“工工”結(jié)合下環(huán)境工程拔尖創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系構(gòu)建與課程支撐

魏亮亮 馮玉杰 張照韓 張軍 丁晶 趙英 李俐頻 白舜文

摘 ?要：隨著我國(guó)高等教育改革的不斷深入和新工科建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，特別是我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)方式和內(nèi)涵的持續(xù)變革，如何構(gòu)建能夠服務(wù)新時(shí)代生態(tài)環(huán)境建設(shè)、能夠解決復(fù)雜環(huán)境問(wèn)題的拔尖創(chuàng)新人才是當(dāng)前環(huán)境工程領(lǐng)域人才培養(yǎng)的熱點(diǎn)話題?；谛聲r(shí)代我國(guó)環(huán)境工程人才培養(yǎng)需求變化的深刻分析，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的實(shí)際需求，文章重點(diǎn)分析了當(dāng)前環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)中知識(shí)體系、知識(shí)維度、人才需求的變化情況，在此基礎(chǔ)上剖析了環(huán)境工程專業(yè)與自動(dòng)化、控制科學(xué)與工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、機(jī)械制造及其自動(dòng)化、化學(xué)工程、材料科學(xué)與工程、土木工程、能源動(dòng)力工程專業(yè)等進(jìn)行“工工”結(jié)合建設(shè)的結(jié)合點(diǎn)，提出了“工工”結(jié)合下相關(guān)課程升級(jí)及建設(shè)的建議。相關(guān)研究結(jié)果有助于新時(shí)代環(huán)境工程專業(yè)更好地進(jìn)行課程體系的建設(shè)和知識(shí)體系的升級(jí)，助力拔尖創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：新工科;環(huán)境工程;工工結(jié)合;課程體系;內(nèi)涵建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2021）S1-0001-06

Abstract： With the continuous reform of the higher education and the steady advancement of the new engineering construction， especially the significant variation of the construction mode and connotation of ecological civilization of China， how to culture top-notch innovative talents and further serve the ecological environment construction of the new era has been a hot topic recently. Based on the systematic analysis of the changes of the environmental engineering talent training needs of China， combined with the current actual needs of ecological civilization of China， the variation of the knowledge demanding， dimension and depth for those environmental talents culturing were emphatically analyzed. Then， the integration points of environmental engineering and automation， control science and engineering， computer science and engineering， mechanical manufacturing and automation， chemical engineering， material science and engineering， civil engineering， energy and power engineering were deeply evaluated. The relevant suggestions on how to upgrade and construct the engineering combined courses were proposed. Relevant research results would be meaningful for the construction of curriculum system and the upgrading of knowledge system for environmental engineering in this new era， also beneficial to build a training system for top-notch innovative talents.

Keywords： emerging engineering education; environmental engineering; combined engineering; curriculum system; connotation construction

環(huán)境工程專業(yè)是通過(guò)研究自然資源的保護(hù)與利用，運(yùn)行物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)理論知識(shí)，致力于生態(tài)修復(fù)、環(huán)境污染防治與環(huán)境質(zhì)量提升的一門學(xué)科。由于生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的復(fù)雜性和綜合性，環(huán)境工程專業(yè)本科培養(yǎng)體系具有理工結(jié)合、多學(xué)科交叉滲透的顯著特點(diǎn)。當(dāng)前，環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)內(nèi)容涉及水污染防治、大氣污染治理、固體廢物處理處置技術(shù)、環(huán)境污染檢測(cè)技術(shù)、環(huán)境管理與規(guī)劃等相關(guān)知識(shí);通過(guò)本科階段相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，以期培養(yǎng)具有國(guó)際視野、能夠解決現(xiàn)代復(fù)雜環(huán)境工程問(wèn)題的高素質(zhì)專業(yè)人才。

