资源循环科学与工程专业课程体系优化与构建*

张 攀，吕小改，李冬伊，侯晨曦，许 英

(1 郑州工业应用技术学院，河南 新郑 451150；2 河南大学化学化工学院，河南 开封 475004)

近年来，资源与环境问题已经由局部性、区域性发展成为全球性的生态危机，如温室效应、全球性资源短缺、生物多样性锐减等。我国已把节约资源、保护环境作为基本国策，明确提出建设资源节约型、环境友好型社会，实现可持续发展，这意味着在节能减排、资源循环利用等方面需要一大批相关专业的高素质人才。教育部在2010年设立的资源循环科学与工程专业[1]，该专业涉及到环境、资源、化工、经济等多个知识领域，旨在培养具备化学、环境、资源循环等方面的基础理论知识与实践技能的复合型创新人才，来促进地方循环经济建设和产业发展。本文在了解专业培养现状的基础上讨论该专业课程体系建设与优化方案，为本专业人才培养提供有益的参考。

1 专业培养现状

资源循环科学与工程专业是为适应节能减排、清洁生产、低碳经济、循环经济等战略性新兴产业发展的需要而设置的。它是利用环境科学、生态学、资源科学、化学等多学科的科学方法和技术手段，实现资源循环利用、清洁生产和可持续发展的新兴交叉学科[2]。目前开设该专业的有南开大学、东北大学、华东理工大学、山东大学、北京工业大学、福建师范大学、昆明理工大学、北京师范大学、福州大学等近30所大学[1]。河南省开设该专业的学校有洛阳理工学院，华北水利水电大学，郑州工业应用技术学院等3所大学。基于专业培养人才目标，以社会对人才的需求为宗旨，该专业要求培养出具备废水资源化、固体废物回收利用、生物质能源、资源再生和资源保护等方面的综合知识与技术；最终能够在资源循环科学与工程技术相关领域从事工作的应用型高素质专门人才[2]。

在该专业的建设和发展过程中，课程体系的建设和优化至关重要。近几年来，各研究学者纷纷对资源循环科学与工程专业课程体系优化与构建展开了研究。2017年，刘明华，张婵等[3]为实现培养创新型技术人才的最终目标，提出了循环经济下资源循环科学与工程专业建设的必要性、培养目标、建设思路和模式探索。同年，刘璇，李如燕等[4]结合当地经济建设特点，构建以伴生矿产和尾矿资源综合利用、城市生活垃圾和废水无害化、资源化处理处置为主线的课程体系。2019年，周子凡、朱峰等[5]通过对广东省区域经济发展需求的分析，制定了具体的培养目标和相关的实践课程，以培养资源循环所需的人才，促进区域资源循环经济的发展。2020年，李玉祥等[6]以西安建筑科技大学专业课程体系为例，通过梳理各专业课程教学内容并相互衔接，构建专业课程资源并探讨了优化课程体系的方法和增加创新实践环节的具体措施。

目前，资源循环科学与工程专业成立时间较短，学生培养规模也较小，其课程体系构建依旧不够完善，教学过程中各门课程的融合性不强，一些实践教学环节与资源循环利用生产实践联系不紧密，因此该专业课程体系中各学科融合以及与生产实际结合等方面需要进一步优化。

2 优化理论课程体系

根据人才培养目标，资源循环科学与工程专业要求学生建立与“资源循环”相关的基本理论知识框架，并积极主动对专业课程展开深入的学习[7]。因资源循环科学与工程专业属交叉学科专业，所涉及的学科有化学、环境、资源等，每个学科领域中的基本原理知识的侧重点会有所不同，因此，在资源循环科学与工程专业培养方案的课程目标基础上，要对相关学科的某些课程内容进行梳理、调整和优化，或者结合地方经济发展特点开发适合学科发展要求的特色课程。

根据各门课程的教学内容，对资源循环科学与工程专业课程进行了梳理分析，构建了资源循环科学与工程专业基础理论课程设置表，如表1所示。旨在优化现有资源循环科学与工程专业课程体系，整合相关学科，加强各门学科的融合性，帮助学生形成扎实的理论知识体系，实现复合型、创新型人才培养的目标。

表1中的理论课程体系由基础理论课程“化学类”、“环境类”，基础应用课程“工程类”、“材料类”、“循环类”组成，知识体系比较完整。其中化学类和环境类课程属于该专业的基础类课程，旨在帮助学生形成扎实的“资源循环”基本理论知识体系，为学生之后学习工程类、资源类和材料类课程打下基础，帮助学生理解知识更加透彻。工程类、资源类和材料类的课程可以使化学类和环境类课程中的知识得到提升，该三类课程帮助学生学习资源循环科学基本原理与工程技术知识，及工业原材料与废旧部件产品、工矿业固体废物和水资源以及基于生物质的资源循环利用及其技术，让学生具有废水资源化、固体废物资源化、生物质能源、资源再生和资源保护等方面的综合知识。以上各五类课程互相紧密联系，互相支撑，为学生提供了将来从事资源循环科学与工程工作的基础理论研究与技术开发的基本理论知识。

