“新工科”视域下应用型环境工程人才培养模式构建——以广西师范大学RDCO人才培养模式为例

杨 宁，霍 强

(广西师范大学环境与资源学院，广西桂林，541006)

习近平总书记在清华大学考察时指出，要培养一流人才方阵。建设一流大学，关键是要不断提高人才培养质量。要想国家之所想、急国家之所急、应国家之所需，抓住全面提高人才培养能力这个重点，坚持把立德树人作为根本任务，着力培养担当民族复兴大任的时代新人。[1]高等教育体系是一个有机整体，其内部各部分相互依存。要用好学科交叉融合的“催化剂”，加强基础学科能力培养，打破学科专业壁垒，对现有学科专业体系进行调整升级，瞄准科技前沿和关键领域，推进“新工科”“新医科”“新农科”“新文科”建设，加快培养紧缺人才。当前世界范围内新一轮科技革命和产业变革加速进行，综合国力竞争愈加激烈的同时，对高等教育的发展，特别是对工程教育改革创新提出了更高的要求，对培养大批新兴工程科技人才的需要更为迫切。随着我国社会经济的发展，市场对人才的要求越来越高，但是高校培养出来的毕业生与市场要求存在不匹配的问题，应用型创新人才严重不足。[2-4]

“新工科”建设是国家主动应对新一轮科技革命与产业变革、支撑“中国制造2025”等一系列国家战略在高等教育领域进行的中国模式、中国经验的探索。在“新工科”建设的浪潮中，高校需要不断改革和创新，摒弃陈旧的教育教学理念，适应新形势下的教育改革方向。环境治理是系统工程，环境工程专业是一个包含多学科在内的综合性专业，培养学生的专业、应用、实践与管理理念，以及大局观，帮助学生从实践问题中寻找理论本质，进而学会结合管理理论形成适应企业或行业发展模式的思维，提高精准化与精细化专业水平，从而为我国环境工程类企业的发展输送多样化、创新型卓越工程技术人才，为我国生态文明建设提供智力支撑。新时期高校主动探索实施工程教育人才培养的新模式，以实践考核手段为依托、提高环境工程专业学生的实践能力和创新能力的教学改革显得尤为重要。[5-7]

一、研究现状及问题提出

当前环境工程专业人才培养面临瓶颈。如何从专业全局角度将理论与实践教学进行合理分解与再整合，将理论知识与工程设计、设备操作与运行、实地考察进行有机融合，如何在实际生产问题导向下激发学生分析问题、自主搜集资料的主动性，进而提高其以理论指导实践创新性解决问题的能力，如何强化应用型管理者的培养，这些都是环境工程专业教育迫切需要解决的问题。[8-12]

第一，教学模式与内容较为单一。随着国家实行越来越严格的环保政策，环境工程专业高速发展，高校教学中存在专业培养方案和课程结构体系相对滞后、教学方法相对单一、教学内容实践性不足、与企业专家联系不够密切等问题。

第二，实践能力培养效果不突出。水污染处理、土壤污染修复、固体废物处理与处置等领域的理论随着实际工程高速发展不断更新，对环境工程专业人才实践能力的培养提出了更高的要求。[13]当前，环境工程各门课程衔接不够紧密，同时存在重复授课现象，实践教学环节不够突出，实训基地的建设不完善，解决企业实际环境问题的项目较少，学生实践学习时必要的软硬件条件较差。

第三，创新能力培养效果不显著。创新驱动实质上是人才驱动，人才是创新的核心要素，“新工科”背景下迫切需要高校进行综合改革，大力开展创新教育，建设富有创新精神的人才队伍。课程改革思路需要向加快提升学生的自主学习、创新创业、团队协作和工程能力倾斜。针对学生培养各个阶段的创新体系和平台尚不完善，创新项目指导教师数量较少。

高校正致力于将教学重点从原来的重理论的模式过渡到学生综合素质和创新能力的提高。重视应用型人才培养，不仅符合国家政策，更是缓解毕业生就业压力的重要举措。[14-15]因此，本研究提出了一种应用型环境工程人才全流程培养模式——RDCO人才培养模式。RDCO模式涵盖了环境工程从理论研究至实践应用的全流程，包括研究(research)、设计(design)、建设(construction)、运行(operation)。该模式采用“新工科”理念，将优化课程与生产问题导向进行融合，建立创新培养和技能提升两条路径，探索“新工科”应用型人才培养新模式，从课程体系、培养手段、实践平台、保障手段等方面进行探索。本研究以广西师范大学环境工程专业人才培养为例，探索教学实践过程中RDCO人才培养模式的应用效果。