我國(guó)環(huán)境工程本科教育起始于20世紀(jì)70年代，其標(biāo)志事件為1977年清華大學(xué)在原有給水排水專業(yè)的基礎(chǔ)上成立了我國(guó)第一個(gè)環(huán)境工程專業(yè)[1]，之后全國(guó)各高等院校陸續(xù)設(shè)立了環(huán)境工程專業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)開設(shè)環(huán)境工程專業(yè)的院校已逾400所[2]。環(huán)境工程研究對(duì)象復(fù)雜，覆蓋微觀、中觀及宏觀等不同體系，相關(guān)環(huán)境問(wèn)題的解析涉及到土建、生物學(xué)、材料學(xué)、化工/化學(xué)、氣象水文、社會(huì)管理等多方面知識(shí)，因而學(xué)科發(fā)展呈現(xiàn)出鮮明的交叉性、綜合性。目前，縱觀全國(guó)各大高等院校環(huán)境工程專業(yè)起源及發(fā)展方向，可分為以下三類：（1）以清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等為代表，從傳統(tǒng)建筑市政方向發(fā)展而來(lái)的以水處理為核心的環(huán)境工程專業(yè);（2）以南京大學(xué)、南開大學(xué)為代表，從傳統(tǒng)化學(xué)化工方向發(fā)展而來(lái)的以環(huán)境化學(xué)為核心的環(huán)境工程專業(yè);（3）以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)為代表，從礦業(yè)、海洋、農(nóng)學(xué)、冶金、地質(zhì)等方向交叉發(fā)展而來(lái)的環(huán)境工程專業(yè)。

需要指出的是，新時(shí)代我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求對(duì)環(huán)境保護(hù)人才培養(yǎng)提出了新的要求，面對(duì)多學(xué)科交叉和多技術(shù)融合的時(shí)代背景，如何培養(yǎng)具有家國(guó)情懷的復(fù)合型創(chuàng)新人才，是當(dāng)前環(huán)境人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。我國(guó)環(huán)境類專業(yè)人才培養(yǎng)體系基本沿襲了40年前的課程體系和培養(yǎng)模式，人才培養(yǎng)方面存在專業(yè)基礎(chǔ)理論不夠扎實(shí)、專業(yè)課程體系零散、與行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)合度低等一些問(wèn)題。

一、環(huán)境工程專業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向及專業(yè)內(nèi)涵/外延發(fā)生顯著變化

（一）生態(tài)文明建設(shè)被列入國(guó)家“五位一體”總體布局，重視程度明顯提升

我國(guó)環(huán)境戰(zhàn)略/政策改革史在生態(tài)環(huán)境保護(hù)發(fā)展史中極具份量。新中國(guó)成立70多年來(lái)，我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)取得了前所未有的巨大成就，國(guó)家戰(zhàn)略政策亦發(fā)生巨大變化，經(jīng)歷了一個(gè)從“三廢”治理到流域區(qū)域治理、從實(shí)施主要污染物總量控制到以環(huán)境質(zhì)量改善為主線、從環(huán)境保護(hù)基本國(guó)策到全面推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的變更。當(dāng)前，我國(guó)基本建立了適應(yīng)生態(tài)文明和“美麗中國(guó)”建設(shè)的環(huán)境戰(zhàn)略政策體系[3]。黨的十九大、“十四五”規(guī)劃等多次重申，要堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山的理念，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型，促進(jìn)人與自然和諧共生。當(dāng)前國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視程度、投入水平均是前所未有，并已將生態(tài)文明建設(shè)納入國(guó)家“五位一體”總體布局。毫無(wú)疑問(wèn)，新時(shí)代對(duì)環(huán)境工程專業(yè)建設(shè)提出新的更高要求。

（二）新工科背景下環(huán)境工程專業(yè)多學(xué)科交叉明顯，涉及領(lǐng)域變化明顯

隨著我國(guó)治理重點(diǎn)的不斷變更和綠色高質(zhì)量發(fā)展的持續(xù)推進(jìn)，環(huán)境工程涉及的領(lǐng)域也逐漸由過(guò)去的單一環(huán)境保護(hù)與污染治理，轉(zhuǎn)向目前的多領(lǐng)域協(xié)同并舉，涵蓋了生產(chǎn)、消費(fèi)全產(chǎn)業(yè)鏈條，橫跨生態(tài)保護(hù)、城市高質(zhì)量發(fā)展、流域保護(hù)、鄉(xiāng)村振興、文化教育等諸多領(lǐng)域。如在生產(chǎn)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的高投入、高能耗、高污染、低效益的粗放型經(jīng)濟(jì)模式給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了極大的壓力，造成嚴(yán)重的污染問(wèn)題，因此節(jié)能、降耗、減污、增效的綠色低碳經(jīng)濟(jì)模式和相關(guān)的生產(chǎn)模式對(duì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)繁榮與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏至關(guān)重要。如在消費(fèi)領(lǐng)域，綠色、低碳、可持續(xù)的消費(fèi)理念的發(fā)展必將使生態(tài)環(huán)境防治的對(duì)象發(fā)生顯著變化;此外，美麗鄉(xiāng)村的建設(shè)、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、雙碳計(jì)劃的推進(jìn)和實(shí)施必將使得我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的內(nèi)涵和外延發(fā)生顯著變化。

