環保設備工程專業人才培養模式探索與實踐

李密 吳曉燕

[摘 要] 新工科以培養未來多元化卓越工程人才為主要目的，迫切需要高等教育探索交叉與融合、協調與共享的人才培養模式的改革。通過從地方類高校環保設備工程專業人才培養現狀和社會對該專業人才能力要求入手，結合專業特點，針對環保設備工程專業具有多學科交叉、社會需求與人才培養無法完美融合的特性，探索了南華大學環保設備工程專業“集—散型”人才培養途徑，優化了模塊化課程體系與教學計劃，構建了具有專業特色的人才培養模式，以適應新時代對創新人才的需求。

[關鍵詞] 環保設備工程;新工科;人才培養模式

[基金項目] 2016年度南華大學高等教育研究與改革課題“環保設備工程‘集—散型’創新人才培養模式研究”（2016XJG-ZZ17）;2018年度南華大學高等教育研究與改革課題“專業認證背景下環境工程專業‘管道工程’教學改革研究”（2018XJG-YB140）

[作者簡介] 李 密（1983—），男，湖北荊州人，工學博士，南華大學資源環境與安全工程學院副教授，碩士生導師，主要從事環境工程、環保設備工程專業科學研究;吳曉燕（1986—），男（瑤族），湖南懷化人，工學博士，南華大學資源環境與安全工程學院講師（通信作者），碩士生導師，主要從事環境工程、環保設備工程專業科學研究。

[中圖分類號] G642.0 ? [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）19-0093-04 [收稿日期] 2021-08-24

引言

環保產業是國家七大戰略性新興產業之一，環保設備制造業處于其產業鏈的上游。盡管我國在大氣治理、城市污水及工業廢水處理、固體廢棄物處理等方面的技術已經具有一定水平，但我國環保設備制造業存在技術基礎薄弱、開發能力不強、標準化工作滯后、產品質量較差等問題[1]。我國環保設備生產企業在技術和自主創新等方面與發達國家存在較大差距，而環保設備專業人才匱乏是形成差距的重要原因。為推進我國環保設備專業人才培養，教育部于2010年設立了環保設備工程新專業，目前，第一批開設環保設備工程專業的高校已對人才培養模式進行了初步探索。江蘇大學作為國內最早招收環保設備工程專業本科生的高校之一，提出了以“寬基礎、重應用、靈活性”為原則的復合型人才培養模式[2，3]。中國石油大學提出了“基礎培養+專業培養”的兩段式拔尖人才培養模式，走內涵發展、特色發展和全面協調可持續發展的人才培養道路[4]。鹽城工學院在“卓越計劃”背景下首次提出了“3+1”的環保設備工程人才培養模式，即三年時間在學校接受培養，近一年時間進入企業接受培養，使學生在本科四年時間內，獲得環保工程師、環評工程師及污染設施運營管理所必備的理論知識與實踐訓練[5]。國內已開設環保設備工程專業的其他高校也正在積極探索該專業的人才培養模式[6]。為主動應對新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展，教育部發布了積極推進新工科建設的通知，對高校培養工科人才提出了高標準、高要求。

一、環保設備工程專業人才培養目標和培養模式

環保設備工程本科教育尚處于起步階段，南華大學作為已開設環保設備工程專業的高校之一，在借鑒其他高校已開設環保設備工程專業的成功經驗上，結合南華大學自身的環保特色，提出了環保設備工程新專業“集—散型”創新人才培養模式，由于該專業本身的特殊性，“集”代表環保設備工程專業學生需掌握環境工程、機械工程等相關專業知識，“散”代表該專業學生畢業后具有發散性思維，具備獨立或團隊合作設計環保設備的能力。總體而言，其核心在于“以環保為理念，以學識為基礎，以設計為能力，以應用為目的”，培養既懂環保技術知識，又懂環保設備設計與運行管理知識。同時，還具備對交叉行業擁有敏銳洞察力，能激發創新思維的能力，使環保設備工程專業學生將環保理念帶入各行業，成為適合各行業工作要求的復合型人才。

