新工科背景下環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)改革路徑探索

辛旺 李興

摘要 新工科概念提出后迅速引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，成為工程教育領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。基于新工科建設(shè)的新形勢(shì)新要求，結(jié)合環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，專業(yè)教學(xué)模式正在逐步由僅注重知識(shí)傳授轉(zhuǎn)向注重理論與實(shí)踐并重、突出創(chuàng)新能力。探索環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)改革路徑成為當(dāng)下重要的研究課題。文章在闡述環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，提出應(yīng)優(yōu)化環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)理念、創(chuàng)新環(huán)境工程專業(yè)理論教學(xué)方法、創(chuàng)新環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系以及建立科學(xué)合理的考核方式等建議，促進(jìn)新工科背景下環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)改革，從而提升環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 新工科；環(huán)境工程專業(yè)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.7.008

2017年2月，教育部高等教育司印發(fā)《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》，希望各高校開展新工科研究與實(shí)踐，深化工程教育改革，推進(jìn)新工科建設(shè)[1]。新工科是主動(dòng)適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)、新業(yè)態(tài)，基于新時(shí)代下國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略及國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)形式，持續(xù)推進(jìn)教育改革的重大行動(dòng)計(jì)劃，為未來較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)工程教育的改革與發(fā)展提供了思路和方向。環(huán)境工程（Environmental Engineering）是環(huán)境科學(xué)與工程的二級(jí)學(xué)科。高校環(huán)境工程專業(yè)是一門具備較強(qiáng)學(xué)科交叉性的工程專業(yè)。在新工科建設(shè)背景下，高校應(yīng)通過推進(jìn)環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)改革創(chuàng)新，為新時(shí)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家戰(zhàn)略實(shí)施培育具有可持續(xù)發(fā)展理念和良好專業(yè)素質(zhì)的高級(jí)應(yīng)用型環(huán)境工程專業(yè)人才。探索環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)改革路徑成為當(dāng)下重要的研究課題。

1新工科背景下環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

環(huán)境工程專業(yè)是學(xué)科交叉融合滲透的新型學(xué)科。新形勢(shì)下，以互聯(lián)網(wǎng)+為代表的新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命蓄勢(shì)待發(fā)，新技術(shù)、新業(yè)態(tài)的快速發(fā)展提高了對(duì)環(huán)境工程專業(yè)人才的要求，倒逼高校面向未來探索環(huán)境工程專業(yè)的教學(xué)新模式[2]。高校環(huán)境工程專業(yè)主要培養(yǎng)熟知環(huán)境學(xué)科前沿知識(shí)、環(huán)境污染治理知識(shí)，能夠從事污染治理、環(huán)境治理監(jiān)測(cè)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等工作的具備較強(qiáng)創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的人才。環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)主要體現(xiàn)在五個(gè)方面：第一，具備堅(jiān)定的政治立場(chǎng)、過硬的政治理論素養(yǎng)、較高的思想道德水平、社會(huì)責(zé)任感和工程職業(yè)道德；第二，具備較強(qiáng)的專業(yè)素養(yǎng)和端正的學(xué)術(shù)觀念，并具有較好的科研探索、環(huán)境保護(hù)、奉獻(xiàn)精神；第三，具備較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)操作能力，能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，具備較強(qiáng)的科研素養(yǎng)；第四，具備一定的技術(shù)研究、成果轉(zhuǎn)化能力，可以解決環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的實(shí)際問題。第五，具備國(guó)際視野和綠色低碳可持續(xù)發(fā)展理念。

2新工科背景下環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)改革的具體路徑

高校環(huán)境工程專業(yè)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確理解“新工科”的內(nèi)涵，關(guān)注學(xué)科交叉融合，突出復(fù)合型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)新時(shí)代下工程教育的改革與創(chuàng)新，逐步建構(gòu)起適應(yīng)當(dāng)下變化、面向未來探索環(huán)境工程專業(yè)發(fā)展的教學(xué)新模式。

2.1優(yōu)化環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)理念

高校環(huán)境工程專業(yè)各課程教學(xué)中應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)理念，結(jié)合新工科建設(shè)背景下工程教育的現(xiàn)實(shí)要求，形成新的教學(xué)理念。

