電子類高校的特色環(huán)境專業(yè)教育規(guī)劃思考

許睿 李建 陳真誠 梁英 殷世民

[摘 要]環(huán)境科學與工程學科與電子和信息學科的深度融合，是環(huán)境學科人才培養(yǎng)的必然趨勢。如何依托電子類學校的學科優(yōu)勢，緊跟發(fā)展趨勢，培養(yǎng)適應社會發(fā)展需求的環(huán)境工程專業(yè)人才，是建設具有特色的環(huán)境工程專業(yè)的指導方向。針對環(huán)境工程專業(yè)就業(yè)的人才緊缺方向，項目組探尋環(huán)境工程專業(yè)與電子和信息的學科交叉點，設計了具有針對性的人才培養(yǎng)方案、師資隊伍建設、課程體系改革和教學實踐基地建設等，闡述了電子特色的環(huán)境工程專業(yè)發(fā)展道路。

[關鍵詞]電子信息;特色專業(yè);學科交叉

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）06-0062-03

近年來，隨著國家對環(huán)境質量的重視程度和管理力度的不斷增加，環(huán)境治理技術和管理監(jiān)督手段均有了長足的進步。如在環(huán)境質量在線監(jiān)測方面，國家和地區(qū)出臺了大量環(huán)境質量監(jiān)測政策，各級管理部門開展了大規(guī)模的環(huán)境監(jiān)測基礎建設;在水污染治理和固體廢棄物處置方向，采用了大量的自動化處理和實時質量監(jiān)測技術。由此帶來的是環(huán)境產(chǎn)業(yè)中電子信息技術應用方向的飛速發(fā)展，同時具備電子和信息技術背景的環(huán)境專業(yè)人才培養(yǎng)出現(xiàn)了較大的空白。如何將目前先進的電子信息技術引入環(huán)境專業(yè)本科教育中，培養(yǎng)能填補市場缺口的特色環(huán)境專業(yè)人才，是具備電子背景高校環(huán)境專業(yè)的特色發(fā)展途徑。

一、電子類高校開展特色環(huán)境專業(yè)教育規(guī)劃的意義

我國在“十二五”期間，環(huán)境產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速擴大，2015年產(chǎn)值約4.5萬億元，從業(yè)人數(shù)達3000多萬。隨著近五年來，電子和信息學科在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和傳感器技術方向的發(fā)展，在環(huán)境領域應用該類技術已成為必然趨勢[1-2]。“十三五”期間節(jié)能環(huán)保規(guī)劃就各類污染物處理和監(jiān)測提出了更高和更細的要求，特別明確了在線監(jiān)測技術與信息化技術的深度融合，加強環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)建設，提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)信息化和精細化水平;提高污染物處理成套裝備研發(fā)和自動化和集成化水平的具體要求。政策導向使得環(huán)境產(chǎn)業(yè)在該領域迅速增長，也造成了大量的人力資源空缺[3-6]。根據(jù)2016年本校組織環(huán)境專業(yè)對全國電子類高校的環(huán)境學科走訪調(diào)查，涉及電子科技大學、西安電子科技大學和杭州電子科技大學等電子類高校，發(fā)現(xiàn)在此方向，開展特色環(huán)境專業(yè)建設的本科高校寥寥可數(shù)，以至于目前電子信息背景的環(huán)境專業(yè)類人才培養(yǎng)仍幾乎處于空白狀態(tài)。進行深入調(diào)研，科學規(guī)劃此類特色環(huán)境專業(yè)學科建設，設計符合市場需求和行業(yè)發(fā)展趨勢的特色專業(yè)人才培養(yǎng)方案，將使本專業(yè)人才培養(yǎng)處于廣西地區(qū)乃至全國的領先地位。

因此，在目前環(huán)境產(chǎn)業(yè)大發(fā)展和信息技術被廣泛應用的形勢下，在桂林電子科技大學1999年創(chuàng)辦的具有電子背景的環(huán)境工程專業(yè)基礎上，進行特色環(huán)境工程教育體系研究，突出依托高校優(yōu)勢學科，培養(yǎng)特色環(huán)境專業(yè)人才，對環(huán)境產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國家人才需求具有重要的意義。

二、準確定位設計有前瞻性的特色專業(yè)人才培養(yǎng)目標

本文中的特色環(huán)境工程專業(yè)規(guī)劃和建設，是指符合國家高等教育最低標準要求，在與電子類高校優(yōu)勢學科交叉融合的辦學思想指導下，通過長期辦學實踐摸索，逐步形成的具有特色的環(huán)境工程專業(yè)。分析具備電子背景的環(huán)境工程人才市場要求，設計與之相符的具有前瞻性的特色專業(yè)人才培養(yǎng)目標，是特色專業(yè)建設和發(fā)展的基礎[3，7-9]。

