浅谈环境工程专业建设与培养方案范文

关键词：环境工程；民族地区；办学特色；培养方案；专业认证

面对全球错综复杂的环境污染和生态破坏问题，环境工程专业应运而生。环境工程是新兴交叉学科，综合运用理学、工学，甚至人文学、社会学知识，解决各种环境介质的局地、区域直至全球尺度的生态环境问题。这既体现了环境工程相较传统学科的新颖性，也决定了环境工程专业人才培养方式需要不断创新、不断调整，使得培养的人才在拥有广阔的全局视野、坚实的知识储备的基础上，能具有一定针对性地解决一个地区的或一个类型的环境问题的能力。建设有特色的高质量环境工程专业，既是当今全社会对高等教育的要求，也是高等院校发展的内在需求和方向[1-4]。作为国家综合实力的体现，中国的高等教育发展迅猛，但整体水平距高等教育强国尚有距离[5]。通过参加工程专业认证，引进新思想、新思路、新技术，吸收先进经验，促进专业培养的规范性，正是提高办学质量的有效途径[6-8]。为民族地区培养高级人才的民族高校建设高质量环境工程专业的关键，是结合办学条件和院校定位找准办学特色，办学特色的落实体现在培养方案的调整中。本文以某文科见长的民族高校新建环境工程专业为例，分析民族地区的环保工程人才需求特点，提出环境工程专业的办学特色，以《高等学校本科环境工程专业专业规范》为蓝本，结合工程专业认证的要求，探讨培养方案的调整思路。

一、民族院校环境工程专业的办学特色与挑战分析

民族院校以为民族地区输送高级人才为主要培养目标[9]。本文以我国某民族院校（以下简称“C校”）为例，C校以民族学为主导专业，布设民族语言、宗教哲学、历史、艺术等周边支撑学科，形成核心竞争力学科群，入选国家重点建设高校行列。为应对日益严峻的民族地区环境恶化问题，该校于2014年依托既有的生命科学与技术、化学、生态学和环境科学专业办学基础，开始招收环境工程专业本科生。从院校的定位和办学宗旨出发，民族院校的环境工程专业要解决民族地区的环境问题，为民族地区培养高水平环保工程人才。这既是民族院校环境工程专业的建设目标，也应是专业的办学特色。这一特色的内涵至少包含三个维度：第一，培养来自民族地区或愿为民族地区服务的生源；第二，毕业生愿为民族地区服务；第三，毕业生能够解决民族地区的环境问题。前两个维度与招生和就业引导工作有关，民族院校对民族地区有招生倾斜，所以大部分民族地区的生源有较强的返回民族地区服务的意愿。那么在培养过程中，关键要落实的就是第三个维度。总体上，民族地区因位置偏僻、交流闭塞，较东部发达地区经济发展起步较晚。这也决定了民族地区环保事业对人才的需求与东部发达地区不同：第一，知识结构完善。在民族地区，一名工程技术人员往往要承担东部发达地区一个团队的工作。这就要求环境工程专业毕业生除扎实掌握本专业的知识外，还应全面了解电工技术、水力学、土建基础等方面的工程技能，可在实践中及时解决多方面的工程问题。第二，实践动手能力强。通过系统严谨的实践实验环节训练，使毕业生获得实际操作能力，在工程中能动手，能上手，能真正参与到实践中。第三，掌握地域性环保技术。总体上，民族地区主要分布在我国高纬度、高海拔的边疆地区，气温低，矿冶、能源类项目多。针对上述气候特点、行业特征的地域性环保技术，应在培养过程中有所侧重。C校的环境工程专业属新建专业，培养方案（专业课部分）如表1所示，与专业认证和专业规范要求比较，开设的课程较为齐全，各专业方向均有涉及，总体上满足专业培养基本目标，但尚存在一些问题，如由于师资方面的问题，无法开设概率论与数理统计课程。

