环境工程专业实验教学体系建设路径

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【摘要】环境工程作是典型的工程类交叉学科，其专业实验与实践课程教学体系尚不完善，主要存在着工程实验平台信息化程度不高，工程实践资源的共建共享薄弱等问题，较难满足新工科建设背景下跨学科资源整合的教学需求。环境工程专业实验与实践教学体系的改革，需要从“立足区域生态环境实际，保证质量凸显环境治理特色”“打破学科壁，促进工程实验与实践创新”和“促进环境资源信息化及共建共享”的思路出发，对环境工程专业实验教学体系进行探索。

【关键词】环境工程；专业实验；课程体系；共建共享

1引言

当前，我国环境保护进入快速发展阶段，以互联网为核心的新一轮科技和产业革命蓄势待发，新技术、新产品、新业态的快速发展，对环境工程专业的教学改革提出了新的要求[1-3]。在我国环境保护的新形势下，迫切需要新型环境工程人才的支撑，需要面向未来探索信息化与传统工程教学相互融合，具有多样化和个性化特色的教学新模式[4，5]。环境工程是应用性与实践性很强的工程学科，故该学科的实验与实践教学十分重要。随着我国环境保护的形势日趋严峻，环保需求日益增长，环境工程专业的建设与发展成为当今社会环保产业升级与发展的迫切需求。这就要求深化高校环境工程教育改革，以满足我国环保产业和绿色经济发展的现实需求。然而长期以来，受各方面教学条件的限制，国内高校环境工程专业的实验教学与工程实践教学体系尚不完善，主要表现为工程实验平台信息化程度弱，专业分支体系交叉跨度不大，工程实验与实践资源的共建共享薄弱等方面，难以满足新工科建设背景下跨学科资源整合的教学需求[6，7]。因此，需要结合新的环境保护形势，以互联网+为代表的信息化技术为研究手段，探索信息化与新型工程教学实践模式深度融合的方式方法。紧密围绕化学化工、环境工程、生态工程等环境工程相关学科的教学内容，构建“互联网+”背景下新型工科高度信息化、跨学科交叉集成的教学模式和体系。针对环境工程专业的实验课程教学特点，应当从“立足区域生态环境实际，保证质量凸显环境治理特色”“打破学科壁，促进工程实验与实践创新”和“促进环境资源信息化及共建共享”的总体思路出发，对环境工程专业的实验教学的信息化方式方法进行探索和实践，力争从新的教学视角创建环境工程实验教学的新模式。为此，本文将首先阐述环境工程专业实验课程建设面临的主要问题，然后提出该专业实验教学改革的重点措施。在此基础上，探讨该专业实验教学的合理化教学模式，为构建和优化环境工程专业实验教学体系提供新的思路。

2环境工程专业实验教学体系建设面临的问题

当前，在新工科建设的新形势下，环境工程专业实验教学及专业建设面临着诸多难题。首先，在环境工程专业领域，有关深度融合信息化与工程实验教学，并且具有多样化与专业化的综合性工程实验教学模式比较缺乏。在信息化时代的今天，环境工程专业实验教学需要体现出三个方面的“融合”。一是工程教育模式与信息化技术的深度融合；二是工程实验教学方式专业化与多样化的相互结合；三是环境工程专业与相关学科的交叉融合。纵观国内大专院校的环境工程实验教学模式，都普遍存在一定的问题，主要包括信息化程度不高，教学手段多样化有余而专业特色不鲜明，多学科的交叉集成跨度不大等问题。其次，具备资源共享功能的环境工程专业实验教学实践平台亟待建设。目前而言，对于大多数高等院校来说，环境工程专业实验教学资源可能并不缺乏，但这些教学资源的共建共享平台的建设却十分薄弱。调查显示，绝大多数高校的环境工程专业实验设备大多只对本院系开放共享使用，跨校共享工程专业实验仪器和设备面临不小的困难。因此，探索跨校和远程资源共享功能的环境工程专业实验教学体系是十分必要的。

