基于OBE理念的環(huán)境工程研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式構(gòu)建及實(shí)踐

劉艷彪 薛罡 王崇臣 李方 黃滿紅 馬春燕

摘? 要：面向環(huán)境工程研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的巨大需求，OBE理念是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效途徑。以東華大學(xué)環(huán)境學(xué)院為例，在研究生培養(yǎng)過程中有機(jī)融入“環(huán)境工程動(dòng)態(tài)發(fā)展觀”內(nèi)容，構(gòu)建以“復(fù)雜工程問題-關(guān)鍵科學(xué)問題-創(chuàng)新解決思路”創(chuàng)新能力強(qiáng)化為目標(biāo)的培養(yǎng)體系，形成“行業(yè)需求-創(chuàng)新模式-培養(yǎng)體系”相互支撐的三維聯(lián)動(dòng)科教融合人才培養(yǎng)模式，推動(dòng)紡織行業(yè)污染治理專業(yè)人才的可持續(xù)產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)“科研道德觀”與“價(jià)值觀”并重的創(chuàng)新人才培養(yǎng)，為面向生態(tài)文明建設(shè)的紡織行業(yè)污染治理人才培養(yǎng)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程；OBE理念；培養(yǎng)模式；行業(yè)需求；動(dòng)態(tài)發(fā)展觀

中圖分類號(hào)：C961? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2023）35-00５１-0４

Abstract： Facing the demand for the cultivation of innovative ability of environmental engineering graduate students， the concept of OBE is an effective way to cultivate innovative talents. Taking the School of Environment in Donghua University as an example， we organically integrate the content of "dynamic development concept of environmental engineering" in the process of graduate training， construct a training system aiming at strengthening the innovation ability of "complex engineering problems - key scientific problems - innovative solutions". It forms a three-dimensional joint science and education integration talent training model supported by "industry demand - innovation model - training system". The purpose of this study is promote the sustainable output of pollution control professionals in the textile industry， and realizes the cultivation of innovative talents with equal emphasis on "scientific research ethics" and "values". It provides a reference for the cultivation of pollution control talents in the textile industry for the construction of ecological civilization.

Keywords： environmental engineering; OBE concept; training mode; industry demand; dynamic development concept

環(huán)境工程是我國研究生人才需求量最大的專業(yè)方向之一[1-2]。隨著國家生態(tài)文明建設(shè)、水污染防治行動(dòng)計(jì)劃及《“十四五”生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》等系列高標(biāo)準(zhǔn)要求的提出，對(duì)環(huán)境工程專業(yè)人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)提出了更高要求[3-4]。OBE（Outcome Based Education）是現(xiàn)代高等教育的核心理念，也是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效途徑，其核心是以目標(biāo)為導(dǎo)向，突出科研與教學(xué)的緊密結(jié)合[5]。如何培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是當(dāng)今中國大學(xué)教育改革必須回答的問題，而人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新則是人才培養(yǎng)改革的關(guān)鍵所在。我國的大學(xué)教育事業(yè)長(zhǎng)期面臨科研與教學(xué)分離的窘境[6]，導(dǎo)致高?？蒲谐晒D(zhuǎn)化效率不高、學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力不足等問題[7]。因此，基于OBE的培養(yǎng)和教育理念是我國大學(xué)教育發(fā)展的必然選擇[8-9]。而環(huán)境工程作為一門科研性和創(chuàng)新性較強(qiáng)的專業(yè)學(xué)科[10]，基于OBE理念探究環(huán)境工程特色專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建及實(shí)踐，對(duì)于推進(jìn)我國環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)進(jìn)程具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[11]。

一? 培養(yǎng)理念

對(duì)于環(huán)境工程專業(yè)人才的培養(yǎng)不能僅限于傳統(tǒng)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，更為重要的是對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生具備解決復(fù)雜環(huán)境工程問題的能力[12]。在研究生培養(yǎng)過程中有機(jī)融入“環(huán)境工程動(dòng)態(tài)發(fā)展觀”內(nèi)容，突出強(qiáng)化師生互動(dòng)[13]，進(jìn)而構(gòu)建以“復(fù)雜工程問題-關(guān)鍵科學(xué)問題-創(chuàng)新解決思路”創(chuàng)新能力強(qiáng)化為目標(biāo)的培養(yǎng)體系，形成“行業(yè)需求-創(chuàng)新模式-培養(yǎng)體系”相互支撐的三維聯(lián)動(dòng)科教融合人才培養(yǎng)模式（圖1），則是解決環(huán)境工程專業(yè)創(chuàng)新性人才培養(yǎng)問題的關(guān)鍵。因此，基于OBE理念實(shí)現(xiàn)環(huán)境工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)主要解決的關(guān)鍵問題在于如下幾個(gè)方面。