第一，注重學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。新時(shí)代下，隨著環(huán)保形勢(shì)的日趨嚴(yán)峻以及環(huán)保需求的日益增長(zhǎng)，高校環(huán)境工程學(xué)科理應(yīng)肩負(fù)起培育人才的重任，在立德樹人根本任務(wù)指引下，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，著力培養(yǎng)創(chuàng)新型卓越工程人才。環(huán)境工程專業(yè)課時(shí)安排、教學(xué)內(nèi)容安排，均應(yīng)以培養(yǎng)和提升學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力為導(dǎo)向。

第二，注重學(xué)科交叉融合。環(huán)境工程本身是一門學(xué)科交叉性極強(qiáng)的工程專業(yè)。而新工科建設(shè)也對(duì)學(xué)科交叉融合提出了要求。在環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)中應(yīng)當(dāng)關(guān)注與環(huán)境工程專業(yè)存在緊密聯(lián)系的專業(yè)課程，在把握不同專業(yè)間知識(shí)層面內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)上，注重提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效能。環(huán)境工程與給排水工程、工程力學(xué)、生態(tài)工程等專業(yè)之間存在較強(qiáng)的內(nèi)在聯(lián)系，將其合理地融入課程教學(xué)中，增進(jìn)學(xué)生對(duì)專業(yè)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，幫助學(xué)生更好地理解學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)，輔助學(xué)生建構(gòu)更加完整的知識(shí)脈絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)科交叉融合的意識(shí)，這對(duì)環(huán)境工程專業(yè)人才的培養(yǎng)具有重要意義。

第三，注重產(chǎn)教深度融合。產(chǎn)教融合是推進(jìn)新工科建設(shè)的關(guān)鍵所在。高校環(huán)境工程專業(yè)應(yīng)以培養(yǎng)和提升學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，充分發(fā)揮出產(chǎn)教融合的優(yōu)勢(shì)，將企業(yè)與高校的優(yōu)勢(shì)與學(xué)科建設(shè)、教學(xué)改革以及實(shí)踐教育相融合，探索符合新工科建設(shè)要求的人才培養(yǎng)路徑[3]。在具體教學(xué)中，依托產(chǎn)教深度融合帶來的資源整合優(yōu)勢(shì)和雙師型教師隊(duì)伍優(yōu)勢(shì)，從而促進(jìn)環(huán)境專業(yè)課程教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的不斷提升。

2.2創(chuàng)新環(huán)境工程專業(yè)理論教學(xué)方法

教學(xué)方法對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量有著重要的作用，不同的教學(xué)方法和教學(xué)設(shè)計(jì)形式影響著教學(xué)效果的好壞。新工科建設(shè)對(duì)環(huán)境工程專業(yè)排水管網(wǎng)及泵站課程學(xué)習(xí)提出了新的要求，教師在教學(xué)過程中要充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)和多媒體的重要作用，采用多種多樣的教學(xué)方法，包括課堂講授、案例研討和翻轉(zhuǎn)課堂等，使學(xué)生更好地掌握教學(xué)重難點(diǎn)，同時(shí)推行各種學(xué)習(xí)方法，基于問題的探索式學(xué)習(xí)、基于案例的研討式學(xué)習(xí)等，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生主動(dòng)加入學(xué)習(xí)和創(chuàng)新中，不斷提高他們的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。以案例教學(xué)法在環(huán)境工程專業(yè)理論教學(xué)中的應(yīng)用為例，具體如下：

第一，充分結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，選擇合適的教學(xué)案例。授課教師要通過多種渠道選擇合適的教學(xué)案例，并在案例中融入教學(xué)內(nèi)容加以完善，使每個(gè)章節(jié)中都有合適的案例。案例的選擇對(duì)案例教學(xué)的效果有著重要的影響，因此選擇合適的案例非常重要。在選擇案例時(shí)，既要考慮案例中包含的理論教學(xué)內(nèi)容，還要使選擇的案例和實(shí)際緊密相連。這就要求案例的真實(shí)性要強(qiáng)，可以是學(xué)生實(shí)習(xí)期間接觸過的污水處理工藝，也可以是教師實(shí)際參與過的工程案例等。

