新工科背景下環(huán)境生態(tài)工程人才培養(yǎng)體系的改革與實(shí)踐

葉嘉 吳運(yùn)東 昝立峰 張浩

[摘 要] 新工科建設(shè)為應(yīng)用型環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。立足區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，針對目前環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)存在的問題，邯鄲學(xué)院環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)近年來在人才培養(yǎng)目標(biāo)定位、畢業(yè)規(guī)格、課程體系建設(shè)幾方面進(jìn)行了改革、探索，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，構(gòu)建面向新工科的環(huán)境生態(tài)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系。

[關(guān)鍵詞]新工科;人才培養(yǎng)體系;環(huán)境生態(tài)工程專業(yè);改革實(shí)踐

[基金項(xiàng)目] 2017年度河北省教育廳高校教改項(xiàng)目“新工科專業(yè)人才培養(yǎng)體系的改革與實(shí)踐——以邯鄲學(xué)院環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)為例”（2017GJXGK040）

[作者簡介] 葉 嘉（1963—），女，河北邯鄲人，碩士，邯鄲學(xué)院生命科學(xué)與工程學(xué)院教授，院長，主要從事生物技術(shù)教學(xué)改革研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）08-0080-04? ?[收稿日期] 2020-08-31

21世紀(jì)，世界范圍內(nèi)新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命催生了新經(jīng)濟(jì)的誕生，進(jìn)而推動產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展?；趪覒?zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢和立德樹人新要求[1]，2017年2月以來，教育部為加快新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”?！皬?fù)旦共識”明確了新工科建設(shè)以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才[1]。

一、專業(yè)設(shè)置的背景分析

黨的十八大把生態(tài)文明建設(shè)納入中國特色社會主義事業(yè)五位一體的總體布局[2]，大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，實(shí)現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展。黨的十九大報(bào)告提出，要堅(jiān)持人與自然和諧共生，建設(shè)生態(tài)文明，建設(shè)美麗中國[3]。在上述大背景下，2012年教育部在修訂的招生目錄（《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》）中，首次增設(shè)環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)，旨在培養(yǎng)具備環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)和工程學(xué)基本理論、基本知識和基本技能，能夠運(yùn)用生態(tài)學(xué)或生態(tài)系統(tǒng)的理念，結(jié)合工程學(xué)手段解決環(huán)境問題，具有創(chuàng)新思維能力，具備國際視野，理工結(jié)合的環(huán)境生態(tài)工程應(yīng)用型人才[4-7]。

二、環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建

邯鄲學(xué)院作為一所地方本科院校，環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)是基于地方傳統(tǒng)工業(yè)集中、資源環(huán)境壓力和任務(wù)較大的現(xiàn)狀而建的。我們本著立足區(qū)位、面向行業(yè)、深入企業(yè)、需求導(dǎo)向的原則明確專業(yè)定位，厘清能力素質(zhì)、畢業(yè)規(guī)格，按照學(xué)科交叉互溶與科學(xué)的課程邏輯關(guān)系，從人才培養(yǎng)的知識、技能和素質(zhì)培養(yǎng)等方面構(gòu)建環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的理論課程、實(shí)踐課程和特色課程體系，通過課程標(biāo)準(zhǔn)、師資隊(duì)伍、質(zhì)量運(yùn)行、教學(xué)資源等內(nèi)容建設(shè)保障人才培養(yǎng)質(zhì)量，經(jīng)過收集社會、企業(yè)及用人單位對畢業(yè)生的評價(jià)與反饋意見，不斷調(diào)整、完善人才培養(yǎng)體系，其人才培養(yǎng)體系構(gòu)建思路見圖1。

