基于应用型人才培养的农林院校环境工程专业教学改革探讨

第34卷第2期(2018)河西学院学报Vol.34 No.2(2018)基于应用型人才培养的农林院校环境工程专业教学改革探讨褚 润 陈年来*罗蕊(甘肃农业大学，甘肃兰州730070)摘要：农业面源污染和农村环境综合整治需要大量具有环境工程知识和技能的人才，客观 上为农林院校环境工程专业的发展提供了得天独厚的机遇，但我国高等学校环境工程专业大学生 就业难和行业企业用工荒现象，反映出环境工程专业应用型人才需求日益紧迫的现实.因此探索如 何培养应用型农业环境保护类人才是农林院校环境工程专业教学改革的当务之急.文章结合甘肃农 业大学环境工程专业改革的实际情况，从培养目标、课程设置、实践环节、教学方法等方面就基 于应用型人才培养的农林院校环境工程专业改革进行了探讨.关键词：应用型人才培养；农林院校；环境工程；教学改革中图分类号：G642.0 文献标识码：A文章编号：1672-0520(2018)02 - 0095 - 07DOI： 10. 13874/ki.62-1171/g4.2018. 02. 016近年来，由于全球经济的快速发展，环境 污染问题日益突出，随着人们环境意识的逐渐 增强以及环保产业的大力发展，急需大批素质 全面、具有综合职业能力、能够直接服务于生 产一线、从事技术和管理的应用型环境工程人 才.“绿水青山就是金山银山”的科学论断表明 了国家对环保产业的高度重视与关注，在生态 文明的治国理念和可持续发展的理念下，我国 的环保事业高速发展，随之而来的环境丁程专 业的本科专业设置也持续增高，全国各大院校 纷纷设立环境工程及相关专业，且每年的招生 人数也在不断扩大，就目前而言，全国环境丁 程本科的招生人数每年约为2.2万名[1].虽然环 境丁程专业教育在不断的发展壮大，但毕业生与社会需求却存在较大差距[2]，高等院校培养 的环境丁程专业学生并不能很好地满足市场对 人才的需求，供需矛盾开始显现.究其原因，最主要是由于长期以来人才培养上存在着重理 论轻实践的现象，导致应用型创新人才匮乏，不能满足用人单位的需求.面对如此严重的矛 盾，如何培养出符合社会需求的环境工程应用 型人才是各大高校亟待解决的问题，应用型专 业人才的培养改革势在必行.所谓的应用型人才培养是指能够掌握更多应 用型的知识，具有较强实践能力的优秀人才[3].与其他类型人才培养模式相比较，应用型人才培 养模式更加强调理论知识与一线生产实践的结 合，更着重培养的是面向生产、建设、管理、收稿日期：2017-12-14作者简介：褚润（1981—)，女，山东济宁人，讲师，研究方向：环境工程、植物生态学.通讯作者：陈年来（1962—)，男，甘肃民勤人，教授，博士，研究方向：环境工程、植物生态学.• 95 •褚润陈年来，等：基于应用型人才培养的农林院校环境工程专业教学改革探讨服务等实践能力强的高技能人才[4].因此要以应 用为主旨，构建课程体系，注重培养学生运用 其掌握的专业知识和专业技能分析问题、解决 问题的能力.1具有农林特色的环境工程专业应用型人才 培养环境丁程专业是一门新兴的学科，中国环 境工程学科是在70年代中后期迅速发展起来 的，设立环境丁程专业的院校主要有理科院校、工科院校、农林院校.国内现有290所高等院校 开设环境工程专业，其中农林院校有23所[5].顺应社会对环境工程学科的需求，各类高校均 积极设置环境丁程本科专业，但鉴于高校其自 身的基础各异，因此办学特色各不相同，培养 出的专业人才侧重点也有所不同.