新工科視域下環(huán)境類人才培養(yǎng)模式改革探索與思考

楊啟霞　尤東江　孫洪偉　高常飛

摘 要 面對新工科建設(shè)提出的新業(yè)態(tài)之新與新工科之新，圍繞工程教育的新理念，學(xué)科教育的新結(jié)構(gòu)，人才培養(yǎng)的新模式，課堂教學(xué)的新手段進行了改革探索，旨在通過改革人才培養(yǎng)模式，優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容，強化產(chǎn)業(yè)協(xié)同育人，提高環(huán)境專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，使環(huán)境工程回歸解決實際工程問題。

關(guān)鍵詞 新工科 環(huán)境工程 人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2021.02.030

Exploration and Reflection on the Reform of the Training Mode of

Environmental Talents from the Perspective of New Engineering

YANG Qixia， YOU Dongjiang， SUN Hongwei， GAO Changfei

（School of Environment and Materials Engineering， Yantai University， Yantai， Shandong 264005）

Abstract In the face of the new format and the new engineering， focusing on the new concept of engineering education， the new structure of subject education， the new mode of talent training and the new means of classroom teaching. The purpose is to reform the talent training mode， optimize the curriculum system and teaching content， strengthen the cooperative education of industry， improve the engineering practice ability and innovative entrepreneurial ability of environmental students， and cultivate students' engineering consciousness. Make environmental engineering return to solve practical engineering problems.

Keywords new engineering; environmental engineering; talent training

面對世界科技的快速發(fā)展和提升國家創(chuàng)新力的要求，社會對人才培養(yǎng)質(zhì)量，尤其是工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量，提出了更高的要求。為此，2017年2月20日，教育部組織相關(guān)專家，針對我國工科和工程教育中存在的脫節(jié)、壁壘、融合不足等問題，提出了“新工科”建設(shè)思路，相繼形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”。[1]

新工科建設(shè)的主要目標是主動布局，設(shè)置和建設(shè)服務(wù)國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求、面向未來發(fā)展的工程學(xué)科專業(yè)，培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨界整合能力、高素質(zhì)的各類交叉復(fù)合型的卓越工程科技人才。[2]新工科建設(shè)是一種改革理念，是面向最新的產(chǎn)業(yè)和行業(yè)發(fā)展，設(shè)置和發(fā)展一批新興、新型和新生的專業(yè)，提升質(zhì)量，培養(yǎng)急需和緊缺人才;是對工科教育從頂層做出的整體設(shè)計，也對傳統(tǒng)工科專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)。

環(huán)境工程專業(yè)是我國現(xiàn)有專業(yè)設(shè)置中多學(xué)科融合滲透，集理論、技術(shù)和實踐于一體的應(yīng)用型工科專業(yè)，雖然不是本輪新工科的建設(shè)重點，但也應(yīng)該根據(jù)新工科建設(shè)的需要，調(diào)整定位和進行改造升級，使環(huán)境工程專業(yè)能夠更具有實用性、交叉性和綜合性，使環(huán)境工程專業(yè)“新起來”，以引領(lǐng)解決不斷提升的環(huán)境問題，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的對美好生活的需求。為此，籍修訂2020版環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案和學(xué)習(xí)產(chǎn)出（OBE）工程認證的契機，通過改革人才培養(yǎng)模式，優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容，強化產(chǎn)業(yè)協(xié)同育人，提高學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，以滿足業(yè)態(tài)對“人”和工程對“課程”的需求。[3]

1 重構(gòu)課程體系，突出實踐體驗

2020版環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案將畢業(yè)要求的12個方面與工程教育認證（2017版）通用標準的要求一一對應(yīng)，采用“逆向設(shè)計，正向操作”的反繹推理思路，以行業(yè)和產(chǎn)業(yè)對環(huán)境人才實際需求出發(fā)，從培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和滿足畢業(yè)要求入手，突破舊有模式中重理論輕實踐的觀念，注重課程目標達成度和持續(xù)改進，突出“工程范式”。[3]

