環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實踐

李密 吳曉燕

[摘 要] 新工科以培養(yǎng)未來多元化卓越工程人才為主要目的，迫切需要高等教育探索交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享的人才培養(yǎng)模式的改革。通過從地方類高校環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀和社會對該專業(yè)人才能力要求入手，結(jié)合專業(yè)特點，針對環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)具有多學(xué)科交叉、社會需求與人才培養(yǎng)無法完美融合的特性，探索了南華大學(xué)環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)“集—散型”人才培養(yǎng)途徑，優(yōu)化了模塊化課程體系與教學(xué)計劃，構(gòu)建了具有專業(yè)特色的人才培養(yǎng)模式，以適應(yīng)新時代對創(chuàng)新人才的需求。

[關(guān)鍵詞] 環(huán)保設(shè)備工程;新工科;人才培養(yǎng)模式

[基金項目] 2016年度南華大學(xué)高等教育研究與改革課題“環(huán)保設(shè)備工程‘集—散型’創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究”（2016XJG-ZZ17）;2018年度南華大學(xué)高等教育研究與改革課題“專業(yè)認(rèn)證背景下環(huán)境工程專業(yè)‘管道工程’教學(xué)改革研究”（2018XJG-YB140）

[作者簡介] 李 密（1983—），男，湖北荊州人，工學(xué)博士，南華大學(xué)資源環(huán)境與安全工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事環(huán)境工程、環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)科學(xué)研究;吳曉燕（1986—），男（瑤族），湖南懷化人，工學(xué)博士，南華大學(xué)資源環(huán)境與安全工程學(xué)院講師（通信作者），碩士生導(dǎo)師，主要從事環(huán)境工程、環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)科學(xué)研究。

[中圖分類號] G642.0 ? [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）19-0093-04 [收稿日期] 2021-08-24

引言

環(huán)保產(chǎn)業(yè)是國家七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，環(huán)保設(shè)備制造業(yè)處于其產(chǎn)業(yè)鏈的上游。盡管我國在大氣治理、城市污水及工業(yè)廢水處理、固體廢棄物處理等方面的技術(shù)已經(jīng)具有一定水平，但我國環(huán)保設(shè)備制造業(yè)存在技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、開發(fā)能力不強、標(biāo)準(zhǔn)化工作滯后、產(chǎn)品質(zhì)量較差等問題[1]。我國環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)和自主創(chuàng)新等方面與發(fā)達(dá)國家存在較大差距，而環(huán)保設(shè)備專業(yè)人才匱乏是形成差距的重要原因。為推進我國環(huán)保設(shè)備專業(yè)人才培養(yǎng)，教育部于2010年設(shè)立了環(huán)保設(shè)備工程新專業(yè)，目前，第一批開設(shè)環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的高校已對人才培養(yǎng)模式進行了初步探索。江蘇大學(xué)作為國內(nèi)最早招收環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)本科生的高校之一，提出了以“寬基礎(chǔ)、重應(yīng)用、靈活性”為原則的復(fù)合型人才培養(yǎng)模式[2，3]。中國石油大學(xué)提出了“基礎(chǔ)培養(yǎng)+專業(yè)培養(yǎng)”的兩段式拔尖人才培養(yǎng)模式，走內(nèi)涵發(fā)展、特色發(fā)展和全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的人才培養(yǎng)道路[4]。鹽城工學(xué)院在“卓越計劃”背景下首次提出了“3+1”的環(huán)保設(shè)備工程人才培養(yǎng)模式，即三年時間在學(xué)校接受培養(yǎng)，近一年時間進入企業(yè)接受培養(yǎng)，使學(xué)生在本科四年時間內(nèi)，獲得環(huán)保工程師、環(huán)評工程師及污染設(shè)施運營管理所必備的理論知識與實踐訓(xùn)練[5]。國內(nèi)已開設(shè)環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的其他高校也正在積極探索該專業(yè)的人才培養(yǎng)模式[6]。為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，教育部發(fā)布了積極推進新工科建設(shè)的通知，對高校培養(yǎng)工科人才提出了高標(biāo)準(zhǔn)、高要求。

