高等職業(yè)院校環(huán)保裝備制造與人才培養(yǎng)研究

許占顯，劉建元

(廣東環(huán)境保護工程職業(yè)學(xué)院，廣東 佛山 528216)

1 引言

環(huán)保裝備制造是環(huán)境污染治理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是綠色制造和可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)與重要保障。目前，環(huán)保技術(shù)裝備門類比較齊全，基本滿足國內(nèi)市場需求[1，3]。文獻[4]指出：環(huán)保裝備制造到2020年其創(chuàng)新能力將明顯提升，主要裝備基本達到國際領(lǐng)先、競爭力明顯增強；文獻[4，5]提出：不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建百家具有示范引領(lǐng)作用的規(guī)范企業(yè)，到2020年力爭環(huán)保裝備制造業(yè)產(chǎn)值達到一萬億元。

2 環(huán)保裝備制造現(xiàn)狀

2.1 環(huán)保裝備制造產(chǎn)業(yè)

2014年為落實國發(fā)[2012]28號文件《“十二五”國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，促進環(huán)保技術(shù)裝備發(fā)展，五部委頒布環(huán)資[2014]2064號《重大環(huán)保技術(shù)裝備與產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化工程實施方案》文件，要求20%以上年均增速，2016年環(huán)保裝備生產(chǎn)總值達7000億元，提升國際競爭力也給出了具體指標(biāo)要求。2017年，針對環(huán)保裝備提出重點發(fā)展領(lǐng)域[4]，包括：大氣污染防治裝備、水污染防治裝備、固體廢物處理處置裝備、土壤污染修復(fù)裝備、資源綜合利用裝備、環(huán)境污染應(yīng)急處理裝備、環(huán)境監(jiān)測專用儀器儀表、環(huán)境污染防治專用材料與藥劑、噪聲與振動控制裝備等。在“十三五”規(guī)劃時期，環(huán)境保護制度將促使環(huán)保裝備制造業(yè)，在大氣、水資源、土壤等領(lǐng)域催生新的經(jīng)濟增長點[2]。

2.2 環(huán)保裝備制造人才需求

環(huán)保產(chǎn)業(yè)是一個跨產(chǎn)業(yè)、跨領(lǐng)域、跨地域與其它經(jīng)濟部門相互交叉、相互滲透的綜合性新興產(chǎn)業(yè)?！笆濉逼陂g，環(huán)保產(chǎn)業(yè)的大好形勢為環(huán)保裝備制造類人才的培養(yǎng)提供了一個良好平臺，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，人類對環(huán)境保護的意識越來越強，環(huán)境保護類人才的需求呈現(xiàn)出知識技能復(fù)合化的發(fā)展趨勢。社會需要既擅長工程建設(shè)又具有環(huán)保裝備設(shè)計制造施工的應(yīng)用型、技能型人才。目前，國家強調(diào)新工科教育背景下，加強具有創(chuàng)新精神和工匠職業(yè)意識的環(huán)保專業(yè)技術(shù)高技能人才隊伍建設(shè)，十分必要。

2.3 存在的問題

針對大氣污染治理、城鎮(zhèn)污水處理，國家已經(jīng)治定和實施了更為嚴格的標(biāo)準，目前存在的問題如下。

(1)企業(yè)規(guī)模小。當(dāng)下環(huán)保裝備制造業(yè)技術(shù)門檻低、分散性大，針對具體的污染處理工藝集聚和協(xié)同效應(yīng)明顯不足、資金投入不足、研發(fā)能力薄弱、高效成套設(shè)備少。

(2)核心技術(shù)含量低。環(huán)保設(shè)備與環(huán)保治理的工藝的匹配性、適應(yīng)性有待加強研究，環(huán)保數(shù)據(jù)監(jiān)測的智能化與反饋控制的自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化及其可靠性有待提升，環(huán)保設(shè)備機電一體化融合的水平還比較差，高端監(jiān)測儀器儀表等關(guān)鍵零部件和材料依賴進口，產(chǎn)品低端同質(zhì)化競爭嚴重。

(3)政策制度的耗散性。國家有關(guān)部門在環(huán)保裝設(shè)備研發(fā)、制造、應(yīng)用示范等方面制定的政策，存在職能部門管理交叉重疊及多頭管理現(xiàn)象，可實施可操作性不強等問題，對于促進產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展作用有限。

3 環(huán)保裝備制造與特征

3.1 分類

環(huán)保裝備是指生態(tài)環(huán)境污染防治專用設(shè)備、 資源綜合利用設(shè)備、 環(huán)境監(jiān)測專用儀器儀表和環(huán)境污染防治專用材料及藥劑的總稱。

