果进行评价，导致95%以上教师的评教分都在90分以上，跟实际听课效果相差很大。

1.5.2 评学

考核是教学的关键环节，考核方式的改进有助于教学质量的提高。传统考核方案一般被设计为：平时成绩、期末测验试卷成绩各占一定比重，其中平时成绩主要包含出勤、课堂表现和平时作业[8]。这种考核方案很难培养学生的专业兴趣、激发学生的探究热情，且部分课程期末考试题型也是以知识考查为主，缺乏以考查利用专业知识解决实际复杂工程问题的能力为主的题型设计，因此通过这种考试成绩来检验学生的创新能力效果不理想，难以体现OBE教育的理念。

1.5.3 毕业设计

近年来毕业设计的质量滑坡问题突出，主要体现在以下两个方面。

首先，教师和学生在毕业设计环节的时间和精力投入不足。教师同时指导多名学生的毕业设计，大多采用分散指导的形式，加上学生要兼顾就业实习和求职等活动，师生见面指导的时间不多，毕业设计的过程管理和督促落实不到位，致使毕业设计图纸和计算过于粗糙，难以保质保量完成设计任务。

其次，很多导师的毕业设计内容多年不变，将针对解决复杂工程问题的能力训练作为毕业设计的切入点，未能达到对大学所学知识和能力的全面训练和综合提高，大大影响人才培养的质量。

总之，教师发展偏离教学与学生主体作用发挥不足，难以形成师生共生共长的环境培养体系，不利于教师和学生的成长与发展。

2 师生共生共长的本科教育创新体系构建

根据环境工程专业人才培养的特点，以下从深化专业综合改革、加强师资队伍和基层教学组织建设、加强专业教学质量保障体系等方面提出切实可行的实施方案。

2.1 深化专业综合改革的主要措施

2.1.1 以教育思想和教育方法引领人才培养

“新教育”创始人朱永新教授认为教育的本质就是“让师生过一种幸福完整的教育生活”[4，5]，核心是通过学习已有的教育思想，使教师和学生在共同的教育生活中实现共同成长。为此，学院组织全体教师系统学习了朱永新教授编著的《新教育》系列教材，提出了“师生共生共长”的教育思想。以“幸福完整的教育生活”为目标，充分考虑教师、学生、企业三方的利益诉求[9]，以学生能力培养为抓手，以“产学研”合作项目为依托，激发教师和学生的创新热情，构建师生共生共长的环境工程专业创新本科教育体系，实现创新性应用型本科人才的培养目标。

没有先进科学的教育方法，就不可能有创新人才培养的成果。批判性思维是全球高等教育公认的目标[10]。在当今信息爆炸和全球化时代，我们比任何时候都需要批判性思维，它是我们生存和发展的基本、必须和关键的素质[11]。为此学院组织全体教师学习董毓教授编著的《批判性思维原理和方法》等著作，利用批判性思维中的原理方法改造课堂教学和考试方式。宁寻安、安太成、汤兵等教授分别针对固体废物处理与处置、大气污染控制工程、水污染控制工程等课程的教学内容，结合各自的科研实践，提出了很多有启发性、探讨性的科学问题，营造了老师乐教、学生乐学的良好教学氛围，课堂到课率和学生专注度等均得到明显提升。

2.1.2 以工程专业认证规范人才培养

学院从2017年9月启动环境工程工程教育专业认证，先后有100多人次的专业教师参加了各类认证培训。严格按照工程认证中的培养目标和毕业要求，完善了课程体系、教学大纲、教学内容等核心要素，并对各课程的教学内容、授课方法和考试方式等进行了系统梳理，实现了专业培养目标和毕业要求的可检验。

2.1.3 以团队教学和“金课”促进课程建设

依托中央财政项目，组建了固体废物处理与处置、水污染控制工程、大气污染控制工程、环境工程微生物学等10 个教学团队，形成了以宁寻安、安太成和汤兵等教授为核心的老中青相结合的传帮带教学团队。团队教师结合自己的科研特长承担相应章节的教学内容，共同研讨制定教学大纲、教学内容、教学方法和考试方式等。授课内容方面，拒绝照本宣科的纯粹概念解释等知识性内容的授课形式。尽可能做到“少而透”，每堂课程要围绕1、2个核心知识点剥茧抽丝、披沙拣金，培养学生缜密严谨的逻辑思维、层层深入的辨识剖析等能力。

2.1.4 以产教学研深度融合促进人才培养

专业聘请80多位具有丰富工程实践经验的环境工程领域校外专家作为兼职教师，弥补部分教师工程实践相对不足的缺点，并建立相关的规范管理制度，为校外教师深度参与人才培养方案制定、实习实践和毕业设计（论文）等提供基础保证。如固体废物处理与处置、水污染控制工程、大气污染控制工程等主干专业课程均聘请校外教师参与相关工程设计及施工等教学指导。

