面向農(nóng)業(yè)的環(huán)境工程專業(yè)實踐教學(xué)體系與平臺構(gòu)建

周權(quán)鎖，陸雋鶴，周立祥，張旭輝，鄒建文

面向農(nóng)業(yè)的環(huán)境工程專業(yè)實踐教學(xué)體系與平臺構(gòu)建

周權(quán)鎖，陸雋鶴，周立祥，張旭輝，鄒建文

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210095）

農(nóng)林院校環(huán)境工程專業(yè)在夯實共性工程能力前提下，以農(nóng)業(yè)環(huán)境污染控制特別是以養(yǎng)殖廢水處理和農(nóng)業(yè)廢棄物等有機固體廢物處理為突破口，構(gòu)建面向農(nóng)業(yè)的環(huán)境工程實踐教學(xué)體系和實踐平臺，實現(xiàn)對面向農(nóng)業(yè)的環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。

農(nóng)業(yè)環(huán)境污染控制；新工科；實踐教學(xué)體系；實踐平臺

培養(yǎng)學(xué)生的工程能力是工程教育認證的核心與關(guān)鍵。按照教育認證專業(yè)補充標準，就是要對實驗條件、實踐基地、實踐平臺及實踐環(huán)節(jié)進行考察和認證[1]。我校環(huán)境工程專業(yè)長期致力于實踐教學(xué)基地和平臺建設(shè)，2005年承辦了“全國高等學(xué)校環(huán)境工程本科專業(yè)實踐教學(xué)研討會”，全國91所高校教師代表現(xiàn)場觀摩了我校環(huán)境工程專業(yè)實踐教學(xué)“南農(nóng)模式”；2009年通過教育部工程教育專業(yè)認證，是首批通過該認證的行業(yè)性高校。隨著我國農(nóng)業(yè)的集約化和規(guī)模化發(fā)展，新的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題凸顯，以農(nóng)業(yè)環(huán)境污染控制為主要目標，特別是以養(yǎng)殖業(yè)廢水處理和農(nóng)業(yè)廢棄物等有機固體廢物處理為突破口，建設(shè)面向農(nóng)業(yè)的環(huán)境工程實踐教學(xué)體系與平臺是農(nóng)林院校環(huán)境工程專業(yè)的新課題[2]，值得深入研究與實踐。

1 農(nóng)林院校建設(shè)面向農(nóng)業(yè)的環(huán)境工程實踐教學(xué)體系與平臺的必要性

1.1 行業(yè)性高校環(huán)境工程專業(yè)本科生工程能力亟待加強

包括地礦類、師范類、醫(yī)學(xué)類等在內(nèi)的行業(yè)性高校，其學(xué)生普遍存在工程能力較弱問題。對于行業(yè)性高校環(huán)境工程專業(yè)來說，如何提升學(xué)生“工科”素質(zhì)、提高培養(yǎng)質(zhì)量、實現(xiàn)從“軟”（如農(nóng)學(xué)）向“硬”（工學(xué)）的轉(zhuǎn)變，一直是政府有關(guān)部門及行業(yè)性高校師生非常關(guān)注的問題。通過構(gòu)筑讓學(xué)生自己動手操作的實訓(xùn)平臺、優(yōu)化相關(guān)課程設(shè)置，以及借助社會力量（科研院所、設(shè)計院、國內(nèi)外高校和企業(yè)等）辦學(xué)等措施，以達到強化實踐教學(xué)的目的是十分必要的。

1.2 是環(huán)境工程專業(yè)新工科內(nèi)涵的必然要求

當(dāng)前，農(nóng)業(yè)的集約化和規(guī)模化發(fā)展帶來的新的環(huán)境污染問題，在一些地區(qū)甚至引發(fā)不少群體事件和食品安全事件。例如，近10年來我國迅猛發(fā)展的畜禽養(yǎng)殖業(yè)（年生豬出欄14億頭、奶牛常年存欄4000多萬頭）每年產(chǎn)生糞污38億噸，這種高SS、高氨氮、高COD的“三高”養(yǎng)殖糞污廢水及有機固體廢物-畜禽糞便都會引發(fā)環(huán)境污染問題[3]；種植業(yè)中的秸稈和廢棄果蔬問題、農(nóng)業(yè)面源污染問題、土壤污染與修復(fù)問題等，都是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)引發(fā)的新問題。在水處理方面，傳統(tǒng)的環(huán)境工程主要著眼于市政生活污水和部分工業(yè)企業(yè)廢水的處理；在固廢處理方面，則主要著眼于生活垃圾處理和工業(yè)固廢利用。而對于面向農(nóng)業(yè)的農(nóng)林高校環(huán)境工程專業(yè)來說，不但應(yīng)使學(xué)生掌握應(yīng)知應(yīng)會的“共性”工程知識和技能，還應(yīng)多學(xué)科融合，采取面向農(nóng)業(yè)的新的人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)學(xué)生利用工程措施解決農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題的能力。