（一）引入CDIO理念，專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)明確

人才培養(yǎng)目標(biāo)衡量專業(yè)定位是否準(zhǔn)確，關(guān)乎專業(yè)建設(shè)與發(fā)展;課程體系是目標(biāo)達(dá)成的載體和主要路徑;個(gè)性化發(fā)展的課程體系設(shè)計(jì)與實(shí)施是專業(yè)特色凝煉的基礎(chǔ)，但首先是要搭建一個(gè)人才培養(yǎng)體系。CDIO工程教育模式是國際工程教育改革的最新成果，其教學(xué)模式的先進(jìn)性在于從構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate）幾方面有一套精心設(shè)計(jì)的教學(xué)框架，包括CDIO的能力大綱和標(biāo)準(zhǔn)。CDIO教育模式采用了以成果為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)理念，有清晰的培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)和實(shí)施流程[8]。邯鄲學(xué)院環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)建設(shè)背景源于生物技術(shù)專業(yè)的環(huán)境工程方向，在專業(yè)方向建設(shè)過程中形成了生活污水處理與檢測、固體污泥生物凈化等多個(gè)課程板塊以及中水生產(chǎn)、固體污泥處理等設(shè)備和場地，為日后的環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，本校的環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)立足滏陽河、漳河水系，植根于武安、峰峰礦區(qū)生態(tài)修復(fù)，確立了掌握生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)和工程學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能，具備污染治理、生態(tài)修復(fù)、生態(tài)規(guī)劃和設(shè)計(jì)基本技術(shù)的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。針對地方產(chǎn)業(yè)及環(huán)保行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對畢業(yè)生的就業(yè)領(lǐng)域、職業(yè)特征、職業(yè)定位和能力定位進(jìn)行規(guī)范，按照工程專業(yè)認(rèn)證的要求，對畢業(yè)生從工程知識、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、研究、現(xiàn)代工具的使用、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理、終身學(xué)習(xí)12個(gè)方面的能力進(jìn)行分解與細(xì)化，構(gòu)建了由通識教育、專業(yè)教育、崗位技術(shù)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育四大平臺和思政、公共基礎(chǔ)、學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)方向、基礎(chǔ)技術(shù)、崗位實(shí)訓(xùn)、綜合實(shí)踐等11個(gè)系列構(gòu)成的“平臺+系列”人才培養(yǎng)體系（圖2），完成對專業(yè)建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)。

（二）引入OBE理念，確立專業(yè)核心能力與課程

根據(jù)專業(yè)核心能力，確立了以成果為導(dǎo)向教育（Outcome based education）的專業(yè)核心課程（圖3）。OBE突出“以生為本”的教育理念，聚焦于學(xué)生受教育后獲得什么能力和做什么等問題，圍繞實(shí)現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果，開展對教育活動、教育過程、課程設(shè)計(jì)、環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)以及環(huán)境科學(xué)與工程等相近專業(yè)的區(qū)別與聯(lián)系的研討分析，通過與其他院校的學(xué)習(xí)交流，確立了環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)立足滏陽河、漳河水系，植根于峰峰、武安礦區(qū)生態(tài)修復(fù)，培養(yǎng)水污染和土壤污染檢測、修復(fù)方面的技術(shù)型人才。圍繞培養(yǎng)目標(biāo)確立了以生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和工程基礎(chǔ)六大學(xué)科為基礎(chǔ)，環(huán)境學(xué)導(dǎo)論作為專業(yè)補(bǔ)充的基礎(chǔ)課程體系（圖3）[9]。

（三）立體式、遞進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)體系

圍繞專業(yè)核心能力培養(yǎng)，按照“平臺+系列”環(huán)境工程人才培養(yǎng)體系建設(shè)思路，該專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系由學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、崗位技術(shù)基礎(chǔ)、崗位技術(shù)實(shí)訓(xùn)、綜合實(shí)踐四個(gè)層次構(gòu)成，這種立體式、遞進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)體系集學(xué)科交叉、專業(yè)基本技能、崗位技術(shù)能力和綜合實(shí)踐為一體，既有單元式的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也有項(xiàng)目化的綜合訓(xùn)練。每個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、綜合訓(xùn)練課程均對應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)制定了課程標(biāo)準(zhǔn)，不同層次的實(shí)踐內(nèi)容要求不同。課程目標(biāo)按照知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、文化素質(zhì)目標(biāo)進(jìn)行規(guī)范，課程內(nèi)容的選擇按照不同實(shí)踐層次要求進(jìn)行單元或項(xiàng)目分組，如環(huán)境土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)分為土壤理化分析、土壤元素分析、化學(xué)肥料理化性質(zhì)三個(gè)單元，能力訓(xùn)練內(nèi)容由土壤樣品采集;土壤水分和PH分析;比重、容重、孔隙度測定;有機(jī)質(zhì)含量;有效氮含量;磷含量;速效鉀含量;化學(xué)肥料的定性鑒定八個(gè)實(shí)驗(yàn)組成。通過該課程實(shí)踐訓(xùn)練，讓學(xué)生熟練掌握土壤理化分析方法及原理，掌握土壤分析的操作技術(shù)，為今后學(xué)生從事土壤檢測、污染追蹤溯源等相關(guān)工作奠定基本技能基礎(chǔ)。

