新工科背景下地学特色环境工程本科人才培养模式探索

匡颖　张焕祯　张宝刚　王鹤立　冯传平

［摘 要］工程认证背景下环境工程本科教育面临着新的挑战和要求。文章通过优化环境工程专业课程体系，修订完善工程基础课、专业基础课和专业课的内容与学时，强化实践教学和地学特色，探索了既满足专业规范和工程认证要求又具有专业特色的本科人才培养体系。这一系列改革与实践提高了环境工程本科人才培养质量，更好地满足了新工科背景下社会对生态环境保护事业人才的需求。

［关键词］人才培养；工程认证 地学特色；环境工程

［中图分类号］ G640 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2022）09-0197-04

随着生态文明建设被列入“五位一体”总体布局，环境保护与生态环境建设越来越显示出其重要性。国家建立了注册环保工程师[1]和注册环境影响评价工程师[2]制度，为相关人才的培养制定了标准。相应地，教育部也提出了“卓越工程师培养计划”[3]，开展了工程教育专业认证[4]，从根本上保证了注册工程师制度的顺利实施，满足了注册工程师制度的实际发展需要。这也使得高校环境工程本科教育面临着新的要求。环境工程高等教育既需要在培养规格和基本要求上满足新形势下教育部提出的人才培养要求，又要根据学校相关学科优势、自身条件和人才市场要求， 注重发展学科特色，使培养的人才在某一或某些方面具有特色或优势。由于各高校历史上学科背景不同，环境工程专业在校际之间有不少差别，有必要根据高等教育教学指导委员会颁布的专业规范[5-6]和中国工程教育专业认证协会颁布的工程教育认证标准[7-9]进一步进行规范。而不同行业具有不同的污染特性和生态环保特点，也需要培养具有一定专业特色的环境工程人才。《全国地下水污染防治规划》[10]与《土壤污染防治行动计划》[11]的实施，急需大量有地学背景的环境工程人才。因此，为满足新形势下社会对环境保护人才的要求，我校对环境工程本科培养方案进行了多次修订，针对人才培养中存在的主要问题，开展了一系列改革与实践。

一、目前存在的主要问题

（一）课程体系方面

我校现有环境科学与工程一级学科，设有环境工程本科专业，地学特别是地下水为我校特色与优势学科。教学中存在的主要问题是课程结构不够合理，表现为基础课、专业课及特色课程之间的配置不够合理，课程间的衔接关系不够明确，工程教育环节较为薄弱，专业培养的规范化、工程化和特色化不够充分。课程体系与培养目标脱节，培养出的学生既不能完全满足环境工程专业规范和工程认证要求，又不具有鲜明的地学特色，缺乏足够的优势，不能很好地满足新形势下社会对环境保护人才规格的要求。

（二）课程内容方面

部分专业课培養内容陈旧，未能及时根据新的形势修订、完善，不能充分体现环境工程新的发展动向。工程教育和地学专业特色在课程中体现不够充分，造成学生知识面不够全面，难以体现社会对环境工程人才需求的变化。

（三）实践教学方面

实验及实践教学薄弱。部分课程缺乏相应的实验内容与实习环节；课程设计环节缺乏或薄弱；大部分的实验课程和课程设计没有独立成课；实习教学点针对性不强；毕业设计（论文）阶段缺乏实习环节；教学内容及工程意识在实验及实践教学环节贯彻得不够充分。因此，实践教学效果不够理想，学生的培养质量受到影响。

二、人才培养模式改革的内容

（一）优化课程体系

针对教学中存在的问题，基于我校环境科学与工程一级学科背景，课题组分析了地质类院校环境工程本科专业背景；结合环境工程专业规范和专业认证标准，探讨了课程体系的优化设置。重点完善基础课、专业课及特色课程之间的配置，调整课程结构，优化学时分配，使课程间的衔接关系更加明确（见表1）。

1.进一步规范课程的设置

为使课程设置更加规范化，将“水环境化学”改造为“环境化学”（32学时），同时根据师资条件改为双语教学。将“流体力学泵与风机”改造为“流体力学与流体机械”（32学时）、“环境保护概论”改造为“环境学”（32学时）。新增专业课“物理性污染控制”（32学时），使专业课设置更加全面、规范。

2.增加工程方面的基础课和专业课

针对学生工程素质有待提升的情况，新增工程基础课“测量学”（32学时）、专业课“环境工程设计施工与技术经济”（32学时），进一步满足工程认证“补充、完善工程管理、土建基础等领域的基本知识，使学生掌握工程设计、施工的共性知识和共性技术等”的要求。

3.以学科特色为背景，完善相关专业主干课

结合地下水学科优势，建立完整的相关水土处理技术系列课程，包括“给水处理工程”（32学时）、“水污染控制工程”（48学时）和“土壤和地下水污染控制工程”（32学时）。由于地下水与土壤的紧密联系，且当前背景下土壤环境治理是亟待解决的生态环境问题之一，新增了土壤污染控制内容，将原有的“地下水污染控制过程”调整为“土壤与地下水污染控制工程”。调整后的专业主干课程更为完整，突出了我院以地下水为特点的学科特色。

4.设置地学特色系列课程

保留原有的通识基础课“地球科学概论”（64学时，含实验实践32学时），开设符合学时与专业要求的专业基础课“水文与水文地质学”（48学时）与“水文地球化学”（32学时），设置了具有地学特色的系列课程，基本满足了学生“形成较完整的地学，特别是地下水知识体系”的要求。另外，增设“环境生态学”（32学时），引导学生建立地球大环境概念，了解地学知识与环境科学知识体系的相互关联，突显学科背景优势。

