环境工程类专业实践教学体系构建

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摘要:依据工程教育认证通用标准中要求，以地方本科院校环境工程专业为例，整合“实验操作、课程设计、专业实习、专业实践”四类实践教学环节，构建了工科与相关学科(理学、管理学等)融合、实体产业与课堂教学融合、实践能力与创新素质融合的闭环式环境工程专业实践教学体系，本研究对理工科专业的工程教育认证和地方高校人才培养质量提升具有一定借鉴价值。

关键词:工程教育认证;地方本科院校;环境工程专业;实践教学体系

工程教育专业认证是提高高校人才培养质量并得到国际多边互认和通行必由之路［1］，我国于2016年加入国际上最具影响力的工程教育学位互认协议之一《华盛顿协议》(表1)，国内工程教育专业认证体系与发达国家工程教育认证体系实现了国际实质等效［2］。实践教学是应用型工科专业实现培养人才目标的关键环节，其也是工程教育专业认证体系中重点关注和亟需加强的教学环节［3］。科学规范的实践教学体系的缺失可直接导致高校人才培养与企业人才需求严重脱节，高校毕业生严重缺乏社会竞争力。该环节教学质量的优劣直接影响学生的实践能力、工程能力和创新能力。专业实践教学是高校理工科专业人才培养体系中不可或缺的一个环节，实践教学有助于突破传统教学的瓶颈，提供给学生工程实践机会，化抽象为具体，将理论知识和工程应用有机结合，有效提高发现、透析、解决专业问题的能力，大大提升学生创造能力、解决复杂工程问题的能力和团队协作能力［4－5］。郑州航空工业管理学院环境工程专业以省级土木工程与环境研究中心、校级资源与环境技术研究所、校级环境工程实验中心为依托，以工程教育专业认证为契机，持续完善专业实践教学体系，积极探索工程人才培养新途径。近年来，国内高校积极对标国际高等工程教育专业人才培养标准，大力推进工程教育专业认证，截止2018年底，我国93所高等院校的环境工程专业获得工程教育认证，我国环境工程专业人才的综合能力及其国际竞争力得到普遍认可。环境工程作为一个应用型工科专业，实践教学是整个专业教学体系不可或缺的环节，本论文基于国际工程教育专业认证要求，针对环境工程专业实践教学体系进行改革，旨在为应用型地方高校工科教育实践教学体系建设提供依据。

1工程教育认证对环境工程专业实践环节的要求

国际工程认证教育体系秉承成果导向教育(outcome－basededucation，OBE)的理念［6］。认证体系的根本宗旨体现在教学体系设置与培养目标和毕业要求一致性。工程教育认证通用的培养目标:培养目标是对该专业毕业生在毕业后5年左右能够达到的职业和专业成就的总体描述;及毕业要求:毕业要求是对学生毕业时应该掌握的知识和能力的具体描述，包括学生通过本专业学习所掌握的知识、技能和素养。为实现环境工程专业的培养目标和毕业要求，国家制定要求毕业达成的实践教学的标准:(1)实验实训实践课程:包括环境工程基础实验和污染控制实验两类。其中环境工程基础实验主要包括环境工程原理实验、环境监测实验和环境工程微生物学实验等;污染控制实验主要包括水污染控制实验、大气污染控制实验和固体废物处理与处置实验等。实验的类型包括认知性实验、验证性实验、综合性实验和设计性实验等;(2)课程设计:包括水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置等课程设计;(3)实习:包括认识实习、生产实习及毕业实习，有相对稳定的实习基地;(4)科研创新［2］。

2环境工程专业实践教学体系

鉴于实践教学在专业人才培养中的核心作用，郑州航空工业管理学院环境工程专业依据工程认证通用标准中的要求，重新构建基于能力培养为导向的专业实践教学体系，以满足国际专业认证背景下对环境工程专业人才的培养要求，保障人才培养质量。郑州航空工业管理学院环境工程专业实践教学以解决环境保护、资源保护、能源利用等领域的复杂工程问题为目标，构建了以能力培养为导向的集“实验操作、课程设计、仿真实践、工程实践”四位一体、循序渐进的实践教学体系。该体系实现了四年内对学生意识、素养、能力的一个循序渐进，逐步加深的过程，使学生经历了从认识工程问题、学会分析工程问题、提出解决方案到能够进行工程过程设计的“一站式”锻炼。结合环境工程专业培养应用型技术人才的培养定位，专业实践教学强化工程应用及创新创造能力的培养，实践教学分为四大模块:课程设计、实验操作、仿真实训、工程实践，如图1所示，学生通过一系列循序渐进的实践教学训练，增强创新创造能力、工程实践能力、工程设计能力，保证学生毕业后即可胜任环境工程领域工程设计、工艺创新工作，实现专业培养目标成为具备一定工程创造能力和科研创新能力的应用型技术人才。

