建立环境工程专业新型课程设计体系的探索与思考

摘要：课程设计是工程类本科教学的重要环节，也是让学生理论联系实际的关键步骤。本文根据环境工程专业的培养目标，结合湖南农业大学环境工程专业的办学特色，从教学中存在的实际问题出发，对课程设计体系进行了一系列的探索和实践。以实物为基础，以理论为依托，以计算为手段，与工程实际紧密结合，使学生的理论知识得到深化，实际设计能力得到全面提升。

关键词：环境工程；课程设计；实物基础；结合实际

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）30-0219-03

教育部环境工程与科学教学指导分委会于2005年制定了《高等学校本科环境工程专业规范》要求，并着重强调了学生的动手能力和创先精神。环境工程专业教学必须加强实践教学环节，着重培养以下能力：实验技能、工艺操作能力、工艺设计能力、工程设计能力、科学研究能力、社会实验能力等[1-3]。

课程实践教学环节是高等教育教学过程中配合理论教学设置的重要教学环节，对于培养大学生分析问题和解决问题的能力、强化专业训练和锻炼学生实践能力具有不可替代的作用。党的十七大提出了走中国特色的新型工业化道路，建设创新型国家、建设人才强国等一系列重大战略部署，这对高等教育的改革发展提出了迫切要求[5-8]。为了更好地落实党中央的重要战略部署，教育部于2009年启动了卓越工程师培养计划并将该计划列入《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020年）》，作为实施“卓越计划”的主体的高等学校，如何培养卓越工程师就成为国内高校关注的焦点和研究的热点。很多研究结果表明，实践教学严重缺位导致学生毕业后缺乏解决实际问题的经验和能力是就业困难的主要原因之一。近年来，随着社会经济的快速发展和城市化进程的加快，我国环境污染、生态破坏、资源短缺等问题日趋严峻，因此社会上急需一批基础扎实、知识面宽、具有开拓性、创造性和实践能力强的环境保护高级工程技术人才，即应用型卓越工程师。环境工程专业是培养环境保护行业应用型卓越工程师的摇篮，因此环境工程专业如何培养符合社会需要的应用型卓越工程师已成为困扰高校环保工作者的一个重大难题，也是我国高等工程教育面临的一个亟待研究和解决的重要课题，更是卓越计划能否顺利实现的关键。实践能力是应用型卓越工程师的核心和灵魂，因而培养并提高环境工程专业大学生的实践能力是中国高等工程教育义不容辞的责任和使命，也是培养环境工程专业应用型卓越工程师的重要途径。因此，研究、探索环境工程专业大学生实践能力培养的方法和途径对对培养环境工程专业应用型卓越工程师和促进高等工程教育改革具有重大的现实意义。但就目前来讲，我校环境工程专业课程设计存在几个比较突出的问题。

一、环境工程专业课程设计现状

1.课时量少。近几年，环境工程专业本科在校生的数量逐渐增加，而专业课课时数量逐渐减少，教师在课堂教学中没有时间单独对课程设计内容进行讲授。而学生在进行实践时遇到的问题需要指导教师进行现场解答，由于指导实践的教师只有一个，很难及时解答所有学生提出的问题。

2.实践时间短。根据环境工程专业教学计划的安排。以“环境工程课程设计”为例，其设计时间为周3周的时间，需要分别设计两套比较复杂的污水处理系统、除尘系统是很困难的。因此课程设计题目难度不宜太高，要求也比较低。对学生实际设计能力锻炼效果有限。例如在进行水污染控制工程课程设计时，首先需要根据给定的水质条件和出水要求选定合适的污水处理工艺流程然后再根据工艺流程进行设计计算。由于学生缺少对工程实例的认识，工艺流程选择未必合理，可能需要重新选择再进行设计计算：而在对设备构筑物进行计算的过程中，需要选取合适的工艺参数。进行计算后对结果进行校核，由于学生对构筑物的认识只停留在理论上，需要进行对此校核计算结果才合理，再加上绘制设计图纸，1周半的设计时间过短。