2 實踐教學(xué)體系建設(shè)

2.1 按照環(huán)境工程專業(yè)認證要求，夯實工程類基礎(chǔ)技能

按照環(huán)境工程專業(yè)認證補充標準對實驗條件、實踐基地、實踐平臺及實踐環(huán)節(jié)的要求，初步建立環(huán)境工程工科實踐教學(xué)體系[4]，夯實流體力學(xué)、環(huán)境工程原理、工程制圖、環(huán)境工程設(shè)計及水、氣、固廢污染控制工程等一般工科類課程基礎(chǔ)技能，并增設(shè)機械基礎(chǔ)、排水工程、環(huán)境工程設(shè)備、工程概預(yù)算、儀表自動化、電子技術(shù)、電工技術(shù)等工科課程及實踐，使學(xué)生具有扎實的工程設(shè)計、實施與工程管理的基本技能。

2.2 優(yōu)化實踐課程設(shè)置

以優(yōu)化課程設(shè)置為基礎(chǔ)，以大幅提升學(xué)生工程能力為目標，除“水污染控制工程”“環(huán)境工程設(shè)計”“排水工程”外，還開設(shè)與農(nóng)業(yè)面源污染控制、養(yǎng)殖廢水處理和土壤污染防治等與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護相關(guān)的課程，如“畜禽糞污廢物生物處理”，使學(xué)生具備勝任農(nóng)村環(huán)境問題和農(nóng)業(yè)面源污染問題治理的能力。若因課時所限，這部分課程也可安排在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)完成。

2.3 開設(shè)和開放系列實驗

根據(jù)人才培養(yǎng)方案和循序漸進的原則，把“環(huán)境微生物學(xué)”“環(huán)境監(jiān)測”“固體廢棄物處理與處置”“廢棄物生物處理與資源化”“水污染控制工程”和“污水生態(tài)處理工程”等課程的實驗重新編成“環(huán)境工程實驗”系列I、II、III和IV[5-6]，開展適應(yīng)本科生差異化發(fā)展的實驗實踐項目研究[7]，多層次實驗教學(xué)模式研究[8-9]，以及開放實驗研究[10-11]與應(yīng)用[11-12]，使實驗課教學(xué)和對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)更系統(tǒng)，避免課程單獨開設(shè)時的項目和內(nèi)容重復(fù)。

2.4 強化農(nóng)林院校特色實驗課程及實驗技術(shù)教學(xué)

強化以下特色實驗課程及實驗技術(shù)教學(xué)，突出農(nóng)林高校的優(yōu)勢和特色：微生物類的環(huán)境工程微生物學(xué)、生物工程設(shè)計實驗技術(shù)[13]；土壤類的土壤學(xué)、環(huán)境土壤學(xué)實驗技術(shù)；固體廢物處理類的固體廢物處理處置與資源化、固體廢物生物處理技術(shù)、農(nóng)業(yè)固體廢物處理實驗技術(shù)等。

2.5 學(xué)生全員參加SRT訓(xùn)練和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育培訓(xùn)

學(xué)生從2年級開始每3~5人組成一個SRT小組，設(shè)一位主持人，由專業(yè)教師負責(zé)指導(dǎo)其科研訓(xùn)練和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育培訓(xùn)。這些活動均利用課余時間在開放式教學(xué)實驗室、導(dǎo)師科研實驗室、實習(xí)實訓(xùn)平臺和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育基地舉辦，要求學(xué)生定期匯報和總結(jié)。少部分項目所需經(jīng)費由院教務(wù)部門解決，大部分則由專業(yè)教師科研費解決。是否認真參加SRT計劃和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育培訓(xùn)（對學(xué)生），以及是否認真做好SRT計劃和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育培訓(xùn)（對教師），作為對學(xué)生和教師業(yè)績考核的重要依據(jù)。

3 實踐教學(xué)平臺建設(shè)

在高校內(nèi)自行構(gòu)筑集主流環(huán)境工程技術(shù)和單元操作于一體的環(huán)境工程校內(nèi)實訓(xùn)平臺及其配套設(shè)施，并與校外工程類企業(yè)，如環(huán)境設(shè)備制造企業(yè)、環(huán)境工程運營企業(yè)等建立產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)基地，最終形成工程實踐教育綜合平臺與基地。此外，與有關(guān)企業(yè)建立長期合作關(guān)系，開展“（政）產(chǎn)學(xué)研用”[14]合作教育，并建立有針對性、可操作的農(nóng)林院校環(huán)境工程工科實踐教學(xué)評價體系。