一、環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式

環(huán)保設(shè)備工程本科教育尚處于起步階段，南華大學(xué)作為已開設(shè)環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的高校之一，在借鑒其他高校已開設(shè)環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的成功經(jīng)驗上，結(jié)合南華大學(xué)自身的環(huán)保特色，提出了環(huán)保設(shè)備工程新專業(yè)“集—散型”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，由于該專業(yè)本身的特殊性，“集”代表環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)學(xué)生需掌握環(huán)境工程、機械工程等相關(guān)專業(yè)知識，“散”代表該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后具有發(fā)散性思維，具備獨立或團隊合作設(shè)計環(huán)保設(shè)備的能力?？傮w而言，其核心在于“以環(huán)保為理念，以學(xué)識為基礎(chǔ)，以設(shè)計為能力，以應(yīng)用為目的”，培養(yǎng)既懂環(huán)保技術(shù)知識，又懂環(huán)保設(shè)備設(shè)計與運行管理知識。同時，還具備對交叉行業(yè)擁有敏銳洞察力，能激發(fā)創(chuàng)新思維的能力，使環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)學(xué)生將環(huán)保理念帶入各行業(yè)，成為適合各行業(yè)工作要求的復(fù)合型人才。

基于此，南華大學(xué)于2019年對環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)培養(yǎng)方案進行了全面修訂，此次修訂是在上一版人才培養(yǎng)方案實施效果的基礎(chǔ)上進行的，針對環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)畢業(yè)生的學(xué)習(xí)效果、畢業(yè)要求達(dá)成情況、市場就業(yè)需求、畢業(yè)生和就業(yè)單位信息反饋的意見進行了全面調(diào)研和綜合分析，形成了以下培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)我國生態(tài)文明建設(shè)和綠色經(jīng)濟發(fā)展需要，德智體美勞全面發(fā)展，具有強烈的愛國敬業(yè)精神、高度的社會責(zé)任感、良好的人文素養(yǎng)和職業(yè)道德，具備扎實的自然科學(xué)基礎(chǔ)、深厚的專業(yè)素養(yǎng)和較強的實踐能力，能夠在環(huán)保設(shè)備工程及核環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域從事環(huán)保設(shè)備的工程設(shè)計、研究開發(fā)、生產(chǎn)制造與安裝、運營與管理等工作，培養(yǎng)重德行、樂奉獻、厚基礎(chǔ)、強能力、高素質(zhì)，具有創(chuàng)新精神、國際視野和較強實踐能力的應(yīng)用型高級技術(shù)人才。

二、環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的教學(xué)計劃與課程體系

南華大學(xué)2019版環(huán)保設(shè)備工程人才培養(yǎng)方案中，規(guī)定本科生的學(xué)業(yè)學(xué)分172學(xué)分，第二課堂學(xué)分10學(xué)分。環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)“集—散型”人才培養(yǎng)模式在課程設(shè)置上，除了主修公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)核心課外，還安排了跨專業(yè)定向選修課程、跨專業(yè)團隊綜合實踐訓(xùn)練及導(dǎo)師制科技競賽訓(xùn)練等環(huán)節(jié)。環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的課程先修時序如圖1所示。

在新工科背景下，梳理了課程體系的邏輯關(guān)系，與環(huán)境、機械、自控及核技術(shù)等多學(xué)科建立了聯(lián)系，完善了跨學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程，強化了綜合實踐訓(xùn)練，構(gòu)建了完整的環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)知識體系，概括起來主要包括七大模塊：公共基礎(chǔ)、英語、自然科學(xué)、工程工具、工程基礎(chǔ)、專業(yè)知識及公共選修課。

