谈环境工程实践型创新人才培养模式

摘要：实践能力的培养是新工科背景下培养创新型应用人才的重要目标，是促进高校由学科发展向社会岗位需求转变的创新举措.从学生实践能力的培养出发，以企业需求为导向，实现教学、科研、企业协同教育的人才培养模式，为环境工程本科人才培养和就业探索出了一条切实可行的新路径.

关键词：环境工程；实践型创新人才；培养；教学改革

1环境工程专业人才培养存在的问题

环境工程专业是一门应用性强的多学科交叉专业，各高校的侧重点不同决定了环境工程专业发展方向的差异，结合自身优势和市场需求，优化课程体系，培养创新性环境工程应用型人才成为环境工程专业学科发展的重中之重.但目前还存在环境工程专业实验课教学效果不佳，科研创新实践项目成果不理想，产学研链不畅通等问题.

1.1环境工程专业实验课教学效果不佳

传统的环境工程专业所配备的实验课程多为验证性的基础实验，教师设定基础实验题目，在教学过程中，以教材为中心，教师将工程案例与理论学习相结合，以视频的形式展现给学生，却忽略了学生的实验操作能力，所以普遍存在重理论、轻实践的现象［1］.此外，实验教学不同于理论教学，实验教师不仅是实验教学的主体，也是实验室的管理者，具有高水平的实验技术人员队伍建设尤为重要.由于历史原因，实验教师的水平有待提高，一是缺乏理论素养高，能够将思政教育引入课堂的实验教师；二是缺乏技术精湛，精通仪器设备的操作人员；三是缺乏能够将理论钻研与实际应用相结合，并且帮助学生拓展转化应用的技术人员.因而在工科人才培养中要求指导教师应与理论教学队伍广泛交流，提高实验的应用性和创新性，对学生进行全面的指导.学生在有限的实验课学时中需要理解、掌握众多理论课的专业知识，进而无暇顾及实践能力的深入培养和训练，能够真正受到工程设计训练的学生人数占比不高［2］，导致学生工程实践能力欠缺，知识体系把握不够完整.

1.2科研创新实践项目成果欠佳

在北京大学师生座谈会上发表的重要讲话中指明了当代高校科研型人才培养的前进方向：要瞄准世界科技前沿，加强对关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术的攻关创新［3］.因此，环境工程专业的本科人才培养任重而道远，而开展科研创新实践项目是有效提高学生实践能力的策略，也为急需的科研人才做了重要储备.本科生科研创新实践项目多由大二、大三年级的学生申请，此时环境工程专业课压力较大，周课时较多，课余时间紧张，学生难以合理分配学习和科研所需的时间，科研创新实践项目没有充足的时间保障，导致学生的科研创新实践能力水平提高受限.另外，实验室的管理制度虽有一定程度的改善，但本科教学实验室与科研实验室的分管相对独立，不同实验室之间若没有进行有效地融合，各专业之间若没有有效的沟通，则会造成资源浪费，不利于本科科研立项的开展.此外，本科生在科研创新实践项目执行过程中，因专业知识不够扎实，往往过分依赖实验室的高年级研究生，小组协作配合不够默契，遇到技术难题时，缺乏科学解决问题的思路，容易灰心丧气，使得科研工作推进缓慢.本科生的科研创新实践项目期较短［4］，一般为一年，在项目执行过程中，为了在规定时间内达到项目预期目标，导师所选择的课题多为重复性或验证性的，难以做到与时俱进，致使学生的创造性不能充分发挥，限制了学生创新思维和创新能力的培养，也违背了本科科研立项的初衷.

1.3产学研链不畅通

产业端有丰富的实践经验，可为本科生实践提供平台，但由于经费、场地、安全、教师经验不足等原因，供给学生实践交流的机会较少，多以学生观摩为主，因而无法达到本科生工程实践的预期效果.高校存在科研团队研究成果的实用性、应用性有限，难以推广的问题.而产业转型升级过程中有很多重大课题产生，仅通过模仿是远远不够的，急需打通知识创新、技术研发到科技成果转化、大批量生产的完整创新链.另外，产学研推进缓慢，与用人单位的交流不足，导致高校人才培养与企业需求存在偏差，实践技能不能满足企业的用人要求，诸多因素阻碍了本科生工程实践能力的培养.