农林院校开设环境丁程专业的历史较短，其人才培养普遍缺乏特色，其基本做法都是参 考国内理丁科院校人才培养方案.对农林院校 来说，虽然理丁科院校环境丁程专业的基奠较 为深厚，人才培养目标和课程体系设置较为完 善，但其具有一定的局限性，未能体现农林院 校的特色，不能突出专业和学科优势，如果完 全照搬，其毕业生就业针对性不强.经济的大 力发展使得环境污染日益加重，农村也不例 外，农药化学残留物质、农业废弃物等新型污 染物大量排放，严重的污染了生态环境，农业 污染源相比城市污染源具有分散性大、面源 广，潜伏时间长，隐蔽性强的诸多特点，导致 其治理难度较大[6].农林高等院校较理工科院校 和综合性院校有着独一无二的优势，在解决农 村、农业环境问题时更加具有针对性和专业性.基于此，农林院校在进行人才培养目标的 确定和课程体系的设置时更应侧重服务于农 村，服务于农业，使学生通过专业的学习和培 训之后除了具有一般工科学生所具备的专业知 识和科技技能之外，更能在农村、农业面源污 染及小城镇环境污染治理中凸显自身的特长，加强在就业时的竞争力.甘肃农业大学2006年首次开设环境工程专• 96 •业并招生，由于其涉农专业的优势，学校根据 自身优势，制定出的人才培养目标如下：培养 具有可持续发展理念的，具有扎实学科基础 的，具备环境丁程相关完备知识体系的（土壤 污染控制、水污染控制、大气污染控制、物理 性污染控制、固体废弃物处理处置及农业废弃 物资源化利用、农村点源面源治理、农村生态 环境修复、农村清洁生产、环境污染物监测），具有良好的沟通表达能力、外语交流能力、计 算机应用能力、污染物采样分析能力、不断完 善自我及不断学习的科学能力、环保设备设计 研发能力、不断的创新实践能力，能够在高等 院校、政府职能部门、环保设计单位、环保企 事业单位，从事污染物监测、环境治理、环境 评价、环境规划、环境管理、环保设备研发、环境污染设备运行管理、环保相关项目咨询、环境丁程相关项目设计、环保科研的专业技术 人才.2优化课程体系应用型人才培养应突出以“应用”为目标，而课程体系是高校应用型人才培养得以实现的 最主要载体，课程体系的优化在专业技术人才 的培养中发挥着必不可少的作用[7].在课程体系 的设置上要以应用为导向，根据行业和社会的 实际需求，并以农林院校的特色及优势，构建 整体优化、结构合理、内容创新的课程体系. 因此，甘肃农业大学以应用为主旨，对陈旧的 课程体系进行改革，不断的探讨、修改、补 充、完善，为农林院校建立特色环境工程专业 应用型人才培养目标打下坚实而有力的基础.学分制条件下，本科专业的课程设置主要 有如下环节:通识教育(素质教育最有效的实现 方式）、基础教育(素质教育质量最基础的保障）、专业教育(素质教育专业学习背景的形成)和个 性化教育(素质教育最鲜明的特色).以上4个环 节又包含公共课(必修课、选修课）、学科基础课 (必修课、选修课）、专业课(必修课、选修课、任 选课）、实践课(基础实践、专业实践和综合实 践)4类课程.结合甘肃农业大学环境工程特色河西学院学报2018年第2期设置农林院校环境工程专业课程体系.2.1 通识教育平台通识教育在现代多元化的社会中，为环境 丁程专业学生提供通行于其他专业学生之间的 知识和价值观[8].通识教育平台中的公共课程 (必修课、选修课)是严格遵循《高等学校本科 环境工程专业规范》的相关要求来设置，设置 的内容与其他非农林高校类似，公共课是培养 德智体全面发展人才所不可缺少的.我校的公 共课程(必修)主要为：高等数学、政治、计算 机基础、英语、体育等.