王鑫 陳妹

摘 ?要：隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，環(huán)境問題的解決越來越依賴于多學(xué)科知識(shí)的深度融合，而傳統(tǒng)的環(huán)境類工科專業(yè)亟待開展對(duì)新工科人才培養(yǎng)的探索。為了培養(yǎng)適應(yīng)快速發(fā)展的環(huán)境產(chǎn)業(yè)的人才，南開大學(xué)依托于環(huán)境工程、資源循環(huán)科學(xué)與工程和環(huán)境生態(tài)工程三個(gè)環(huán)境類工科專業(yè)及南開大學(xué)的綜合性多學(xué)科優(yōu)勢，設(shè)置個(gè)性化培養(yǎng)方案，啟動(dòng)環(huán)境類新工科特色班建設(shè)。環(huán)境類新工科特色班實(shí)行小班教學(xué)、一對(duì)一導(dǎo)師制、特色化教學(xué)培養(yǎng)模式，為培養(yǎng)環(huán)境領(lǐng)域的復(fù)合型工程技術(shù)人才進(jìn)行了實(shí)踐和探索。

關(guān)鍵詞：本科生;新工科;學(xué)科交叉;環(huán)境類新工科特色班

中圖分類號(hào)：C961 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2021）S1-0134-03

Abstract： With the fast development of economy and the society， the treatment of environmental issues focuses more on the deep merge of interdisciplinary knowledge. So the conventional environmental engineering education has to be moved to emerging engineering education. In order to cultivate talents for the fast developing environmental industry， Nankai University took advantages of the comprehensive multidisciplinary in that university and relied on the college's superior disciplines including Environmental Engineering， Resource Cycle Science and Engineering and Environmental Ecological Engineering to set up environmental engineering special classes. Environmental special classes implement small class， one-to-one tutor system， and personalized training mode to cultivate technical talents in the environmental field.

Keyword： undergraduates; emerging engineering education; interdisciplinary; environmental special classes

為抓住當(dāng)今世界產(chǎn)業(yè)變革與科技革命的新機(jī)遇，教育部于2017年啟動(dòng)了新工科（Emerging engineering education，3E）的建設(shè)[1-2]，開啟了在新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命、新經(jīng)濟(jì)背景下的工程教育改革，旨在通過以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才的目標(biāo)。與傳統(tǒng)工科相比，新工科更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性[3-4]。通過多學(xué)科交叉融合、綜合發(fā)展，新工科把學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用能力提到了新的高度[5-6]，基于此，各高校對(duì)新工科背景下的人才教學(xué)模式展開了積極地探索與研究[7-10]。為滿足新工科背景和新經(jīng)濟(jì)條件下對(duì)環(huán)境工程專業(yè)人才的新要求，南開大學(xué)整合環(huán)境類三個(gè)工科專業(yè)（環(huán)境工程、資源循環(huán)科學(xué)與工程和環(huán)境生態(tài)工程），以開拓的精神，打破固有的學(xué)科壁壘，依托南開大學(xué)的綜合性多學(xué)科優(yōu)勢，結(jié)合環(huán)境學(xué)科的優(yōu)勢方向，于2021年設(shè)立了環(huán)境類新工科特色班。

隨著現(xiàn)代工業(yè)文明的快速發(fā)展，人類賴以生存的環(huán)境正在受到前所未有的挑戰(zhàn)，形形色色污染物排放到環(huán)境中，與水體、土壤、大氣形成復(fù)雜的混合體，在地球化學(xué)反應(yīng)和環(huán)境生物的共同作用下，污染物不斷變化，對(duì)環(huán)境造成了巨大的破壞。其治理難度極大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出目前人類的科學(xué)認(rèn)知和技術(shù)水平，傳統(tǒng)工學(xué)的技術(shù)方法難以勝任復(fù)雜多變的污染治理。為了解決復(fù)雜的環(huán)境污染問題，為子孫后代留下宜居的生態(tài)環(huán)境，各高校要強(qiáng)化實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)創(chuàng)新型的環(huán)境類新工科人才。