二、环境工程专业认证的要求

特色环境工程专业的建设，首先要保证培养的质量，参加工程专业认证是加强培养规范性、提高培养水平的有效途径。环境工程专业既可参加国际专业认证，又可参加中国工程教育专业认证协会组织的国内专业认证。国际专业认证相较国内专业认证起步更早，也更成熟。国际专业认证本质上是一种教学质量的保障措施，秉持“以产出为导向”、“以学生为中心”和“持续改进”三大理念，定期评价全部学生的知识、能力和素质培养情况，可反向驱动教育理念和教学方式的改变，能够促进办学水平和人才培养质量的提高[10]。独立的美国社会组织———工程与技术认证委员会（Accredita-tionBoardforEngineeringandTechnology）针对专业开展的ABET认证，在国际工程技术教育领域具有重要影响力，获得了广泛的认可。2017—2018认证周期中ABET工程学科认证项目的标准体系包括八项指标，即学生、专业培养目标、学生学习成效、持续改进措施、课程体系、师资队伍、教学设施和支撑条件[11]。课程体系上，环境工程专业要求设置：（1）一年的理学基础教育，掌握必要的数学、物理、化学和生物知识；（2）一年或一年半的工学基础教育，掌握本专业相关的工学知识，培养相应的工程设计能力；（3）培养下述能力的专业课程，包括物质和能量衡算、物质迁移和归宿解析、实验操作和数据整理、环境工程系统设计、相关学科知识综合运用以及环境政策法规理解等。值得一提的是，理学和工学基础方面对环境工程专业提出了较高要求，学生应具有微分方程、概率论与数理统计、物理、化学、地学、生命科学和流体力学等知识的运用能力。根据中国工程教育专业认证协会的《工程教育认证标准》（2015版），我国的环境工程专业认证在指导思想、培养要求和评价体系等方面均与ABET认证一致，只在细节方面略有调整。参与专业认证，既是对现有教学成果的梳理与肯定，也是对未来人才培养工作的规划，是推动“双一流”建设的契机[10]。面对专业认证提出的要求，我国环境工程专业普遍存在一定的差距，培养方案中需要改进之处主要有[12-14]：（1）合理设置环境工程专业培养目标，注重学生科学素养和从业能力的协同培养，纲举目张，方可设定课程目标与内容；（2）夯实基础知识，加深专业课程，防止学生知识结构只综合不专业，强化环境工程原理等专业基础课和水处理工程、固体废物管理等专业骨干课的深度；（3）注重实践能力的培养，丰富实验、实践、实习环节，鼓励学生走进实验室、走进一线企业，培养学生的工程设计和工程实践能力。

三、环境工程专业课程设置总体要求

2005年教育部高等学校环境工程专业教学指导分委员会的《高等学校本科环境工程专业专业规范》（以下简称“专业规范”），明确了本专业本科生的培养目标和知识体系，与专业认证的要求相契合。环境工程专业的毕业生除应具备可持续发展理念和全面的专业知识外，还应具备工程设计运营能力、环境规划与管理能力及专业领域内的研究和开发能力。知识结构方面，主要专业理论课包括：（1）理学基础课（含在通识教育中），微积分、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等；（2）工学基础课，工程制图、工程力学、水力学等；（3）专业基础课，环境工程原理（或化工原理）、环境监测、环境微生物学等；（4）专业骨干课，水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置、环境评价、环境规划与管理、物理性污染控制等。除上述专业理论课程，尚需配套开设实验、实习、实践类实际操作课程，培养学生的实验技能、工艺操作能力、工艺设计能力、工程设计能力、科学研究能力和社会实践能力。实验课主要应开设：大学物理实验、化学类实验、环境微生物学实验、环境监测实验、环境工程实验。工艺/工程设计课为水污染控制工程和大气污染控制工程的配套课程，包括水污染工程课程设计和大气污染控制课程设计。实习课按照年级分阶段开展：大一为专业认识实习，大二或大三为生产实习，大四为毕业实习。考察清华大学环境学院、浙江大学环境与资源学院和北京大学环境科学与工程学院等国内一流环境工程教学研究院系的环境工程专业本科生培养方案，我们发现这些院系的培养方案总体上符合专业规范的要求，但也不失各自的特点，体现了办学经验和办学特色。具体表现如下。第一，理学基础课，开阔眼界，夯实基础，有利于学生克服母专业知识基础不牢，在工作实践中突破关键瓶颈，解决知识储备不足的问题。强调数学、化学、生物等理学课程基础地位的同时，引导学生理论和实验并重。第二，工学基础课，沟通理科思维与工程思维的桥梁。理科思维往往强调对错，而工程思维强调的是好与更好，此外尚需一些技术才能将理学知识应用到工程实践中。各学校根据自身条件，有选择性地开设不同的工学基础课。如传统工学强校清华大学的环境工程专业开设了非常齐全的工学基础课，同时增开工程结构（4学分）作为土木建筑类工程基础课。第三，专业基础课，跨进专业的第一步。从一般工学基础，到环境工程专业，主要靠专业基础课完成这一专业的跨越，因此各高校对专业基础课都非常重视，但强化方法的差异也反映了各校环境工程专业发展历程和具体认识的差异。清华大学为环境工程原理课程分配了4学分，要求学生选修仪器分析、生态学原理等课程。浙江大学将环境工程原理改设为过程工程原理，增设配套的必修实验课程过程工程原理实验，并开设环境催化原理及应用课程。北京大学将环境监测扩容到3学分，微生物学方面还建议学生选修工业微生物、微生物学和微生物学实验。第四，专业骨干课，以水处理工程为核心的外延课程。环境工程专业起步晚，借鉴了大量其他成熟学科的知识体系，本学科领域中水处理工程方面的发展相对完善，具有较强的系统性和理论基础，因此各校的专业骨干课都以水处理工程为核心，向外拓展其他的污染控制工程和修复技术课程。如清华大学的水处理工程课程自带实验，共设5学分，配套城市给水排水管道工程及设计（4学分）、建筑给水排水工程与设计（3学分）、水资源利用工程与管理（2学分）、流域面源污染控制与生态工程（2学分）、饮用水处理工艺与工程（2学分）等子课程，形成了完备的水处理工程知识体系。