2．1校内实验

学生扎实的实验操作技能是环境工程专业应用型人才培养与学生创新能力提高的基本保障。依托省级土木工程与环境研究中心、校级资源与环境技术研究所、校级环境工程实验中心所，整合完善基础实验、专业实验、专业基础实验、创新实验课程体系，以校级、省级乃至国家级互联网+大赛、大学生科技创新项目等为载体，从实验方案的制定、试验数据检测、大型仪器分析到阶段性成果提炼(科研论文、专利)进行过程指导，打造基本实验技能训练到科研创新技能的循序渐进式实验教学模式，把学生实操能力和创新能力的培训融会贯通各个教学环节，强化学生基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究的能力。

2．2课程设计

学生获取工程设计能力主要通过学习各类课程设计来达成。工程教育认证标准要求学生能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。我校这一方面的课程设计主要包括:一是基础制图课程，包括环境工程CAD课程设计、平面制图与画法几何课程设计等;二是专业技能设计，包括水污染控制课程设计、大气污染控制课程设计、环境质量评价课程设计、环境污染综合治理课程设计等，各类课程设计均遵循工程设计紧扣实际工程案例，实施实际案例驱动的课程设计教学模式，强化学生专业技术能力的培养和提升，保证毕业生具备的设计能力可在现实约束条件下针对具体问题制定出切实可行、可操作性强的解决方案。

2．3仿真实践

根据应用型人才工程创新及预测能力培养的需要，依托我校的虚拟仿真实验平台将环境工程虚拟仿真实验引入专业实验教学，开发和丰富环境工程虚拟仿真实验教学资源。我校环境工程专业构建了“高度仿真、虚实结合、开放共享”的虚拟仿真实验系统，主要包括生活污水处理系统、典型工业废水处理系统、土壤污染物监测及固体废弃物处理处置系统。为保障虚拟仿真实验教学的安全高效运行，学校健全虚拟仿真实验教学资源管理，建立共享机制与兼容平台，重视平台维护，充分保证师生在高度仿真虚拟场景中完成学习、授课、考核等教学环节，实现与理论教学、实体实验教学的有机结合，进一步强化学生的工程分析及预测评估能力。

2．4工程实践

学生将专业理论与工程实践有机融合的可通过各类实践活动实现。我校环境工程专业的工程实践包括认识实习、专业实习、生产实习和毕业实习。为保障四类实习高效开展，我校根据区域性和行业性特点进行产学研合作，既能服务地方经济社会发展，也能为自身的生存和发展拓展空间，开展合作的企事业单位、科研院所涵盖环境工程专业各个领域。产学研合作包括西安污水处理集团、郑州污水净化集团等。通过校企产学研项目给学生提供一线顶岗实习机会，熟悉工程概况、工艺流程、关键设备操作、工程组织管理的核心环节，培养学生工程合作及管理能力，在生产实践中持续培养学生分析、解决复杂环境工程问题的能力。

3结论

适应新工科的建设要求，紧扣国际工程教育专业认证标准，以工程实训改革为抓手，秉承OBE理念，将工科与相关学科(理学、管理学等)融合、实体产业与课堂教学融合、实践能力与创新素质融合理念，构建了闭环式环境工程专业实践教学体系，近年来，学生的专业理论水平、工程创造能力和科研创新能力均稳步提升，毕业生可短时间内快速适应工作岗位要求。综上，我校环境工程专业的实践教学课程体系的改革探索对理工科专业的工程教育认证和地方高校人才培养质量提升具有一定借鉴价值。

参考文献

［1］赵兵涛．面向国际证体系及新工科的实践教学体系构建［J］．实验技术与管理，2020，37(5):9－12．

［2］中国工程教育专业认证协会．工程教育认证工作指南［M］．北京:中国工程教育专业认证协会，2016．

［3］张学元，张道明，吕春，等．土木工程专业能力导向型实践教学体系的探索［J］．西北民族大学学报(自然科学版)，2019，40(3):76－80．

［4］张辰露，张涛，梁宗锁．七融合促进“新工科”实践教学体系改革与探索［J］．高校生物学教学研究(电子版)，2019，9(5):32－35．

［5］吴爱兵．工程教育认证背景下应用型本科化工专业人才培养方案的几点思考［J］．山东化工，2020，49(13):178－179．

［6］张庆新，于晓燕，丁会利，等．基于工程教育认证标准的高分子材料与工程专业实践教学体系改革与探索［J］．胶体与聚合物，2019，38(3):126－128．

作者：李庆召 牛俊玲 单位：郑州航空工业管理学院