电子类高校的特色环境专业教育规划思考

许睿 李建 陈真诚 梁英 殷世民

[摘 要]环境科学与工程学科与电子和信息学科的深度融合，是环境学科人才培养的必然趋势。如何依托电子类学校的学科优势，紧跟发展趋势，培养适应社会发展需求的环境工程专业人才，是建设具有特色的环境工程专业的指导方向。针对环境工程专业就业的人才紧缺方向，项目组探寻环境工程专业与电子和信息的学科交叉点，设计了具有针对性的人才培养方案、师资队伍建设、课程体系改革和教学实践基地建设等，阐述了电子特色的环境工程专业发展道路。

[关键词]电子信息;特色专业;学科交叉

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2019）06-0062-03

近年来，随着国家对环境质量的重视程度和管理力度的不断增加，环境治理技术和管理监督手段均有了长足的进步。如在环境质量在线监测方面，国家和地区出台了大量环境质量监测政策，各级管理部门开展了大规模的环境监测基础建设;在水污染治理和固体废弃物处置方向，采用了大量的自动化处理和实时质量监测技术。由此带来的是环境产业中电子信息技术应用方向的飞速发展，同时具备电子和信息技术背景的环境专业人才培养出现了较大的空白。如何将目前先进的电子信息技术引入环境专业本科教育中，培养能填补市场缺口的特色环境专业人才，是具备电子背景高校环境专业的特色发展途径。

一、电子类高校开展特色环境专业教育规划的意义

我国在“十二五”期间，环境产业规模快速扩大，2015年产值约4.5万亿元，从业人数达3000多万。随着近五年来，电子和信息学科在大数据、物联网、人工智能和传感器技术方向的发展，在环境领域应用该类技术已成为必然趋势[1-2]。“十三五”期间节能环保规划就各类污染物处理和监测提出了更高和更细的要求，特别明确了在线监测技术与信息化技术的深度融合，加强环境物联网与大数据建设，提高环境监测数据信息化和精细化水平;提高污染物处理成套装备研发和自动化和集成化水平的具体要求。政策导向使得环境产业在该领域迅速增长，也造成了大量的人力资源空缺[3-6]。根据2016年本校组织环境专业对全国电子类高校的环境学科走访调查，涉及电子科技大学、西安电子科技大学和杭州电子科技大学等电子类高校，发现在此方向，开展特色环境专业建设的本科高校寥寥可数，以至于目前电子信息背景的环境专业类人才培养仍几乎处于空白状态。进行深入调研，科学规划此类特色环境专业学科建设，设计符合市场需求和行业发展趋势的特色专业人才培养方案，将使本专业人才培养处于广西地区乃至全国的领先地位。

因此，在目前环境产业大发展和信息技术被广泛应用的形势下，在桂林电子科技大学1999年创办的具有电子背景的环境工程专业基础上，进行特色环境工程教育体系研究，突出依托高校优势学科，培养特色环境专业人才，对环境产业发展和国家人才需求具有重要的意义。

二、准确定位设计有前瞻性的特色专业人才培养目标

本文中的特色环境工程专业规划和建设，是指符合国家高等教育最低标准要求，在与电子类高校优势学科交叉融合的办学思想指导下，通过长期办学实践摸索，逐步形成的具有特色的环境工程专业。分析具备电子背景的环境工程人才市场要求，设计与之相符的具有前瞻性的特色专业人才培养目标，是特色专业建设和发展的基础[3，7-9]。

早期环境专业主要是基于化学、生物学、建设学和地质学等传统学科进行建设的，针对常见污染物處理和采样检测方式环境质量监测。目前信息化和智能化技术日新月异，随着政府和民众对环境质量的关注度不断上升，环境信息量已逐步形成海量的大数据体系，如何应用这些环境数据为人民生活水平提高服务，将成为今后环境管理的重点方向;在常见污染物处理技术日趋成熟的情势下，污染物处理终端的新型成套化设备，正成为污染物处理自动化和智能化的必备硬件。根据2016年和2017年度环保行业分析报告和环保设备行业调查数据分析报告（2016版），以及对广西本地、江苏宜兴环保基地和“珠三角”地区的环境管理部门和企事业单位需求的实地调查，得出以下调查结论：