綜合技術(shù)訓(xùn)練在大四上半年進(jìn)行，根據(jù)就業(yè)需求面向環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)分為水污染檢測與防治和土壤污染檢測與修復(fù)兩個(gè)方向，根據(jù)不同的方向模塊，安排不同實(shí)訓(xùn)課程及項(xiàng)目，并確定綜合實(shí)踐所去企業(yè)（表1）。

這種以項(xiàng)目為主導(dǎo)的崗位技術(shù)能力訓(xùn)練，是按照不同專業(yè)方向、不同工作崗位而進(jìn)行的有針對性的項(xiàng)目設(shè)計(jì)、設(shè)備操作、項(xiàng)目實(shí)施、運(yùn)行和總結(jié)，對應(yīng)著畢業(yè)規(guī)格中工程技術(shù)人才的能力要求。

三、實(shí)踐效果與推廣

2020年首屆畢業(yè)生共獲得“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等10余個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。2017年參與“清道夫”環(huán)?？萍柬?xiàng)目獲得全國第四屆“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銅獎(jiǎng);“一種適用于山地間作套的多功能播種機(jī)”獲得2018年“挑戰(zhàn)杯”河北省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎(jiǎng);“無糖菊粉保健酸奶”食品獲得邯鄲市“晨光杯”創(chuàng)新創(chuàng)意大賽三等獎(jiǎng)。2017級同學(xué)的“城市綠洲——利用復(fù)合生態(tài)浮床改造污水處理廠”創(chuàng)意獲2019年第五屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽河北賽區(qū)銀獎(jiǎng)， “生物標(biāo)本展示臺”獲河北省銅獎(jiǎng)。該專業(yè)學(xué)生在校期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文5篇;申請7項(xiàng)專利，其中授權(quán)1項(xiàng);15人考取研究生，25人簽訂第三方協(xié)議。專業(yè)教師發(fā)表教改論文3篇。邯鄲學(xué)院環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)的改革試點(diǎn)和做法在本校及省內(nèi)同類院校得到推廣。

四、結(jié)語

新工科專業(yè)人才培養(yǎng)體系建設(shè)需立足區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，貫穿生態(tài)學(xué)理念，用工程學(xué)技術(shù)手段監(jiān)測、解決環(huán)境問題;人才培養(yǎng)目標(biāo)定位切記大、空、高，同時(shí)要引入先進(jìn)的CDIO和OBE理念，將人才培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)規(guī)格、課程設(shè)計(jì)與目標(biāo)通盤考慮，在改革中不斷完善和改進(jìn)，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和解決問題，形成自己獨(dú)特的專業(yè)辦學(xué)特色，為省內(nèi)同類院校環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)建設(shè)提供參考與借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘登華.新工科建設(shè)的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2]杜青平，陳浪成，石瑛，等.新工科背景下環(huán)境生態(tài)工程創(chuàng)新應(yīng)用人才培養(yǎng)實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2019，38（8）：197-223.

[3]陳偉俊.以習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會主義思想引領(lǐng)生態(tài)文明建設(shè)[J].中國黨政干部論壇，2018（1）：82-84.

[4]盛連喜，邊紅楓，何春光，等.我國環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)形成過程及專業(yè)建設(shè)的思考[J].中國大學(xué)教育，2018（6）：15-18.

[5]王銘，曾廣能，朱四喜，等.高校環(huán)境生態(tài)工程本科專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與辦學(xué)思考[J].生態(tài)科學(xué)，2018，37（1）：219-224.

[6]周震峰，史衍璽，王凱榮.高等農(nóng)業(yè)院校環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)課程體系的建設(shè)[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2013，7（7）：66-68.

[7]徐良，周震峰，李鵬，等.高等院校環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革與探索[J].山東化工，2015，44（2）：121-122.

[8]雷環(huán)，湯威頤，Edward F C.培養(yǎng)創(chuàng)新型、多層次、專業(yè)化的工程科技人才——CDIO工程教育改革的人才理念和培養(yǎng)模式[J].高等工程教育研究，2009（5）：29-34.

[9]周震峰，徐良，柴超.以專業(yè)核心技能為導(dǎo)向的環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建與實(shí)踐[J].高等農(nóng)業(yè)教育， 2020，2（2）：60-64.