(1) 生態(tài)環(huán)境污染防治裝備： 包括水污染防治、 大氣污染防治、 固體廢物處理、 噪聲與振動控制、土壤污染修復(fù)、環(huán)境污染應(yīng)急處理等主要設(shè)備。

(2) 生態(tài)資源綜合利用裝備： 包括再生資源回收利用、 工業(yè) “三廢” 再生綜合利用設(shè)備。

(3) 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測專用儀器儀表： 包括水質(zhì)污染分析、 大氣污染監(jiān)測、 噪聲污染監(jiān)測、 放射性和電磁波污染監(jiān)測裝置， 污染源測試分析儀等五類主要設(shè)備。

(4) 生態(tài)環(huán)境污染防治專用材料和藥劑： 包括吸附劑、 吸收劑、 膜分離材料、 多種濾料、 離子交換樹脂， 以及吸聲、 隔聲、 減振構(gòu)件及各種水處理劑等。針對大氣、水污染等領(lǐng)域治理，優(yōu)先發(fā)展的生態(tài)環(huán)保裝備包括：土壤修復(fù)處理設(shè)備、地下水處理設(shè)備、PM2.5污染治理設(shè)備、垃圾綜合利用、工業(yè)固體廢物綜合回收循環(huán)利用等技術(shù)裝備。

3.2 環(huán)保裝備制造的特征

(1)環(huán)保裝備制造是多學(xué)科的融合。污染的產(chǎn)生是由多種因素造成， 所以環(huán)保裝備的設(shè)計、 制造及服務(wù)過程，涉及的學(xué)科也非常廣泛，即環(huán)保裝備制造是多學(xué)科、多專業(yè)、多項技術(shù)的融合。

(2)環(huán)保裝備制造基于密集型技術(shù)。環(huán)保裝備制造技術(shù)、生產(chǎn)工藝等都要基于先進的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)；當(dāng)前，環(huán)境污染嚴重變化多、治理難度大，環(huán)保裝備的技術(shù)性能復(fù)雜、更新?lián)Q代較快[7]。

環(huán)保裝備制造具有國家調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性，國家支持有前景環(huán)保裝備制造形成產(chǎn)業(yè)鏈，形成集工藝與工程設(shè)計、環(huán)保裝備設(shè)計與制造、運營維護、管理營銷于一體的經(jīng)營模式，加大技術(shù)創(chuàng)新力度，重點發(fā)展節(jié)能、增速器、主軸、葉片、塔架、法蘭、控制系統(tǒng)等關(guān)鍵部件和先進成套環(huán)保裝備，以及相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)與職業(yè)培訓(xùn)等。

4 環(huán)保裝備制造專業(yè)培養(yǎng)要求

4.1 知識結(jié)構(gòu)方面

(1)公共基礎(chǔ)：外語、計算機、文獻檢索、化工化學(xué)、環(huán)境科學(xué)等。

(2 專業(yè)基礎(chǔ)：AutoCAD與工程制圖、電工學(xué)、機械制造基礎(chǔ)、機械設(shè)計基礎(chǔ)等。

(3)專業(yè)知識：環(huán)境工程儀表及自動化、可編程控制器PLC、機電一體化、環(huán)境工程學(xué)、材料腐蝕與防護、環(huán)境監(jiān)測儀表設(shè)備、環(huán)保設(shè)備制造工藝學(xué)、環(huán)保設(shè)備原理與設(shè)計等。

4.2 能力結(jié)構(gòu)方面

(1)獲取知識的能力：具備良好的學(xué)習(xí)能力、良好的口才與交際能力、機械及環(huán)保裝備設(shè)計能力、計算輔助設(shè)計與制造能力，虛擬仿真模擬能力、資料檢索與信息查詢能力。

(2)應(yīng)用知識能力：能夠綜合運用已學(xué)知識分析問題、解決問題；能夠完成基本的試驗和勝任一般工程實踐項目等。

3.3素質(zhì)結(jié)構(gòu)方面

(1)思想道德素質(zhì)：具備良好的政治素質(zhì)、思想素質(zhì)、道德品質(zhì)、法制意識、誠信意識。

(2)文化素質(zhì)：具備良好的文化、交流溝通和團隊合作意識。

(3)專業(yè)素質(zhì)：具備良好的專業(yè)技術(shù)技能、有求實創(chuàng)新意識、有一定的工程素養(yǎng)、有一定的價值效益意識和革新精神。