二、RDCO模式的建设思路

广西师范大学环境与资源学院(以下简称我院)环境工程专业通过“独秀班2.0卓越工程师班”，开展了“新工科”应用型环境工程人才培养模式的探索实践工作：一是以RDCO模式的全流程应用知识传授，培养学生从全局视角解决现场实际问题的能力；二是以实际生产问题为导向，培养学生独立分析问题与解决问题的能力，提高学生的创新创造能力。在实践工作的基础上，通过优化课程体系和内容，按照理论联系实际的认知方式，完善校内外联动、理论实践耦合的环境工程人才培养方案，凝练出RDCO模式的建设思路：基于实践生产的需要，对学科内容进行分解、重新组合，细化环境工程人才的所需知识、技能及素养；将实际应用场景与教学讲授有机结合，构建可观可感、互动性强的课堂；以学术类竞赛小组、本科生导师科研项目组、合作企业培训基地为抓手，逐层逐级培养环境工程人才的创新思维和创新技能。

我院在RDCO培养过程中，设置不同的教学目标，采取因地制宜的教学手段，提高环境工程人才培养质量。在研究阶段，以掌握基本的实验技能为主，确保学生充分理解仪器分析原理，能够独立完成基本操作。在设计阶段，结合实际案例，培养学生的流程设计与工程设计能力。例如，垃圾分选回收流程工艺设计可分解为：确定对象的组成与性质；根据对象组成性质和达到的回收效果确定分选方法；对分选方法进行组合形成恰当的回收工艺系统；对工艺系统进行技术、经济等方面的评价。在建设阶段，重点培养学生的识图能力、现场实践能力，如熟悉土建工程基本流程，了解三通一平概念，熟识常用建筑材料，初步了解现场施工过程中工艺专业与辅助专业，如土建、电气等的相互协作与配合。在运行阶段，重点培养学生对现场工艺流程的控制能力，对现场设备的操作、检修与维护的知识和能力，初步了解现场班组管理与职业卫生、劳动安全等知识。

三、RDCO模式的建设路径规划

(一)以工程素养为起点，重构环境工程专业课程体系

美国工程与技术认证委员会(ABET)对21世纪新的工程人才提出了11条评估标准：(1)应用数学、科学与工程等知识的能力；(2)进行设计、实验分析与数据处理的能力；(3)根据需要去设计一个部件、一个系统或一个工程的能力；(4)有多种训练的综合能力；(5)有验证、指导及解决工程问题的能力；(6)了解职业道德及社会责任；(7)有效的表达与交流能力；(8)懂得工程问题对全球环境和社会的影响；(9)终身学习的能力；(10)具有有关当今时代问题的知识；(11)应用各种技术和现代工程工具去解决实际问题的能力。[16]由上述的标准可知，环境工程师的工程素养不仅包括系统的工程知识，还包括应用实践、创新能力，而这正是现行课程体系较为薄弱的地方。[3]对此，需要通过以下三个步骤，重构环境工程专业课程体系：

首先，合并课程内容，避免重复授课。对内容重复度较高的课程章节进行合并授课，将画法几何与工程制图、环境工程CAD、土建概论与环境工程三门课程中关于工程图纸制图规格的内容调整到环境工程CAD课程中系统讲解，并通过上机实操画图强化学习。

其次，增加工程性课程内容，突出实践教学环节。打破固定座椅的灌输式传统课堂，采取室外教学、直观教学等教学方法，打造可观可感、互动性强的实践型课堂，以所在教学楼的结构设计为案例，讲解土建概论与环境工程课程中的梁、柱、电缆桥架、建筑材料知识点。通过工地现场的视频、图片，了解隐蔽工程。采取小组合作式学习方法，前往建筑工地进行实地考察，以生产现场的实际感受和体验提高课程理论学习的效果。

