学科交叉驱动的环境工程能力培养路径论文
摘要：现代社会层出不穷的复杂环境问题，决定了环境工程专业要把培养具备交叉学科知识结构和实践能力的创新性人才为主要目标之一。文章基于社会对环境工程人才的创新能力需求特点，针对普通高校本科生创新能力培养的现状与问题，在学科交叉驱动下，通过社会实践活动、校企合作、师资培育、学科竞赛、教学方法和手段变革六个方面的路径，激发学生的创新欲望，培养具有创新精神和自我创新能力的环境工程人才。
关键词：学科交叉；创新能力；环境工程
现代科技和社会经济的快速发展，使得人类不断面临新的环境问题，解决层出不穷的环境问题急需具有创新精神和实践能力的创造性人才，这是对环境工程领域工作者的要求，也是环境工程专业本科生培养的目标之一。环境问题及其污染治理的复杂性决定了环境工程是一个实践性很强的边缘交叉型综合性学科，是当代工程领域正在快速发展的学科之一，其跨行业、手段多样、牵涉利益多样，这些特点使得环境工程人才比其他学科需要具备更广博的综合知识和能力结构，也需要有更强的创新意识和创新能力。因此，从跨学科的角度培养大学生创新精神和自我创新能力，提高实践动手能力，保证教育质量，对担负环境工程专业人才培养任务的高校来说，已成为一项十分紧迫的任务。
一、环境工程人才创新能力的社会需求特点
（一）广泛应用各学科的技术成果的实践性强
重视环境工程的学科交叉型特点，是培养创新性人才的关键。由于环境问题具有广泛性、不确定性、与人类行为联系密切性等特点，使得环境问题的产生与解决不仅需要自然科学和技术成果的有效应用，还需要社会科学和人文科学知识的配合，有时后者的影响甚至更为重要。因此环境工程专业的人才在解决复杂环境问题时，不仅要能创新性地应用工程技术，创造性综合运用其他各学科最新技术成果，并且还能够运用社会科学、人文科学的最新研究成果，在设计新的管理制度、培育新的意识形态上具有创新性，为环境问题的技术解决提供保障。
（二）分析解决具体问题的综合能力强
环境问题的复杂性使其不同于一般的工程问题，多数情况下其解决方法和方案不具有重复性。虽然对于同一类环境问题的解决在思路上有共性，但解决每个新的问题都需要一个新的个案，具体的过程和技术组合一定是独一无二的。因此环境工程专业的创新性具有更为广大的发挥空间。由于环境问题的现实性和不可重复性，正确深入地认识问题，对问题进行合理分析，然后针对性地拟定包括高效、经济、简便的解决方案，也包括利用人文科学、社会科学的有效成果，这一系列的过程中的每一个环节都需要体现一定的创新能力。甚至在方案实施过程中也需要不断完善、总结、反思，不断学习新的技术、知识，不断培养增强自我的创新能力，使环境保护和环境治理工作的效率和效果能够最大程度地得以提高。
二、环境工程专业本科生创新能力培养的现状与问题
（一）知识基础薄弱，知识体系不完善
作为一个理工结合、多学科知识交叉融合的专业，环境工程对老师和学生的知识基础要求很高。国内环境工程专业的教学计划都是在教指委要求的框架内制定的，课程设置相似度很高。我国高校重专业教育轻通识教育的传统思想使得相关学科和交叉学科的课程设置较少，学生在校期间接触各学科发展的前沿知识非常有限。多年来对这种培养模式的适应，使得多数普通本科院校的学生没有受到正确的引导，主动查阅学习前沿专业文献的人很少。这种环境下培养出来的学生知识面窄、陈旧落后，不利于创新能力的培养。
（二）师生的创新意识和创新能力不强
要想培养具有创新能力的学生，首先一定要有创新意识的教师，国内外研究表明，教师的支持程度是学习者接受和探索新兴技术的重要影响因素，而且教师的支持并不局限于直接的课堂，更大可能是在教师的科研行为或参与学生活动中不自觉地形成影响。而我国普通本科高校教师研发能力不足，教师自身创新意识和能力不足，校园科研氛围淡薄，而且师生与企业的接触机会都不多，不了解企业的需求，教师创新驱动动力不足，学生学习动力不足，从本质上缺乏大学生创新意识萌发和创新能力成长的土壤。因此学生科研能力、创新能力的培养只能是纸上谈兵。
（三）实践教学体系中的综合能力训练内容不多
随着我国正式加入《华盛顿协议》，以工程教育认证为契机，参照工程认证标准，进行人才培养模式改革，完善实践教学环节，已成为国内各高校环境工程专业建设的共识。但普遍存在教学实验以验证性和演示性实验为主，综合性实验很少；实习走马观花、学生几乎没有动手实践的机会；课程设计任务书一成不变，而毕业设计选题陈旧、脱离实践，具有开拓性、创新性、实用性的题目偏少。实践教学的学时虽然增加，但内容单一、缺乏综合实训的内容，仍然不能有效地增强学生的专业兴趣，也没有从整体上提高学生解决实践问题的创新能力。
三、利用学科交叉培养环境工程本科创新人才的路径