（一）? 面向生態(tài)文明建設(shè)重大需求，提升研究生解決行業(yè)復(fù)雜問題的能力

實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)，需要在教育教學(xué)的過程中和學(xué)生研究課題的設(shè)計(jì)上，緊密圍繞東華大學(xué)的紡織特色和環(huán)境工程學(xué)科的專業(yè)特色，針對(duì)行業(yè)面臨的關(guān)鍵工程技術(shù)或科學(xué)問題展開，在深入理解紡織行業(yè)復(fù)雜工程問題的基礎(chǔ)上，提煉出關(guān)鍵科學(xué)問題，從而提高人才培養(yǎng)的創(chuàng)新性和實(shí)用性，使學(xué)生奠定為行業(yè)服務(wù)的能力基礎(chǔ)。

（二）? 牢固樹立“環(huán)境工程動(dòng)態(tài)發(fā)展觀”思想，依托科研和教學(xué)塑造學(xué)生的科研道德觀和價(jià)值觀

將“環(huán)境工程動(dòng)態(tài)發(fā)展觀”貫徹到科研和教學(xué)等環(huán)節(jié)，建立密切的師生互動(dòng)關(guān)系，言傳身教鼓勵(lì)學(xué)生大膽探索、主動(dòng)學(xué)習(xí)，在“試錯(cuò)”和“試對(duì)”中強(qiáng)化創(chuàng)新思維訓(xùn)練，堅(jiān)持“為每位同學(xué)賦能”原則，發(fā)揮學(xué)生的專業(yè)性和主觀能動(dòng)性，定期討論科研和教學(xué)進(jìn)展，逐步實(shí)現(xiàn)研究生知識(shí)廣度的拓展，積極推動(dòng)跨年級(jí)學(xué)生間的“傳、幫、帶”，依托科研和教學(xué)塑造學(xué)生正確的科研道德觀和價(jià)值觀，打造“靈活小團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的大團(tuán)隊(duì)”。

（三）? 以“復(fù)雜工程問題-關(guān)鍵科學(xué)問題-創(chuàng)新解決思路”創(chuàng)新能力強(qiáng)化為目標(biāo)，全方位提升學(xué)生的科研創(chuàng)新能力

要切實(shí)解決紡織行業(yè)復(fù)雜的工程問題，首先要厘清問題的來源、應(yīng)用的場(chǎng)景和技術(shù)的需求，以科學(xué)方法論剖析復(fù)雜問題的內(nèi)在機(jī)理，進(jìn)而開展有針對(duì)性的研發(fā)工作（如印染廢水除銻、資源回收和穿透式電芬頓除苯胺）。因此，在環(huán)境工程創(chuàng)新人才的培養(yǎng)過程中，需建立以“復(fù)雜工程問題-關(guān)鍵科學(xué)問題-創(chuàng)新解決思路”創(chuàng)新能力強(qiáng)化的培養(yǎng)模式與體系，主動(dòng)融入到科研與教學(xué)全過程，方能使學(xué)生獲得理論與實(shí)際相結(jié)合的創(chuàng)新能力。

