張 攀，呂小改，李冬伊，侯晨曦，許 英

(1 鄭州工業(yè)應用技術學院，河南 新鄭 451150；2 河南大學化學化工學院，河南 開封 475004)

近年來，資源與環(huán)境問題已經(jīng)由局部性、區(qū)域性發(fā)展成為全球性的生態(tài)危機，如溫室效應、全球性資源短缺、生物多樣性銳減等。我國已把節(jié)約資源、保護環(huán)境作為基本國策，明確提出建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，這意味著在節(jié)能減排、資源循環(huán)利用等方面需要一大批相關專業(yè)的高素質(zhì)人才。教育部在2010年設立的資源循環(huán)科學與工程專業(yè)[1]，該專業(yè)涉及到環(huán)境、資源、化工、經(jīng)濟等多個知識領域，旨在培養(yǎng)具備化學、環(huán)境、資源循環(huán)等方面的基礎理論知識與實踐技能的復合型創(chuàng)新人才，來促進地方循環(huán)經(jīng)濟建設和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本文在了解專業(yè)培養(yǎng)現(xiàn)狀的基礎上討論該專業(yè)課程體系建設與優(yōu)化方案，為本專業(yè)人才培養(yǎng)提供有益的參考。

1 專業(yè)培養(yǎng)現(xiàn)狀

資源循環(huán)科學與工程專業(yè)是為適應節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)、低碳經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要而設置的。它是利用環(huán)境科學、生態(tài)學、資源科學、化學等多學科的科學方法和技術手段，實現(xiàn)資源循環(huán)利用、清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的新興交叉學科[2]。目前開設該專業(yè)的有南開大學、東北大學、華東理工大學、山東大學、北京工業(yè)大學、福建師范大學、昆明理工大學、北京師范大學、福州大學等近30所大學[1]。河南省開設該專業(yè)的學校有洛陽理工學院，華北水利水電大學，鄭州工業(yè)應用技術學院等3所大學?；趯I(yè)培養(yǎng)人才目標，以社會對人才的需求為宗旨，該專業(yè)要求培養(yǎng)出具備廢水資源化、固體廢物回收利用、生物質(zhì)能源、資源再生和資源保護等方面的綜合知識與技術；最終能夠在資源循環(huán)科學與工程技術相關領域從事工作的應用型高素質(zhì)專門人才[2]。

在該專業(yè)的建設和發(fā)展過程中，課程體系的建設和優(yōu)化至關重要。近幾年來，各研究學者紛紛對資源循環(huán)科學與工程專業(yè)課程體系優(yōu)化與構建展開了研究。2017年，劉明華，張嬋等[3]為實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型技術人才的最終目標，提出了循環(huán)經(jīng)濟下資源循環(huán)科學與工程專業(yè)建設的必要性、培養(yǎng)目標、建設思路和模式探索。同年，劉璇，李如燕等[4]結合當?shù)亟?jīng)濟建設特點，構建以伴生礦產(chǎn)和尾礦資源綜合利用、城市生活垃圾和廢水無害化、資源化處理處置為主線的課程體系。2019年，周子凡、朱峰等[5]通過對廣東省區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需求的分析，制定了具體的培養(yǎng)目標和相關的實踐課程，以培養(yǎng)資源循環(huán)所需的人才，促進區(qū)域資源循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。2020年，李玉祥等[6]以西安建筑科技大學專業(yè)課程體系為例，通過梳理各專業(yè)課程教學內(nèi)容并相互銜接，構建專業(yè)課程資源并探討了優(yōu)化課程體系的方法和增加創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)的具體措施。

目前，資源循環(huán)科學與工程專業(yè)成立時間較短，學生培養(yǎng)規(guī)模也較小，其課程體系構建依舊不夠完善，教學過程中各門課程的融合性不強，一些實踐教學環(huán)節(jié)與資源循環(huán)利用生產(chǎn)實踐聯(lián)系不緊密，因此該專業(yè)課程體系中各學科融合以及與生產(chǎn)實際結合等方面需要進一步優(yōu)化。

2 優(yōu)化理論課程體系

根據(jù)人才培養(yǎng)目標，資源循環(huán)科學與工程專業(yè)要求學生建立與“資源循環(huán)”相關的基本理論知識框架，并積極主動對專業(yè)課程展開深入的學習[7]。因資源循環(huán)科學與工程專業(yè)屬交叉學科專業(yè)，所涉及的學科有化學、環(huán)境、資源等，每個學科領域中的基本原理知識的側重點會有所不同，因此，在資源循環(huán)科學與工程專業(yè)培養(yǎng)方案的課程目標基礎上，要對相關學科的某些課程內(nèi)容進行梳理、調(diào)整和優(yōu)化，或者結合地方經(jīng)濟發(fā)展特點開發(fā)適合學科發(fā)展要求的特色課程。

