摘要:以新工科视角下的湖北师范大学为例,剖析了地方高校学生环境工程创新能力存在的短板,根据新工科对高校创新能力的要求,构建了地方高校学生环境工程创新能力的进阶培养体系,针对地方高校学生创新能力的短板,提出了相应的补全路径,以期为地方高校培养学生环境工程创新能力提供参考。
关键词:新工科;环境工程;创新能力
2017年2月,教育部高等教育司《关于开展新工科研究与实践的通知》,新工科建设成为高等工程教育领域改革的前沿生长点[1]。地方高校工程教育围绕地方经济发展需求,逐步形成了创新型工程教育理念下的新工科人才创新创业能力培养模式[2]。本文以湖北师范大学环境工程专业为例,剖析地方高校环境工程学生创新能力存在的短板,对照新工科的要求,构建地方高校学生环境工程创新能力培养体系及其补全路径。
1问题背景
地方高校的人才培养必须服务地方经济社会发展,因此其学科建设不能照搬重点高校模式,只有适应区域特色,才能建设具有独特性和不可替代性的优势特色学科。环境工程专业要求学生跟踪前沿,能将环境工程等相关领域的新技术应用于工程实践,具备环境监测、工程设计、技术研发和环境规划、管理与评价等专业技能,可运用现代工具从事环境工程相关领域的方案设计和研发工作。因此,对学生的工程创新能力要求较高。我校是一所地方性高校,其环境工程专业脱胎于化学类专业,于2000年开始招生,至今已有21年的历史。近年来,依托国家环境保护工业污染场地及地下水修复工程技术中心(黄石基地)、湖北省土壤样品制备与流转中心黄石分中心、湖北省资源环境特色优势学科群、污染物分析与资源化技术湖北省重点实验室等平台,环境工程专业致力于培养具有良好科学素养和创新创业能力的应用型工程技术人才。
2地方高校学生环境工程创新能力存在的短板
2.1课程内容更新不及时
环境工程涉及的内容丰富、发展迅速,新理念、新观点、新方法层出不穷。无论教材怎样更新,都有一定的滞后性。在我校环境工程专业课程中,画法几何与工程制图用的教材较新,其出版时间为2017年,其他大部分专业课教材均为2015年前后出版,甚至个别专业课,如实用生态工程学采用的是15年前出版的教材。教材内容日渐陈旧,难以展示环境工程发展的成果。
2.2课程实验训练不充分
地方高校环境工程课程实验中的专业基础实验,如无机化学实验,验证性实验占比较高[3],我校该项占比约为54%[4]。在实验过程中,学生一般按照设定好的流程完成实验,缺乏独立思考。另外,由于我校环境工程课程实验由多个学院独立开设,部分基础实验课仅考虑本课程的知识完整性,而忽略了环境工程这一专业背景,导致实验内容缺乏很强的专业针对性,甚至存在少数基础实验与核心实验重复的现象[4]。
2.3综合实习效果不理想
环境工程专业的实习是模拟生产实际的一次重要演练,实习内容涵盖面广。我校环境工程专业经过21年的发展,已经建立了一批稳固的实习基地,包括污水处理、垃圾填埋、环保设备开发与应用和能源动力等环境工程领域的企业单位,以及环境科学与工程研究、环境监测等事业单位。实习单位不同,实习效果差异很大。与其他很多地方类似[3],部分企业单位出于安全生产考虑,学生“只能看、不能动”,只能听听讲解、做做笔记,没有太多机会参与实际工作和设备操作,导致实习变成走马观花式参观,实习效果不佳。
2.4科研教学融合不深入
科研教学融合(简称科教融合)是新时代我国一流本科建设和一流人才培养的新要求。目前很多高校教学与科研部门制订的制度融合度不高。教师为了在规定时间内完成教学任务,常以相对刻板的方式开展教学,使学生少有机会参与科研活动,缺乏需求导向的实践能力[5]。就我校而言,还存在学生介入科研活动意识不强的问题,大部分学生直到三年级才主动联系导师,有些甚至四年级才开始进实验室,而且不少学生从事科研活动的目的仅仅是为了完成毕业论文。
2.5校企协同体系不健全
尽管校企合作形式多样,内容广泛,但因受多种因素制约,合作深度不够仍是一个普遍现象。虽有一些企业参与了我校应用型“双创”人才培养,但仍然只表现为学生到企业观摩学习、校方在企业建立实习基地、企业人员到学校授课等浅层次协同,还没有达到深度融合。
3地方高校学生环境工程创新能力的进阶培养体系
新工科视角下,环境工程专业相关高校都在积极探索应用型工科专业人才培养模式改革。改革集中在人才培养方案制订、课程建设、教学模式的提升等环节,有效促进了环境工程人才培养质量的提升。环境工程“双创”人才培养必须进行顶层设计,按照创新能力的进阶级别,全方位、渐进式培养地方高校学生环境工程创新能力[6](见表1)。3.1巩固基本能力基本能力是指环境工程专业学生必须掌握的理论知识与基础技术[6],所对应的课程是基本技能课程群(即基础课程群),包括大学物理实验、基础化学实验和环境工程原理实验等,实训平台是实验平台,主要以验证性实验为主,以探索性实验为辅。
3.2强化专项能力