二? 培養(yǎng)措施

（一）? 基于OBE理念的研究生培養(yǎng)模式

在深刻剖析紡織行業(yè)復(fù)雜工程問題的基礎(chǔ)上，緊密圍繞環(huán)境工程專業(yè)新工科人才培養(yǎng)要求，基于OBE理念，秉持“環(huán)境工程動(dòng)態(tài)發(fā)展觀”，構(gòu)建全方位、多層次的研究生培養(yǎng)模式，通過形式多樣的師生互動(dòng)交流，引導(dǎo)學(xué)生樹立“為國為民做科研”的思想，塑造學(xué)生正確的科研道德觀和價(jià)值觀（圖2）。①層面一（教育教學(xué)）：結(jié)合豐富的紡織行業(yè)“三廢”治理工程案例，梳理紡織行業(yè)復(fù)雜工程問題的本質(zhì)，闡釋紡織行業(yè)的處理對(duì)象及工藝復(fù)雜性問題，厘清紡織行業(yè)面臨的主要環(huán)境問題，提出系統(tǒng)化的解決思路和方案，構(gòu)建面向紡織行業(yè)的科研和教學(xué)方法論，具有“知識(shí)儲(chǔ)備的廣度”。②層面二（動(dòng)手實(shí)踐）：融合所學(xué)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作，指導(dǎo)學(xué)生初步構(gòu)建設(shè)計(jì)與綜合應(yīng)用能力，掌握研究方案篩選原則和預(yù)判可能出現(xiàn)問題的能力；同時(shí)，堅(jiān)持“為每位同學(xué)賦能”的原則，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)和信息在學(xué)生間的共享，達(dá)到“學(xué)術(shù)思考的深度”和“知識(shí)運(yùn)用的靈活度”。③層面三（科學(xué)研究）：倡導(dǎo)課題組學(xué)生間的“傳、幫、帶”，提升學(xué)生切實(shí)提高科研創(chuàng)新能力與寫作技巧，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與各類科創(chuàng)比賽，促進(jìn)綜合能力提升，實(shí)現(xiàn)“學(xué)術(shù)水平的高度”。上述三個(gè)能力層次漸進(jìn)連貫、層層推進(jìn)，構(gòu)成了基于OBE理念的立體化教學(xué)與育人模式。

（二）? 面向研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的科教融合人才培養(yǎng)體系

面向紡織行業(yè)復(fù)雜工程問題的治理需求、基于“環(huán)境工程動(dòng)態(tài)發(fā)展觀”的研究生培養(yǎng)模式，提出構(gòu)建“行業(yè)需求-創(chuàng)新模式-培養(yǎng)體系”全程能力強(qiáng)化的環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系（圖3）。①課程講授：闡明紡織行業(yè)的復(fù)雜工程問題，明確行業(yè)的實(shí)際需求，梳理行業(yè)主流環(huán)境治理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，構(gòu)建與時(shí)俱進(jìn)的研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。②校企聯(lián)合培養(yǎng)：引入企業(yè)導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)學(xué)生的研究課題，帶領(lǐng)學(xué)生赴紡織企業(yè)開展實(shí)地參觀學(xué)習(xí)，深入了解行業(yè)面臨的技術(shù)瓶頸問題，將科學(xué)研究與行業(yè)實(shí)際緊密結(jié)合。③研究課題和學(xué)科競(jìng)賽：以研究課題和學(xué)科競(jìng)賽為載體，深入挖掘內(nèi)在的關(guān)鍵科學(xué)問題，堅(jiān)持“問題導(dǎo)向”和“項(xiàng)目引領(lǐng)”，開展有針對(duì)性的研發(fā)工作，以發(fā)表學(xué)術(shù)論文、申請(qǐng)發(fā)明專利、申報(bào)研究生創(chuàng)新課題、參與學(xué)科競(jìng)賽和撰寫畢業(yè)論文等形式強(qiáng)化解決問題的能力。

三? 培養(yǎng)成效

（一）? 堅(jiān)持立德樹人，注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

指導(dǎo)學(xué)生參與研發(fā)電場(chǎng)輔助的穿透式系統(tǒng)、限域電芬頓系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，團(tuán)隊(duì)成員科研熱情高漲，學(xué)院內(nèi)超過2/3的研究生均參與過不同類型的科技競(jìng)賽，先后獲得全國研究生環(huán)境論壇、北京大學(xué)唐孝炎環(huán)境科學(xué)創(chuàng)新獎(jiǎng)、上海市優(yōu)秀畢業(yè)生、東華大學(xué)學(xué)術(shù)之星、東華大學(xué)優(yōu)秀畢業(yè)生、東華大學(xué)優(yōu)秀學(xué)生、國家獎(jiǎng)學(xué)金和東華大學(xué)研究生創(chuàng)新課題等校級(jí)及以上獎(jiǎng)勵(lì)60余次。此外，據(jù)用人單位和學(xué)生深造高校反饋，東華大學(xué)環(huán)境學(xué)院培養(yǎng)的研究生畢業(yè)學(xué)生均具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、豐富的專業(yè)知識(shí)、高度的敬業(yè)精神和優(yōu)秀的解決問題能力。