学院设立“创新教育发展理事会”，引进企业建立以“水清环保演讲赛”、“永安环保优秀毕业设计（论文）”、“广深环保优秀班集体”、“中扬环保课程设计”等奖助学金为载体的联合培养模式，每项奖金5 万元/年，全体本科生均参与。专业教师则结合企业的技术研发、能力提升、人才需求和社会服务等提供技术指导。以上措施的实施，构建了环境工程产教学研深度融合的联合培养模式，形成了教师、学生和企业共生共长的环境氛围，实现了教学相长、研学互促的工科创新人才培养目标。

2.1.5 改变重讲轻研育人模式，重视科研育人

爱因斯坦认为“探索真理比占有真理更为可贵”[12]。本科生不应该仅进行以知识获取与占有为目的简单理论学习，而更应该重视以知识探索与发现为目标的深度理论学习，并且无论学生将来是否选择科学研究作为职业，科研经历都会对他们的思维方式、探究意识与创新能力大有裨益[13]。为此每位专业教师对接2～3位校外兼职教师组成一个导师小组，将二年级或三年级的学生分配给各导师小组，每个小组设计好适合本科生参与的科研项目，利用第四或者第六学期的暑假在导师实验室或者工程现场完成项目研究实践环节，写出研究报告，并为学生的兴趣培养、思维训练、方法指导、升学准备等提供全面支持。师生在科研上的共同投入和进步，为师生沟通和共生共长提供了保障。

2.1.6 本科生品格和能力提升

如何让大一新生尽快适应以能力培养和自我主动管理的大学生活、培养学生的优良品德、养成良好习惯是当前高等教育的基础性挑战。为此制定班主任督促班干部开展读、写、说等综合能力方面的班级活动，详见表1。

表1 大学生能力培养内容Table1 Contents of college student's ability training

打造面向本科生的“广工环保论坛”，每学期每个年级听两次报告：一年级主要邀请教育理念和通识教育专家；二年级主要邀请物理、化学、生物等基础学科的专家；三年级主要邀请环境工程、环境科学、环境生态工程等方面的专家；四年级主要邀请行业协会、企业方面的专家。

2.1.7 推进考核方式改革

过程性考核不是单次考试的简单叠加，而是指对学生教学的整体过程进行有点有面的考核评价，目的是充分调动学生的积极性和主动性，引导学生认识课堂的教学过程比结果更重要，更好地促进学生独立思考能力的培养和课堂教学内容应用的提高[14]。为此，提出改革“终结性评价”的期末考试为课堂讨论、章节作业、专题作业和期末考试的全过程的形成性评价考核制度。

以《固体废物处理与处置》为例，该课程一直采用讨论式教学方式，以课程内容中的难点和关键科学问题为切入点组织教学内容。从2018年下学期开始对考核方式进行改革，学生最终成绩由教材作业40%、综合调研或分析20%、期末考试40%三部分组成。教材作业成绩主要考核学生对每堂课知识点的理解和掌握程度。综合调研或分析主要考核对理论知识的整体掌握情况，以及运用理论知识解决实际问题和提出方案的能力，考核形式是通过调研、查找资料完成综合调研或分析题。期末考试主要考核对理论知识的整体掌握情况，以及运用理论知识解决复杂固体废物处理处置工程问题的能力，题型为综合题，所有考核均为开卷。三年来，学生的课堂纪律、关注度以及主动学习能力得到极大改善，教学效果显著。接下来将逐步在《水污染控制工程》《大气污染控制工程》《环境影响评价》《环境规划与管理》等专业核心课程推广。

2.1.8 强化毕业设计（论文）的过程管理和质量控制

制定《毕业设计（论文）工作管理办法》，建立毕业设计（论文）全过程管理和质量保障机制。第一，修订毕业设计（论文）教学大纲，从解决复杂工程问题和科学考核出发，明确、细化毕业设计（论文）课程目标，实质性支撑相应毕业要求，作为毕业设计（论文）目标达成度评价依据。第二，明确毕业设计（论文）的过程管理要求，要求有具体的工作计划和进度要求，管理部门和督查组规范、有序进行检查安排和强化督促。第三，环境工程专业以毕业设计类为主，聘任毕业设计校外指导老师（工程师类），以实际工程项目作为毕业设计选题，明确毕业设计一人一题，强化专业学生工程实践和解决复杂工程问题的能力。第四，对照毕业设计（论文）的课程目标制定评阅和答辩评分标准，以相似性检测作为答辩的前置条件，确保毕业设计（论文）的质量。

以上有效措施，可加强师生之间的沟通和共同探究讨论，有益于师生关系良性发展，做到师生共生共存，相互融合。

2.2 加强师资队伍和基层教学组织建设的主要措施

2.2.1 健全师德建设长效机制

严格落实《广东工业大学师德考核实施办法》，强化师德规范考核和管理，充分发挥学院学术委员会的监督作用，在职称评审、岗位聘用、评奖评优、项目申报等环节严格落实师德“一票否决制”。定期开展师德专项排查和整改工作，防止师德失范行为发生。

2.2.2 健全学科-专业-教学团队三位一体的创新机制

专业主干课程采用教授负责制的团队教学，选择相关科研能力突出的老师组成三人以上的教学团队，结合各自科研特色及优势承担相关章节教学内容。学院制定规章制度和保障措施，教学团队负责具体教学任务的落实以及日常教学研讨活动的开展。该三位一体的创新机制保证了专业培养目标的具体落实。