（三）區(qū)域/流域/城市群污染防治整體推進(jìn)，治理體系亟需升級(jí)

當(dāng)前，生態(tài)環(huán)境防治工程由過(guò)去的“分治”向“合治”轉(zhuǎn)變，治理范圍更大，工程措施更為復(fù)雜。然而職能部門間權(quán)責(zé)不明、條塊分割、“九龍治水”的現(xiàn)象在一定程度上影響了生態(tài)文明建設(shè)的成效[4]。因此，建立區(qū)域/城市群水平，甚至流域水平的污染防治體系，組建專門機(jī)構(gòu)及專業(yè)隊(duì)伍可在一定程度上保障未來(lái)生態(tài)環(huán)境工程實(shí)施的效果。毫無(wú)疑問(wèn)，未來(lái)生態(tài)環(huán)境治理方法將從過(guò)去的單一治理向預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理邁進(jìn)，從單項(xiàng)工程治理向生態(tài)恢復(fù)、風(fēng)險(xiǎn)防控、生態(tài)重構(gòu)等方向邁進(jìn)，從末端治理向區(qū)域化/流域性源頭減排邁進(jìn)。相對(duì)應(yīng)的，環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)體系需要進(jìn)行體系升級(jí)。

（四）新時(shí)代中國(guó)水網(wǎng)等智慧環(huán)保呼之欲出，智慧智能成時(shí)代標(biāo)簽

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)高速發(fā)展，環(huán)境工程專業(yè)信息化日漸提升，環(huán)保工程“智能化”需求凸顯，但此階段存在處理工藝與信息化技術(shù)融合度不高，未形成多維度技術(shù)支撐的問(wèn)題。2015年以來(lái)，隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的興起以及與環(huán)保行業(yè)的融合，環(huán)境工程系統(tǒng)信息化進(jìn)入快速發(fā)展期，大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘、全球感知等新技術(shù)的應(yīng)用使得環(huán)境工程系統(tǒng)智慧化程度不斷加深，但亦存在數(shù)據(jù)不完善、數(shù)據(jù)孤島、智慧水務(wù)認(rèn)知不足等問(wèn)題[5]。可以預(yù)見，隨著中國(guó)水網(wǎng)、智慧海綿、智慧城市、智慧水務(wù)等持續(xù)推進(jìn)，環(huán)境工程的智慧智能將是未來(lái)人才培養(yǎng)的重要方向（圖1）。

二、新時(shí)代對(duì)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)提出新要求

（一）新時(shí)代國(guó)家生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求發(fā)生顯著變化，知識(shí)體系亟待升級(jí)

當(dāng)前我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)發(fā)生歷史性、轉(zhuǎn)折性、全局性的變化，環(huán)境問(wèn)題從過(guò)去的污染源治理走向環(huán)境質(zhì)量改善階段，這一變化要求我們必須對(duì)環(huán)境工程專業(yè)人才需求進(jìn)行新的設(shè)計(jì)，做到相關(guān)授課內(nèi)容的“推陳出新”和“退陳出新”。因此，從專業(yè)培養(yǎng)方案、課程體系等方面需要做到更新?lián)Q代，體現(xiàn)環(huán)境工程與相關(guān)學(xué)科的交叉融合，以適應(yīng)綜合化、整體化的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展;進(jìn)而將現(xiàn)代環(huán)境工程學(xué)的研究對(duì)象和研究領(lǐng)域拓展到從太空到地下、從微觀到宏觀等多維度[6]。這就要求在教學(xué)過(guò)程中不僅要教授傳統(tǒng)基礎(chǔ)理論知識(shí)，而且要與時(shí)俱進(jìn)，升級(jí)知識(shí)體系，增加信息、生物、材料等前沿知識(shí)，拓寬環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域。

