環(huán)境工程類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

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摘要:依據(jù)工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中要求，以地方本科院校環(huán)境工程專業(yè)為例，整合“實(shí)驗(yàn)操作、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)踐”四類實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建了工科與相關(guān)學(xué)科(理學(xué)、管理學(xué)等)融合、實(shí)體產(chǎn)業(yè)與課堂教學(xué)融合、實(shí)踐能力與創(chuàng)新素質(zhì)融合的閉環(huán)式環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，本研究對(duì)理工科專業(yè)的工程教育認(rèn)證和地方高校人才培養(yǎng)質(zhì)量提升具有一定借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞:工程教育認(rèn)證;地方本科院校;環(huán)境工程專業(yè);實(shí)踐教學(xué)體系

工程教育專業(yè)認(rèn)證是提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量并得到國(guó)際多邊互認(rèn)和通行必由之路［1］，我國(guó)于2016年加入國(guó)際上最具影響力的工程教育學(xué)位互認(rèn)協(xié)議之一《華盛頓協(xié)議》(表1)，國(guó)內(nèi)工程教育專業(yè)認(rèn)證體系與發(fā)達(dá)國(guó)家工程教育認(rèn)證體系實(shí)現(xiàn)了國(guó)際實(shí)質(zhì)等效［2］。實(shí)踐教學(xué)是應(yīng)用型工科專業(yè)實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)人才目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其也是工程教育專業(yè)認(rèn)證體系中重點(diǎn)關(guān)注和亟需加強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)［3］。科學(xué)規(guī)范的實(shí)踐教學(xué)體系的缺失可直接導(dǎo)致高校人才培養(yǎng)與企業(yè)人才需求嚴(yán)重脫節(jié)，高校畢業(yè)生嚴(yán)重缺乏社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力。該環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響學(xué)生的實(shí)踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力。專業(yè)實(shí)踐教學(xué)是高校理工科專業(yè)人才培養(yǎng)體系中不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)踐教學(xué)有助于突破傳統(tǒng)教學(xué)的瓶頸，提供給學(xué)生工程實(shí)踐機(jī)會(huì)，化抽象為具體，將理論知識(shí)和工程應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，有效提高發(fā)現(xiàn)、透析、解決專業(yè)問(wèn)題的能力，大大提升學(xué)生創(chuàng)造能力、解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力［4－5］。鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)以省級(jí)土木工程與環(huán)境研究中心、校級(jí)資源與環(huán)境技術(shù)研究所、校級(jí)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)中心為依托，以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，持續(xù)完善專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，積極探索工程人才培養(yǎng)新途徑。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)高校積極對(duì)標(biāo)國(guó)際高等工程教育專業(yè)人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，大力推進(jìn)工程教育專業(yè)認(rèn)證，截止2018年底，我國(guó)93所高等院校的環(huán)境工程專業(yè)獲得工程教育認(rèn)證，我國(guó)環(huán)境工程專業(yè)人才的綜合能力及其國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力得到普遍認(rèn)可。環(huán)境工程作為一個(gè)應(yīng)用型工科專業(yè)，實(shí)踐教學(xué)是整個(gè)專業(yè)教學(xué)體系不可或缺的環(huán)節(jié)，本論文基于國(guó)際工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，針對(duì)環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行改革，旨在為應(yīng)用型地方高校工科教育實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)提供依據(jù)。