根據(jù)各門課程的教學內(nèi)容，對資源循環(huán)科學與工程專業(yè)課程進行了梳理分析，構建了資源循環(huán)科學與工程專業(yè)基礎理論課程設置表，如表1所示。旨在優(yōu)化現(xiàn)有資源循環(huán)科學與工程專業(yè)課程體系，整合相關學科，加強各門學科的融合性，幫助學生形成扎實的理論知識體系，實現(xiàn)復合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標。

表1中的理論課程體系由基礎理論課程“化學類”、“環(huán)境類”，基礎應用課程“工程類”、“材料類”、“循環(huán)類”組成，知識體系比較完整。其中化學類和環(huán)境類課程屬于該專業(yè)的基礎類課程，旨在幫助學生形成扎實的“資源循環(huán)”基本理論知識體系，為學生之后學習工程類、資源類和材料類課程打下基礎，幫助學生理解知識更加透徹。工程類、資源類和材料類的課程可以使化學類和環(huán)境類課程中的知識得到提升，該三類課程幫助學生學習資源循環(huán)科學基本原理與工程技術知識，及工業(yè)原材料與廢舊部件產(chǎn)品、工礦業(yè)固體廢物和水資源以及基于生物質(zhì)的資源循環(huán)利用及其技術，讓學生具有廢水資源化、固體廢物資源化、生物質(zhì)能源、資源再生和資源保護等方面的綜合知識。以上各五類課程互相緊密聯(lián)系，互相支撐，為學生提供了將來從事資源循環(huán)科學與工程工作的基礎理論研究與技術開發(fā)的基本理論知識。

表1 專業(yè)基礎課理論課程設置表

3 優(yōu)化實踐課程體系

資源循環(huán)科學與工程專業(yè)是一門工程性較強的學科，要求學生具有較強的實踐能力，專業(yè)實踐環(huán)節(jié)至關重要[1]。根據(jù)資源循環(huán)領域的人才需求，該部分優(yōu)化整理出了專業(yè)實驗與實踐課程體系，以強化學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，如表2所示，該部分設置了實驗和實踐兩大模塊，具體分為了“化學類”、“工程類”、“資源類”和“實踐類”五類課程。

表2 專業(yè)實驗與實踐課程設置表

在實驗課程中，化學類和工程類實驗課程包括四大化學基礎實驗和化工原理實驗、化工仿真實驗、高分子化學實驗等課程，目的是讓學生練習基本合成、研究等一系列基礎實驗操作，培養(yǎng)學生的化學化工實驗設計與實施實驗能力，并能夠?qū)嶒灲Y果進行科學分析。資源類實驗課程是該專業(yè)學生專業(yè)能力提升的關鍵，主要包括資源循環(huán)科學與工程實驗、資源加工工藝實驗、廢舊高分子材料回收與利用實驗等課程，通過資源類實驗課程的開展可以培養(yǎng)學生對資源鑒別、回收、處理、初加工、深加工材料的科學研究能力，針對復雜工程問題設計解決方案的能力。實踐類課程以資源循環(huán)科學與工程專業(yè)為核心，是專業(yè)基礎知識連接實際操作的橋梁，可以讓學生的實驗操作能力從基礎操作提升到可以自主思考研究的水平，幫助學生形成從事資源循環(huán)科學與工程基礎理論研究與技術開發(fā)的能力，通過化學類、工程類、資源類實驗與實踐類課程的有序開展，在一定程度上可以實現(xiàn)理論與實踐相結合，不僅為學生在專業(yè)課學習中打下堅實的理論基礎，也為畢業(yè)后走向工作崗位積累有用的實踐經(jīng)驗。

