化工與環境交叉實驗教學對交叉學科人才培養體系構建的影響

榮俊鋒 李伏虎 劉銘 張曄 吳姍姍

摘要：加強交叉學科建設是當前高等教育改革的熱點。環境化學工程是在化學工程、環境工程的基礎上建立起來的一門交叉學科，它能消除化工發展過程中所帶來的環境負面影響以及為解決與化工相關的環境問題提供新方法。本文闡述了環境化學工程交叉學科的人才培養與質量保障的一些相關問題。

關鍵詞：交叉學科；人才培養；環境化工

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）09-0225-02

一、引言

國家中長期教育發展綱要強調高等教育結構要更加合理，特色要更加鮮明，要求高校需要結合自身的學科特點和學科優勢，注重學科交叉，適應地方經濟的發展目標和企業對人才培養的需求，建立定位明確、有學校特色、結構合理的實驗教學體系[1]。隨著國家對環保問題的重視和公眾環保意識的增強，無論是從改善環境質量、保護人體健康、促進國民經濟的持續發展，還是控制或防治環境污染和生態惡化等各個方面，化工與環境都密不可分。為了實現可持續發展，綠色化學工業是工業發展的必然趨勢，環境化工時代是化學工程學科發展的一個必然時期，環境化工任重而道遠[2]。

二、環境化工簡介

環境化工是一門以化學工程和環境工程為基礎，主要研究通過化工手段處理環境問題，探索綠色化工產品生產的基本原理及實現工業化生產的工程技術科學。環境化工主要解決了化工生產過程中的環境污染問題和環境工程技術問題，用化工的方法和技術解決環境問題。其主要任務集中在兩個方面：（1）銷毀無用產物，保護環境；（2）研究開發綠色化工生產過程[2]。近幾年來，隨著環境污染的日益嚴重，從事環境化工領域研究的內容迅速增多，并取得了豐碩成果。例如，低溫等離子體廢水、廢氣處理技術，納米TiO2紫外光催化氧化水處理技術以及基于絮凝、沉積、氣浮等電化學原理在電活性污染物處理中的科學研究和技術開發[3，4]。

三、環境化工人才培養方案

環境化工培養具有化工、環境交叉學科形成的環境化學工程學科的基礎理論和扎實的專業知識，熟悉環境化工的研究現狀和發展趨勢，具有利用化工和環境兩方面的知識進行科學研究和解決環境問題的能力的復合型技術人才。要求學生至少掌握一門外語，德才兼備，能勝任相關領域的高等院校、科研院所、企業和其他單位的教學、科研、工程技術和管理工作。研究方向主要包括新型環境化工分離技術、固體廢物處理技術、水污染預防與控制技術、易揮發性有機物（VOC）和氣體的控制處理技術、環境化工過程與裝備以及生物環境化工[4]。

四、化工與環境交叉學科人才培養體系

1.構建完整的化工、環境交叉實驗教學體系。實驗教學作為高校教育中培養學生實際動手能力和提高綜合素質的重要環節，不僅可以傳授知識、驗證理論和掌握實驗技能，而且能促使學生探索未知知識，培養學生創新能力和獨立解決問題的能力。交叉學科實驗教學需要更加注重培養學生解決工程實際問題的能力[5-7]。

開展不同層次不同類型的實驗項目[8]：（1）使學生理解化工類各實驗基本技能的原理，熟練掌握實驗規范化的操作流程，熟悉各儀器設備的使用方法，了解各實驗的應用領域的基礎性實驗。（2）訓練學生綜合運用專業基礎實驗技能的能力，培養學生獨立思考的習慣和動手能力，使學生基本養成科學的思維方式和獨立解決實際問題的能力的提高性實驗。（3）訓練學生綜合運用化工專業實驗技能，并利用實驗技術解決具體實際問題的能力，培養學生的綜合能力、應用能力和創新意識的應用性實驗。（4）訓練學生系統學習化學工程與技術學科某一方面的研究技術和實驗方法，研究或探究某些現象產生的原因，并能夠加以分析和討論，培養學生獨立思考并解決實際問題和創新實踐的能力的研究性實驗。

2.積極開展課外實踐性教學活動[9-11]。大學本科教育應該走兼顧通才與專才、基礎性與創新性、知識與能力、系統性與前沿性、學術性與應用性、規模化與個性化的培養模式，給具有科研發展潛力的學生提供充分的課外實踐性學習機會，以實現復合型人才的培養。在教學過程中，有意識地把環境工程專業知識滲透到化學工程教學過程中，使學生了解化學工程和環境工程的交叉點和各自特色。具體表現為：（1）開展實驗室開放日活動，帶領學生參觀環境化工研究所、重點實驗室，展示環境化學工程學科的優勢，使學生了解本學科研究的熱點問題以及環境化學工程領域的基礎性研究工作和最新進展，這些活動對于堅定學生的專業思想非常有幫助。（2）利用本課題組環境化工的資源與科研優勢，積極將教師的科研成果轉化為實驗教學內容，創造條件吸引優秀的高年級本科生進實驗室，結合課題組重大科學研究課題進行選題，為學生提供參與科研實踐和科研訓練的機會與平臺，培養優秀的本科生，同時為他們研究生階段的深造打下堅實的基礎。

3.實行環境工程與化學工程聯合培養制度。高等教育的總體目標是為21世紀培養高素質復合型創新人才，其基本模式為厚基礎、寬口徑、高素質、強能力。為此，可以探索環境工程與化學工程聯合培養制度。具體方式為：（1）在化學工程專業教學過程中融合進環境工程的理念和思維，把化學工程的理論融合到環境工程的實踐應用。（2）選拔化工類對環境保護感興趣的本科生進行試點培養，讓化工類本科生較早進入實驗室，跟隨環境化工專業碩士生、博士生進行科研實驗，啟發思維，擴大視野，對提高本科生的交叉知識和綜合素質能起到前期的啟蒙和幫助作用，也是本科教育的一個亮點。（3）讓化工類的學生建立良好的環保意識，建立交叉學科學習氛圍，開放包容，鼓勵創新，為學生靈動思維培養提供自由的發揮空間，最大限度地激發學生的靈感和創造力。舉辦環境化學工程知識普及等系列講座，激發學生對化工、環保的學習熱情，為復合型人才培養提供經驗和依據。

五、總結

展望未來，環保仍將是實現可持續發展必須堅守的方針。環境化工在化工行業中將發揮更大的作用，為化工行業在社會的發展中保駕護航，也為交叉學科人才培養提供了保障。

參考文獻：

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