专项能力是指环境工程专业学生为环境污染防治单项技术而具备的创新能力,所对应的课程是专项技能课程群(即专业个性课程群),包括环境监测实验、环境工程实验、水/大气污染控制工程课程设计、固体废物处理与处置课程设计和环境影响评价课程实践等,实训平台是校内实践基地,既包括验证性实验,也有一定量的创新性实验。
3.3提升综合能力
综合能力是指环境工程专业学生为环境污染防治集成技术而具备的创新能力,所对应的课程是拓展技能课程群(即综合实践课程群),包括金工实习、课程见习、专业见习、生产实习、毕业实习和毕业论文(设计)等,实训平台是校内外实习基地,主要以创新性实验为主,验证性实验为辅,包括科教融合等。
3.4培育拓展能力
拓展能力是指环境工程专业学生为适应社会需求而具备的创新能力,所对应的课程是拓展技能课程群(即创新创业课程群),包括社会实践、创新基础、创业指导、大学生就业指导理论与实践、环境工程前沿专题和环境工程创新创业训练等,实训平台是校内外创新基地,其形式为校企协同和顶岗实习等。
4地方高校学生环境工程创新能力的补全路径
4.1更新课程教学内容
课程教学是培养学生创新能力的基础载体。我校所处的黄石市是第一批国家土壤污染防治先行示范区之一,因此在土壤污染与防治课程中,应当与时俱进地增加工业场地污染调查、评估与修复以及农用地土壤安全利用与风险管控等内容,增加案例教学资源,多方面培养学生环境工程创新实践思维和分析解决土壤污染防治工程问题的能力。
4.2改革实验教学训练
课堂实验教学训练是学生获得环境工程知识和技术能力的有力补充,也是培养学生动手能力的基本源泉。因此应将环境工程的专业课与实验融为一体,形成专业综合实验,逐渐降低验证性实验比例,提高探索性实验比例;减少“包办型”实验教学,强化“指导型”实验教学。以我校为例,可以将部分基础化学实验并入环境化学实验或环境监测实验,部分环境工程微生物学实验并入环境工程综合实验中,以培养学生的实操能力和创新能力。
4.3提升综合实习效果
要求学生在综合实习过程中,根据自己的所见所闻,结合理论知识,查阅相关资料,既要对现场工艺流程提出问题诊断,还要提出工艺流程或环保设备选型的改进建议[3]。例如,我校环境工程专业设置有大气污染控制工程课程设计、水污染控制工程课程设计、固体废物处理与处置课程设计和环境影响评价课程实践,可以让学生对校园内的青山湖湖水、大气颗粒物、环境噪声和学生宿舍生活垃圾等进行监测与评价,培养学生的实操能力及创新能力。
4.4深化科研教学融合
在新工科人才培养的过程中,应积极推进科教融合,以培养适应经济发展和工程发展的具有持续竞争力的工程人才。就我校而言,对于二年级学生,要激发和调动他们从事科学研究的兴趣,鼓励学生在课余时间走进实验室,以导师科研项目为载体,在导师的指导下开展方案设计、实验实施、学术讨论、撰写论文等一系列科研活动。通过上述科研训练,学生不仅可以巩固工程类专业的基础理论知识,还可以在实践过程中逐步掌握发现问题、分析问题,最后解决问题和总结问题的科学研究逻辑和方法。
4.5培育校企协同体系
新工科人才培养的过程是连接工程人才和工程活动的纽带,人才的培养必须跟得上未来产业的发展需求。以我校环境工程专业为例,大学四年级时,导师可以根据自身项目成果与企业的对接情况,安排学生走进相关企业进行考察和实训,接触生产实际,了解国际前沿发展,让学生将校内所学知识与生产实际紧密联系,丰富自身的知识体系,在培养学生专业基本技能和职业素质的同时,还可以培养其团队协作精神、群体沟通技巧等,从而提高学生的综合素质和就业竞争力,为他们今后从事各项工作打下基础。
5结语
新工科要求地方高校全面落实“学生中心、产出导向、持续改进”的先进理念,面向全体学生,关注学习成效,建设质量文化,持续提升工程人才培养水平。就环境工程专业而言,地方高校应根据新工科建设要求,找出短板所在,进行顶层设计,构建学生环境工程创新能力的进阶培养体系,加大课程整合力度,推广实施案例式教学和项目式教学,积极推进科教融合,培育校企协同体系,注重综合性项目训练,着力提升地方高校学生环境工程创新能力,以为国家培养新时代需要的环境工程“双创”人才。
参考文献
[1]李文秀,毕颖,于三三,等.新工科背景下创新创业教育的实践探索[J].化工高等教育,2018(2):1-5.
[2]李波,贝绍轶,周亭,等.“新工科”背景下地方高校应用型本科人才培养模式探究[J].高教学刊,2020(1):149-151.
[3]张军,白少元,游少鸿,等.地方高校环境工程专业工程能力不足关键点分析及解决路径[J].科教文汇,2019(10):87-88.
[4]严素定,王代芝,唐大平,等.师范框架下非师范专业课程实验的优化[J].湖北师范学院学报(自然科学版),2013,33(3):90-93.
[5]罗筑华.科教融合的困境、潜因与对策[J].中国高校科技,2020(7):71-73.[6]张干清,郭磊向,阳辉.新工科双创人才培养的实践教学范式[J].高教探索,2018(8):55-60.
作者:严素定 王湖坤 马啸 单位:湖北师范大学城市与环境学院