四、民族院校环境工程专业培养方案的调整设想

C校环境工程专业在办学过程中主要面临以下几个问题：第一，学科交叉支撑不强。由于所在高校未建成理工科学科群，环境工程专业需要的数学、力学等重要的课程需自己开设，无兄弟专业支撑。第二，开课顺序不明晰，体系自洽性应加强，部分应作为先修课的课程，后开或平行开设。如环境微生物学为水污染控制工程的先修课，而培养方案中两门课均在第5学期开设；工程测量学为环境工程综合设计的先修课，而培养方案中工程测量学在第7学期开设，环境工程综合设计在第6学期开设。第三，专业主干课、核心课重视不够。如未在培养方案中设计环境工程原理课程，替代课是仅为2学分的专业选修课———化工原理，且未作为先修课开设在专业方向课之前，不能满足水污染控制工程、大气污染控制工程等专业课程的知识积累要求。第四，课程名称、内容上有交叠，使部分课程定位不明确，讲授内容重叠但深度不足。如水污染控制工程与给水排水工程两门课程在名称上区分度不足，造成内容上在污水处理工艺方面大量重叠，但在基础理论和工艺计算方面都要求较低。第五，实验实践类课程有待加强。教学实验设备少，专业课实验的内容应进一步充实，环境工程原理实验、固体废物处理与处置工程实验等部分实验课程有待开设。基于上述分析，C校环境工程专业在培养方案调整的过程中，突出民族院校的办学特色，遵循专业认证和专业规范的要求，实现环境工程专业培养人才的根本目标和必需技能，拟以下列措施完善培养方案。

第一，增设必要的课程，完善知识体系。克服师资不足的困难，挖掘本专业教师潜力，设置概率论与数理统计和工程力学等理学、工学基础课，构建完整的理工学科知识基础。增设厌氧水处理技术、低温污水处理技术、民族地区环境现状及治理对策等专业新课程以及民族地区环境问题专题讲座或研讨课，有针对性地培养学生解决民族地区共性环境问题的能力。

第二，厘清开课顺序，教学授课循序渐进，学习知识水到渠成。先修理学基础课和工学基础课，将环境微生物学、环境监测、环境工程原理置于专业课程前列，再修水处理工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置工程、环境影响评价等专业方向核心课程，再根据各学期学分数和课程开授顺序安排其他专业课程。

第三，规范课程名称，做好课程内容衔接。将原水污染控制工程与给水排水工程两门课程调整为水处理工程和泵站与给排水管道工程两门课程，明确了水处理工程主要讲授水处理的工艺设计，泵站与给排水管道工程主要讲授输配水工程的知识。

第四，整合实验课程，充实实验内容，逐步规范实验教学，鼓励理论课增加实践环节。将环境微生物学实验、环境监测实验、环境化学实验整合为环境工程基础实验（一）和环境工程基础实验（二），其中环境工程基础实验（一）主要承担原环境微生物学实验和环境监测实验内容，环境工程基础实验（二）在原环境化学实验的基础上增加环境工程原理课程配套实验内容。整合水污染控制工程实验和大气污染控制工程实验开设环境工程综合实验，承担水处理工程、气污染控制工程、固体废物处理与处置工程、物理性污染控制、工程流体力学、低温水处理技术等专业课程的配套实验。增加环境规划学、环境信息技术、计算机工程制图等实践性较强的理论课程的实践环节，配套开设环境工程综合设计（一）和环境工程综合设计（二），分别作为水处理工程和其他环境工程方向课的配套设计类实践课程。

第五，设置课程组，规定课程组最低学分，引导学生理性选课，构建完整的知识框架。由于修读年限的学分限制，学生不能选修培养方案列出的所有课程，为引导学生根据个人兴趣和未来就业方向构建知识架构，防止盲目选课，设置课程组。如专业选修课中，要求环境化学、环境地学、泵站与给排水管道工程、物理性污染控制、环境土壤学、环境规划学、环境数学方法等专业骨干课中至少选修10学分。同时推荐学生选修核心理论课程名单以构建专业知识体系，包括环境微生物学、环境监测、环境工程原理、水处理工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置工程、泵站与给排水管道工程、物理性污染控制、环境影响评价等课程。

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作者：陈坦 金军 王英 刘颖 单位：中央民族大学生命与环境科学学院