基于此，南華大學于2019年對環保設備工程專業培養方案進行了全面修訂，此次修訂是在上一版人才培養方案實施效果的基礎上進行的，針對環保設備工程專業畢業生的學習效果、畢業要求達成情況、市場就業需求、畢業生和就業單位信息反饋的意見進行了全面調研和綜合分析，形成了以下培養目標：本專業培養適應我國生態文明建設和綠色經濟發展需要，德智體美勞全面發展，具有強烈的愛國敬業精神、高度的社會責任感、良好的人文素養和職業道德，具備扎實的自然科學基礎、深厚的專業素養和較強的實踐能力，能夠在環保設備工程及核環境相關領域從事環保設備的工程設計、研究開發、生產制造與安裝、運營與管理等工作，培養重德行、樂奉獻、厚基礎、強能力、高素質，具有創新精神、國際視野和較強實踐能力的應用型高級技術人才。

二、環保設備工程專業的教學計劃與課程體系

南華大學2019版環保設備工程人才培養方案中，規定本科生的學業學分172學分，第二課堂學分10學分。環保設備工程專業“集—散型”人才培養模式在課程設置上，除了主修公共基礎課、專業基礎和專業核心課外，還安排了跨專業定向選修課程、跨專業團隊綜合實踐訓練及導師制科技競賽訓練等環節。環保設備工程專業的課程先修時序如圖1所示。

在新工科背景下，梳理了課程體系的邏輯關系，與環境、機械、自控及核技術等多學科建立了聯系，完善了跨學科基礎課程和專業基礎課程，強化了綜合實踐訓練，構建了完整的環保設備工程專業知識體系，概括起來主要包括七大模塊：公共基礎、英語、自然科學、工程工具、工程基礎、專業知識及公共選修課。

第一，通過“思想道德修養與法律基礎”“毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論”“馬克思主義基本原理概論”“大學生職業發展與就業指導”“形勢與政策”“大學生創新創業”“大學體育”等公共基礎課程，強化學生的愛國敬業精神、社會責任感、人文素養、職業道德及創新創業的意識和初步能力，達到國家規定的體質健康標準。

第二，英語模塊包括大學英語、綜合英語（閱讀與寫作）、學術英語及專業英語，主要培養學生基本的英語綜合能力及學術交流能力。

第三，自然科學模塊主要包括數學類（高等數學、線性代數和概率論與數理統計）、大學物理（含實驗）、化學類（無機化學與放射化學、物理化學），以及現代分析技術和新興交叉學科領域的人工智能應用概論，培養學生掌握設備設計和制造過程中所需的自然科學知識。

第四，工程工具模塊設置了“大學計算機”“文獻檢索與科研寫作”（雙語）、“測量學”“環保設備CAD”“實驗設計與數據處理”“環境數學模型”“環保設備三維建模”等課程，使學生逐步掌握設計環保設備所需的工程工具，能夠選擇與使用恰當的現代儀器儀表、信息技術工具、現代工程工具，以及專業模擬軟件對復雜環保設備工程問題進行分析、設計計算、繪圖和模擬預測，同步提升自學意識與培養自學能力。

第五，工程基礎課程涵蓋了工程制圖、力學、機械、電工電子、自動控制、信息系統、大數據以及工程經濟與管理等相關課程，使學生能夠具備在新工科背景下綜合運用交叉學科基礎知識分析復雜環保設備工程問題的能力。

第六，專業課程模塊可分為四個分模塊，包括環境工程專業課、環保設備設計與運營管理專業課、體現學校特色的“核”類專業課程及實踐類課程，用于培養學生分析、開發與解決復雜環保設備工程問題的方案選擇與設計能力，理解環保設備工程實踐對生態環境和社會可持續發展的影響，能夠在工程實踐中自覺遵守職業道德和規范。為了強化學生的實踐能力，不僅在水、氣、固、設備設計等專業核心課程中設置了實驗和設計環節，培養方案中還新增了環境綜合實踐訓練必修課程，學生可通過參與導師實踐項目、大學生創新實驗、學科競賽等方式獲得學分，從而提升學生綜合利用交叉學科知識解決實際復雜問題的能力，拓展學生畢業后的就業面，夯實就業適應性基礎。