4 構建地方特色課程體系

為提高該專業(yè)的競爭力，服務地方經(jīng)濟建設，資源循環(huán)科學與工程專業(yè)必須要培養(yǎng)出具有較強實踐能力和創(chuàng)新能力的應用型人才，因此構建具有地域行業(yè)特色且有別于其他高校的課程體系顯得尤為重要[7-8]。以地方特色課程為依托，可以培養(yǎng)出適應地方經(jīng)濟社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的應用型人才。河南省地處中原，跨長江、淮河、黃河、海河四大流域，具有豐富的淡水資源，全省多年平均水資源總量403.5億立方米；河南省煤炭資源也較為豐富，是我國重要的產(chǎn)煤省份，河南省煤炭保有量為617.78億噸，全國排名第六位。盡管如此，河南是中國人口最多的省份之一，人均占水量相對較少，加上水環(huán)境污染日益嚴重，治理水污染和改善水環(huán)境質(zhì)量在當今尤為重要；從環(huán)境角度，煤炭是不潔凈的能源，從資源角度，煤炭是不可再生資源；同時河南省也是重要的經(jīng)濟大省，資源、環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的矛盾相對較為突出。因此保護水環(huán)境、提高煤炭資源能源的利用效率，開發(fā)利用可再生能源是河南發(fā)展的重大需求。

結合本省水和煤炭資源特點，構建了具有“河南”特色的資源循環(huán)科學與工程專業(yè)的課程體系，具體課程設置如表3所示，主要設置了“水資源循環(huán)”和“煤炭資源循環(huán)”兩類課程，突出河南經(jīng)濟的發(fā)展目標和特色，旨在實現(xiàn)資源節(jié)約，資源循環(huán)利用的目標，培養(yǎng)出可以適應地方經(jīng)濟社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才。

表3 地方特色課程體系設置表

水資源循環(huán)類課程包括了水資源學概論、水化學及水質(zhì)分析、水資源評價與管理、工業(yè)循環(huán)水處理技術、污水凈化處理實驗五類課程，其中水資源學概論，帶領學生了解水資源的、水環(huán)境有關的基礎理論、基礎知識和分析方法。水化學及水質(zhì)分析和水資源評價與管理課程幫助學生學習水質(zhì)分析的基本原理、數(shù)據(jù)及誤差處理以及對水質(zhì)分析中常用的分離方法和儀器分析方法。工業(yè)循環(huán)水處理技術和污水凈化處理實驗課程是在水資源循環(huán)理論課程的基礎上，理論聯(lián)系實際，重點培養(yǎng)學生的廢水資源化和污水處理的實驗技能。

煤炭資源循環(huán)類課程包括了煤炭資源綜合開發(fā)與利用、煤化工生產(chǎn)技術、潔凈煤技術、燃煤污染物排放控制技術、煉焦化產(chǎn)品回收與加工和煤化工實驗課程，其中煤炭資源綜合開發(fā)與利用和煤化工生產(chǎn)技術課程提供了煤炭氣化技術、煤炭直接液化技術、煤炭間接液化技術、煤化工課題實踐基本知識，旨在幫助學生形成有關煤炭資源的理論知識體系。潔凈煤技術和燃煤污染物排放控制技術課程幫助學生學習重金屬的排放控制技術、煙氣凈化技術、二氧化碳排放控制技術、潔凈煤發(fā)電技術的基本操作。煉焦化產(chǎn)品回收與加工和煤化工實驗課程是在學生掌握了煤炭資源知識和煤炭清潔技術基本操作的基礎上，重點培養(yǎng)了學生的煤炭煤質(zhì)分析和煤炭綜合利用的實驗技能。

資源循環(huán)科學與工程專業(yè)面向國家建設需要，旨在培養(yǎng)能夠適應未來循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的高素質(zhì)人才，此類人才必須要具備循環(huán)經(jīng)濟科學與工程技術方面的專業(yè)理論知識和突出的實踐能力；同時能在循環(huán)經(jīng)濟工程技術領域從事基礎理論研究、技術開發(fā)等方面的工作。由于資源循環(huán)科學與工程專業(yè)作為一個新專業(yè)，河南一些高校開設該專業(yè)時間較晚，學生培養(yǎng)規(guī)模小，培養(yǎng)方案、課程設置、教材建設等都還不夠完善，要對資源循環(huán)科學與工程專業(yè)本科生的課程建設進行完善和構建，需要加強各門課程的融合性，突出實踐教學環(huán)節(jié)與資源循環(huán)生產(chǎn)實際的緊密結合性。以重基礎的理論課程和實踐課程為支撐，結合本地經(jīng)濟建設對人才的需求，建設地方特色課程，突出創(chuàng)新和實踐，辦出有地方特色、發(fā)展前景的資源循環(huán)科學與工程專業(yè)，從而培養(yǎng)出可以適應地方經(jīng)濟社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的資源循環(huán)科學與工程專業(yè)人才。