最后，调整课程体系结构，优化课程承接关系。调整课程体系结构，重点增加实践与创新锻炼培养课时，缩短固体废物处理与处置课程理论授课时长，增加污染控制技术实验——固废部分专业实践环节课时占比。理论与实践课程紧密承接，将环境工程CAD与工程测量两门课程调整到同一学期，先进行环境工程CAD理论与上机课程，再进行工程测量课程，并以Auto CAD文件的形式呈现工程测量课程成果。

(二)以RDCO模式为路径，促进创新实践能力有效转化

通过研究—设计—建设—运行的全流程RDCO模式提升学生的实践能力。在理论授课阶段，教师通过课程内容的优化和重新编排、丰富多彩的授课形式，激发学生的研究兴趣，为学生主动参与、提高实践能力打下理论基础。教师以环境工程现有核心专业课程为载体，综合运用讲授法、讨论法、演示法、实验法、探究法等教学方法，加强应用型教学，提高学生综合分析的能力和解决问题的能力。使学生分清环境工程设计中各专业的职责，具备环境工程施工技术基础理论知识且有施工组织管理能力、施工工艺操作能力，具备进行现场生产操作的动手能力，学会解决现场生产工艺、设备等问题的方法，掌握运用管理知识进行生产管理的理念，为走进职场做好专业知识储备，成为能适应研究、设计、生产、建设、管理、服务第一线需要的应用管理型高等技术复合人才。

教师提供企业常见的环境工程案例，让学生深切感受工程的魅力，同时配套开展实验技能操作训练、应用比赛等活动，激发学生不断深入学习的积极性，强化实验技能的操作与应用；以实物为参照进行设计实践，如从水池的设计与计算开始，逐步扩大到污水处理厂的流程与工艺设计，涉及污染控制技术、环境工程CAD、土建概论与环境工程等理论课程中的水处理工艺、CAD制图、土建等知识的综合运用；通过三维结构展示、视频学习、现场体验等方法，还原污染控制工程的总体建设过程，让学生亲身体验环境工程专业所扮演的角色；带领学生参观本科教学实验室，学习了解污染控制工程生产运行过程中单体设备的运行、维护、控制、安全等知识，使之能够设计解决综合性环境工程问题的方案。

(三)以应用型人才为目标，组建工程实践与实习平台群

“工欲善其事，必先利其器。”高校聚焦应用型人才培养目标，不断完善实践教学条件，组建工程实践和实习平台群。一是建立专门的环境专业实训室，在购买教学器材时，充分征求任课教师的意见，将实训室作为人才培养的第二课堂。二是制订合理的实训室管理制度，定期开展安全技能培训。要以实习基地为延伸，学生通过在各生产部门的跟班实习，学习污染控制工程实际生产运行过程中人、财、物的整体管理，生产故障排查与处理等实际应用知识。三是加强学生关于环境保护政策法规的学习，掌握国家相关政策。学习环境工程设计与建设过程中涉及的环保工艺、土建、电力、给排水、通风除尘、节能等专业知识；重点关注学生的工程管理能力培养，学习工程设计过程中企业与人员管理、施工前后报批报建流程、环境工程施工过程与人员管理相关知识。

提高学生的创新能力已经成为“新工科”建设对理工科人才培养活动的新要求。高校根据“赛事—项目—实训”三阶段，层层递进开展创新教育，在主动发现问题、解决问题的基础上，挑选一批创新意识强、研究意愿强的“领头雁”，加入本科生导师组中，实行“一对一”精准指导。依据学生的适应情况和学习需求，安排环境方面的企业导师进一步传授管理思维等高阶能力和技巧，为培养应用型管理人才奠定基础。

四、结语

进一步加强应用型环境工程人才培养，有利于持续输出“卓越工程师”后备人才。我院以“新工科”理念为牵引，提出融合研究、设计、建设与运行全过程的应用型环境工程人才培养模式——RDCO人才培养模式，聚焦培养学生的工程素养、工程实践和创新能力，有效提高了实践环节的教学质量，不仅实现了理论知识和实践运用有机、深度融合，提升了学生的工程实践能力，而且进一步培养了学生的独立思考能力和专业综合素养，使学生初步具备解决复杂工程问题的能力，有力推进了环境工程专业获得“独秀班2.0”立项建设。我院将持续完善RDCO人才培养模式，不断推进环境工程教育基地和课程的建设。