(4)身心素養(yǎng)：身心健康、視野寬廣。

5 教學(xué)實施

當(dāng)前，政府、企業(yè)等職能部門對環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)的關(guān)注度極高，但在環(huán)保裝備制造、智能制造等高端技術(shù)類人才培養(yǎng)方面還十分薄弱。為滿足環(huán)保行業(yè)的需求，相關(guān)部門對業(yè)務(wù)人員進行一些培訓(xùn)，提升專業(yè)素養(yǎng)是必要的，作為培養(yǎng)環(huán)保裝備制造人才主要力量的高等職業(yè)院校，擴大招生數(shù)量、切實加強專業(yè)建設(shè)，抓住人才培養(yǎng)問題才是解決環(huán)境保護發(fā)展瓶頸的正道。

5.1 教學(xué)思路

以機械設(shè)計與制造、機電設(shè)備、模具設(shè)計、電器自動化專業(yè)為基礎(chǔ)，以環(huán)境工程為依托，圍繞先進與智能制造、環(huán)保裝備作特色，以培養(yǎng)戰(zhàn)略性高精端應(yīng)用型工匠人才為目標(biāo)，以工程環(huán)保高等職業(yè)人才培養(yǎng)為主線，構(gòu)建分層次、多模塊的課堂與實訓(xùn)室一體化教學(xué)體系；具體就是以機械、電子、環(huán)境工程為背景，創(chuàng)建環(huán)保裝備制造專業(yè)、學(xué)科教學(xué)體系，分公共基礎(chǔ)教學(xué)、專業(yè)基礎(chǔ)任務(wù)驅(qū)動和專業(yè)綜合性、專業(yè)拓展創(chuàng)新性等層次，進行積分績點教學(xué)評估形成正確的理念和方法，才能使環(huán)保裝備制造類人才教育取得實質(zhì)性的成果[8，9]。

5.2 培養(yǎng)目標(biāo)

環(huán)保裝備制造專業(yè)培養(yǎng)的是德、智、體美全面發(fā)展的具有一定的環(huán)境污染治理工藝及環(huán)保裝備方面的知識與技能，具有環(huán)保裝備制造生產(chǎn)、安裝調(diào)試、運行管理及維修知識和操作能力，具有一定創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)技術(shù)技能人才；著力培養(yǎng)學(xué)生的知識和能力：熟悉污水處理工藝及其設(shè)施設(shè)備、煙氣除塵及脫硫脫硝等工藝及其設(shè)備、噪聲控制設(shè)備、固體廢物處理與利用工藝與設(shè)備，具有一定的環(huán)保處理工藝及環(huán)保設(shè)備設(shè)計能力，撐握計算機輔助設(shè)計與制造技術(shù)、3D打印技術(shù)、綠色制造在環(huán)保設(shè)備設(shè)計制造中的應(yīng)用，撐握環(huán)保設(shè)備的選型、安裝施工、運行、維護保養(yǎng)方面的知識和技能，了解環(huán)保設(shè)備的前沿技術(shù)動向、了解計算機技術(shù)、通信技術(shù)、組態(tài)技術(shù)、PLC與PID智能控制技術(shù)在環(huán)保裝備控制中的應(yīng)用。

5.3 課程建設(shè)

環(huán)保裝備制造教育體系中最為核心的就是課程體系，課程體系是體現(xiàn)學(xué)校教育理念、展現(xiàn)教學(xué)成果的中心樞紐，對教育的發(fā)展起著相當(dāng)關(guān)鍵的作用，課程體系的構(gòu)建和實施直接影響教育的效果。根據(jù)學(xué)校實際情況和環(huán)保裝備制造人才培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)發(fā)展需要，依托機電工程系、環(huán)境工程系整合現(xiàn)有資源，開設(shè)如：機械制造與自動化、模具設(shè)計與制造、機電設(shè)備維修與管理、電器自動化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、環(huán)境工程、環(huán)境監(jiān)測與控制、安全評價等課程。

5.3.1 課程模塊與專題設(shè)置

模塊化課程設(shè)置，在本專業(yè)培養(yǎng)方案的課程安排中采用模塊式結(jié)構(gòu)，確定各模塊的相關(guān)課程設(shè)置及能力分析，注意各模塊知識和技能的相互銜接，并根據(jù)教學(xué)需要布置一些特定的專題任務(wù)。

(1)公共與專業(yè)基礎(chǔ)。目的是使學(xué)生獲得基本的環(huán)境工程和環(huán)保裝備制造兩個領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論及基本技能，著眼于培養(yǎng)學(xué)生對于環(huán)境工程、環(huán)保裝備工作原理，環(huán)保裝備設(shè)計與制造基本理論及工藝過程，有一個系統(tǒng)的整體的認知。