第二，劃分學(xué)習(xí)小組，通過合作、互動(dòng)和交流完成學(xué)習(xí)任務(wù)。對(duì)全班同學(xué)進(jìn)行分組，每組人數(shù)3―5人，每組設(shè)置一名組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌小組所有工作。教師在課前一周將案例和章節(jié)內(nèi)容傳遞給每個(gè)小組，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)和查找資料。課堂中師生要進(jìn)行良好的溝通交流。教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和分析案例。學(xué)生要充分發(fā)揮學(xué)習(xí)主體作用，積極主動(dòng)投入到學(xué)習(xí)中去，和小組成員相互配合分析案例、討論案例，共同解決發(fā)現(xiàn)的問題，最終完成教師布置的任務(wù)。

第三，注重案例的深度研討和分享交流。根據(jù)小組成員任務(wù)完成情況，教師進(jìn)行案例總結(jié)。將教學(xué)內(nèi)容和案例相結(jié)合，總結(jié)出關(guān)鍵問題，幫助學(xué)生掌握課本內(nèi)容。解答各小組提出的疑難問題，還可以從實(shí)際情況出發(fā)對(duì)案例進(jìn)行拓展。

第四，注重教學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)的有效落實(shí)。當(dāng)每項(xiàng)教學(xué)任務(wù)完成后，教師可以根據(jù)新知識(shí)內(nèi)容提出問題，幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效梳理，形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)脈絡(luò)，將新知識(shí)與舊知識(shí)聯(lián)系起來。同時(shí)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)總結(jié)和自我反思，從而使新知識(shí)融入學(xué)生已有知識(shí)架構(gòu)中去，豐富架構(gòu)內(nèi)容，從而幫助學(xué)生更好地將理論轉(zhuǎn)化成實(shí)踐。

2.3創(chuàng)新環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的重要途徑[4]。環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)中，教師應(yīng)充分利用產(chǎn)教融合帶來的資源、師資等優(yōu)勢(shì)，逐步建構(gòu)起多模塊、立體化的實(shí)踐教學(xué)體系。具體而言：

第一，建立基于學(xué)科競(jìng)賽的實(shí)踐教學(xué)體系。高?？梢越Y(jié)合環(huán)境工程專業(yè)的特征，定期在校內(nèi)組織開展環(huán)境工程學(xué)科競(jìng)賽，建構(gòu)起以賽促教的實(shí)踐教學(xué)體系。例如，教師可以在對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)性培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生自主組建團(tuán)隊(duì)或者成立競(jìng)賽協(xié)會(huì)，積極參與學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)。學(xué)生結(jié)合自身興趣確定參加競(jìng)賽的具體項(xiàng)目、制訂競(jìng)賽方案等，并主動(dòng)參與其中，能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生的探索能力、團(tuán)隊(duì)合作競(jìng)賽、獨(dú)立思考能力以及創(chuàng)新實(shí)踐能力。

第二，促進(jìn)產(chǎn)教深度融合，推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)。高校應(yīng)通過加強(qiáng)與企業(yè)之間的合作，建立起完善的校內(nèi)校外實(shí)踐教學(xué)基地，滿足環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)的實(shí)際需求?？梢劳兄攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、工程研究中心等建設(shè)校內(nèi)實(shí)踐基地，通過校企深度合作打造設(shè)備齊全、功能完善的校外實(shí)踐教學(xué)基地，為環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)提供保障條件。總之，建設(shè)具有行業(yè)特色的校企合作實(shí)踐教學(xué)基地，充分推進(jìn)高校與企業(yè)優(yōu)勢(shì)的進(jìn)一步融合，建設(shè)實(shí)踐工廠，促進(jìn)教師和企業(yè)高級(jí)技術(shù)人才的溝通交流，使高校和企業(yè)實(shí)現(xiàn)雙贏，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生更好地就業(yè)和創(chuàng)業(yè)。