（二）新時(shí)代高質(zhì)量發(fā)展對(duì)行業(yè)提出新要求，知識(shí)維度亟待拓展

目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)正處于全面綠色轉(zhuǎn)型階段，加快推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、強(qiáng)化減污降碳協(xié)同增效已成為大勢(shì)所趨。高質(zhì)量發(fā)展對(duì)各行各業(yè)均提出全新要求，如夯實(shí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、補(bǔ)齊發(fā)展短板。此過(guò)程必將對(duì)環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)提出全新要求，如通過(guò)對(duì)化工/材料行業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生掌握無(wú)毒低能耗綠色原料/材料的生產(chǎn)技術(shù);通過(guò)與土木工程相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生掌握現(xiàn)代環(huán)境工程建造與施工的技術(shù);通過(guò)與計(jì)算機(jī)/自動(dòng)化控制相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行環(huán)境大數(shù)據(jù)分析、模擬分析解決復(fù)雜環(huán)境問(wèn)題的能力;通過(guò)與能源動(dòng)力相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行能耗分析并進(jìn)行節(jié)能減排的能力;通過(guò)與機(jī)械制造工程相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生基于機(jī)械原理研究和解決環(huán)保設(shè)備和相關(guān)工程機(jī)械問(wèn)題的能力。相關(guān)知識(shí)點(diǎn)在培養(yǎng)體系中的設(shè)置，將進(jìn)一步拓展環(huán)境工程人才的知識(shí)維度。

（三）全產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)后對(duì)環(huán)保人才提出新需求，綜合素質(zhì)要求升級(jí)

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)因其“高能耗、高污染、低效益”的缺點(diǎn)正逐步退出歷史舞臺(tái)，新時(shí)代的工業(yè)產(chǎn)業(yè)正朝著高端、智能、綠色的方向發(fā)展，這一形勢(shì)變化對(duì)環(huán)保人才的培養(yǎng)提出了新的要求，環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)應(yīng)及時(shí)調(diào)整人才培養(yǎng)模式，優(yōu)化教學(xué)知識(shí)體系，培養(yǎng)社會(huì)發(fā)展和企業(yè)生產(chǎn)急需的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型人才。當(dāng)前，基本職業(yè)能力只是人才培養(yǎng)的最低要求，專業(yè)知識(shí)能力也僅能解決部分現(xiàn)存問(wèn)題，具備創(chuàng)新能力才是時(shí)代發(fā)展的需要[7]。環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生只有具備基本職業(yè)能力、運(yùn)用專業(yè)知識(shí)能力、發(fā)展自我創(chuàng)新能力，并且使之相互交叉滲透，才能推進(jìn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)以資源保護(hù)、節(jié)能減排、提質(zhì)增效、循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為主的綠色發(fā)展（圖2）。

三、基于“工工”結(jié)合的環(huán)境工程人才培養(yǎng)體系構(gòu)建——以哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)為例

（一）哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)簡(jiǎn)介及專業(yè)特色

哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)成立于1985年，是享譽(yù)國(guó)內(nèi)外的國(guó)家級(jí)特色專業(yè)，2019年入圍國(guó)家首批一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn);入選教育部首批“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃試點(diǎn)專業(yè)，是教育部環(huán)境領(lǐng)域創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)。當(dāng)前，環(huán)境工程系每年招生50～60人，在校生165人。目前已形成一支以院士帶隊(duì)、杰青、長(zhǎng)江學(xué)者等為核心的高端師資隊(duì)伍。本專業(yè)以培養(yǎng)尊重自然規(guī)律和工程倫理，具有多維知識(shí)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新思維和國(guó)際視野，具備溝通協(xié)作、科技創(chuàng)新、解決復(fù)雜工程問(wèn)題和終身學(xué)習(xí)能力，具有優(yōu)良品德、執(zhí)著信念和家國(guó)情懷，能夠在生態(tài)文明建設(shè)等領(lǐng)域引領(lǐng)未來(lái)發(fā)展的拔尖創(chuàng)新人才為目標(biāo)。