1工程教育認(rèn)證對(duì)環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求

國(guó)際工程認(rèn)證教育體系秉承成果導(dǎo)向教育(outcome－basededucation，OBE)的理念［6］。認(rèn)證體系的根本宗旨體現(xiàn)在教學(xué)體系設(shè)置與培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求一致性。工程教育認(rèn)證通用的培養(yǎng)目標(biāo):培養(yǎng)目標(biāo)是對(duì)該專業(yè)畢業(yè)生在畢業(yè)后5年左右能夠達(dá)到的職業(yè)和專業(yè)成就的總體描述;及畢業(yè)要求:畢業(yè)要求是對(duì)學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)該掌握的知識(shí)和能力的具體描述，包括學(xué)生通過(guò)本專業(yè)學(xué)習(xí)所掌握的知識(shí)、技能和素養(yǎng)。為實(shí)現(xiàn)環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，國(guó)家制定要求畢業(yè)達(dá)成的實(shí)踐教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn):(1)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)實(shí)踐課程:包括環(huán)境工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和污染控制實(shí)驗(yàn)兩類。其中環(huán)境工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要包括環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)和環(huán)境工程微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等;污染控制實(shí)驗(yàn)主要包括水污染控制實(shí)驗(yàn)、大氣污染控制實(shí)驗(yàn)和固體廢物處理與處置實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)的類型包括認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等;(2)課程設(shè)計(jì):包括水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置等課程設(shè)計(jì);(3)實(shí)習(xí):包括認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及畢業(yè)實(shí)習(xí)，有相對(duì)穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地;(4)科研創(chuàng)新［2］。

2環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系

鑒于實(shí)踐教學(xué)在專業(yè)人才培養(yǎng)中的核心作用，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)依據(jù)工程認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中的要求，重新構(gòu)建基于能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，以滿足國(guó)際專業(yè)認(rèn)證背景下對(duì)環(huán)境工程專業(yè)人才的培養(yǎng)要求，保障人才培養(yǎng)質(zhì)量。鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)以解決環(huán)境保護(hù)、資源保護(hù)、能源利用等領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題為目標(biāo)，構(gòu)建了以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的集“實(shí)驗(yàn)操作、課程設(shè)計(jì)、仿真實(shí)踐、工程實(shí)踐”四位一體、循序漸進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系。該體系實(shí)現(xiàn)了四年內(nèi)對(duì)學(xué)生意識(shí)、素養(yǎng)、能力的一個(gè)循序漸進(jìn)，逐步加深的過(guò)程，使學(xué)生經(jīng)歷了從認(rèn)識(shí)工程問(wèn)題、學(xué)會(huì)分析工程問(wèn)題、提出解決方案到能夠進(jìn)行工程過(guò)程設(shè)計(jì)的“一站式”鍛煉。結(jié)合環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)定位，專業(yè)實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)化工程應(yīng)用及創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，實(shí)踐教學(xué)分為四大模塊:課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、仿真實(shí)訓(xùn)、工程實(shí)踐，如圖1所示，學(xué)生通過(guò)一系列循序漸進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練，增強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)造能力、工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力，保證學(xué)生畢業(yè)后即可勝任環(huán)境工程領(lǐng)域工程設(shè)計(jì)、工藝創(chuàng)新工作，實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)成為具備一定工程創(chuàng)造能力和科研創(chuàng)新能力的應(yīng)用型技術(shù)人才。

2．1校內(nèi)實(shí)驗(yàn)

學(xué)生扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作技能是環(huán)境工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)與學(xué)生創(chuàng)新能力提高的基本保障。依托省級(jí)土木工程與環(huán)境研究中心、校級(jí)資源與環(huán)境技術(shù)研究所、校級(jí)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)中心所，整合完善基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程體系，以校級(jí)、省級(jí)乃至國(guó)家級(jí)互聯(lián)網(wǎng)+大賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目等為載體，從實(shí)驗(yàn)方案的制定、試驗(yàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)、大型儀器分析到階段性成果提煉(科研論文、專利)進(jìn)行過(guò)程指導(dǎo)，打造基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練到科研創(chuàng)新技能的循序漸進(jìn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，把學(xué)生實(shí)操能力和創(chuàng)新能力的培訓(xùn)融會(huì)貫通各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究的能力。

2．2課程設(shè)計(jì)