在新工科建設(shè)和工程教育專業(yè)認(rèn)證理念指導(dǎo)下，南開大學(xué)環(huán)境類新工科特色班以環(huán)境工程專業(yè)為引領(lǐng)、結(jié)合國家級(jí)一流本科專業(yè)點(diǎn)建設(shè)，融合資源循環(huán)科學(xué)與工程和環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)，通過名師一對(duì)一引領(lǐng)、個(gè)性化課程設(shè)置、本碩課程打通、強(qiáng)化實(shí)踐育人等培養(yǎng)模式，制定“拓寬基礎(chǔ)，理工交叉，強(qiáng)化應(yīng)用，激勵(lì)創(chuàng)新，提高素質(zhì)，多規(guī)格、多層次、多渠道培養(yǎng)”的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，充分發(fā)揮南開大學(xué)多學(xué)科的優(yōu)勢;通過融合南開大學(xué)工程相關(guān)學(xué)科的師資力量和知名企業(yè)、設(shè)計(jì)院、工程技術(shù)中心的資源，強(qiáng)化工程實(shí)踐教學(xué)，從而形成具有南開特色的新工科環(huán)境類人才培養(yǎng)體系。

一、南開大學(xué)環(huán)境類新工科特色班選拔與培養(yǎng)方案

（一）特色班選拔與培養(yǎng)機(jī)制

南開大學(xué)環(huán)境類新工科特色班通過“筆試+面試”的方式，從南開大學(xué)當(dāng)年招收的本科新生中進(jìn)行二次選拔，遴選出對(duì)環(huán)境學(xué)科具有濃厚興趣的優(yōu)秀新生進(jìn)入環(huán)境類新工科特色班，每年招生人數(shù)控制在15～20人的規(guī)模，從而實(shí)現(xiàn)小班化培養(yǎng)。南開大學(xué)環(huán)境類新工科特色班依托于南開大學(xué)環(huán)境類學(xué)科優(yōu)質(zhì)師資和豐富的校外實(shí)習(xí)實(shí)踐基地資源，實(shí)行導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，成功入選環(huán)境類新工科特色班的學(xué)生與特色班的導(dǎo)師通過雙向選擇后，確定一對(duì)一指導(dǎo)關(guān)系;同時(shí)為每位學(xué)生配備一位跨學(xué)科導(dǎo)師和一名企業(yè)專家。通過本學(xué)科導(dǎo)師、跨學(xué)科導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師的聯(lián)合指導(dǎo)，為每位入選的同學(xué)制定特色的培養(yǎng)方案，同時(shí)企業(yè)導(dǎo)師將為學(xué)生提供特色實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)企業(yè)平臺(tái)，從品德素養(yǎng)、學(xué)業(yè)規(guī)劃、科研探索和實(shí)習(xí)實(shí)踐等方面為特色班的每位學(xué)生提供全方位輔導(dǎo)，讓特色班所培養(yǎng)的畢業(yè)生都具有自己的交叉學(xué)科屬性。

（二）特色培養(yǎng)方案

南開大學(xué)環(huán)境類新工科特色班對(duì)標(biāo)生態(tài)文明國家戰(zhàn)略，旨在通過培養(yǎng)跨學(xué)科復(fù)合型專業(yè)人才，為實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境低碳治理和國家“碳中和”的愿景培養(yǎng)出高水平人才。在南開大學(xué)“通識(shí)課+專業(yè)課”的總體培養(yǎng)方案中，環(huán)境類新工科特色班對(duì)專業(yè)選修課進(jìn)行了個(gè)性化調(diào)整，作為個(gè)性化培養(yǎng)模塊，讓學(xué)生和導(dǎo)師具有充分的自主權(quán)構(gòu)建所需的課程元素（圖1）。