1.1 提高選修課、實踐課占比，培養(yǎng)學(xué)生工程意識

新版專業(yè)培養(yǎng)方案將專業(yè)培養(yǎng)計劃劃分為公共基礎(chǔ)平臺、學(xué)科基礎(chǔ)平臺、專業(yè)教育平臺、實踐教學(xué)平臺和綜合素質(zhì)五個平臺，14個課程模塊，為提高學(xué)生解決環(huán)境領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力，與2017版人才培養(yǎng)方案相比，有如下變化：（1）增加了綜合素質(zhì)平臺。在綜合素質(zhì)平臺中要求學(xué)生選修自然科技課程和工程管理與決策方法課程，以提高學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和項目管理能力。（2）降低了必修課學(xué)分占比，提高了選修課（尤其是專業(yè)限選和全校任選課）的學(xué)分占比（見表1），使學(xué)生在學(xué)習(xí)了公共基礎(chǔ)、學(xué)科基礎(chǔ)平臺上的課程之后，根據(jù)自己的興趣和工程教育的要求，有更多的精力選修交叉學(xué)科和某一專業(yè)方向的課程。（3）提高實踐課程的學(xué)時占比（見表2），如增加環(huán)境工程課程設(shè)計、環(huán)境安全工程課程設(shè)計、電工電子實習(xí)、綜合工程實踐等實踐類課程的學(xué)時，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，使環(huán)境工程回歸解決實際工程問題。[4]

1.2 凝練課程內(nèi)容，促進“知識傳授”向“能力培養(yǎng)”轉(zhuǎn)變

基于能力的培養(yǎng)（Competency—Based Education，CBE）日益受到行業(yè)和大學(xué)的重視。美國能力與運動發(fā)起人Meclelland認為，只用相關(guān)知識和技能的考試成績，不能預(yù)測出畢業(yè)生未來工作中表現(xiàn)是否優(yōu)秀，只有核心能力才是學(xué)生成功就業(yè)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素。而“深度學(xué)習(xí)”[5]是發(fā)展核心能力和學(xué)習(xí)成果的關(guān)鍵。以往的大學(xué)課堂，放眼一片“低頭族”，學(xué)校、教師也曾寄希望于“堵”“控”等方式，讓學(xué)生回歸課堂，但收效甚微?，F(xiàn)在的課堂，正在探索一些新興的教育技術(shù)與方法，利用“雨課堂”“智慧樹”“超星課堂”等平臺，改變以往“以教師為中心”的知識傳授，向“以學(xué)生為中心”的“深度學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變。課堂上將學(xué)生的大腦和手中的手機，一起參與到課堂互動和討論中來，將知識和信息技術(shù)融入學(xué)習(xí)體驗，構(gòu)建教與學(xué)的新型共同體。同時，持續(xù)建設(shè)線上課程資源，教師積極參與線上線下的討論和答疑，打造一流的“混合學(xué)習(xí)”[5]環(huán)境。這種課堂模式，對教師提出了更高的要求，需要教師摒棄以前的所謂的講授課件，減少講授課時，重新設(shè)計課堂，將相關(guān)教學(xué)內(nèi)容結(jié)合科研課題和工程項目，設(shè)計成若干問題，更多地采用基于問題的探討式學(xué)習(xí)、基于案件的討論式學(xué)習(xí)和基于項目的參與式學(xué)習(xí)，組織學(xué)生進行思維探索和討論活動，引導(dǎo)學(xué)生“身”入其境，在“用”中學(xué)，在“學(xué)”中領(lǐng)悟“用”的理論知識，真正達到“學(xué)以致用”的目的。同時，教師牢記高校立德樹人的宗旨，將思政之“鹽”融入專業(yè)教育之“湯”，引導(dǎo)學(xué)生塑造正確的人生觀和價值觀，培養(yǎng)家國情懷，讓學(xué)生深刻理解自己作為環(huán)保人的責(zé)任和擔當。