學(xué)生獲取工程設(shè)計(jì)能力主要通過(guò)學(xué)習(xí)各類課程設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)成。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生能夠設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元(部件)或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。我校這一方面的課程設(shè)計(jì)主要包括:一是基礎(chǔ)制圖課程，包括環(huán)境工程CAD課程設(shè)計(jì)、平面制圖與畫法幾何課程設(shè)計(jì)等;二是專業(yè)技能設(shè)計(jì)，包括水污染控制課程設(shè)計(jì)、大氣污染控制課程設(shè)計(jì)、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)課程設(shè)計(jì)、環(huán)境污染綜合治理課程設(shè)計(jì)等，各類課程設(shè)計(jì)均遵循工程設(shè)計(jì)緊扣實(shí)際工程案例，實(shí)施實(shí)際案例驅(qū)動(dòng)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式，強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)技術(shù)能力的培養(yǎng)和提升，保證畢業(yè)生具備的設(shè)計(jì)能力可在現(xiàn)實(shí)約束條件下針對(duì)具體問(wèn)題制定出切實(shí)可行、可操作性強(qiáng)的解決方案。

2．3仿真實(shí)踐

根據(jù)應(yīng)用型人才工程創(chuàng)新及預(yù)測(cè)能力培養(yǎng)的需要，依托我校的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將環(huán)境工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開發(fā)和豐富環(huán)境工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。我校環(huán)境工程專業(yè)構(gòu)建了“高度仿真、虛實(shí)結(jié)合、開放共享”的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，主要包括生活污水處理系統(tǒng)、典型工業(yè)廢水處理系統(tǒng)、土壤污染物監(jiān)測(cè)及固體廢棄物處理處置系統(tǒng)。為保障虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的安全高效運(yùn)行，學(xué)校健全虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源管理，建立共享機(jī)制與兼容平臺(tái)，重視平臺(tái)維護(hù)，充分保證師生在高度仿真虛擬場(chǎng)景中完成學(xué)習(xí)、授課、考核等教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)與理論教學(xué)、實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的工程分析及預(yù)測(cè)評(píng)估能力。

2．4工程實(shí)踐

學(xué)生將專業(yè)理論與工程實(shí)踐有機(jī)融合的可通過(guò)各類實(shí)踐活動(dòng)實(shí)現(xiàn)。我校環(huán)境工程專業(yè)的工程實(shí)踐包括認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)。為保障四類實(shí)習(xí)高效開展，我校根據(jù)區(qū)域性和行業(yè)性特點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，既能服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，也能為自身的生存和發(fā)展拓展空間，開展合作的企事業(yè)單位、科研院所涵蓋環(huán)境工程專業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。產(chǎn)學(xué)研合作包括西安污水處理集團(tuán)、鄭州污水凈化集團(tuán)等。通過(guò)校企產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目給學(xué)生提供一線頂崗實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，熟悉工程概況、工藝流程、關(guān)鍵設(shè)備操作、工程組織管理的核心環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生工程合作及管理能力，在生產(chǎn)實(shí)踐中持續(xù)培養(yǎng)學(xué)生分析、解決復(fù)雜環(huán)境工程問(wèn)題的能力。

3結(jié)論

適應(yīng)新工科的建設(shè)要求，緊扣國(guó)際工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，以工程實(shí)訓(xùn)改革為抓手，秉承OBE理念，將工科與相關(guān)學(xué)科(理學(xué)、管理學(xué)等)融合、實(shí)體產(chǎn)業(yè)與課堂教學(xué)融合、實(shí)踐能力與創(chuàng)新素質(zhì)融合理念，構(gòu)建了閉環(huán)式環(huán)境工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，近年來(lái)，學(xué)生的專業(yè)理論水平、工程創(chuàng)造能力和科研創(chuàng)新能力均穩(wěn)步提升，畢業(yè)生可短時(shí)間內(nèi)快速適應(yīng)工作崗位要求。綜上，我校環(huán)境工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)課程體系的改革探索對(duì)理工科專業(yè)的工程教育認(rèn)證和地方高校人才培養(yǎng)質(zhì)量提升具有一定借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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作者：李慶召 ?？×?單位：鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院