在通識(shí)課與專業(yè)必修課的基礎(chǔ)上，專業(yè)選修課根據(jù)培養(yǎng)方案，注重選擇新工科特色的課程。通過工程認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)，在培養(yǎng)方案調(diào)整過程中，與人工智能學(xué)院聯(lián)合將人工智能導(dǎo)論、大數(shù)據(jù)計(jì)算及應(yīng)用等課程直接引入到環(huán)境工程的專業(yè)選修課中，引導(dǎo)學(xué)生掌握智能化技術(shù)，從而在環(huán)境領(lǐng)域精準(zhǔn)融入新興人工智能等技術(shù);通過與生物、化學(xué)、材料和計(jì)算機(jī)等多學(xué)科進(jìn)行交叉融合，學(xué)生將系統(tǒng)掌握生物電化學(xué)技術(shù)、功能化膜材料的定向設(shè)計(jì)與制備、智能化污染物處理工藝與控制技術(shù)等，進(jìn)而培養(yǎng)出在環(huán)境領(lǐng)域基礎(chǔ)研究、新工藝與技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用等方面均具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)的人才。

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。除個(gè)性化的專業(yè)課外，環(huán)境類新工科特色班也更加注重強(qiáng)化實(shí)習(xí)實(shí)踐，著力提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。在專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，特色班導(dǎo)師與企業(yè)導(dǎo)師將積極創(chuàng)造條件，為學(xué)生提供更多實(shí)習(xí)實(shí)踐的機(jī)會(huì)，包括參觀實(shí)習(xí)、工程實(shí)踐、產(chǎn)品開發(fā)等，并在期末時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)實(shí)踐交流會(huì)，使特色班學(xué)生在分享中見證自己的成長。在本科期間，導(dǎo)師們將積極引導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，讓學(xué)生們?cè)诳蒲小?shí)踐過程中培養(yǎng)創(chuàng)新思維與能力。在大四時(shí)，導(dǎo)師將創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生進(jìn)入高水平設(shè)計(jì)院、環(huán)保公司等企業(yè)實(shí)習(xí)，進(jìn)一步提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。同時(shí)，特色班學(xué)生的畢業(yè)論文/設(shè)計(jì)將與導(dǎo)師的科研項(xiàng)目適當(dāng)結(jié)合，使得學(xué)生畢業(yè)論文/設(shè)計(jì)更有針對(duì)性和價(jià)值，也進(jìn)一步提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)開展科學(xué)研究的能力。

二、南開大學(xué)環(huán)境類新工科特色班的培養(yǎng)目標(biāo)及預(yù)期效果

南開大學(xué)環(huán)境類新工科特色班以“注重素質(zhì)、培養(yǎng)能力、強(qiáng)化基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、嚴(yán)格管理、保證質(zhì)量”為教學(xué)指導(dǎo)思想，培養(yǎng)能勝任新時(shí)代中國特色社會(huì)主義生態(tài)文明建設(shè)和京津冀地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，具有創(chuàng)新能力、國際視野、團(tuán)隊(duì)精神和溝通合作能力，勝任環(huán)保行業(yè)復(fù)雜多變的環(huán)境問題治理、環(huán)保監(jiān)察、生態(tài)保護(hù)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理、研發(fā)的復(fù)合型工程技術(shù)人才及領(lǐng)軍領(lǐng)導(dǎo)人才。