公共课程(选修)主要 包括文献检索与利用，应用文写作等.2.2基础教育平台基础教育是在通识教育基础上的学科强化，主要由学科基础课和专业基础课组成.基 础课程是为了让学生能够更好的掌握与所学专 业相关的基础知识和实验技能，为专业课程的 学习打下良好的基础而设置的，通过基础课程 的学习，增强学生对专业的认知度，提高其适 应性.学科基础课主要包括线性代数、概率 论、普通化学、有机化学、分析化学等.专业 基础课主要包括环境土壤学、丁程力学、环境 化学、环境微生物学、工程制图、环境工程原 理、环境生态学、环境学原理、资源环境经济 学和仪器分析等.与理工科院校不同的是甘肃 农业大学补充设置了环境土壤学.甘肃农业大 学环境工程专业的前身是土壤农化专业，在土 壤环境方面有较强的学科基础，师资力量雄 厚.随着经济的发展，农业废气物对土壤的污 染日益严重，此门课程的设置结合了土化专业 的优势又凸显了农业院校特色.2.3专业教育平台专业教育平台由专业必修课、专业限选课 组成.专业课程的设置是为了培养农林院校特 色的能够服务于农业污染治理，服务于农村生 态环境保护的应用型人才.甘肃农业大学在专 业课程设置上将理丁科院校较为重视的水污染 治理、大气污染治理与我校具有优势的土壤污 染治理和农业废弃物处置及资源化并重，在此基础上重点突出污染物的生态生物修复技术. 2.3.1 专业必修课专业必修课是培养环境丁程应用型专业人 才的保证，其讲授内容应该根据学科专业的发 展现状和前沿动态不断的进行更新、补充、完 善、优化，而不能千篇一律不求改进，但在课 程体系的优化中应当注意教学内容的系统性与 完整性.为了突出农林院校的专业特色，依据 制定的培养目标，课程设置有：水污染控制工 程、土壤污染控制丁程、大气污染控制原理与 技术、噪声污染控制丁程、固体废弃物处理与 资源化、污染物监测、环境经济学、环境丁程 综合实验.为了突出农林院校环境丁程专业的 特色，增加开设了理丁科院校没有的土壤污染 及其修复、农业与农村生态环境保护课程，侧 重讲授农村环境污染治理与保护.此外，调整 优化主干课程的讲授学时和讲授内容，《水污 染控制工程》这门课，将48学时压缩到40学 时，讲授从原有的水处理物理法、化学法、生 物法基本原理、丁艺特点变更为介绍传统水处 理方法、原理及新型工艺并比较二者的差异.《大气污染控制原理与技术》课程学时数亦由48 学时压缩到40学时.由于目前各类高校环境工 程专业对固体废弃物的处理与处置的教学和研 究相对薄弱['3]，所以将前期课程优化多出的学 时设置到《固体废弃物处理资源化》这门课程，将原有的40学时增加到48学时.已经开展固体 废弃物处理课程的高校，其课程内容很少设置 农业废弃物的处理及农业废弃物的资源化利用，农林院校在设置课程内容时应突出这部分 内容，与人才培养计划相对应.此外，专业必 修课应按应用型人才培养需求相应增加实验学 时，在强化农业院校的特色与优势的同时并重 学生动手操作能力的培养.专业课程的规划和优化，是在高等院校专 业规范的基础上，保留工科院校的主干课程，同时发挥农林院校的资源优势，将二者进行整 合，强化农林院校环境工程专业服务于农村，服务于农业，服务于农民的特色，使培养的人• 97 •褚润陈年来，等：基于应用型人才培养的农林院校环境工程专业教学改革探讨才兼具丁科院校和农林院校的专业技能，拓宽 其就业适应能力，进而加强其就业竞争力.2.3.2专业选修课专业选修课是指环境丁程专业的学生结合 自身的需求有选择性的选取课程进行学习的过 程.