目前，環(huán)境工程專業(yè)形成了以環(huán)境工程原理、污染控制微生物學(xué)、環(huán)境學(xué)、環(huán)境分析化學(xué)、物理化學(xué)、環(huán)境流體力學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程，水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與資源化、城鎮(zhèn)給排水系統(tǒng)工程、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等專業(yè)核心課為基礎(chǔ)的人才培養(yǎng)體系。為全面提升學(xué)生解決復(fù)雜環(huán)境工程問(wèn)題的能力，環(huán)境工程系近年來(lái)通過(guò)如下舉措：（1）全面升級(jí)大氣污染控制工程、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、城鎮(zhèn)給排水系統(tǒng)、固體廢物處理與資源化、水污染控制工程等五大核心課課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，保障學(xué)生設(shè)計(jì)能力培養(yǎng);（2）100%學(xué)子進(jìn)行一年制本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，差異化專題設(shè)計(jì)保障學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì);（3）五大專業(yè)課程選修模塊（26門課程）保障專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)及興趣培養(yǎng);（4）工程特色課程及新工科課程初步覆蓋（設(shè)置了環(huán)境決策支持系統(tǒng)、環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)、建筑給水排水工程、環(huán)境工程儀表與自動(dòng)化、小城鎮(zhèn)及農(nóng)村環(huán)境治理、建筑給水排水工程、特種廢水處理、排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范與計(jì)算、循環(huán)經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)方法、新概念節(jié)能污水處理技術(shù)等課程）;（5）國(guó)家精品課程/國(guó)家一流課程建設(shè)及示范引領(lǐng)等措施來(lái)保障人才培養(yǎng)成效，效果顯著。

（二）環(huán)境工程人才培養(yǎng)進(jìn)行“工工”結(jié)合的必要性

環(huán)境問(wèn)題作為工業(yè)文明的典型產(chǎn)物與全球關(guān)注的重大社會(huì)問(wèn)題，環(huán)境污染的累積性和復(fù)雜性使得環(huán)境問(wèn)題的解決具有了跨行業(yè)性、手段多樣性、牽涉利益多樣性等特點(diǎn)。工程科學(xué)史表明，工程科學(xué)經(jīng)歷了綜合、分化、再綜合的過(guò)程。現(xiàn)代環(huán)境工程科學(xué)既高度分化又高度綜合，而交叉工程科學(xué)又集分化與綜合于一體，這往往就是科學(xué)新的生長(zhǎng)點(diǎn)、新的科學(xué)前沿，最有可能產(chǎn)生重大的科學(xué)突破，使科學(xué)發(fā)生革命性的變化。

面對(duì)環(huán)境問(wèn)題，僅靠傳統(tǒng)的環(huán)境工程課程基礎(chǔ)很難培養(yǎng)具有解決新時(shí)代復(fù)雜生態(tài)環(huán)境問(wèn)題能力的優(yōu)秀學(xué)生，惟有交叉科學(xué)最有可能解決。新時(shí)代國(guó)家雙碳戰(zhàn)略、綠色高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略等提出了綜合性人才培養(yǎng)需求;此外，國(guó)家重大環(huán)境工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、論證、實(shí)施、評(píng)價(jià)等也必須綜合運(yùn)用“工工”結(jié)合科學(xué)。哈工大環(huán)境學(xué)院組織的面向全國(guó)環(huán)境工程/給水排水科學(xué)與工程專業(yè)的云端實(shí)習(xí)中，智慧水務(wù)技術(shù)與應(yīng)用、新冠疫情下的醫(yī)療廢水應(yīng)急處理、流域水環(huán)境治理、海綿城市建設(shè)等相關(guān)課程選課率最高，表明學(xué)生對(duì)行業(yè)熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題關(guān)注度高，然而當(dāng)前國(guó)內(nèi)大部分高校在此方面課程的設(shè)置不夠。因此，環(huán)境工程領(lǐng)域“工工”結(jié)合的人才培養(yǎng)模式必將是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)技術(shù)高度綜合化和集成化、保障復(fù)雜環(huán)境工程能力培養(yǎng)的重要舉措（圖3）。

（三）未來(lái)環(huán)境工程專業(yè)“工工”結(jié)合人才培養(yǎng)體系構(gòu)建與思考

1. 與自動(dòng)化/控制專業(yè)人才培養(yǎng)體系的“工工”結(jié)合

將自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用于水處理、大氣治理等生態(tài)環(huán)保領(lǐng)域，不僅可以提升工作效率和質(zhì)量，而且可有效節(jié)省資金和人力，從而使企業(yè)在實(shí)際運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)與環(huán)境工程的交叉在業(yè)界已廣泛應(yīng)用，如智慧水務(wù)感知層中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是利用自動(dòng)化設(shè)備獲得底層數(shù)據(jù)，通過(guò)自動(dòng)化運(yùn)行的環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備[8]、環(huán)保設(shè)備（如自動(dòng)投藥）[9]、管道與設(shè)備智能檢修裝置、系統(tǒng)控制軟件、智能機(jī)器人應(yīng)用等實(shí)現(xiàn)水務(wù)的智慧化運(yùn)行。當(dāng)前我校環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系中設(shè)置的該領(lǐng)域課程有環(huán)境決策支持系統(tǒng)、環(huán)境工程儀表與自動(dòng)化控制和環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)，通過(guò)考察北京大學(xué)等兄弟院校相關(guān)課程設(shè)置，建議在未來(lái)的人才培養(yǎng)中增加環(huán)境工程仿真與控制等相關(guān)課程，并升級(jí)現(xiàn)有的環(huán)境統(tǒng)計(jì)學(xué)課程（圖4）。