第一，通過“思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)”“毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論”“馬克思主義基本原理概論”“大學(xué)生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo)”“形勢與政策”“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”“大學(xué)體育”等公共基礎(chǔ)課程，強化學(xué)生的愛國敬業(yè)精神、社會責(zé)任感、人文素養(yǎng)、職業(yè)道德及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的意識和初步能力，達(dá)到國家規(guī)定的體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)。

第二，英語模塊包括大學(xué)英語、綜合英語（閱讀與寫作）、學(xué)術(shù)英語及專業(yè)英語，主要培養(yǎng)學(xué)生基本的英語綜合能力及學(xué)術(shù)交流能力。

第三，自然科學(xué)模塊主要包括數(shù)學(xué)類（高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計）、大學(xué)物理（含實驗）、化學(xué)類（無機化學(xué)與放射化學(xué)、物理化學(xué)），以及現(xiàn)代分析技術(shù)和新興交叉學(xué)科領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用概論，培養(yǎng)學(xué)生掌握設(shè)備設(shè)計和制造過程中所需的自然科學(xué)知識。

第四，工程工具模塊設(shè)置了“大學(xué)計算機”“文獻檢索與科研寫作”（雙語）、“測量學(xué)”“環(huán)保設(shè)備CAD”“實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理”“環(huán)境數(shù)學(xué)模型”“環(huán)保設(shè)備三維建?！钡日n程，使學(xué)生逐步掌握設(shè)計環(huán)保設(shè)備所需的工程工具，能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)代儀器儀表、信息技術(shù)工具、現(xiàn)代工程工具，以及專業(yè)模擬軟件對復(fù)雜環(huán)保設(shè)備工程問題進行分析、設(shè)計計算、繪圖和模擬預(yù)測，同步提升自學(xué)意識與培養(yǎng)自學(xué)能力。

第五，工程基礎(chǔ)課程涵蓋了工程制圖、力學(xué)、機械、電工電子、自動控制、信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)以及工程經(jīng)濟與管理等相關(guān)課程，使學(xué)生能夠具備在新工科背景下綜合運用交叉學(xué)科基礎(chǔ)知識分析復(fù)雜環(huán)保設(shè)備工程問題的能力。

第六，專業(yè)課程模塊可分為四個分模塊，包括環(huán)境工程專業(yè)課、環(huán)保設(shè)備設(shè)計與運營管理專業(yè)課、體現(xiàn)學(xué)校特色的“核”類專業(yè)課程及實踐類課程，用于培養(yǎng)學(xué)生分析、開發(fā)與解決復(fù)雜環(huán)保設(shè)備工程問題的方案選擇與設(shè)計能力，理解環(huán)保設(shè)備工程實踐對生態(tài)環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的影響，能夠在工程實踐中自覺遵守職業(yè)道德和規(guī)范。為了強化學(xué)生的實踐能力，不僅在水、氣、固、設(shè)備設(shè)計等專業(yè)核心課程中設(shè)置了實驗和設(shè)計環(huán)節(jié)，培養(yǎng)方案中還新增了環(huán)境綜合實踐訓(xùn)練必修課程，學(xué)生可通過參與導(dǎo)師實踐項目、大學(xué)生創(chuàng)新實驗、學(xué)科競賽等方式獲得學(xué)分，從而提升學(xué)生綜合利用交叉學(xué)科知識解決實際復(fù)雜問題的能力，拓展學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)面，夯實就業(yè)適應(yīng)性基礎(chǔ)。

第七，公共選修課包括第二課堂及跨學(xué)科門類的公共選修課，涉及公共藝術(shù)、軍事理論、大學(xué)生心理健康及經(jīng)濟管理類等。

三、環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)教學(xué)改革與實踐

為了有效實施OBE培養(yǎng)理念，滿足新工科人才培養(yǎng)要求，全面提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，在專業(yè)教育模塊實施了教學(xué)方法改革，主要包括以下幾個方面。