专业选修课程其覆盖面广，能够帮助学生 开阔眼界，增大知识面的广度并为其今后的继 续学习奠定理论基础.主要课程包括恢复生态 学、环境质量评价、资源环境法学、环境毒理 学、环境生物修复丁程、环境工程仪表与自动 化控制、农业环境保护、土壤退化及防治、环 境统计学、环境管理学、环境规划学、环境信 息系统、清洁生产、环境丁程项目管理与设计 和环境统计学.专业选修课程旨在增加课程的先进性.例 如农业环境保护课程的开设，强化环境丁程专 业本科上对于农村环境污染、农业环境污染及 其治理所涉及的一系列概念和基本原理，使学 生的专业知识体系突出农业特色来.在与理丁 科院校开设同样课程时，丰富课程内容，增设 农业环境保护的相关部分，例如《清洁生产》，在原有内容的基础上增加农业清洁生产的相关 章节，使学生了解农业污染的末端治理也可以 转为源头及全过程的控制，弥补了农业领域清 洁生产的空白.2.4个性化教育平台个性化教育平台主旨是培养学生的创新精 神和实践能力，这是应用型人才培养的关键. 随着经济的快速发展，环保设施的广泛使用以 及可持续发展理念的深化，社会对环境工程专 业人才的培养，尤其是创新精神和实践能力的 提升也提出了新的要求[9].强化实践教育、强化 创新教育是培养学生综合运用专业知识，发现 问题、解决问题能力的根本途径，是培养学生 具有专业技术开发与应用能力的根本途径[10].个性化教育平台由专业实践和综合实践组成. 2.4.1专业实践专业实践的目的是培养学生的动手能力和 创新精神.农村、农业环境污染其污染机理相对复杂，仅仅依靠课本知识并不能解决实际中 出现的污染问题，必须通过不断的调查研究，了解其污染现状，再通过反复的试验，不断的 调试，才能获取有效的治理措施.基于此，必 须加强专业实践教学性环节，才能更加突出农 林院校环境工程专业的优势.实践教学内容包含：地质学基础认识实习 1周；水污染控制原理与技术认识实习1周；固体废弃物处理与资源化认识实习1周；生产实 习3周；水污染工程课程设计2周；大气污染 控制原理与技术课程设计1周.通过实践教学强 化学生对于各种污染技术的理解；通过实习过 程让学生参与，通过亲身体验，掌握污染物的 防治措施.在实习环节中增加理工科院校没有 的农村、农业污染源认知，利用学生的社会实 践、社会调查等活动了解农村、农业污染物产 生的原因、污染现状及污染类型，并通过实践 教学活动的开展强化专业课程中讲授的污染治 理技术的基本原理和应用.2.4.2 综合实践综合实践主要指毕业综合实习，学生自主 选择进行毕业设计和毕业论文，指导老师下达 任务书，严格做到一人一题.毕业设计环节是 学生专业素质和专业技能的综合体现，其设置 必不可少，在本阶段学生的理论学习和实践能 力将进行最后的提升.通过16周的毕业实习，提高学生分析问题、解决实际问题的能力；培 养学生科研能力，提升学生创新思维和创新能 力；培养学生严谨求实的工作作风及良好的闭 队协作精神，通过集中的强化训练，深化学生 对专业理论知识的理解，提高学生知识体系与 工程实践相结合的应用能力，培养学生更为缜 密的思维能力.3强化实践教育为培养应用型人才，提高农林院校环境专 业毕业生丁程实践意识和创新意识、使农林院 校环境专业的本科毕业生被社会广泛认可，除 上述个性化教育平台的专业实践与综合实践以 外，为了更好的适应经济社会发展的需要，还• 98 •河西学院学报2018年第2期要激发学生的创新精神并不断提高其实践动手 能力[u]_3.1教育创新创新是人类特有的认识能力和实践能力，一个民族要想走在时代前列，就一刻也不能没 有创新思维，一刻也不能停止各种创新.