早期環(huán)境專業(yè)主要是基于化學、生物學、建設學和地質學等傳統(tǒng)學科進行建設的，針對常見污染物處理和采樣檢測方式環(huán)境質量監(jiān)測。目前信息化和智能化技術日新月異，隨著政府和民眾對環(huán)境質量的關注度不斷上升，環(huán)境信息量已逐步形成海量的大數(shù)據(jù)體系，如何應用這些環(huán)境數(shù)據(jù)為人民生活水平提高服務，將成為今后環(huán)境管理的重點方向;在常見污染物處理技術日趨成熟的情勢下，污染物處理終端的新型成套化設備，正成為污染物處理自動化和智能化的必備硬件。根據(jù)2016年和2017年度環(huán)保行業(yè)分析報告和環(huán)保設備行業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)分析報告（2016版），以及對廣西本地、江蘇宜興環(huán)保基地和“珠三角”地區(qū)的環(huán)境管理部門和企事業(yè)單位需求的實地調(diào)查，得出以下調(diào)查結論：

1.環(huán)保設備生產(chǎn)、銷售和安裝調(diào)試環(huán)節(jié)，是對電子背景環(huán)境專業(yè)人才需求的重點;其中，具備設備開發(fā)和測試能力或熟悉設備安裝調(diào)試過程的環(huán)境工程人才，是環(huán)境設備開發(fā)和環(huán)保工程項目實施的關鍵人員，具有較大的需求。特別是在2017年，國家環(huán)保部針對各重污染行業(yè)，制定了企業(yè)在線實時監(jiān)測系統(tǒng)建設的政策要求后，以磚廠為例，僅桂林地區(qū)就組織建設了200余套在線監(jiān)測點，涉及環(huán)保設備、環(huán)保工程設計和實施，以及環(huán)保系統(tǒng)維護等環(huán)境專業(yè)人才缺口巨大，且短時期幾乎難以在當?shù)卣械椒蠈I(yè)背景的人才。隨著國家對環(huán)境質量監(jiān)測的政策落實，未來在相關方向此類人才需求量將繼續(xù)增大。

2.環(huán)境監(jiān)測技術與系統(tǒng)建設方向，熟悉監(jiān)測終端、具備系統(tǒng)集成能力或信息化建設和管理的環(huán)境工程人才，是現(xiàn)在環(huán)境管理部門需要的重要方向，各級管理部門均向本校提出了人才需求。以廣西本地環(huán)境信息化系統(tǒng)為例，近幾年，開展了關于大氣環(huán)境質量預警預報、機動車尾氣排放檢測、大氣實時監(jiān)測網(wǎng)格化、水環(huán)境質量在線監(jiān)測網(wǎng)格化和環(huán)境大數(shù)據(jù)系統(tǒng)等各級大規(guī)模的環(huán)境信息化建設工作。在建設過程中，發(fā)現(xiàn)僅以電子信息為背景的工程人員，很難理解和科學設計環(huán)境類信息系統(tǒng)。在未來由于環(huán)境監(jiān)測與信息化程度的增加，對具備電子信息背景的環(huán)境專業(yè)人才的需求將急劇增加。

3.隨著環(huán)保設備、環(huán)境信息系統(tǒng)和環(huán)保工程數(shù)量增加，監(jiān)督管理行政部門、三方檢測機構、環(huán)保設備和工程企業(yè)工作量增大，具備電子信息背景的環(huán)境工程人才的需求，在未來很長一段時間內(nèi)將保持持續(xù)的增長。

根據(jù)以上就業(yè)方向和具體需求點的分析，本校的特色環(huán)境工程專業(yè)人才目標定位為：培養(yǎng)具有環(huán)境和電子理論基礎及工程技術能力，能在環(huán)境相關行業(yè)，從事管理、研究和開發(fā)的應用型工程技術人才。