2. 與計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)體系的“工工”結(jié)合

遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS），以及環(huán)保大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和更高水平的計(jì)算領(lǐng)域研究成果將為復(fù)雜生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的解決大幅縮減時(shí)間和成本[10]。如目前北京大學(xué)在空氣質(zhì)量物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科交叉研究取得較大進(jìn)展，開創(chuàng)性地采用物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)了新型的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[11]，綜合運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、通信網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用氣象學(xué)等多學(xué)科交叉研究的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)優(yōu)化，提高了最終獲取空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的可靠性，對(duì)大范圍環(huán)境下空氣污染治理等有重大的指導(dǎo)意義[12-13]。當(dāng)前環(huán)境工程專業(yè)現(xiàn)有課程為環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)與管理數(shù)學(xué)模型、環(huán)境地理信息系統(tǒng)（研），建議在未來(lái)人才培養(yǎng)體系中考慮增加環(huán)境大數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘、環(huán)境遙感概論等相關(guān)課程（或模塊）（圖4）。

3. 與機(jī)械制造專業(yè)人才培養(yǎng)體系的“工工”結(jié)合

環(huán)境工程與機(jī)械制造專業(yè)交叉而生的環(huán)保裝備制造業(yè)是伴隨著環(huán)境保護(hù)的需求而逐步發(fā)展起來(lái)的，是環(huán)保產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)保障。當(dāng)前環(huán)保裝備制造在大氣污染防治、水環(huán)境治理、固體廢棄物處理、土壤修復(fù)等多個(gè)行業(yè)中廣泛應(yīng)用。如燃煤電廠/工業(yè)窯爐脫硫脫硝一體化設(shè)備、大面積/多聲源企業(yè)噪聲控制設(shè)備、大型城市垃圾減量化成套設(shè)備、水中氨氮/重金屬/持久性有機(jī)污染物等傳感技術(shù)和在線監(jiān)測(cè)儀器、有毒有害泥水環(huán)境污染快速應(yīng)急處理集成裝置等[14-15]。因此，建議環(huán)境工程專業(yè)在未來(lái)培養(yǎng)方案中增加環(huán)境工程機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、環(huán)境工程裝備設(shè)計(jì)等課程設(shè)置（圖4）。

4. 與化工/材料專業(yè)人才培養(yǎng)體系的“工工”結(jié)合

環(huán)境工程與化工專業(yè)的交叉顯著，如當(dāng)前熱門的環(huán)境友好型溶劑（如水、超臨界流體、離子液體等）的合成與應(yīng)用、生物催化技術(shù)、生物質(zhì)能合成/轉(zhuǎn)化等方面的研究均涉及化工專業(yè)的相關(guān)知識(shí)。環(huán)境工程與材料專業(yè)的交叉主要體現(xiàn)在新型環(huán)保材料的篩選開發(fā)等方面[16]，如玻璃陶瓷制備、催化分解等技術(shù)廣泛應(yīng)用于塑料廢棄物的治理，以提高熱固性聚合物的降解回收[17-18];同時(shí)，材料學(xué)科團(tuán)隊(duì)針對(duì)相關(guān)技術(shù)的材料機(jī)械性能穩(wěn)定性、降解劑的環(huán)保性和聚合單體回收效率進(jìn)行了廣泛研究[19]。建議環(huán)境工程專業(yè)升級(jí)環(huán)境化學(xué)、環(huán)境納米技術(shù)、納米表征及其在環(huán)境檢測(cè)分析中的應(yīng)用等課程[20]，結(jié)合浙江大學(xué)等課程設(shè)置經(jīng)驗(yàn)建議增設(shè)清潔生產(chǎn)等課程的設(shè)置（圖4）。