1.3 構(gòu)建“分層遞進”的實驗體系，逐步提高工程實踐能力

環(huán)境類專業(yè)實踐教學(xué)包括課程實驗、課程設(shè)計和實習(xí)三大類，課程實驗中的學(xué)科基礎(chǔ)平臺實驗與專業(yè)教育平臺實驗，可能分布在不同學(xué)院的不同實驗室，自成一體，而且開設(shè)的大多是簡單的驗證試驗，無法提高學(xué)生解決復(fù)雜環(huán)境問題的能力。為此我們根據(jù)培養(yǎng)目標，把課程實驗分為四部分：（1）基本技能實驗（大多由其他學(xué)院完成），包括無機與分析化學(xué)實驗、有機實驗、物理化學(xué)實驗、大學(xué)物理實驗、電工電子實驗等，使學(xué)生掌握工科專業(yè)的基本實驗技能。（2）專業(yè)實驗（本院實驗室），包括環(huán)境監(jiān)測，環(huán)境微生物，環(huán)境工程原理實驗、水污染控制工程實驗、大氣污染控制工程實驗、固體廢物處理與處置等，培養(yǎng)學(xué)生在環(huán)境工程規(guī)劃、設(shè)計、施工與管理等方面的基本素質(zhì)。（3）綜合實驗，優(yōu)化專業(yè)實驗中的實驗項目，設(shè)置綜合實驗，讓學(xué)生自主制訂實驗方案、配制所需試劑，培養(yǎng)學(xué)生的主動參與意識和自主設(shè)計實驗、解決實際問題的能力。（4）創(chuàng)新實驗，開放實驗室，為學(xué)有余力、參與教師科研課題和申請科技創(chuàng)新項目同學(xué)提供條件，激發(fā)學(xué)生實踐創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識。基本技能實驗和專業(yè)實驗過程，教師全程參與，重在過程考核;綜合實驗和創(chuàng)新實驗以學(xué)生為主，教師為輔，重在調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，挖掘?qū)W生的科研和處理工程問題的潛力，為學(xué)生將來走上社會和繼續(xù)深造打下堅實基礎(chǔ)。

2 加強師資隊伍建設(shè)，打造協(xié)同育人平臺

新工科建設(shè)無論采用何種架構(gòu)，教師隊伍的建設(shè)都是專業(yè)建設(shè)的重中之重。近幾年，學(xué)院引進了很多博士，注重了學(xué)科背景的交叉性和知識結(jié)構(gòu)的互補性，但博士，尤其是新畢業(yè)的博士理論性強，工程實踐能力欠缺。為此，學(xué)校也出臺了相關(guān)政策，采用“走出去，請進來”的方式，博士進企業(yè)、公司進行掛職學(xué)習(xí)或合作研究，提高工程實踐能力。同時簽約本地有實力的環(huán)保單位作為實習(xí)基地，聘請本領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者做本科生的導(dǎo)師，舉辦講座，把該領(lǐng)域研究的最新的進展、存在的問題、未來的發(fā)展趨勢介紹給學(xué)生，增強未來工程師的系統(tǒng)觀、全局觀和關(guān)聯(lián)力，構(gòu)建政、產(chǎn)、學(xué)、研的協(xié)同育人平臺。

3 科研反哺教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力是新工科培養(yǎng)工程科技人才的必需能力要求，是新產(chǎn)業(yè)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)，是產(chǎn)業(yè)和行業(yè)主導(dǎo)者必須具備的能力。近幾年，學(xué)院創(chuàng)建了“學(xué)研協(xié)同”的創(chuàng)新能力體系，將教師的課題和工程項目定期以展板的形式介紹給學(xué)生，學(xué)生通過雙選加入教師的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，申請科技創(chuàng)新項目，進入創(chuàng)新實驗室，在不斷試錯、糾錯中提高自己的實踐創(chuàng)新能力，以科創(chuàng)促學(xué)風(fēng)。近幾年，創(chuàng)新團隊的很多學(xué)生參加大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)+等競賽，獲得了國家級、省級的獎項，收獲頗豐。

4 改變質(zhì)量評價方法，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性

以前對學(xué)生的評價，往往以“結(jié)果評價為主”。延續(xù)了幾十年的都是平日成績占30%～40%（作業(yè)、出勤）和期末卷面成績占60%～70%，造成很多學(xué)生期末搞突擊，死記硬背，蒙混過關(guān)，考試之后什么也沒學(xué)到。隨著人才培養(yǎng)模式的改革和課堂“以學(xué)生為中心”教學(xué)方式、手段的變化，如今更注重過程性考核，充分利用線上線下混合教學(xué)留下的“痕跡”，采用過程與結(jié)果、校內(nèi)與校外評價相結(jié)合的方式進行考核，調(diào)動學(xué)生日常學(xué)習(xí)的積極性。

5 結(jié)語

人才培養(yǎng)模式的改革是一個不斷探索和完善的過程，特別是在當今新經(jīng)濟、新業(yè)態(tài)不斷發(fā)展和涌現(xiàn)的新時代，高校如何使培養(yǎng)的環(huán)境類工程人才順應(yīng)時代和行業(yè)的發(fā)展，是一個系統(tǒng)、長期而艱巨的工程，任重而道遠。

參考文獻

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[5] 周開發(fā)，曾玉珍.新工科的核心能力與教學(xué)模式探索[J].重慶高等研究，2017，5（3）.