1.环保设备生产、销售和安装调试环节，是对电子背景环境专业人才需求的重点;其中，具备设备开发和测试能力或熟悉设备安装调试过程的环境工程人才，是环境设备开发和环保工程项目实施的关键人员，具有较大的需求。特别是在2017年，国家环保部针对各重污染行业，制定了企业在线实时监测系统建设的政策要求后，以砖厂为例，仅桂林地区就组织建设了200余套在线监测点，涉及环保设备、环保工程设计和实施，以及环保系统维护等环境专业人才缺口巨大，且短时期几乎难以在当地招到符合专业背景的人才。随着国家对环境质量监测的政策落实，未来在相关方向此类人才需求量将继续增大。

2.环境监测技术与系统建设方向，熟悉监测终端、具备系统集成能力或信息化建设和管理的环境工程人才，是现在环境管理部门需要的重要方向，各级管理部门均向本校提出了人才需求。以广西本地环境信息化系统为例，近几年，开展了关于大气环境质量预警预报、机动车尾气排放检测、大气实时监测网格化、水环境质量在线监测网格化和环境大数据系统等各级大规模的环境信息化建设工作。在建设过程中，发现仅以电子信息为背景的工程人员，很难理解和科学设计环境类信息系统。在未来由于环境监测与信息化程度的增加，对具备电子信息背景的环境专业人才的需求将急剧增加。

3.随着环保设备、环境信息系统和环保工程数量增加，监督管理行政部门、三方检测机构、环保设备和工程企业工作量增大，具备电子信息背景的环境工程人才的需求，在未来很长一段时间内将保持持续的增长。

根据以上就业方向和具体需求点的分析，本校的特色环境工程专业人才目标定位为：培养具有环境和电子理论基础及工程技术能力，能在环境相关行业，从事管理、研究和开发的应用型工程技术人才。

三、电子特色环境专业学科建设规划

（一）建立一套符合标准的特色人才培养方案

桂林电子科技大学环境工程专业依托我校电子与信息科学的优势，立足环境工程技术与环境监测仪器设备关键核心技术问题，面向我国环境监测设备产业发展，突出环境监测仪器，以及环境信息化技术方面的特色，创建了以环境监测与环境仪器仪表和自动化控制为基础的特色环境工程专业，在掌握环境工程基础知识的前提下，重点学习电子信息与环境监测相关知识，培养以电子为背景的环境工程人才。在以通过国际工程师专业认证为目标的基础上，突出专业特色设计培养方案[3，5]。专业创办以来紧跟环境行业发展趋势，逐年修订特色人才培养方案，从环境行业国家支持政策方向出发，根据主要污染物处理方向有侧重的微调方案。如“十二五”期间主要针对水污染处理，重点培养学生污水处理环境工程实践和设计能力，同时，着重培养学生水处理过程自动控制技术的应用能力;“十三五”期间国家对大气污染防治和土壤修复治理成为主要方向，加大对大气污染和土壤污染监测和处理方向的培养力度，同时，微调特色课程培养学生监测仪器设备设计和应用与系统信息化技术能力。

（二）设计明确的特色课程和实践教学体系

根据本校对本科生培养的定位和专业培养方案，着重培养应用型专业人才的要求，在课程设计过程中，应突出应用能力培养，在保证符合教育部和工程认证基础标准课程的前提下，重点设计了对应电子和信息技术基础和实践课程。特色基础课程由电路分析、模拟电路、数字电路、C语言程序设计和算法与数据结构组成，涵盖了自动控制和计算机学科的基础课程。在1999年专业设立之初，特色专业课分为两个方向，自动控制方向包括信号与系统、数字信号处理、微机原理、单片机原理及PLC设计和智能仪器等;信息技术方向包括数据库原理、计算机网络、操作系统、微机原理、单片机原理和智能仪器等。特色实践教学环节主要包括课程设计I、II和毕业设计，均以仪器设计和监测系统设计为主。