表1 专业基础课理论课程设置表

3 优化实践课程体系

资源循环科学与工程专业是一门工程性较强的学科，要求学生具有较强的实践能力，专业实践环节至关重要[1]。根据资源循环领域的人才需求，该部分优化整理出了专业实验与实践课程体系，以强化学生的实践能力和创新能力，如表2所示，该部分设置了实验和实践两大模块，具体分为了“化学类”、“工程类”、“资源类”和“实践类”五类课程。

表2 专业实验与实践课程设置表

在实验课程中，化学类和工程类实验课程包括四大化学基础实验和化工原理实验、化工仿真实验、高分子化学实验等课程，目的是让学生练习基本合成、研究等一系列基础实验操作，培养学生的化学化工实验设计与实施实验能力，并能够对实验结果进行科学分析。资源类实验课程是该专业学生专业能力提升的关键，主要包括资源循环科学与工程实验、资源加工工艺实验、废旧高分子材料回收与利用实验等课程，通过资源类实验课程的开展可以培养学生对资源鉴别、回收、处理、初加工、深加工材料的科学研究能力，针对复杂工程问题设计解决方案的能力。实践类课程以资源循环科学与工程专业为核心，是专业基础知识连接实际操作的桥梁，可以让学生的实验操作能力从基础操作提升到可以自主思考研究的水平，帮助学生形成从事资源循环科学与工程基础理论研究与技术开发的能力，通过化学类、工程类、资源类实验与实践类课程的有序开展，在一定程度上可以实现理论与实践相结合，不仅为学生在专业课学习中打下坚实的理论基础，也为毕业后走向工作岗位积累有用的实践经验。

4 构建地方特色课程体系

为提高该专业的竞争力，服务地方经济建设，资源循环科学与工程专业必须要培养出具有较强实践能力和创新能力的应用型人才，因此构建具有地域行业特色且有别于其他高校的课程体系显得尤为重要[7-8]。以地方特色课程为依托，可以培养出适应地方经济社会和产业发展的应用型人才。河南省地处中原，跨长江、淮河、黄河、海河四大流域，具有丰富的淡水资源，全省多年平均水资源总量403.5亿立方米；河南省煤炭资源也较为丰富，是我国重要的产煤省份，河南省煤炭保有量为617.78亿吨，全国排名第六位。尽管如此，河南是中国人口最多的省份之一，人均占水量相对较少，加上水环境污染日益严重，治理水污染和改善水环境质量在当今尤为重要；从环境角度，煤炭是不洁净的能源，从资源角度，煤炭是不可再生资源；同时河南省也是重要的经济大省，资源、环境与经济发展的矛盾相对较为突出。因此保护水环境、提高煤炭资源能源的利用效率，开发利用可再生能源是河南发展的重大需求。

结合本省水和煤炭资源特点，构建了具有“河南”特色的资源循环科学与工程专业的课程体系，具体课程设置如表3所示，主要设置了“水资源循环”和“煤炭资源循环”两类课程，突出河南经济的发展目标和特色，旨在实现资源节约，资源循环利用的目标，培养出可以适应地方经济社会和产业发展的人才。

表3 地方特色课程体系设置表

水资源循环类课程包括了水资源学概论、水化学及水质分析、水资源评价与管理、工业循环水处理技术、污水净化处理实验五类课程，其中水资源学概论，带领学生了解水资源的、水环境有关的基础理论、基础知识和分析方法。水化学及水质分析和水资源评价与管理课程帮助学生学习水质分析的基本原理、数据及误差处理以及对水质分析中常用的分离方法和仪器分析方法。工业循环水处理技术和污水净化处理实验课程是在水资源循环理论课程的基础上，理论联系实际，重点培养学生的废水资源化和污水处理的实验技能。

煤炭资源循环类课程包括了煤炭资源综合开发与利用、煤化工生产技术、洁净煤技术、燃煤污染物排放控制技术、炼焦化产品回收与加工和煤化工实验课程，其中煤炭资源综合开发与利用和煤化工生产技术课程提供了煤炭气化技术、煤炭直接液化技术、煤炭间接液化技术、煤化工课题实践基本知识，旨在帮助学生形成有关煤炭资源的理论知识体系。洁净煤技术和燃煤污染物排放控制技术课程帮助学生学习重金属的排放控制技术、烟气净化技术、二氧化碳排放控制技术、洁净煤发电技术的基本操作。炼焦化产品回收与加工和煤化工实验课程是在学生掌握了煤炭资源知识和煤炭清洁技术基本操作的基础上，重点培养了学生的煤炭煤质分析和煤炭综合利用的实验技能。

资源循环科学与工程专业面向国家建设需要，旨在培养能够适应未来循环经济发展的高素质人才，此类人才必须要具备循环经济科学与工程技术方面的专业理论知识和突出的实践能力；同时能在循环经济工程技术领域从事基础理论研究、技术开发等方面的工作。由于资源循环科学与工程专业作为一个新专业，河南一些高校开设该专业时间较晚，学生培养规模小，培养方案、课程设置、教材建设等都还不够完善，要对资源循环科学与工程专业本科生的课程建设进行完善和构建，需要加强各门课程的融合性，突出实践教学环节与资源循环生产实际的紧密结合性。以重基础的理论课程和实践课程为支撑，结合本地经济建设对人才的需求，建设地方特色课程，突出创新和实践，办出有地方特色、发展前景的资源循环科学与工程专业，从而培养出可以适应地方经济社会和产业发展的资源循环科学与工程专业人才。