化工与环境交叉实验教学对交叉学科人才培养体系构建的影响

荣俊锋 李伏虎 刘铭 张晔 吴姗姗

摘要：加强交叉学科建设是当前高等教育改革的热点。环境化学工程是在化学工程、环境工程的基础上建立起来的一门交叉学科，它能消除化工发展过程中所带来的环境负面影响以及为解决与化工相关的环境问题提供新方法。本文阐述了环境化学工程交叉学科的人才培养与质量保障的一些相关问题。

关键词：交叉学科；人才培养；环境化工

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）09-0225-02

一、引言

国家中长期教育发展纲要强调高等教育结构要更加合理，特色要更加鲜明，要求高校需要结合自身的学科特点和学科优势，注重学科交叉，适应地方经济的发展目标和企业对人才培养的需求，建立定位明确、有学校特色、结构合理的实验教学体系[1]。随着国家对环保问题的重视和公众环保意识的增强，无论是从改善环境质量、保护人体健康、促进国民经济的持续发展，还是控制或防治环境污染和生态恶化等各个方面，化工与环境都密不可分。为了实现可持续发展，绿色化学工业是工业发展的必然趋势，环境化工时代是化学工程学科发展的一个必然时期，环境化工任重而道远[2]。

二、环境化工简介

环境化工是一门以化学工程和环境工程为基础，主要研究通过化工手段处理环境问题，探索绿色化工产品生产的基本原理及实现工业化生产的工程技術科学。环境化工主要解决了化工生产过程中的环境污染问题和环境工程技术问题，用化工的方法和技术解决环境问题。其主要任务集中在两个方面：（1）销毁无用产物，保护环境；（2）研究开发绿色化工生产过程[2]。近几年来，随着环境污染的日益严重，从事环境化工领域研究的内容迅速增多，并取得了丰硕成果。例如，低温等离子体废水、废气处理技术，纳米TiO2紫外光催化氧化水处理技术以及基于絮凝、沉积、气浮等电化学原理在电活性污染物处理中的科学研究和技术开发[3，4]。

三、环境化工人才培养方案

环境化工培养具有化工、环境交叉学科形成的环境化学工程学科的基础理论和扎实的专业知识，熟悉环境化工的研究现状和发展趋势，具有利用化工和环境两方面的知识进行科学研究和解决环境问题的能力的复合型技术人才。要求学生至少掌握一门外语，德才兼备，能胜任相关领域的高等院校、科研院所、企业和其他单位的教学、科研、工程技术和管理工作。研究方向主要包括新型环境化工分离技术、固体废物处理技术、水污染预防与控制技术、易挥发性有机物（VOC）和气体的控制处理技术、环境化工过程与装备以及生物环境化工[4]。

四、化工与环境交叉学科人才培养体系

1.构建完整的化工、环境交叉实验教学体系。实验教学作为高校教育中培养学生实际动手能力和提高综合素质的重要环节，不仅可以传授知识、验证理论和掌握实验技能，而且能促使学生探索未知知识，培养学生创新能力和独立解决问题的能力。交叉学科实验教学需要更加注重培养学生解决工程实际问题的能力[5-7]。

开展不同层次不同类型的实验项目[8]：（1）使学生理解化工类各实验基本技能的原理，熟练掌握实验规范化的操作流程，熟悉各仪器设备的使用方法，了解各实验的应用领域的基础性实验。（2）训练学生综合运用专业基础实验技能的能力，培养学生独立思考的习惯和动手能力，使学生基本养成科学的思维方式和独立解决实际问题的能力的提高性实验。（3）训练学生综合运用化工专业实验技能，并利用实验技术解决具体实际问题的能力，培养学生的综合能力、应用能力和创新意识的应用性实验。（4）训练学生系统学习化学工程与技术学科某一方面的研究技术和实验方法，研究或探究某些现象产生的原因，并能够加以分析和讨论，培养学生独立思考并解决实际问题和创新实践的能力的研究性实验。

2.积极开展课外实践性教学活动[9-11]。大学本科教育应该走兼顾通才与专才、基础性与创新性、知识与能力、系统性与前沿性、学术性与应用性、规模化与个性化的培养模式，给具有科研发展潜力的学生提供充分的课外实践性学习机会，以实现复合型人才的培养。在教学过程中，有意识地把环境工程专业知识渗透到化学工程教学过程中，使学生了解化学工程和环境工程的交叉点和各自特色。具体表现为：（1）开展实验室开放日活动，带领学生参观环境化工研究所、重点实验室，展示环境化学工程学科的优势，使学生了解本学科研究的热点问题以及环境化学工程领域的基础性研究工作和最新进展，这些活动对于坚定学生的专业思想非常有帮助。（2）利用本课题组环境化工的资源与科研优势，积极将教师的科研成果转化为实验教学内容，创造条件吸引优秀的高年级本科生进实验室，结合课题组重大科学研究课题进行选题，为学生提供参与科研实践和科研训练的机会与平台，培养优秀的本科生，同时为他们研究生阶段的深造打下坚实的基础。

3.实行环境工程与化学工程联合培养制度。高等教育的总体目标是为21世纪培养高素质复合型创新人才，其基本模式为厚基础、宽口径、高素质、强能力。为此，可以探索环境工程与化学工程联合培养制度。具体方式为：（1）在化学工程专业教学过程中融合进环境工程的理念和思维，把化学工程的理论融合到环境工程的实践应用。（2）选拔化工类对环境保护感兴趣的本科生进行试点培养，让化工类本科生较早进入实验室，跟随环境化工专业硕士生、博士生进行科研实验，启发思维，扩大视野，对提高本科生的交叉知识和综合素质能起到前期的启蒙和帮助作用，也是本科教育的一个亮点。（3）让化工类的学生建立良好的环保意识，建立交叉学科学习氛围，开放包容，鼓励创新，为学生灵动思维培养提供自由的发挥空间，最大限度地激发学生的灵感和创造力。举办环境化学工程知识普及等系列讲座，激发学生对化工、环保的学习热情，为复合型人才培养提供经验和依据。

五、总结

展望未来，环保仍将是实现可持续发展必须坚守的方针。环境化工在化工行业中将发挥更大的作用，为化工行业在社会的发展中保驾护航，也为交叉学科人才培养提供了保障。

参考文献：

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[4]张毅民，王成扬，马新宾，等.环境化学工程研究生人才培养与实践[J].化学工业与工程，2005，22（增刊）：106-107.

[5]阮乐，张哲.化工综合实验教学研究[J].高校实验室工作研究，2012，（3）：51，67.

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[7]孙文彬.开放性创新实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2006，25（2）：148-151.

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[9]王丽梅，孟昭福，张增强，等.环境化学课程教学改革与实践[J].中国大学教学，2011，（7）：82-84.

[10]章颖.化工与环境类专业实验教学体系建设研究[J].实验室科学，2013，16（6）：87-89，92.

[11]张永利，王庆雨.化工类环境工程实验教学的研究与实践[J].当代化工，2008，37（3）：319-321.

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2019-05-09