2环境工程专业本科人才创新实践能力培养的有效措施

2.1以企业需求为导向，优化实验课程设置

专业课程设置既要服从专业人才培养规格的总体要求，又要考虑学校自身的优势学科，培养具有特色专业知识的人才，增强市场竞争力［5］.从招生、培养目标、教学过程、实践实训等方面符合用人单位的需求，做到从教学过程、学科建设到科研创新等环节与企业深度合作.充分发挥各自的资源优势，做到优势互补，联合制定环境工程专业本科生培养方案.学生则应扎实地掌握环境工程学科的基础理论，了解该学科前沿及发展的同时，多进行工程理论分析，力争将实验实践类课程打造成解决实际工程问题重要的应用环节，所有实验的开设均与企业的实际问题接近，以工程技术为教育主线，直接对大量的工程实例进行解析，作为典型案例，将知识的系统性与工程的应用型紧密结合，衔接理论、实验、分析、实践等课程，构建与产业链紧密结合的理论教学体系和实践教学体系［6］.例如，水质工程学实验中，增加活性污泥生活污水处理实验，包括活性污泥的资源化和回用装置等；大气污染控制工程实验中，增设发电厂废气动态系统分析、电式除尘装置的维护等实验；环境监测实验中，开设难降解水质组分监测、过程污染物检测分析等.

2.2鼓励实验创新，构建实践平台

环境工程专业实验课的创新实验是在当下企业对于学科需求的基础上整理完成的，在新工科背景下，整合互联网资源，采用线上线下相结合的教学模式，补充单一的教学手段的缺失，有针对性地帮助学生深层次理解.教师与学生线上互动，学生能在经过自己较充分的思考后再听取别人的设计和想法，取长补短，相互促进［7］，呈现最终的实验报告，形成闭环.以水质工程学实验为例，学生通过案例的收集，自行分组，各组派代表上台通过PPT讲解自己组的实验设计，通过团队协作努力作出团队满意的实验作品，其余学生分别从实验设计的可行性、污染物的耐受性及运行成本等角度进行分析，轮流点评，提出疑问，教师与学生从不同视角分析问题，进行头脑风暴，针对共性问题进行讲解，形成科研思维，启发学生开展高效的思考.课后总结环节依旧线上进行，要求学生撰写实验报告，分析实验设计存在的问题，得出结论.实验允许失败，但要积极总结分析失败原因，提出合理改进措施.院系层面应开放实验室，通过师生双向选择，为学生独立完成相关实验提供条件.

2.3注重应用培养，激发学生潜能

鼓励环境工程专业学生积极参加科研创新实践活动，探索科研奥秘.在接受本科生教育之后，一部分学生会选择继续深造学习，从事科学研究，接受研究生教育.正如强调的，研究生教育在培养创新人才、提高创新能力、服务经济社会发展、推进国家治理体系和治理能力现代化方面具有重要作用［8］.研究生教育以本科生毕业水平为起点，大学本科教育是研究生教育的基础，为科研创新人员提供知识储备.许多院校已将本科生所参加的科研创新项目经历作为保研的重要评价指标之一.一方面，在项目实施过程中本科生将所学用于科研创新实践项目，有助于加深对基础知识的理解，提高学习热情，激发学生的科研潜能；另一方面，使学生能够客观地评价自己的科研能力，为职业生涯规划提供重要参考.如蔡琼瑶等本科生在完成“部级大学生创新创业训练计划项目”“模拟太阳光降解典型的喹诺酮类抗生素研究”的过程中，通过阅读大量参考文献，多次面对面讨论，结合所学的“无机化学”“仪器分析”等专业基础知识设计了BiPO4/Ag3PO4复合光催化材料，选择染料及抗生素等环境污染物作为目标分子，结合“水质工程学实验”中活性炭材料吸附污染物去除技术等进行了该材料的吸附性能评价研究，并将“物理化学”课程中所学的化学动力学基础知识灵活运用于污染物的降解动力学研究，进一步优化了实际废水中各参数对去除效果的影响，探讨了该技术在推广应用时可能存在的问题.小组成员在项目执行期间分工协作，积极面对实验中所遇到的困难，及时优化实验方案，减少操作失误，获得了大量真实可靠的实验数据，进而对实验数据分析、归纳、总结，最终合作发表了一篇SCI收录论文.学生们通过本次科研实践活动，不断发现问题，独立思考，解决问题，实验操作能力、汇报交流沟通能力、科技论文写作能力显著提高，并且对基础知识的学习更加认真了.该小组两名学生获得保研资格，一名学生考研成功，此次科研创新实践活动成了学生最初的科研启蒙活动，也为学生今后的研究生生涯拉开了序幕.