（一）开展广泛的社会实践活动
对于环境工程这样解决实际问题需要多学科交叉知识的工科专业来说，在人才培养过程中，亟需包括政治教育、公民教育、道德教育、社会规范教育以及专业教育在内的社会实践活动作为载体，以补充学科专业教育单一的传统教育形式的不足。调查表明，我国在校大学生的社会实践方式以课外家教、社会调查、社团活动、志愿服务、“三下乡”居多，参加与所学专业知识紧密相联系的岗位见习的人数仅占11.11%。事实上国内多数高校由组织大学生进行社会实践活动只是一种示范行为，受众面很小，学生自己缺乏进行社会实践的主动意识，专业教师参与度很低，不重视将社会实践活动与大学生的职业能力素养培养进行有机结合，这使得社会实践活动对学生创新能力培养和对促进就业的作用极其有限。所以，应该重视提高专业教师在社会实践活动中的参与度，既可以为社会经济的可持续发展、提高全民环保意识起到实际作用，通过学用结合，又可以增强环境工程专业学生的社会责任感，提高学生对专业学习的兴趣，增长实际工作的创新能力。
（二）重视校企合作，加强产学研合作力度
高校作为担负人才培养、科学研究、服务社会以及文化传承和创新四大功能的单位，与企业进行的产学研结合是践行四大功能的最有效手段，产学研结合不仅是研究型大学实现可持续发展的手段，对于培养应用型人才为主的地方普通院校而言，开展产学研合作也有利于服务地方经济社会，拓展生存和发展空间。环境工程专业的产学研合作除了与企业共同承担产学研合作项目、校企合作建立实验室、研究成果转让、校企联合培养人才以外，还应该与校内外相关院系、科研部门、社会团体、政府部门进行资源共享，开展跨学科的交流活动，建立交叉学科的实验平台，培育跨学科的`科研与教学团队，参与环保PPP合作模式，协助环保政策的制定、修订和宣传。通过合作，既可以提高青年教师发现问题解决问题的实践能力，为创新人才的培养打下基础；也能开拓学生视野，为创新能力的培养提供更多的机会和平台。
（三）培养教师团队，提高教师的创新意识
具有创新教育意识和创新实践能力的教师和团队是培养人才的必要保障，但由于我国大学教师的教育背景多数是传统的单一学科专业，经常会出现知识结构单一、创新意识不足的问题。因此在招聘新教师时要严格把关，选拔热爱教育事业、具备终身学习能力和创新意识、具有交叉学科背景、德才兼备的优秀教师作为师资储备。其次，要重视对现有师资的继续教育，建立健全教师培训、交流和深造的机制，选派教师进行教学和实践技能培训，提高业务水平，拓宽人才培养渠道，在深度和广度上进一步加大与国内外学术机构、相关院校联合办学和合作研究力度，有意识地组织具有不同学科背景的教师开展科研活动和学术交流，为增强教师的创新意识和积极主动的创新实践能力创造条件。
（四）鼓励学生参与跨学科的学科竞赛和科研项目
学科竞赛注重强化学生应用理论知识分析和解决实际问题的能力，能整合课内外理论及实践教学内容的重要环节，对创新实践型人才的培养有显著的促进作用。老师的科研项目注重的是与专业相关的有前沿性、远景应用性、有价值的研究，这不但有助于学生了解本专业的研究方向、发展趋势和发展规律，更重要的是有助于系统地学习研究方法，提高理论联系实际的能力，有助于提高自己的学习和交流以及团队协作的能力。环境工程专业的学生参加的省级以上科技竞赛包括挑战杯、数学建模竞赛、英语竞赛、化学化工实验竞赛、节能减排设计大赛以及互联网+创新创业大赛等。鼓励学生积极参与各级各类跨学科的学科竞赛和老师的科研项目，有助于培养学生的探索精神和创新意识，提升学生的跨学科创新实践能力，这是构建环境专业创新人才培养模式必不可少的环节。
（五）改变教学方法和手段，激发学生的创新欲望
环境专业大学生创新能力的培养是一个不断探索的过程，在具体教学过程中，应采用灵活多样的授课形式，在课堂上启发引导学生积极参与，指导学生主动思考问题的可能性答案，改变方法和手段激发调动学生的学习积极性，提高独立思考的能力及用于探索的求知意识。教师在教学过程中要注重鼓励学生独立思考的态度和挑战精神，保护学生的好奇心和求知欲不受压制，营造具有创新意识的环境氛围，激发学生的创新欲望。在教学活动中，重视采用任务教学法、案例教学法、模拟教学法、项目教学法、多媒体网络教学法等，开展以项目为中心的形式多样的跨学科研讨，充分调动学生学习的积极性，使学生最大限度地参与到学习过程中。只有改变传统的“一言堂”教学方式和落后的教学理念，使大学生从跟随性学习和崇尚权威的传统思维习惯中解放出来，主动探索和提升自己，才能不断地增强创新精神，提高创新能力。
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