经过对本科生的能力培养观察和用人调查，我们发现，由于环境工程专业的应用性特点，很多电子和信息类理论课程对后期在环境工程中的应用性效果不明显，在与应用型人才培养目标的对照，对初始设计的课程体系进行了多次微调。首先，调整了特色专业课程，经过多次调整后，到目前为止保留了最接近实际应用的单片机原理及应用课程，将微机原理和智能仪器课程的内容加入其中，同时，采用了本校自编教材进行针对性教学和学生培养;计算机网络课程和PLC技术作为选修课程供学生自选。其次，经过教育部学分调整要求和工程认证标准规范后，将对课程体系进一步完善，电子类基础课程将会合并为一门电子技术基础，与后期应用对照将大量删减授课内容。

（三）壮大符合学科特点的师资队伍

传统环境工程专业主要任务是针对污染物的工程化处理。随着环境污染物处理的自动化程度需求提升，建立围绕治理本身，各环节监测与状态受控的系统化环境工程体系，是目前环境工程行业的趋势。特色环境工程专业应基于创办院校的自身优势学科进行扩展，在环境行业细分领域形成有特点的小高地。因此，引进符合行业趋势研究方向和背景的高学历人才，是提高专业师资团队的重要任务。但是由于传统环境专业高学历人才培养的领域限制，预选择完全符合此特色专业需求的师资具有较大的难度。

由此，在保障专业基本任务的前提下，跨学科引进具有环境工程背景的专业人才，建立跨专业合作是可行的。在自动控制方向与本校电子工程与自动化学院紧密合作，通过学科交叉项目实现人才引进，主要从事环境工程自动化控制方向的教学和研究工作;在信息科学方向与本校计算机学院合作，针对自治区内外环境信息建设和环境在线监测集成建设引进人才，主要从事环境监测和信息化建设的教学和研究工作。以建设优秀教学团队和科技团队，推动环境工程专业建设，形成结构优化、学科交叉和工程化背景的特色高水平教师队伍，提高特色专业影响力。

（四）完善人才培养实践环境，提高学科影响力

经过多年的建设，本校环境工程本科专业目前拥有专业试验室面积2000平方米，有“环境工程研究所”和“生态环境与清洁生产中心”2个研究型机构。与桂林多个污水处理厂、区内外环保公司、环保设备生产企业和环境监测单位签订了实习基地协议，为学生的创新实践能力培养提供实践基地。总结过去实践过程，我们发现传统的“带队制”实践实习模式已不能满足在提高学生实践能力的需求。完善教学实践体制和环境，将是未来提高教学质量的重要环节。拟开展“产学研”结合的高校与企业共建的教学实践基地建设，调动教师积极性，参与专业教学实践，形成互惠互利的可持续发展的校企结合的教学实践環境，能为提高专业人才培养水平起到有效的促进作用。同时，完善人才培养实践环境和提高学科专业影响力是与学科建设紧密相关的。根据学科实践教学规划，维持原有实践基地合作关系，新建合理的实践基地，扩展实践实习范围。如在原欠缺的领域，联系环保设备生产企业，建立实践合作关系，提高所培养专业人才实际设备设计、研发和系统建设能力;联系环境系统工程企业，提高专业人才实际工程实施能力。以人为本，通过所培养人才的知识体系、专业素养和实际动手能力的提高，在用人单位中建立口碑，提升专业影响力。

四、结束语

我国环境保护行业经过近几年的高速发展，已成为一个新兴的重点行业，形成了多学科多行业交叉的规模化产业。过去针对主要污染物处理为目标建设的环境工程专业，已不能满足现在环境领域与信息产业结合的趋势需求。由此而来的是大量的对具备电子背景环境专业人才的需求，但是，目前国内开展环境与电子信息结合的专业人才培养的高校较少。在此背景下，从环保行业的细分领域出发，针对环境自动监测、环境信息系统建设和基础环境治理，开展有电子背景的环境专业建设，培养特色环境工程专业人才将对行业发展和学科建设有积极的指导性意义。

本校通过近二十年的特色专业建设摸索，已形成了一套行之有效的人才培养方案和专业规划。随着近年来环境行业和电子信息行业飞速发展，通过对国家政策、行业发展和新科技发展趋势的分析，我校进一步完善了特色环境专业规划，调整环境工程专业培养方案，以符合行业现状和市场需求;形成具有前瞻性的特色环境工程专业，所培养的电子背景环境工程人才，将在环保行业为国家环境保护事业做出应有的贡献。

[ 参 考 文 献 ]

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[责任编辑：刘凤华]