[出处] 教育教学论坛_2022年第19期

李密 吴晓燕

[关键词] 环保设备工程;新工科;人才培养模式

[基金项目] 2016年度南华大学高等教育研究与改革课题“环保设备工程‘集—散型’创新人才培养模式研究”（2016XJG-ZZ17）;2018年度南华大学高等教育研究与改革课题“专业认证背景下环境工程专业‘管道工程’教学改革研究”（2018XJG-YB140）

[作者简介] 李 密（1983—），男，湖北荆州人，工学博士，南华大学资源环境与安全工程学院副教授，硕士生导师，主要从事环境工程、环保设备工程专业科学研究;吴晓燕（1986—），男（瑶族），湖南怀化人，工学博士，南华大学资源环境与安全工程学院讲师（通信作者），硕士生导师，主要从事环境工程、环保设备工程专业科学研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）19-0093-04 [收稿日期] 2021-08-24

引言

环保产业是国家七大战略性新兴产业之一，环保设备制造业处于其产业链的上游。尽管我国在大气治理、城市污水及工业废水处理、固体废弃物处理等方面的技术已经具有一定水平，但我国环保设备制造业存在技术基础薄弱、开发能力不强、标准化工作滞后、产品质量较差等问题[1]。我国环保设备生产企业在技术和自主创新等方面与发达国家存在较大差距，而环保设备专业人才匮乏是形成差距的重要原因。为推进我国环保设备专业人才培养，教育部于2010年设立了环保设备工程新专业，目前，第一批开设环保设备工程专业的高校已对人才培养模式进行了初步探索。江苏大学作为国内最早招收环保设备工程专业本科生的高校之一，提出了以“宽基础、重应用、灵活性”为原则的复合型人才培养模式[2，3]。中国石油大学提出了“基础培养+专业培养”的两段式拔尖人才培养模式，走内涵发展、特色发展和全面协调可持续发展的人才培养道路[4]。盐城工学院在“卓越计划”背景下首次提出了“3+1”的环保设备工程人才培养模式，即三年时间在学校接受培养，近一年时间进入企业接受培养，使学生在本科四年时间内，获得环保工程师、环评工程师及污染设施运营管理所必备的理论知识与实践训练[5]。国内已开设环保设备工程专业的其他高校也正在积极探索该专业的人才培养模式[6]。为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展，教育部发布了积极推进新工科建设的通知，对高校培养工科人才提出了高标准、高要求。

一、环保设备工程专业人才培养目标和培养模式

环保设备工程本科教育尚处于起步阶段，南华大学作为已开设环保设备工程专业的高校之一，在借鉴其他高校已开设环保设备工程专业的成功经验上，结合南华大学自身的环保特色，提出了环保设备工程新专业“集—散型”创新人才培养模式，由于该专业本身的特殊性，“集”代表环保设备工程专业学生需掌握环境工程、机械工程等相关专业知识，“散”代表该专业学生毕业后具有发散性思维，具备独立或团队合作设计环保设备的能力。总体而言，其核心在于“以环保为理念，以学识为基础，以设计为能力，以应用为目的”，培养既懂环保技术知识，又懂环保设备设计与运行管理知识。同时，还具备对交叉行业拥有敏锐洞察力，能激发创新思维的能力，使环保设备工程专业学生将环保理念带入各行业，成为适合各行业工作要求的复合型人才。

基于此，南华大学于2019年对环保设备工程专业培养方案进行了全面修订，此次修订是在上一版人才培养方案实施效果的基础上进行的，针对环保设备工程专业毕业生的学习效果、毕业要求达成情况、市场就业需求、毕业生和就业单位信息反馈的意见进行了全面调研和综合分析，形成了以下培养目标：本专业培养适应我国生态文明建设和绿色经济发展需要，德智体美劳全面发展，具有强烈的爱国敬业精神、高度的社會责任感、良好的人文素养和职业道德，具备扎实的自然科学基础、深厚的专业素养和较强的实践能力，能够在环保设备工程及核环境相关领域从事环保设备的工程设计、研究开发、生产制造与安装、运营与管理等工作，培养重德行、乐奉献、厚基础、强能力、高素质，具有创新精神、国际视野和较强实践能力的应用型高级技术人才。

二、环保设备工程专业的教学计划与课程体系

南华大学2019版环保设备工程人才培养方案中，规定本科生的学业学分172学分，第二课堂学分10学分。环保设备工程专业“集—散型”人才培养模式在课程设置上，除了主修公共基础课、专业基础和专业核心课外，还安排了跨专业定向选修课程、跨专业团队综合实践训练及导师制科技竞赛训练等环节。环保设备工程专业的课程先修时序如图1所示。

在新工科背景下，梳理了课程体系的逻辑关系，与环境、机械、自控及核技术等多学科建立了联系，完善了跨学科基础课程和专业基础课程，强化了综合实践训练，构建了完整的环保设备工程专业知识体系，概括起来主要包括七大模块：公共基础、英语、自然科学、工程工具、工程基础、专业知识及公共选修课。