三、電子特色環(huán)境專業(yè)學科建設規(guī)劃

（一）建立一套符合標準的特色人才培養(yǎng)方案

桂林電子科技大學環(huán)境工程專業(yè)依托我校電子與信息科學的優(yōu)勢，立足環(huán)境工程技術與環(huán)境監(jiān)測儀器設備關鍵核心技術問題，面向我國環(huán)境監(jiān)測設備產(chǎn)業(yè)發(fā)展，突出環(huán)境監(jiān)測儀器，以及環(huán)境信息化技術方面的特色，創(chuàng)建了以環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境儀器儀表和自動化控制為基礎的特色環(huán)境工程專業(yè)，在掌握環(huán)境工程基礎知識的前提下，重點學習電子信息與環(huán)境監(jiān)測相關知識，培養(yǎng)以電子為背景的環(huán)境工程人才。在以通過國際工程師專業(yè)認證為目標的基礎上，突出專業(yè)特色設計培養(yǎng)方案[3，5]。專業(yè)創(chuàng)辦以來緊跟環(huán)境行業(yè)發(fā)展趨勢，逐年修訂特色人才培養(yǎng)方案，從環(huán)境行業(yè)國家支持政策方向出發(fā)，根據(jù)主要污染物處理方向有側重的微調(diào)方案。如“十二五”期間主要針對水污染處理，重點培養(yǎng)學生污水處理環(huán)境工程實踐和設計能力，同時，著重培養(yǎng)學生水處理過程自動控制技術的應用能力;“十三五”期間國家對大氣污染防治和土壤修復治理成為主要方向，加大對大氣污染和土壤污染監(jiān)測和處理方向的培養(yǎng)力度，同時，微調(diào)特色課程培養(yǎng)學生監(jiān)測儀器設備設計和應用與系統(tǒng)信息化技術能力。

（二）設計明確的特色課程和實踐教學體系

根據(jù)本校對本科生培養(yǎng)的定位和專業(yè)培養(yǎng)方案，著重培養(yǎng)應用型專業(yè)人才的要求，在課程設計過程中，應突出應用能力培養(yǎng)，在保證符合教育部和工程認證基礎標準課程的前提下，重點設計了對應電子和信息技術基礎和實踐課程。特色基礎課程由電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、C語言程序設計和算法與數(shù)據(jù)結構組成，涵蓋了自動控制和計算機學科的基礎課程。在1999年專業(yè)設立之初，特色專業(yè)課分為兩個方向，自動控制方向包括信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、微機原理、單片機原理及PLC設計和智能儀器等;信息技術方向包括數(shù)據(jù)庫原理、計算機網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、微機原理、單片機原理和智能儀器等。特色實踐教學環(huán)節(jié)主要包括課程設計I、II和畢業(yè)設計，均以儀器設計和監(jiān)測系統(tǒng)設計為主。

經(jīng)過對本科生的能力培養(yǎng)觀察和用人調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)，由于環(huán)境工程專業(yè)的應用性特點，很多電子和信息類理論課程對后期在環(huán)境工程中的應用性效果不明顯，在與應用型人才培養(yǎng)目標的對照，對初始設計的課程體系進行了多次微調(diào)。首先，調(diào)整了特色專業(yè)課程，經(jīng)過多次調(diào)整后，到目前為止保留了最接近實際應用的單片機原理及應用課程，將微機原理和智能儀器課程的內(nèi)容加入其中，同時，采用了本校自編教材進行針對性教學和學生培養(yǎng);計算機網(wǎng)絡課程和PLC技術作為選修課程供學生自選。其次，經(jīng)過教育部學分調(diào)整要求和工程認證標準規(guī)范后，將對課程體系進一步完善，電子類基礎課程將會合并為一門電子技術基礎，與后期應用對照將大量刪減授課內(nèi)容。

（三）壯大符合學科特點的師資隊伍

傳統(tǒng)環(huán)境工程專業(yè)主要任務是針對污染物的工程化處理。隨著環(huán)境污染物處理的自動化程度需求提升，建立圍繞治理本身，各環(huán)節(jié)監(jiān)測與狀態(tài)受控的系統(tǒng)化環(huán)境工程體系，是目前環(huán)境工程行業(yè)的趨勢。特色環(huán)境工程專業(yè)應基于創(chuàng)辦院校的自身優(yōu)勢學科進行擴展，在環(huán)境行業(yè)細分領域形成有特點的小高地。因此，引進符合行業(yè)趨勢研究方向和背景的高學歷人才，是提高專業(yè)師資團隊的重要任務。但是由于傳統(tǒng)環(huán)境專業(yè)高學歷人才培養(yǎng)的領域限制，預選擇完全符合此特色專業(yè)需求的師資具有較大的難度。