(2)專業(yè)理論。目的是使學(xué)生在環(huán)保裝備制造的專業(yè)面上得專業(yè)必需的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)及基本技能，著眼于讓學(xué)生在就業(yè)上具有較大的適應(yīng)性和可選擇性。

(3)實踐與拓展。以環(huán)保裝備設(shè)計及制造、機電一體化，環(huán)保裝備安裝施工與維護、環(huán)保裝備自動化控制、環(huán)境污染控制綜合訓(xùn)練、專業(yè)認識實習(xí)、專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計為紐帶，貫通、整合環(huán)境工程與機械制造之間的內(nèi)在聯(lián)系與融合。

5.3.2 環(huán)保裝備主干課程

機械制圖與CAD、工程力學(xué)、環(huán)境工程、材料腐蝕與防護、環(huán)境工程儀表及自動化、可編程控制器PLC、機電一體化、環(huán)保裝備制造、環(huán)保裝備原理與設(shè)計、測試技術(shù)、安全評價、實踐教學(xué)等。主要涉及環(huán)保裝備包括：大氣、水污防治、固體廢料治理、土壤修復(fù)裝備、環(huán)境污染應(yīng)急處理、環(huán)境監(jiān)測專用儀器儀表、污染防治專用材料、藥劑和噪聲、振動控制裝備等類別。

5.4 教學(xué)方法

傳統(tǒng)教學(xué)模式注重知識傳授，與學(xué)生缺少互動、教學(xué)方法和手段不是很適應(yīng)高職類學(xué)生，學(xué)生往往感覺課程枯燥，致使學(xué)生實踐能力差。結(jié)合實際可創(chuàng)新如下教學(xué)方式。

(1)學(xué)生主題演講。在教學(xué)過程中，學(xué)生針對一個教學(xué)項目分工合作、共同探討、相互提問、尋找答案,然后每組指定代表發(fā)言講授所學(xué)，所思、所悟、教師點評，這樣可增強課堂學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、趣味性、活躍課堂氣氛；減少學(xué)生注意力不集中、玩手機、思想開小差等情形，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)的欲望、通過相互交流合作來學(xué)習(xí)知識和技能，可提高學(xué)習(xí)效率。

(2)任務(wù)驅(qū)動與專題介紹。在重要教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置必要的驅(qū)動任務(wù)，安排學(xué)生進行專題介紹，如電除塵器芒刺線脫落造成電場短路或拉弧原因是什么，如何處理？要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)電除塵的結(jié)構(gòu)、安裝及工作原理來回答，學(xué)生通過這樣的任務(wù)訓(xùn)練，自己找到了答案，加深了理解和記憶。

(3)涉獵前沿。一名優(yōu)秀的教師教應(yīng)廣泛閱讀專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)國內(nèi)外最新研究成果，跟蹤國內(nèi)外研究與應(yīng)用最新動態(tài)，保持對新技術(shù)、新工藝的興趣及敏銳性，拓展學(xué)生對前沿科學(xué)(環(huán)保智能監(jiān)測與控制、先進環(huán)保處理工藝與裝備、先進制造、綠色制造等)發(fā)展的視野。

(4)過程評價。擬構(gòu)建過程化、模塊化、專題與任務(wù)驅(qū)動等積分績點的考核方式，摒棄一次期末考試決定課程成績的弊端，但是對學(xué)生教學(xué)中出現(xiàn)的“閃點、燃點”要提高評價的權(quán)重。

6 結(jié)語

目前環(huán)保裝備制造與人才培養(yǎng)大多依附于機械制造、環(huán)境工程等相關(guān)專業(yè)，自身還沒有獨立形成專業(yè)。根據(jù)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，創(chuàng)立環(huán)保裝備制造專業(yè)與開發(fā)相關(guān)的課程設(shè)置，迫切需要構(gòu)建一個完整的培養(yǎng)環(huán)保裝備制造工匠應(yīng)用人才教育模式和育人體系。具體說來，在環(huán)保裝備制造方面：第一，將人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會服務(wù)緊密結(jié)合；第二，加強對學(xué)生節(jié)能、綠色生態(tài)意識和創(chuàng)新能力的教育；第三，切實提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，將高職院校環(huán)保裝備制造與產(chǎn)業(yè)教育相結(jié)合并融入到人才培養(yǎng)方案，形成具體的實施方案和教學(xué)評價，推動新時期高等環(huán)保職業(yè)院校內(nèi)涵質(zhì)量建設(shè)的全面發(fā)展。