第一，通过“思想道德修养与法律基础”“毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论”“马克思主义基本原理概论”“大学生职业发展与就业指导”“形势与政策”“大学生创新创业”“大学体育”等公共基础课程，强化学生的爱国敬业精神、社会责任感、人文素养、职业道德及创新创业的意识和初步能力，达到国家规定的体质健康标准。

第二，英语模块包括大学英语、综合英语（阅读与写作）、学术英语及专业英语，主要培养学生基本的英语综合能力及学术交流能力。

第三，自然科学模块主要包括数学类（高等数学、线性代数和概率论与数理统计）、大学物理（含实验）、化学类（无机化学与放射化学、物理化学），以及现代分析技术和新兴交叉学科领域的人工智能应用概论，培养学生掌握设备设计和制造过程中所需的自然科学知识。

第四，工程工具模块设置了“大学计算机”“文献检索与科研写作”（双语）、“测量学”“环保设備CAD”“实验设计与数据处理”“环境数学模型”“环保设备三维建模”等课程，使学生逐步掌握设计环保设备所需的工程工具，能够选择与使用恰当的现代仪器仪表、信息技术工具、现代工程工具，以及专业模拟软件对复杂环保设备工程问题进行分析、设计计算、绘图和模拟预测，同步提升自学意识与培养自学能力。

第五，工程基础课程涵盖了工程制图、力学、机械、电工电子、自动控制、信息系统、大数据以及工程经济与管理等相关课程，使学生能够具备在新工科背景下综合运用交叉学科基础知识分析复杂环保设备工程问题的能力。

第六，专业课程模块可分为四个分模块，包括环境工程专业课、环保设备设计与运营管理专业课、体现学校特色的“核”类专业课程及实践类课程，用于培养学生分析、开发与解决复杂环保设备工程问题的方案选择与设计能力，理解环保设备工程实践对生态环境和社会可持续发展的影响，能够在工程实践中自觉遵守职业道德和规范。为了强化学生的实践能力，不仅在水、气、固、设备设计等专业核心课程中设置了实验和设计环节，培养方案中还新增了环境综合实践训练必修课程，学生可通过参与导师实践项目、大学生创新实验、学科竞赛等方式获得学分，从而提升学生综合利用交叉学科知识解决实际复杂问题的能力，拓展学生毕业后的就业面，夯实就业适应性基础。

第七，公共选修课包括第二课堂及跨学科门类的公共选修课，涉及公共艺术、军事理论、大学生心理健康及经济管理类等。

三、环保设备工程专业教学改革与实践

为了有效实施OBE培养理念，满足新工科人才培养要求，全面提升学生自主学习能力，在专业教育模块实施了教学方法改革，主要包括以下几个方面。

第一，落实专业研讨课，全面实施小班上课。针对部分专业核心课程，如“固体废物处理与资源化”“环保设备原理与设计”等课程，开展了小班研讨式课程教学，将部分教学内容设置为专题研讨话题，学生以团队形式通过文献查阅、现场调研、集中讨论、辩论等形式分工合作，形成有效结论，并将讨论结果向全班同学进行汇报，教师及同学共同对各小组汇报结果进行讨论，显著提升了学生的团队合作、沟通交流、提出问题、分析问题和解决问题的能力，强化了学生的自主学习意识和自主学习能力。

第二，探索开放式课堂，完善企业课堂与室外课堂。专业不定期的邀请本领域的知名教授、企业环保负责人走进课堂，为学生讲解工程实践过程中遇到的相关问题，同时利用学生实习机会，邀请企业一线工程师为学生进行现场讲课，培养学生对工程实践的认知及理解工程实践应承担的责任。

第三，组建跨学科导师团队，实现交叉培养。鉴于环保设备工程专业涉及机械、自动化、环保等交叉学科的特殊性，在培养的全过程中探索实施跨学科交叉培养模式。如在培养方案中，涉及的机械类课程主要由机械学院相关专业教师承担，涉及的控制原理等课程由电气学院自动化相关专业教师承担。同时依托环境综合实践训练课程，鼓励学生组建跨学科创新团队和寻找跨学科指导教师，此外，在毕业设计中探索“双导师”指导（校内+校外企业指导教师或校内本专业+校内跨专业指导教师），进一步提升学生的多学科知识背景。

结语

在新工科背景下，基于市场对环保设备工程专业人才素质的高要求，结合当前国内环保设备工程专业人才培养现状和南华大学人才培养定位与特色，科学定位人才培养目标，探索了“集—散型”复合型应用人才培养模式，合理构建了模块化的教学计划和多学科背景的课程体系，强化了新工科对实践能力的培养要求。具有专业特色的人才培养模式，可为开设环保设备工程专业的其他高校提供借鉴。