5. 與土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的“工工”結(jié)合

相比于傳統(tǒng)的土建施工，現(xiàn)代環(huán)境工程土建與施工呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：（1）智能智慧化技術(shù)得到大范圍應(yīng)用;（2）模塊化集成化程度顯著提高;（3）非開挖等新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用;（4）地下/水下施工逐年增大;（5）傳統(tǒng)的人工施工方式逐漸淡出視野等特征。環(huán)境工程與土木工程的“工工”結(jié)合成果廣泛應(yīng)用于地下污水處理廠/給水廠建設(shè)、黑臭河道治理、流域治理、綜合管廊建設(shè)、海綿城市建設(shè)等最新的環(huán)境工程施工，同時(shí)，智能智慧自動(dòng)化設(shè)備與環(huán)境工程交叉將實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)時(shí)代背景下的技術(shù)更新?lián)Q代[21]。建議在未來(lái)環(huán)境工程培養(yǎng)體系中升級(jí)環(huán)境工程土建概論與施工技術(shù)、環(huán)境工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)和造價(jià)管理等課程，建議增加設(shè)置環(huán)境工程設(shè)計(jì)與施工等必修課（圖4）。

6. 與能源動(dòng)力工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的“工工”結(jié)合

環(huán)境工程與能源動(dòng)力工程交叉而生的能源環(huán)境工程主要是將煤炭、石油、天然氣等一次能源轉(zhuǎn)化為電力、熱能等二次能源的生產(chǎn)和利用過(guò)程。伴隨能源轉(zhuǎn)換過(guò)程排放的有害物質(zhì)將造成環(huán)境污染，因此能源的生產(chǎn)必須高效、清潔。目前，此交叉學(xué)科主要研究人工環(huán)境，風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等新能源的開發(fā)利用等。環(huán)境工程與能源動(dòng)力“工工”結(jié)合的另一個(gè)重點(diǎn)為固體廢物處理與資源化利用，包括：生化垃圾及生物質(zhì)類固體廢物低焦油氣化催化、有機(jī)固體廢物熱化學(xué)催化處理、餐廚垃圾生物干化與工業(yè)廢渣強(qiáng)制干燥處理、危險(xiǎn)固體廢物的無(wú)害化及資源化處理，電子垃圾高級(jí)破碎、分選及資源化研究等。學(xué)科體系現(xiàn)有課程為：能源與氣候變化、新概念節(jié)能污水處理技術(shù)（研）;建議增加設(shè)置中國(guó)環(huán)境保護(hù)與節(jié)能挑戰(zhàn)等選修課（圖4）。

四、“工工”結(jié)合背景下現(xiàn)代環(huán)境工程人才培養(yǎng)體系構(gòu)建思考

隨著我國(guó)高等教育改革的不斷深入和新工科建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)方式和內(nèi)涵發(fā)生了翻天覆地的變革，如何在新形勢(shì)下實(shí)現(xiàn)環(huán)境工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的躍升，基于相關(guān)調(diào)研成果總結(jié)，對(duì)未來(lái)“工工”結(jié)合下現(xiàn)代環(huán)境工程人才培養(yǎng)體系構(gòu)建思考如下：

（1）時(shí)代日新月異，把培養(yǎng)服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略，具有新理念、新思維的環(huán)境新青年作為人才培養(yǎng)的首要任務(wù)。當(dāng)前，我國(guó)生態(tài)文明戰(zhàn)略、碳減排/碳達(dá)峰戰(zhàn)略、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、海綿城市建設(shè)、國(guó)家水網(wǎng)建設(shè)、提質(zhì)增效等全面展開，如何培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維，能夠服務(wù)國(guó)家相關(guān)戰(zhàn)略任務(wù)的復(fù)合型人才是當(dāng)前環(huán)境工程專業(yè)應(yīng)該思考的重點(diǎn)任務(wù)，因此有必要以培養(yǎng)社會(huì)主義接班人為出發(fā)點(diǎn)，全方位提高人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略高度。

（2）學(xué)科地位抬升，把建設(shè)和完善能夠吸引優(yōu)秀新青年的課程培養(yǎng)體系作為人才培養(yǎng)的首要任務(wù)。生態(tài)文明建設(shè)的全面推進(jìn)使得生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)專業(yè)的重要程度達(dá)到前所未有之高度，群眾對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)不斷升高，人才需求廣泛，因此，應(yīng)該通過(guò)課程體系的建設(shè)，全面提高對(duì)青年優(yōu)秀人才的吸引程度，做到人才培養(yǎng)體系的高質(zhì)量建設(shè)。