第七，公共選修課包括第二課堂及跨學科門類的公共選修課，涉及公共藝術、軍事理論、大學生心理健康及經濟管理類等。

三、環保設備工程專業教學改革與實踐

為了有效實施OBE培養理念，滿足新工科人才培養要求，全面提升學生自主學習能力，在專業教育模塊實施了教學方法改革，主要包括以下幾個方面。

第一，落實專業研討課，全面實施小班上課。針對部分專業核心課程，如“固體廢物處理與資源化”“環保設備原理與設計”等課程，開展了小班研討式課程教學，將部分教學內容設置為專題研討話題，學生以團隊形式通過文獻查閱、現場調研、集中討論、辯論等形式分工合作，形成有效結論，并將討論結果向全班同學進行匯報，教師及同學共同對各小組匯報結果進行討論，顯著提升了學生的團隊合作、溝通交流、提出問題、分析問題和解決問題的能力，強化了學生的自主學習意識和自主學習能力。

第二，探索開放式課堂，完善企業課堂與室外課堂。專業不定期的邀請本領域的知名教授、企業環保負責人走進課堂，為學生講解工程實踐過程中遇到的相關問題，同時利用學生實習機會，邀請企業一線工程師為學生進行現場講課，培養學生對工程實踐的認知及理解工程實踐應承擔的責任。

第三，組建跨學科導師團隊，實現交叉培養。鑒于環保設備工程專業涉及機械、自動化、環保等交叉學科的特殊性，在培養的全過程中探索實施跨學科交叉培養模式。如在培養方案中，涉及的機械類課程主要由機械學院相關專業教師承擔，涉及的控制原理等課程由電氣學院自動化相關專業教師承擔。同時依托環境綜合實踐訓練課程，鼓勵學生組建跨學科創新團隊和尋找跨學科指導教師，此外，在畢業設計中探索“雙導師”指導（校內+校外企業指導教師或校內本專業+校內跨專業指導教師），進一步提升學生的多學科知識背景。

結語

在新工科背景下，基于市場對環保設備工程專業人才素質的高要求，結合當前國內環保設備工程專業人才培養現狀和南華大學人才培養定位與特色，科學定位人才培養目標，探索了“集—散型”復合型應用人才培養模式，合理構建了模塊化的教學計劃和多學科背景的課程體系，強化了新工科對實踐能力的培養要求。具有專業特色的人才培養模式，可為開設環保設備工程專業的其他高校提供借鑒。

參考文獻

[1]牛司平，王詩生，武敬，等.環保設備工程專業畢業設計質量提升研究[J].安徽工業大學學報（社會科學版），2020，37（6）：62-63.

[2]解清杰，吳向陽，劉宏，等.環保設備工程專業實踐教學體系構建研究[J].大學教育，2017（4）：50-52.

[3]解清杰，趙如金，劉宏，等.環保設備工程專業復合型人才培養方案構建：以江蘇大學為例[J].中國電力教育，2012（32）：29-30.

[4]孫治謙，王振波，孫鑫暉，等.基于OBE理念的環保設備工程專業生產實習教學及考核模式改革與實踐[J].中國現代教育裝備，2019（21）：83-84.

[5]金建祥，丁成，肖波.“卓越”背景下環保設備工程專業人才培養模式探索[J].長春理工大學學報，2013，8（4）：214-215.

[6]王德義，高書霞，張曉龍，等.環保設備工程專業人才培養方案研究[J].教育教學論壇，2020（27）：125-126.

Exploration and Practice of the Training Model of Environmental Protection Equipment

Engineering Major

LI Mi， WU Xiao-yan

（School of Resource Environment and Safety Engineering， University of South China， Hengyang， Hunan 421001， China）

Abstract： The “emerging engineering education” aims at training diversified and excellent engineering talents for the future， and it is urgent for higher education to explore the reform of talent cultivation mode of with the characteristics of crossover and integration， coordination and sharing. Based on the current situation of the talent training of environmental protection equipment engineering major in local colleges and universities and the requirements of the society for the ability of the professional talents， aiming at the characteristics of the environmental protection equipment engineering major， which has the characteristics of multi-disciplinary intersection， and the separation of social needs and the current talent training， this paper probes into the “collective-scattered” talents training method for environmental protection equipment engineering major of University of South China， optimizes the modular course system and teaching plan. A talent training model with professional characteristics has been constructed to meet the needs of the times for innovative talents.

Key words： environmental protection equipment engineering; “emerging engineering education”; talents training mode