3环境工程专业实验课程体系的建设措施

3.1强化环境工程实验教学专业化与信息化，促进资源共建共享

环境工程专业的实验内容主要包括水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与利用、噪声污染控制等相关实验。因而该专业实验的教学内容存在着一定的高污染及高消耗等特点，其实验课程教学过程中不可避免的面临着难度大、危险性偏高、教学效果不突出等问题。因此，需要将专业实验教学与信息化技术有机结合，依靠计算机网络化技术，强化该专业实验教学的信息化程度，促进环境工程专业实验教学资源的共建共享，进而切实提高环境工程专业实验教学的效率，更好地实现新工科信息化专业教学的目标。首先，为使环境工程专业实验教学体现高度的信息化和集成化，在构建跨学科实验课程体系的同时，有条件的高等院校可以依托一些虚拟仿真实验教学的硬软件平台，通过校企合作、自主开发等手段逐渐充实和完善自身的信息化工程专业实验课程体系，以互联网+模式的实验教学素材、实验软件、教学平台等方式对专业实验课程内容进行信息化改造，通过深度融合的课程内容、更加直观的教学手段增加师生互动程度、调动学生学习积极性，更好地促进环境工程类专业实验教学效果的提升。其次，多渠道促进不同之间学校环境工程专业实验教学资源的整合与共享。一方面，可以将环境工程类的基础实验、专业实验、实训等教学模块进行整合升级，另一方面对该专业实验的平台性能进行拓展和优化，以提高平台使用顺畅程度，使其能更好地应用于学校及邻近高校的实验教学共享。第三，校企合作开发环境工程实验教学辅助软件，提升教学效果。联合计算机企业进行校企合作，对教师在环境工程专业领域所取得的教学科研成果进行创新实验软件的联合开发。一方面使其成为教学的优良资源，另一方面加强专业学术成果的转化，以科研成果促进工程教学。

3.2打破学科壁垒，促进工程创新

环境工程是典型的学科交叉性较强的工科专业。学科交叉是21世纪科学发展的典型特征，现代科技的学科界限愈加模糊，同时现代环保工程问题的解决通常会涉及到环境科学、给排水工程、化学化工、资源科学等多个相关学科。通过多学科的协同合作，利用工程学科融合理念开展环境工程专业教学，打破学科界限与壁垒，可以给学生传授多学科融合理论，赋予其创造性解决新时期环保问题相关复杂问题的能力。通过课程内容的融合、课程体系的重构、专业构架的重塑、跨学科课程体系的信息化等措施，逐步构建起融会贯通的信息化跨学科课程体系，为环境工程专业实验教学探索改革路径[3]。

3.3立足区域生态环境实际，保证教学质量凸显专业特色

环境工程专业实验旨在培养学生对一般性环境污染问题的解决能力，如水体污染、空气污染、土壤污染和垃圾处理等问题。我国幅员辽阔，生态系统类型多样，不同地区所表现出来的环境问题各有不同。因此，不同地区所开设的环境工程专业实验，应结合区域的生态环境实际情况，体现出一定的特色和差异。例如针对青藏高原地区的生态环境退化问题，长江经济带的水环境污染问题，太湖、巢湖、滇池的湖泊水体富营养化问题，北京上海等大城市的垃圾围城问题等，开发特色鲜明的环保污染治理专业实验。在此基础上，将这些专业实验教学资源进行共建共享，以此实现工程专业实验教学的良性循环发展。

4结论

学科交叉是21世纪科学发展的典型特征，环境工程作为学科交叉性极强的工程专业，不仅涉及水环境、大气环境、固体废物、土壤环境、生态环境等多个环境要素，它与化学工程、给排水工程、工程力学、生态工程等专业也有紧密联系。环境工程专业实验需要利用学科融合理念开展专业实验课程的教学工作，在今后的专业实验教学过程中，应逐步打破学科壁垒与限制，通过传授多学科融合理论和专业实验技术，赋予其创造性的解决我国社会经济发展过程中可能出现的各类典型环境问题以及复杂的新型环境问题。因此，环境工程实验教学体系的构建需要通过实验课程内容的融合、专业课程体系的重构、专业构架的重塑、跨学科课程体系的信息化等措施，逐步构建起融会贯通的信息化跨学科的专业实验教学体系，以期为新工科建设背景下环境工程专业实验教学体系的建设探索新的改革思路。

参考文献

[1]路琴,杨明,丁永前,等.面向新工科的机械工程实践教育体系平台构建思考与探索[J].高校实验室工作研究,2018(2):98-100.

[2]张智勇,杨再惠,刘双.我国商贸加工转型升级的网络经济驱动力研究[J].商业经济研究,2015(7):23-25.

[3]蒋润花,左远志,陈佰满,等.“新工科”建设背景下能源与动力工程专业人才培养模式改革探索[J].东莞理工学院学报,2018,25(3):118-121.

[4]商泽进,邓庆田,李新波,等.基于“新工科”理念的理工基础学科实验教学改革设计[J].实验技术与管理,2019(9):149-150.

[5]王淑坤,王金龙,李学光.新工科背景下地方高校应用型人才培养模式初探[J].大学教育,2019(10):20-22.

[6]路琴,杨明,丁永前,等.面向新工科的机械工程实践教育体系平台构建思考与探索[J].高校实验室工作研究,2018(2):98-100.

[7]任洪艳,符波,赵明星,等.轻工特色环境工程新工科人才培养的改革与探索[J].大众科技,2019,21(1):75-77.

作者：柏松 单位：西南民族大学