创新 式的人才培养目标是社会不断发展的要求，是 时代不断前进的需求，不断完善创新式人才培 养体系是农林院校发展的首要任务['2]_甘肃农业大学启动大学生创新丁程，主要 以学生SRTP科研训练计划的形式，通过任课 老师拟题，老师指导学生完成实验，在分析数 据的基础上撰写研究报告及论文，培养学生的 动手能力，强化学生的科研素质，为使学生成 为多方面的复合应用型人才打下坚实的基础. 创新能力和科研能力的培养需要一个长期的过 程，也需要综合各方面因素，为了达到一个良 好的培养效果，需实施如下具体措施：（1)超前 的学习能力.老师在讲授专业知识的同时，要结 合专业领域国内外科研的研究现状、研究重点 及发展趋势，让学生有机会了解专业前沿.此 外，引导学生了解国家有关农业环境治理的政 策，培养学生对前沿科技、政策导向的学习、理解能力；（2)超前的科研能力.鼓励、支持学 生参加各类课程竞赛的创新活动，例如：数学 建模大赛、挑战杯全国大学生课外学术科技作 品竞赛和创业计划大赛，并将其列人学生综合 考评体系以激发学生科研的热情和主观能动性_ (3)建设闭队.创新不是一个人的创新，创 新要想长久必须依靠闭队的力量.在本科生中 建立导师培养制度，通过导师的带领，使学生 进人到闭队中，通过闭队的协作，及早接触到 课题研究，提前培养实践动手能力.大学一年 级初期，即按导师制分配好闭队成员，随着基 础教育的完成，在二年级末，由导师带领，完 成小型模拟试验及课题，在此过程中及时发现 并解决能力欠缺的问题，为后期的创新工程做 准备.此外，学生通过积极参与教师科研的助研活动强化其逻辑思维能力，提高其分析问题、解决问题的能力.通过科学研究提高环境专业 学生的创新意识和创新能力，及其对专业知识 和技能的综合应用能力，使学生在从事环境污 染防治丁作领域积累下充足的实践经验.3_2 实验创新环境工程专业因其属于丁科，专业所包含 的实验量大而内容广，且大多数实验所需的过 程较长，传统的实验教学，实验内容均由教师 提前制定，且准备丁作也由教师完成，学生只 进行实验的主体部分无法满足学生对实验的全 面了解.开放实验室，最大限度地让实验室资 源得到充分利用.突出以学生为主的原则，让 学生利用课余时间进行实验，组织学生参与实 验准备工作，包括实验材料的准备、预处理、药品试剂配制、仪器调试等，充分调动学生的 探索积极性，激发学生的自我创造力，提高学 生动手能力，让学生对所学的内容进行梳理，培养其逻辑思维能力，将专业知识和技能综合 的运用到实验中去，解决实验中出现的问题，同时培养学生闭结合作的能力，培养学生的闭 队意识和闭队管理能力，培养学生的主人翁精 神和责任心，不以成绩为唯一的评定标准，学 生可以通过闭队组合的方式，根据共同的兴趣 爱好，自拟命题进行科学研究，这既能保证开 放实验的系统性和完整性又能提高学生的独创 意识.激发学生主观能动性，让其自主命题、自行设计、不断探索、独立完成，进行实验的 创新[|3]_3_3操作技能基于部分大学生在丁作后不能熟练的掌握 运用办公软件，甘肃农业大学在实践教育中应 用办公软件来提高大学生的基本操作技能，培 养应用型人才.例如：Excel软件在实验数据统 计中的应用；Flash软件在水处理丁艺流程中的 应用；PLC编程软件在优化丁艺设置手段中的 应用等_3_4校外实践充分利用农林大学校外实践基地，拓展更• 99 •褚润陈年来，等：基于应用型人才培养的农林院校环境工程专业教学改革探讨多的实践渠道.