環(huán)境類新工科特色班本著以學(xué)生為中心的原則，通過實(shí)施個(gè)性化的特色化培養(yǎng)方案，學(xué)生的個(gè)性特質(zhì)將得到充分的尊重與發(fā)展，最大程度地激發(fā)學(xué)生對(duì)環(huán)境學(xué)科的興趣與學(xué)習(xí)積極性，每位學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力等將得到培養(yǎng)與提升。同時(shí)，在特色化人才培養(yǎng)過程中，通過引導(dǎo)學(xué)生參加各類實(shí)踐活動(dòng)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，讓學(xué)生在活動(dòng)過程中將所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)踐能力有機(jī)結(jié)合，使得所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)在實(shí)踐過程中得以夯實(shí)，從而提升自身的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)。同時(shí)，個(gè)性化培養(yǎng)方案將更有利于學(xué)生結(jié)合自身特質(zhì)更早的確立職業(yè)生涯規(guī)劃，從而在學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中有計(jì)劃、有目的地提升自身競爭能力和就業(yè)實(shí)力。經(jīng)南開大學(xué)環(huán)境類新工科特色班所培養(yǎng)的學(xué)生在畢業(yè)時(shí)各項(xiàng)能力將顯著提升，達(dá)到畢業(yè)要求。環(huán)境類新工科特色班畢業(yè)生將繼續(xù)傳承“愛國、敬業(yè)、創(chuàng)新、樂群”的南開優(yōu)良傳統(tǒng)。經(jīng)過特色培養(yǎng)后，畢業(yè)五年內(nèi)的特色班學(xué)生將具有獨(dú)立進(jìn)行復(fù)雜污染控制工程的設(shè)計(jì)、審查、運(yùn)營、組織管理的能力，以及環(huán)境工程方面的新理論、新工藝和新設(shè)備的研究和開發(fā)能力，具備多學(xué)科融合和終身學(xué)習(xí)的能力，能夠出色勝任本專業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域、行業(yè)的工作。

學(xué)生收獲受益終身的能力得益于個(gè)性化的人才培養(yǎng)方案，特色班學(xué)生職業(yè)生涯規(guī)劃明確，自身競爭力與就業(yè)能力增強(qiáng)，將有利于提升學(xué)生就業(yè)率。在培養(yǎng)過程中涌現(xiàn)出的品學(xué)兼優(yōu)、具備科研潛力的學(xué)生，也能更早被發(fā)掘，獲得更多深造的機(jī)會(huì)，從而盡早產(chǎn)出原創(chuàng)性成果或開發(fā)出環(huán)保領(lǐng)域具有應(yīng)用前景的先進(jìn)技術(shù)。

同時(shí)，在一對(duì)一導(dǎo)師指導(dǎo)制下，對(duì)導(dǎo)師也提出了更高的要求，專業(yè)導(dǎo)師需主動(dòng)承擔(dān)導(dǎo)師職責(zé)，尊重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展需求，以提升學(xué)生的實(shí)踐水平、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為根本目標(biāo)。在個(gè)性化培養(yǎng)過程中，專業(yè)導(dǎo)師需加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)、增強(qiáng)師生合作，指導(dǎo)期間有利于增強(qiáng)師生交流，通過導(dǎo)師的言傳身教達(dá)到教學(xué)的目的與育人的效果。通過一對(duì)一指導(dǎo)，也將有利于教師教學(xué)能力的提升，促進(jìn)學(xué)科建設(shè)，推進(jìn)教學(xué)改革，提升專業(yè)的競爭力，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

三、結(jié)束語

為實(shí)現(xiàn)2060年“碳中和”及當(dāng)前大力建設(shè)新工科的教育體系的雙重背景下，我國亟需培養(yǎng)一批能夠勝任環(huán)保行業(yè)復(fù)雜多變的環(huán)境問題治理、管理、研發(fā)的復(fù)合型工程技術(shù)人才。南開大學(xué)環(huán)境類新工科特色班的開設(shè)順應(yīng)新工科背景下的新形勢與新要求。環(huán)境類新工科特色班作為新工科背景下的教學(xué)改革試驗(yàn)田，通過完善的特色人才培養(yǎng)機(jī)制，加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)思維、創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)的提升與培養(yǎng);強(qiáng)化與企事業(yè)單位之間的對(duì)接合作，增強(qiáng)實(shí)踐，有望培養(yǎng)出在環(huán)境領(lǐng)域教學(xué)、科研、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用等方面的復(fù)合型高級(jí)專業(yè)人才。

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