通過構(gòu)建上述的實踐教學(xué)和實踐平臺，科學(xué)安排實習(xí)實訓(xùn)內(nèi)容，有利于對環(huán)境污染控制專業(yè)人才的培養(yǎng)。我校基于近15年環(huán)境工程綜合實習(xí)實訓(xùn)基地建設(shè)經(jīng)驗，采取了學(xué)校基建投資、教育部修購計劃、學(xué)科與科研經(jīng)費購置設(shè)備和維持運行的操作模式，并依據(jù)農(nóng)林院校新工科的特色與內(nèi)涵，擴大建設(shè)內(nèi)容，分步建成集養(yǎng)殖廢水集中處理、污水污泥脫水、沼氣發(fā)酵、垃圾畜禽糞便污泥等高溫堆肥、污水人工濕地處理、廢物焚燒、惡臭氣體工程化除臭等若干技術(shù)和操作單元于一體的新平臺基地。該基地配有學(xué)生生活配套設(shè)施，學(xué)生可在基地反復(fù)操練，自行調(diào)節(jié)參數(shù)、記錄數(shù)據(jù)和觀測處理效果，該基地還對周邊大學(xué)共享開放。此外，利用“產(chǎn)學(xué)研用”一體化建設(shè)校外實習(xí)基地[15]，如依托校外企業(yè)建立了3個畜禽糞便處理與資源化生產(chǎn)基地[16]。

4 實踐教學(xué)體系和平臺建設(shè)保障措施

4.1 加強工科“氛圍”建設(shè)，提高師生工程意識

早期的農(nóng)林院校環(huán)境工程系由于從事工程技術(shù)開發(fā)的教師少，或者承擔(dān)工程項目少，常常缺少工程“氛圍”。通過以下舉措提高教師和學(xué)生的工程意識：

（1）鼓勵環(huán)境工程系教師參加注冊環(huán)保工程師取證考試。使之認識、熟悉和掌握有關(guān)環(huán)境工程的理論和技術(shù)，營造工程氛圍；

（2）要求學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計，并建立導(dǎo)師制和專門的指導(dǎo)小組定時集中指導(dǎo)制度；

（3）要求承擔(dān)環(huán)境污染處理工程項目的教師盡可能帶學(xué)生參與工程施工調(diào)試或參觀運營管理，從而提高學(xué)生的工程意識。

我校近年來承擔(dān)了30多個以養(yǎng)殖廢水處理為主的各類廢水工程項目，請工程負責(zé)人擔(dān)任環(huán)境工程專業(yè)的班主任、SRT導(dǎo)師、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師和畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師，盡可能給學(xué)生營造良好的工程氛圍。

4.2 提高教師工程能力和教學(xué)水平

農(nóng)林高校環(huán)境工程專業(yè)新引進的教師需具有給排水背景或化工背景或與環(huán)境工程相關(guān)的工科背景，對于目前在崗的不具有這些背景的教師，應(yīng)將其納入有工程項目設(shè)計調(diào)試運營任務(wù)或包含環(huán)境工程企業(yè)人員的教師團隊，參與對學(xué)生的工程問題指導(dǎo)，定期或不定期聘請校外市政設(shè)計院的專業(yè)人員舉辦培訓(xùn)和交流活動，提高教師的工程意識和工程設(shè)計能力。

5 結(jié)語

農(nóng)林高校對于卓越環(huán)境工程師的培養(yǎng)，應(yīng)在夯實環(huán)境工程專業(yè)共性工程能力前提下，以農(nóng)業(yè)環(huán)境污染控制特別是以“三高”養(yǎng)殖廢水處理和農(nóng)業(yè)廢棄物等有機固體廢物處理為突破口，構(gòu)建新的環(huán)境工程實踐教學(xué)體系和可以共享的綜合實習(xí)實訓(xùn)平臺與基地，并通過其他保障措施，實現(xiàn)對面向農(nóng)業(yè)的環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。

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Construction of practical teaching system and platform for Agricultural Environmental Engineering specialty

ZHOU Quansuo, LU Junhe, ZHOU Lixiang, ZHANG Xuhui, ZOU Jianwen

(College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agriculture University, Nanjing 210095, China)

On the premise of consolidating the common engineering ability and by taking the control of agricultural environmental pollution, especially the treatment of organic solid wastes such as aquaculture wastewater and agricultural wastes as the breakthrough point, a practical teaching system and platform for agriculture-oriented environmental engineering are constructed, and the cultivation of students’ engineering ability in Agricultural Environmental Engineering specialty is realized.

agricultural environmental pollution control; new engineering; practical teaching system; practical platform

10.16791/j.cnki.sjg.2019.07.045

G642.0

B

1002-4956(2019)07-0185-03

2018-11-27

教育部新工科“環(huán)境、紡織、輕工類項目群”立項項目“面向農(nóng)業(yè)環(huán)境污染控制的農(nóng)科院校環(huán)境工程實踐教育體系與實踐平臺構(gòu)建”；南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革重點項目（2017Z003）；江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項目（PPZY2015A061）；江蘇省教改項目（2017JSJG178）

周權(quán)鎖（1964—），男，碩士，教授級高級實驗師，研究方向為實驗與實踐教學(xué)、環(huán)境科學(xué)與工程.E-mail: zhouquansuo@njau.edu.cn