2.4推进双导师政策，形成实训产学研链

为推进校企一体化建设，加强教师队伍的实战经验，推进高校、企业双导师政策，结合市场需求与院系现有实验条件，实现学生实习、就业、创新融为一体.环境工程专业教师不仅要掌握前沿的理论知识，还要具备扎实的工程实训能力，鼓励青年教师从实验室走向企业，积极参与企业生产实践，促进科研合作，提高工程素养和实践能力，并减免其在实践期间的教学工作量［7］.企业遴选优秀的基层员工进入高校深入前沿学习，以解决企业在生产过程中遇到的实际工程问题为目标，提高高校科研创新成果的应用性，形成校企合作、协同育人由学校和企业双方共同参与人才培养和专业构建的整个过程［10］.这种培养模式需要高校与企业密切合作，高校引进具有丰富实践经验的企业高级技术人才为本科生进行系统专业的工程实践授课，提高学生对所学专业的了解热爱，而高校专业教师走出去，将最新的科研成果推广应用到企业生产中去，切实解决实践单位生产过程中遇到的问题，改进生产工艺和工作流程，突破企业技术难点.此外，建设具有行业特色校企合作的实践教学基地，推进高校与企业优势的充分发挥与融合，建设包括基础实验室、精密仪器室、实践工厂，以及加强技术人员交流等，不仅为高校成果转化提供渠道，也为企业拓展其他业务提供更好的机会，还为学生就业、创业创造了条件.

3结语

以企业发展需求和解决科学问题为导向，充分利用各种资源，通过建立实践教学培养体系、强化师资队伍建设，完善实践教育基地等方式，不仅能让学生获得前沿的理论知识，也能通过实践让学生操作技能得到锻炼，科研能力提升，同时增添就业的信心.高校利用企业平台，可以培养科研人员的实践技能，提升应用型人才的社会影响力，提高学生的就业率.企业通过人才的引进，获得科研资源和生产效益的优化，互惠互利，更有利于新工科背景下实践型创新人才培养体系的构建，同时也为产学研协同发展创造良性环境.

参考文献：

［1］郭宇杰，孙凌帆，陈鹏.我校环境工程专业课程设置改革探讨［J］.华北水利水电学院学报（社科版），2010，26（04）：158-160.

［2］卢彦越，夏璐，刘绍刚，等.环境工程专业学生实践能力培养研究［J］.广东化工，2012，39（06）：256-257.

［3］在北京大学师生座谈会上的讲话［EB/OL］.（2018-05-03）［2020-08-15］.

［4］方仲炳，许秀茹.提高大学生科研创新能力的探讨［J］.中国电力教育，2011（17）：35-37.

［5］赵德刚，刘文洁，杨树华，等.材料类专业产学研深度融合的校企协同育人培养模式研究［J］.教育现代化，2017，4（49）：17-19.

［6］孙增耀，张翔，张慧芬，等.产学研协同培养工程专业学位研究生的实践探索［J］.中国高校科技，2019（11）：81-84.

［7］王莉淋，张延宗，何燕，等.“产学研”协同教学，助力新工科“金课”建设：以“环境工程原理”教学与实践为例［J］.科教导刊（上旬刊），2019（12）：13-14.

［8］对研究生教育工作作出重要指示强调适应党和国家事业发展需要培养造就大批德才兼备的高层次人才［EB/OL］.（2020-07-29）［2020-08-15］.

［9］邓天天，刘帅霞，马梦娟，等.应用技术型本科高校环境工程专业校企合作模式探索［J］.教育现代化，2019，6（91）：105-106.

［10］陈舟，胡军峰，杨勇，等.材料类专业产学研深度融合的校企协同育人培养模式研究［J］.科技经济导刊，2020，28（04）：146-147.

作者：杨霞 耿直 张蕾蕾 佟雪 单位：东北师范大学