此外，環(huán)境工程專業(yè)教師要不斷提高自身的理論知識(shí)水平和實(shí)踐能力，鼓勵(lì)青年教師走進(jìn)企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐，真正了解企業(yè)對(duì)人才的實(shí)際需求，促進(jìn)科研合作。企業(yè)可以選拔優(yōu)秀的基層員工到高校深造，學(xué)習(xí)先進(jìn)的理論知識(shí)，更好地解決企業(yè)在生產(chǎn)過程中遇到的問題，使理論充分轉(zhuǎn)化成實(shí)踐，促進(jìn)高?？蒲袆?chuàng)新成果的實(shí)際應(yīng)用，使學(xué)校和企業(yè)共同加入培養(yǎng)人才的過程中去，提高教學(xué)效果。

2.4建立科學(xué)合理的考核方式

科學(xué)合理的考核方式有利于更好地提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。在新工科建設(shè)背景下，高校環(huán)境工程專業(yè)應(yīng)當(dāng)盡快建立科學(xué)合理的考核方式。具體而言：

第一，合理優(yōu)化考核內(nèi)容。環(huán)境工程專業(yè)課程進(jìn)行考核時(shí)，應(yīng)突出多樣化、全面性的要求。其中，要兼顧平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)、兼顧理論考核與實(shí)踐教學(xué)、關(guān)注學(xué)生課堂表現(xiàn)、參與專題討論的情況以及作業(yè)完成情況，此外考勤情況也應(yīng)納入考核之中作為參考指標(biāo)之一。通過優(yōu)化考核內(nèi)容全面地反映學(xué)生通過學(xué)習(xí)而獲得的知識(shí)與能力的提升情況。

第二，采用多樣的考核形式。在對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核時(shí)，應(yīng)杜絕以一張?jiān)嚲?、一篇論文來衡量學(xué)生學(xué)習(xí)成效和教學(xué)質(zhì)量的現(xiàn)象。教師可以嘗試采用開放式的考核形式，給予學(xué)生更多的自主空間。例如，可根據(jù)課程性質(zhì)，自主選擇不同的考核方式或幾種形式的組合（如開卷、閉卷、混合閉開卷、上機(jī)考試、上機(jī)+筆試、小論文、小設(shè)計(jì)等）。不同的考核形式能夠從不同層面反映出學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)成效和教學(xué)效果。教師應(yīng)根據(jù)課程實(shí)際情況采用一種或多種考核方式，全面評(píng)價(jià)教學(xué)成效。

3結(jié)語

在新工科建設(shè)背景下，環(huán)境工程專業(yè)必須順應(yīng)新時(shí)代國(guó)家戰(zhàn)略安排、國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)以及教育改革趨勢(shì)，立足現(xiàn)階段環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)中面臨的突出問題，將新工科建設(shè)的內(nèi)在要求合理融入環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)改革中，從優(yōu)化環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)理念、創(chuàng)新環(huán)境工程專業(yè)理論教學(xué)方法、創(chuàng)新環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系以及建立科學(xué)合理的考核方式等層面入手，密切關(guān)注學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培育，充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研協(xié)同優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)出符合現(xiàn)實(shí)需求的環(huán)境工程專業(yè)高素質(zhì)、高水平、創(chuàng)新型人才。

基金項(xiàng)目：蒙古師范大學(xué)高層次人才科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目“類模板法制備污泥基介孔碳材料及其對(duì)制藥園區(qū)尾水吸附性能研究”（2019YJRC013）；內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)基金“污泥主要有機(jī)組分熱解對(duì)污泥熱解系統(tǒng)潛在能量回收的影響機(jī)制研究”（2020BS05009）。

參考文獻(xiàn)

[1]教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知[EB/OL].（2017-02-20）. http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/201702/ t20170223_297158.html.

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

[3]周振，趙曉丹，蔣路漫，等.環(huán)境工程專業(yè)一體化實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020，37（10）：171-175.

[4]周權(quán)鎖，陸雋鶴，周立祥，等.面向農(nóng)業(yè)的環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系與平臺(tái)構(gòu)建[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，36（7）：185-187.