经过优化的课程体系可以满足环境工程专业规范的要求，同时兼顾了环境科学专业规范要求，使学生具备环境科学与工程一级学科的专业视野和能力素质。另外，进一步强化了工程教育，突出了地下水专业和地学特色，同时更好地满足了社会需求。

（二）充实课程内容

根据环境工程学科国内外发展动态以及社会对环境工程专业人才需求的变化，重点充实“流体力学与流体机械”“环境学”“环境化学”“给水处理工程”“土壤与地下水污染控制工程”等课程的教学内容，删减过时的素材，增加前沿性和实用性内容，如在“环境学”中增设环境地学专题；在“环境化学”中增加地下水与土壤的环境化学分析内容；在原有的“地下水污染控制工程”中增加土壤污染控制部分内容。

（三）强化实验和实践教学

课题组理顺了实验、实践教学与理论教学的关系，充实了实验和实践教学内容，增加了课程设计，完善了实习体系，强化了实验和实践教学效果。实验和实践教学时间由原来的26周增至38周，全面提高了学生对专业的认识水平和对专业知识的运用水平。课题组利用我校夏季开设6周小学期的特点，集中开展实践类课程，具体如下（见表2）。

1.整合实验课程

参照工程认证标准，将实验课整合并独立为环境工程综合实验（Ⅰ）（Ⅱ）。前者为专业基础课实验，包括流体力学与流体机械实验（8学时）、化工原理实验（8学时）、环境微生物学实验（16学时）和环境监测实验（16学时）。后者为专业课实验，包括水处理工程实验（32学时）、大气污染控制工程实验（8学时）和固体废弃物处理处置实验（8学时）。其中化工原理实验、大气污染控制工程实验和固体废弃物处理处置实验均为新增实验。

2.新增或单独进行课程设计

将“泵站设计”（1周）、“管道工程设计”（2周）和给水处理工程（2周）课程设计独立出来，加强学生对设计的重视程度；增加“大气污染控制工程”“固体废弃物处理处置工程”和“环境评价”课程设计（各 1周），解决原有课程设计教学实践环节缺失的问题。

3.优化实习体系

保留原有北戴河地质实习（2周）、专业认识实习（2周）；新增教学实习（环境学课程实习）和测量实习（各1周），增强学生的工程素质和环境背景认知；将与专业认识实习部分重合的生产实习由4周减为2周；在毕业论文/设计（12周）前，增加毕业实习（3周），使实习更有针对性。

4.增加创新创业实践环节

新工科的发展鼓励培养学生开展科研创新活动。因此，在培养方案修订时，开设了创新创业选修课，并且增加了创新创业实践环节，为本科生及早介入科研创新与创业活动提供了机制保障。

三、總结与认识

我校合理定位培养目标，在专业规范、认证要求与学科特色间寻求平衡。专业规范是基础，工程认证反映了时代对工程教育的要求，二者强调的是共性，而学科特色是个性。保持特色可以增加人才竞争力。专业规范中强调了特色，而工程认证2020年新修订的标准中[12]提出了避免限制专业特色。我校加强工程教育，培养学生建立职业规划认识。工程认证新修订的标准[12]提出要从“课程导向”向“产出导向”转换。因此，教学中宜通过实践环节建立学生对注册工程师的认识。在实践中，我们也发现我校存在开设课程较多、小学期教学任务较重等现象，后续需进一步调整培养方向，优化培养模式。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 人事部，国家环境保护总局.《环境影响评价工程师职业资格制度暂行规定》和《环境影响评价工程师职业资格考试实施办法》（国人部发〔2004〕13号）[Z].2004.

[2] 人事部、建设部、国家环境保护总局.《注册环保工程师制度暂行规定》《注册环保工程师资格考试实施办法》和《注册环保工程师资格考核认定办法》（国人部发[2005]56号）[Z].2005.

[3] 教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见（教高[2011]1号）[Z].2011.

[4] 教育部办公厅关于印发《全国工程教育专业认证试点办法》和《全国工程教育专业认证专家委员会章程（暂行）》的通知（教高厅〔2007〕5号）[Z].2007.

[5] 环境科学与工程教学指导委员会.高等学校本科环境工程专业规范[Z].教育部高等学校教学指导委员会通讯，2005.

[6] 环境科学类专业教学指导分委员会.环境科学专业规范（征求意见稿）[Z].教育部高等学校教学指导委员会通讯，2012.

[7] 教育部办公厅.关于印发《全国工程教育专业认证试点办法》和《全国工程教育专业认证专家委员会章程（暂行）》的通知（教高厅〔2007〕5号）[Z].2007.

[8] 中国工程教育专业认证协会.工程教育认证专业类补充标准（2012版）[Z].2012.

[9] 中国工程教育专业认证协会筹备委员会秘书处.关于印发《工程教育认证标准（2015）版》的通知（工认秘〔2015〕10号）[Z].2015.

[10] 关于印发《全国地下水污染防治规划（2011-2020年）》的通知（国函[2011]119号）[Z].2011.

[11] 关于印发《土壤污染防治行动计划》的通知（国发〔2016〕31号）[Z].2016.

[12] 中国工程教育专业认证协会.关于印发《工程教育认证专业类补充标准》的通告（工程教育认证通告〔2020〕第3号）[Z].2020.

［责任编辑：刘凤华］