农林大学校外实习基地多位于 偏远的市郊与农村，在时间较为集中的寒暑 假，可让学生以社闭的形式进人农村，尽可能 多的通过社会实践和社会调查等活动了解我国 农村目前的环境污染状况，了解农村、农业污 染的主要类型，调查农村污染治理现行使用的 污染防治设施与设备，使所学知识服务于农 业，服务与农村，服务于农民，积累农村环境 污染防治工作的实践经验.3.5校企合作以往的人才培养，大多注重学生在校的学 习过程，学生经常处于一个封闭性的环境，在 校期间仅仅限于参与校园活动，很少有机会能 与外部环境沟通交流，与社会存在隔绝，即便 能参与到企业的实习过程，也是以参观为主，没有真正参与其中，这是高质量本科应用型人 才培养的现实障碍.因此，建立长期且深度的 校企合作是必不可少的.甘肃农业大学目前与 多家环保企业建立校企合作关系，每年选派学 生参与企业实际项目，并邀请企业参与专业教 学目标和教学计划的修改与完善，避免教学内 容与社会需求相脱节，通过这种方式更加有效 的培养社会需要的高质量应用型专业人才.校 企合作的不断深人与深化，也是企业主动为学 校的实践教育添砖加瓦，企业除了提供教学实 习的相应场地外，还委派具有一线操作经验的 丁程师对学生进行专业指导、技术指导，企业 导师与高校教师定期研讨，对学生的学习成效 进行评定，总结本阶段的经验及问题并制定下 一阶段的学习、实习计划.此外企业也在一定 程度上解决了学生就业问题，这是应用型创新 人才培养的良好体现.4改革传统教学方式4.1静态式教学与动态式教学相结合专业课程的很多概念是抽象的，学生在日 常生活中很难接触和感知，因此可以加强实例 教学，大量利用图片、音频、视频，将抽象的、难以理解的教学内容媒体化，用生动、形象的 动态式教学替代死板的静态化教学，强化学生的专业理念.4.2传统教学与讨论教学、案例教学相结合传统教学方式是以老师讲授为主，学生只 能被动式的接受，这种填鸭式的方法很难调动 学生的学习积极性，并不受学生的欢迎.基于 此，可以将部分的讲授内容演变为启发式、提 问式、讨论式.鼓励学生把实际问题带到课堂 或结合课外科技活动开展专题讨论，将学生分 为学习小组，各小组派代表发言给出总结，学 习小组间进行互评，培养学生评价事物和独立 思考的能力.教师对学生的总体表现进行评判，对优秀的个人和闭体进行表扬和认可，通 过教授方式的改变，从鼓励学生学习到激发学 生探索，再到学生自发主动与老师互动交流，培养学生的学习和科研兴趣.此外，传统知识的传授是从一般性的知识 和概念出发，通过推导过程得出具体或个别的 结论，这种方法由于其思维的严密性，具有不 可替代的重要性，然而其对于应用型人才的培 养显然是不够的，尤其是农业面源污染治理，很多污染状况在现实中都是可寻的，将环境污 染现状以图片教学、视频教学的形式呈现出 来，可以杜绝学生没有机会看到或是由于知识 的欠缺，看到却没有关注的情形，图片教学、视频教学是适合农业院校环境专业的教学方法.4.3基础教学与学科讲座相结合为使学生掌握学科的最新发展动态，在进 行课程基础理论知识教学时，将任课教师承担 的科研项目结合起来，进行科研项目的讲解和 分析，并可邀请部分学生积极参与其中.为了 使学生能够了解到专业发展的前沿及目前专业 的发展动态，定期邀请校内外行业专家或长期 工作在田间地头的一线科研人员举办专题讲座，并不定期举办研讨会，激发学生对科学研 究和专业知识的兴趣与求知欲望，增长学生的 学术知识，开阔视野.5结语高等教育培养的目标是培养具备一定理论 知识和较强实践能力的应用型人才.在我国高•100-。