（3）行業(yè)需求多元，把培養(yǎng)具有時(shí)代特色，能夠勝任復(fù)雜環(huán)境工程問(wèn)題解決的競(jìng)爭(zhēng)力人才作為重要抓手。生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域重大工程的推進(jìn)和建設(shè)與自動(dòng)化/控制、計(jì)算機(jī)、機(jī)械制造、化工/材料、土木工程、能源動(dòng)力工程等學(xué)科交叉愈加顯著，上述行業(yè)對(duì)環(huán)境工程方向人才的需求顯著，建議通過(guò)相關(guān)專業(yè)交叉建設(shè)，培養(yǎng)能夠解決復(fù)雜環(huán)境工程問(wèn)題的人才。

（4）學(xué)分持續(xù)壓縮，把課程體系的合理架構(gòu)、課程內(nèi)容的升級(jí)更新、“工工”結(jié)合的全面落實(shí)作為重要途徑。新時(shí)代本科培養(yǎng)體系對(duì)課程體系全面升級(jí)，增加了實(shí)習(xí)實(shí)踐課程，并適當(dāng)?shù)貕嚎s了課程。因此，在“工工”結(jié)合需要全面強(qiáng)化的背景下，做到課程體系的合理架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)課程的升級(jí)更新是未來(lái)建設(shè)的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王巧敏，嚴(yán)志宇，孫冰.環(huán)境工程專業(yè)的特色教育探索[J].廣州化工， 2016，44（11）：219-221.

[2]褚潤(rùn)，高波，羅蕊，等.對(duì)高等農(nóng)林院校環(huán)境工程專業(yè)課程體系改革的思考[J].教學(xué)研究，2015，38（1）：58-61.

[3]王金南，董戰(zhàn)峰，蔣洪強(qiáng)，等.中國(guó)環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略政策70年歷史變遷與改革方向[J].環(huán)境科學(xué)研究，2019，32（10）：1636-1644.

[4]王裕根.基層環(huán)保執(zhí)法的運(yùn)行邏輯[D].武漢：中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)，2019.

[5]謝麗芳，邵煜，馬琦，等.國(guó)內(nèi)外智慧水務(wù)信息化建設(shè)與發(fā)展[J].給水排水，2018，54（11）：135-139.

[6]董玉瑛，陳景文，馬靜，等.環(huán)境工程專業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和人才培養(yǎng)途徑的研究[J].教學(xué)研究，2006（6）：535-538.

[7]韓旭.面向工科人才的工程創(chuàng)造力及其培養(yǎng)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2020.

[8]郭興盛.水質(zhì)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化環(huán)保系統(tǒng)的構(gòu)建探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（21）：260.

[9]安濤.自動(dòng)化技術(shù)在環(huán)保設(shè)備中的應(yīng)用與發(fā)展前景[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017（20）：4016.

[10]孫雪卉.3S技術(shù)在污水處理廠選址規(guī)劃中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫，2015（1）：21-22.

[11]曾文華，王平，陳純鎧.3S技術(shù)支持下的環(huán)保綜合信息平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)，2006（7）：105-107.

[12]崔俠，范常忠，孫群，等.計(jì)算機(jī)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)信息系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].生態(tài)環(huán)境，2003，12（3）：327-330.

[13]苗姍姍，廖文超.計(jì)算機(jī)在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（10）：3123-3124.

[14]李希明，陳家鏞.機(jī)械化學(xué)在資源和材料化工及環(huán)保中的應(yīng)用[J].化工冶金，2000， 21（4）：443-448.

[15]肖波，楊百忍.“環(huán)保機(jī)械制造技術(shù)”課程教學(xué)方法探析[J].大學(xué)教育，2014（15）：1-92.

[16]周偉男，陳銀廣.金屬有機(jī)骨架材料在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展[J].環(huán)境污染與防治，2016（12）：96-102+110.

[17]李佳，翁端.環(huán)境工程材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技導(dǎo)報(bào)，2006，24（7）：9-13.

[18]于兵川.光催化納米材料在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J].石油化工，2005，34（5）：491-495.

[19]鄭大中，鄭若鋒，王惠萍.納米材料在環(huán)保與檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].鹽湖研究，2008，16（4）：66-72.

[20]汪大翬，徐新華，楊岳平.化工環(huán)境工程概論[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[21]夏丹.對(duì)土木工程施工環(huán)保措施分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2014（23）：206.