2.2.3 健全专业教师能力的持续提升机制

由系主任或教学团队组织1～2次/月的教学研讨活动，针对课程内容开展具体的研讨。每位教师每学期必须进行一次教学学术报告，专业负责人、教学团队负责人每学期开展一次教学辅导。新进年轻教师第一年进入教学经验丰富的教学团队当助教，以老带新，互相促进。

2.2.4 开展教学竞赛促进教师成长

每年组织一次全院教学竞赛，对教学效果优秀者予以表彰奖励，教学效果较差者，由学院约谈，并重点跟踪。

2.3 加强专业教学质量保障体系建设的主要措施

2.3.1 制度和经费保证将本科教育列入每次学院党政联席会议的一号议题，及时发现和解决问题。在学科建设经费中列支本科教育学术交流及培训等专项经费，确保每位专业教师每年参加不少于1次的专业技能培训。2.3.2 完善教师育人能力和实践能力的评价与激励机制

严格落实《广东工业大学教学奖励办法（试行）》《广东工业大学专业技术职务评审办法》，发掘和培养教学型教授、副教授等师资。严格落实教授100%为本科生上课的制度。实施《广东工业大学教师考核评价制度改革实施方案》，引导教师开展环境工程教学研究和教育改革，不断提升教学水平和教育质量。

2.3.3 建立教学质量闭环监控机制

建立教学质量的督导评教、学生评教、教师评教、学院领导听课等监控制度。邀请行业专家参加毕业设计（论文）指导和答辩过程，确保毕业设计（论文）质量。从教学体系设置、教学大纲、授课教案、教学和考试过程等环节进行全过程的质量监控，对环境工程专业教学管理、教学任务和教学成果达成度进行多程检查，建立PDCA 教学质量管理模式，持续坚持“以学生为中心”的产出导向教育和质量不断改善的新工科教学理念。

2.3.4 构建多方共赢的产教学研及实习实践体系

学院制定“本科生实习管理办法”，明确细节，确保效果，兼顾学院、教师、学生以及实习企业的实际需求。

（1）在校外，学院建立了国家生态环境部华南环科所、广东省环科院、瀚蓝环境、广东新大禹环境、广东水清环保、韶关鹏瑞环保等20多个校外实习基地。同时以产教学研项目为切入点推进教师、学生、企业的深度合作，确保实习基地的长期稳定运行。

（2）除了参观实习、认识实习外，将本科生的生产实习跟暑假实习结合起来。原则上如果没有特殊情况，本科生必须在第二、四、六学期末的三个暑假中参加两次完整的、每次不少于一个月的企业生产实习。由学院、企业、学生共同制定可跟踪过程、可评估实习效果的实习方案。将学生的暑假生产实习跟毕业设计（论文）指导统一起来，即暑假生产实习指导教师就是今后的毕业设计（论文）指导教师。由实习企业提供每天实习考勤记录，暑假实习结束后，提交不少于5000字的实习总结报告，结束后班主任组织每位学生上台汇报，并评出约5%的优秀实习报告进行表彰奖励。

（3）学院从科研项目联合申报、专利技术研发及转让、人才培养和输送等全方位支持实习基地企业。院长助理负责收集实习企业的需求信息，及时反馈给学院有关科研团队。

3 初步成效分析

综合改革措施实施后，逐渐形成了师生共生共长的环境培养体系，师生互促互进，优势互补，藉此教学相长，共同发展，在多个方面取得了显著成效。

（1）本科生考研及获奖情况。深化专业综合改革后，学生对本专业的认可度逐年提高。我院本科生90%为广东生源，2016 年之前考研率一直低于10%，2017—2020 年，本科生考研升学率分别达到13.0%、14.3%、19.3%、27.7%。环境工程专业本科生考研升学率连续多年居学校前列，2020年本科生考研升学率达27%，全校最高。2012-2021连续10年，97位推免生全部留校攻读硕士学位，20位硕博连读。此外，2018年获中国环境科学学会高校本科生优秀毕业论文和毕业设计各1篇。

（2）团队教学效果。固体废物处理与处置和水污染控制工程均获省级精品课程，固体废物处理与处置、水污染控制工程、大气污染控制工程、环境工程微生物学等已逐步建设成为专业“金课”，带动了其他课程质量的持续提升。

（3）产学研横向科研项目。学院产学研横向课题经费整体呈现攀升趋势。2015—2020年，学院教师通过产学研获得的横向科研经费分别为777.74万元、1 023.38万元、619.73万元、2 378.20万元、1 791.78万元、1 570.27万元。

（4）国家自然科学基金。教师队伍的科研水平稳步上升。2015—2020年，学科教师获得的国家自然科学基金项目分别为5、10、12、13、20、29项，累计增长5.8倍。

（5）校友支持办学情况。校友们对专业的认可度及支持度逐年增高。近两年，学院设立的8个针对学生培养的奖学金中，6个为我院环境科学与工程类本学科毕业生创办企业赞助，合计26万/年。