（二）? 踐行科研育人，師生相互成就

踐行和發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)合作精神，2020年以來，本團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)的研究生以第一作者在環(huán)境領(lǐng)域權(quán)威學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文60余篇（報(bào)考環(huán)境領(lǐng)域頂刊Environmental Science & Technology上發(fā)表論文5篇和Water Research上發(fā)表論文3篇），助力東華大學(xué)環(huán)境學(xué)科進(jìn)入全球排名前1%行列。指導(dǎo)老師據(jù)此獲得南京大學(xué)紫金全興環(huán)境基金“青年學(xué)者獎(jiǎng)”、國際水協(xié)會(huì)“首創(chuàng)水星獎(jiǎng)”、CCL 環(huán)境化學(xué)青年科學(xué)家獎(jiǎng)和中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等榮譽(yù)，獲批東華大學(xué)研究生教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、研究生課程思政建設(shè)項(xiàng)目5項(xiàng)、“紡織之光”中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目5項(xiàng)，榮獲上海市教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，環(huán)境監(jiān)測(cè)課程獲國家級(jí)精品課程，有力支撐了東華大學(xué)環(huán)境工程國家一流本科專業(yè)、國家級(jí)特色專業(yè)的建設(shè)。

（三）? 推進(jìn)實(shí)踐育人，注重成果導(dǎo)向

積極與上海市生態(tài)環(huán)境局、上海清寧環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司、中國三峽集團(tuán)公司和江蘇盛虹集團(tuán)有限公司等30余個(gè)實(shí)踐和實(shí)習(xí)基地簽訂合作協(xié)議，強(qiáng)化科研、教學(xué)與實(shí)踐的緊密結(jié)合。發(fā)揮環(huán)境工程的多學(xué)科（化學(xué)、材料、生物和材料等）交叉優(yōu)勢(shì)，基于校企協(xié)同培養(yǎng)平臺(tái)，注重成果導(dǎo)向、學(xué)用結(jié)合、以賽促練，構(gòu)建全方位、多層次的創(chuàng)新能力強(qiáng)化培養(yǎng)體系。

綜上，本團(tuán)隊(duì)取得的主要成果總結(jié)如圖4所示。

四? 結(jié)束語

在新工科背景下，開展環(huán)境工程研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式構(gòu)建及實(shí)踐至關(guān)重要。應(yīng)始終秉持OBE理念，以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為中心，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)的智力優(yōu)勢(shì)，借助密切的師生互動(dòng)，進(jìn)一步深化和推廣實(shí)踐成果，以期進(jìn)一步適應(yīng)國際化、專業(yè)化、特色化的環(huán)境工程研究生創(chuàng)新人才培養(yǎng)新要求。

本團(tuán)隊(duì)基于OBE培養(yǎng)理念，努力踐行科教融合的研究生人才培養(yǎng)模式。①基于“環(huán)境工程動(dòng)態(tài)發(fā)展觀”，緊密結(jié)合行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)梳理教學(xué)資源，采取多元化教學(xué)手段激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維和多元化視野，從紡織行業(yè)的復(fù)雜工程問題中提煉出科學(xué)問題，有機(jī)融合科研與教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建全方位、多層次的研究生培養(yǎng)模式。②以解決紡織行業(yè)復(fù)雜工程問題為目標(biāo)，將研究生人才培養(yǎng)貫穿到教育教學(xué)、動(dòng)手實(shí)踐和科學(xué)研究等各個(gè)層面，從課程教學(xué)、企業(yè)調(diào)研、創(chuàng)新課題和學(xué)科競(jìng)賽等方面著手，著重強(qiáng)化工程問題剖析、科學(xué)問題解析和解決方案提出等環(huán)節(jié)的能力提升強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)紡織行業(yè)污染治理專業(yè)人才的可持續(xù)產(chǎn)出。③通過踐行基于“環(huán)境工程動(dòng)態(tài)發(fā)展觀”的人才培養(yǎng)方法、模式和體系，使得學(xué)生不僅掌握與時(shí)俱進(jìn)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還顯著提升科技創(chuàng)新能力。通過緊密的師生互動(dòng)，塑造學(xué)生正確的“科研道德觀”和“價(jià)值觀”，為面向生態(tài)文明建設(shè)的紡織行業(yè)污染治理人才培養(yǎng)提供借鑒。

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