第一，落實專業(yè)研討課，全面實施小班上課。針對部分專業(yè)核心課程，如“固體廢物處理與資源化”“環(huán)保設(shè)備原理與設(shè)計”等課程，開展了小班研討式課程教學(xué)，將部分教學(xué)內(nèi)容設(shè)置為專題研討話題，學(xué)生以團隊形式通過文獻查閱、現(xiàn)場調(diào)研、集中討論、辯論等形式分工合作，形成有效結(jié)論，并將討論結(jié)果向全班同學(xué)進行匯報，教師及同學(xué)共同對各小組匯報結(jié)果進行討論，顯著提升了學(xué)生的團隊合作、溝通交流、提出問題、分析問題和解決問題的能力，強化了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和自主學(xué)習(xí)能力。

第二，探索開放式課堂，完善企業(yè)課堂與室外課堂。專業(yè)不定期的邀請本領(lǐng)域的知名教授、企業(yè)環(huán)保負(fù)責(zé)人走進課堂，為學(xué)生講解工程實踐過程中遇到的相關(guān)問題，同時利用學(xué)生實習(xí)機會，邀請企業(yè)一線工程師為學(xué)生進行現(xiàn)場講課，培養(yǎng)學(xué)生對工程實踐的認(rèn)知及理解工程實踐應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。

第三，組建跨學(xué)科導(dǎo)師團隊，實現(xiàn)交叉培養(yǎng)。鑒于環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)涉及機械、自動化、環(huán)保等交叉學(xué)科的特殊性，在培養(yǎng)的全過程中探索實施跨學(xué)科交叉培養(yǎng)模式。如在培養(yǎng)方案中，涉及的機械類課程主要由機械學(xué)院相關(guān)專業(yè)教師承擔(dān)，涉及的控制原理等課程由電氣學(xué)院自動化相關(guān)專業(yè)教師承擔(dān)。同時依托環(huán)境綜合實踐訓(xùn)練課程，鼓勵學(xué)生組建跨學(xué)科創(chuàng)新團隊和尋找跨學(xué)科指導(dǎo)教師，此外，在畢業(yè)設(shè)計中探索“雙導(dǎo)師”指導(dǎo)（校內(nèi)+校外企業(yè)指導(dǎo)教師或校內(nèi)本專業(yè)+校內(nèi)跨專業(yè)指導(dǎo)教師），進一步提升學(xué)生的多學(xué)科知識背景。

結(jié)語

在新工科背景下，基于市場對環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)人才素質(zhì)的高要求，結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀和南華大學(xué)人才培養(yǎng)定位與特色，科學(xué)定位人才培養(yǎng)目標(biāo)，探索了“集—散型”復(fù)合型應(yīng)用人才培養(yǎng)模式，合理構(gòu)建了模塊化的教學(xué)計劃和多學(xué)科背景的課程體系，強化了新工科對實踐能力的培養(yǎng)要求。具有專業(yè)特色的人才培養(yǎng)模式，可為開設(shè)環(huán)保設(shè)備工程專業(yè)的其他高校提供借鑒。

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Exploration and Practice of the Training Model of Environmental Protection Equipment

Engineering Major

LI Mi， WU Xiao-yan

（School of Resource Environment and Safety Engineering， University of South China， Hengyang， Hunan 421001， China）

Abstract： The “emerging engineering education” aims at training diversified and excellent engineering talents for the future， and it is urgent for higher education to explore the reform of talent cultivation mode of with the characteristics of crossover and integration， coordination and sharing. Based on the current situation of the talent training of environmental protection equipment engineering major in local colleges and universities and the requirements of the society for the ability of the professional talents， aiming at the characteristics of the environmental protection equipment engineering major， which has the characteristics of multi-disciplinary intersection， and the separation of social needs and the current talent training， this paper probes into the “collective-scattered” talents training method for environmental protection equipment engineering major of University of South China， optimizes the modular course system and teaching plan. A talent training model with professional characteristics has been constructed to meet the needs of the times for innovative talents.

Key words： environmental protection equipment engineering; “emerging engineering education”; talents training mode