由此，在保障專業(yè)基本任務的前提下，跨學科引進具有環(huán)境工程背景的專業(yè)人才，建立跨專業(yè)合作是可行的。在自動控制方向與本校電子工程與自動化學院緊密合作，通過學科交叉項目實現(xiàn)人才引進，主要從事環(huán)境工程自動化控制方向的教學和研究工作;在信息科學方向與本校計算機學院合作，針對自治區(qū)內(nèi)外環(huán)境信息建設和環(huán)境在線監(jiān)測集成建設引進人才，主要從事環(huán)境監(jiān)測和信息化建設的教學和研究工作。以建設優(yōu)秀教學團隊和科技團隊，推動環(huán)境工程專業(yè)建設，形成結構優(yōu)化、學科交叉和工程化背景的特色高水平教師隊伍，提高特色專業(yè)影響力。

（四）完善人才培養(yǎng)實踐環(huán)境，提高學科影響力

經(jīng)過多年的建設，本校環(huán)境工程本科專業(yè)目前擁有專業(yè)試驗室面積2000平方米，有“環(huán)境工程研究所”和“生態(tài)環(huán)境與清潔生產(chǎn)中心”2個研究型機構。與桂林多個污水處理廠、區(qū)內(nèi)外環(huán)保公司、環(huán)保設備生產(chǎn)企業(yè)和環(huán)境監(jiān)測單位簽訂了實習基地協(xié)議，為學生的創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)提供實踐基地。總結過去實踐過程，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的“帶隊制”實踐實習模式已不能滿足在提高學生實踐能力的需求。完善教學實踐體制和環(huán)境，將是未來提高教學質量的重要環(huán)節(jié)。擬開展“產(chǎn)學研”結合的高校與企業(yè)共建的教學實踐基地建設，調(diào)動教師積極性，參與專業(yè)教學實踐，形成互惠互利的可持續(xù)發(fā)展的校企結合的教學實踐環(huán)境，能為提高專業(yè)人才培養(yǎng)水平起到有效的促進作用。同時，完善人才培養(yǎng)實踐環(huán)境和提高學科專業(yè)影響力是與學科建設緊密相關的。根據(jù)學科實踐教學規(guī)劃，維持原有實踐基地合作關系，新建合理的實踐基地，擴展實踐實習范圍。如在原欠缺的領域，聯(lián)系環(huán)保設備生產(chǎn)企業(yè)，建立實踐合作關系，提高所培養(yǎng)專業(yè)人才實際設備設計、研發(fā)和系統(tǒng)建設能力;聯(lián)系環(huán)境系統(tǒng)工程企業(yè)，提高專業(yè)人才實際工程實施能力。以人為本，通過所培養(yǎng)人才的知識體系、專業(yè)素養(yǎng)和實際動手能力的提高，在用人單位中建立口碑，提升專業(yè)影響力。

四、結束語

我國環(huán)境保護行業(yè)經(jīng)過近幾年的高速發(fā)展，已成為一個新興的重點行業(yè)，形成了多學科多行業(yè)交叉的規(guī)模化產(chǎn)業(yè)。過去針對主要污染物處理為目標建設的環(huán)境工程專業(yè)，已不能滿足現(xiàn)在環(huán)境領域與信息產(chǎn)業(yè)結合的趨勢需求。由此而來的是大量的對具備電子背景環(huán)境專業(yè)人才的需求，但是，目前國內(nèi)開展環(huán)境與電子信息結合的專業(yè)人才培養(yǎng)的高校較少。在此背景下，從環(huán)保行業(yè)的細分領域出發(fā)，針對環(huán)境自動監(jiān)測、環(huán)境信息系統(tǒng)建設和基礎環(huán)境治理，開展有電子背景的環(huán)境專業(yè)建設，培養(yǎng)特色環(huán)境工程專業(yè)人才將對行業(yè)發(fā)展和學科建設有積極的指導性意義。

本校通過近二十年的特色專業(yè)建設摸索，已形成了一套行之有效的人才培養(yǎng)方案和專業(yè)規(guī)劃。隨著近年來環(huán)境行業(yè)和電子信息行業(yè)飛速發(fā)展，通過對國家政策、行業(yè)發(fā)展和新科技發(fā)展趨勢的分析，我校進一步完善了特色環(huán)境專業(yè)規(guī)劃，調(diào)整環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)方案，以符合行業(yè)現(xiàn)狀和市場需求;形成具有前瞻性的特色環(huán)境工程專業(yè)，所培養(yǎng)的電子背景環(huán)境工程人才，將在環(huán)保行業(yè)為國家環(huán)境保護事業(yè)做出應有的貢獻。

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[責任編輯：劉鳳華]