3.课程实践过于理论化。课程设计一般安排在理论课程结束后。由任课教师根据课程内容，向学生下达一个具有代表性的设计题目。设计题目一般与实际工程问题相结合较少，学生在接到设计题目后也不会安排到类似的工程现场进行参观学习。学生缺少对工程实例的认识，只能根据课本理论查找相关的设计手册，完成设计计算，整个过程过于理论化，与工程实际相差太远。在网络、多媒体技术成功融入本科教学的同时，也存在一些亟待改进的问题，特别是对于实验教学，以下问题值得关注：一是多媒体视频资源虽然丰富，但对课程设计类综合技能培养针对性不强，教师和学生不方便获取和利用；二是多媒体视频在制作之初的目的比较泛，对课程设计具体环节的针对性不强，学生在应用过程中费时，学习效率和兴趣难于保证和维持；三是已建多媒体视频交互系统，大多是单门课程，缺乏依据特定学科学生实践技能培养要求系统设计多媒体视频系统。四是多媒体视频系统的交互管理功能并未融入到实践教学的考核体系。

二、课程设计改革方案

以资源环境学院环境工程专业课程群所涉及到课程设计的部分课程试点。首先应用文献研究法，在对相关试点专业人才培养方案充分调研的基础上，通过个别征求意见、召开专业人才培养方案研讨会等形式，选择实践中课程设计环节的相关设备和工艺及具体课程设计环节。把原始的“计算+绘图”的课程设计方式改变为“参观+拆解+计算+绘图+应用”的新型课程设计手段，在教学的过程中，严格规范学生的动手设计时间，采用新型多媒体教学，视频参观，实际拆解，主动计算，自主绘图，充分应用。从而达到课程设计教学的目的。通过课程调整，将实习环节的学习过程分在校内学习和在企业学习2～3个阶段，按照“3+1”或“2+1+1”模式进行生产毕业实践教学改革。其中，“3+1”模式学生前6个学期（3年）为在学校基本理论与基本知识学习阶段，学习，后2个学期（1年）在企业（或学校）采用学习、研究和项目实训一体化模式完成学业；“2+1+1”模式学生前4个学期（2年）为在学校基本理论与基本知识学习阶段，后2个学期（1年）在企业（或学校）采用学习、研究和项目实训一体化模式进行工程素质、到手能力培养，最后2个学期（1年）再回到学校学习。针对不同阶段分别制定不同的目标。企业培养模式拟采用“订单式”和“双导师制”的培养模式，即有关协议企业从学校全日制三年级学生中尝试预先招聘在校本科生，并与其签订“预招聘合同”，学生第四年进入企业，实施对口工程实践能力培养；在校内则采用参与科研项目或申请科创项目的方式在校内实训基地和教师实验室进行实践能力培养。

确定系统功能，设计系统功能模块。在目前已有的实践教学管理系统模块设计结构上根据本研究的具体要求进行深化和补充。应包括登陆权限管理模块、视频数据库访问、管理模块、师生交互及实践教学操作环节考核模块等基本模块。

三、课程设计改革内容

1.环境工程专业实践教学体系改革和实践。根据环境保护行业对知识、能力和素质的要求，对环境工程专业的实践课程进行整合和内容的更新、精简，从而增加实践教学时节，使实践教学课时占总学时的50%以上。

2.环境工程专业实践教学新体系构建与实践。将课程设计和课程教学实习课时集中起来，统一规划、统一安排，在整合课程设计教学内容的基础上，取消以课设实验，代以综合大实验，构建课程实验新体系，并探析小班制或创新团队的课程实验教学新模式。

3.环境工程专业生产毕业综合实习改革与实践。将生产实习、毕业设计、毕业实习合并，构建生产毕业综合实习，让学生有足够时间进行在岗训练，并通过加强校内外实习基地、实训基地建设，或通过“订单式”、“导师制”等方式加强校企合作，从而构建以校企联合培养为核心的生产毕业综合实习新体系，提高学生实践能力的培养。

四、结论

真实背景下的课程设计，能够在很大程度上调动学生的积极性和主动性；独立分组进行设计避免了抄袭；模拟现场答辩增强了真实感，锻炼了学生的组织和表达能力，设计安排环环相扣，确保教学效果最高学生利益最大化。

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基金项目：湖南农业大学校级教改项目（62010113202）：创建服务“三农”卓越工程师特色人才培养目。

作者简介：戴春皓（1982―），女，黑龙江北安市人，博士，讲师。研究方向：大气污染控制工程。