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张晓东 王吟 杨麒霖
（上海理工大学）
教育部发布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中强调，要“创新人才培养模式，深化教育教学改革，创新教育教学方法，探索多种培养方式，形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面”[1]。在“新工科”大背景下，本研贯通式一体化人才培养模式能够满足学生连续性培养、多样化成长的需求,加强了优秀国际化创新人才培养[2]。因此，本科生和研究生两个层次的培养关键在于人才培养方案的合理性与衔接模式，本研贯一体化课程体系的建设因其在优化人才培养方案的基础上推动适应性研究性学习和竞争性培养，而对卓越工程师的培养有重要意义[3]。
上海理工大学环境与建筑学院的环境工程专业秉承“立足上海，依托行业，发展特色，服务全国”的办学理念，注重本科与研究生两个层次的教育衔接，以实现创新性人才的培养。本文采用贯通式培养思路，将环境工程本科专业中重要的主干课程《大气污染控制工程》与研究生阶段《环境催化原理及应用》课程整合教育资源，优化人才培养，对于两门课程之间的衔接模式进行深入探讨，并形成本、硕两个阶段有效衔接的贯通式一体化培养模式。
《大气污染控制工程》涉及物理学、化学、材料科学、工程学等诸多学科，是环境工程本科专业的主干课程，知识点多而杂[4]。加之大气污染是环境污染中最为重要的污染之一，对于这部分污染的理论及其治理技术的了解在整个环境工程课程体系中的核心作用是显而易见的。与此同时，《环境催化原理及应用》是环境工程研究生的专业学位课程，其所涉及到的催化技术是大气污染中应用最为广泛的处理技术之一，可用于移动源和固定源燃烧排放的气态污染物以及挥发性有机化合物等处理[5]。由此可见，将这两门课进行贯通式一体化衔接，对于提升教学效果以及创新性人才的培养都具有重要作用，《大气污染控制工程》作为前修课程，侧重大气污染相关知识及其控制手段理论的基础学习，《环境催化原理及应用》作为提高性课程，侧重于针对具体气态污染物的催化去除机理和效果的深入探讨。
（一）培养方案一体化
不仅是《大气污染控制工程》和《环境催化原理及应用》两门课程本身，环境工程专业整体培养方案都应实现一体化的设计。为使本硕教育融会贯通，本硕学生在学习、创新、实践等方面的培养方针应融为一体，使之成为的相辅相成整体。此培养方案主要分为三个阶段：第一阶段为本科培养阶段，以巩固学生基础知识储备、培养实践与创新能力、开展专业领域基础实训等为目的，为今后科学研究打下坚实基础。第二阶段为硕士研究生第一学年，该阶段根据学生的学习成果与发展需求将学生进行分类，着重考察科研素质和实践能力，旨在提高学习的自主性、科研的主动性，最终高质量完成学业要求。第三阶段为硕士第二、三年，着重科研创新及发明、强化研究开发实训，鼓励学生进入联培科学研究所参与实际科学研发或进行行业培训，以强化学生产学研一体化能力的培养。
（二）教学内容一体化
《大气污染控制工程》和《环境催化原理及应用》两门课程的详细信息见表1所示。从两门课的课程性质与学分分配上可以看出我校对于这两门课程的重视程度。《大气污染控制工程》的理论学时有48个课时，而且还设置了《大气污染控制工程实验》（16个课时）以及《大气污染控制工程课程设计》（16个课时），因此在本科阶段对于大气污染控制工程的理论、实验和实践都有所涉及，这为学生的综合创新素质培养奠定了良好的基础。而《环境催化原理及应用》为研究生阶段的学位课程，其学时也有36个课时，理论教学以及实践教学是同步进行的。从两门课程的考核方式来看，《大气污染控制工程》实行过程化考核，即平时成绩和期末考试成绩各占50%，说明两者具有同等重要的地位。平时成绩主要包括考勤、课后作业、课堂测试、师生互动、小组讨论等，其目的在于调动学生主动参与课堂教学的热情，使考核方式更加科学合理，且更加符合重视课堂教学的倡导理念；
期末考核采用闭卷考试的形式，仍然重视学生对于基础理论知识的掌握情况。对于《环境催化原理及应用》来说，平时成绩和课题分享各占50%成绩，与本科课程最大的区别在于将考试考核转变为研究性课题的分享考核，这就要求学生将对基础知识的记忆和理解初级学习方式提高到以思考、实践和创新为主的高级阶段，这也是非常符合培养方案中第二阶段的要求的。
从两门课的教材选择以及内容课时的分配上来看，《大气污染控制工程》有固定的授课教材。从教材的内容、重难点分布和理论实践结合等方面综合考量，我们选用中国工程院院士郝吉明教授主编的《大气污染控制工程》（第三版）作为主要教材。而《环境催化原理及应用》作为研究生课程，主要依靠教师讲义而未对教材有所指定。本科生的《大气污染控制工程》课程的基础知识部分为27学时（占总学时的56%）；
应用知识部分为18学时（占总学时的38 %）；
设计部分为3学时（占总学时的6%），上述课程内容分配显示出在本科层次中以基础知识传授为主，以应用知识介绍为辅的教学模式。对于研究生的《环境催化原理及应用》来说，主要分为四大部分来进行教学。第一篇是理论教学8个学时（占总学时的22%），要求学生掌握催化及环境催化的基本概念和原理，移动源和固定源燃烧排放的多相催化净化，室内空气催化净化的相关原理及技术等知识要点。研究生由于相关的基础知识点在本科阶段已经基本掌握，但因考虑到部分研究生第一学历教学存在差异性，涉及到的基础知识会在课堂上重新归纳总结，并适当引入承接知识点，使学生更好的接受下一阶段的教学计划；
第二篇是环境催化研究进展8个学时（占总学时的22%），主要通过科研论文以及实际工程案例讲解与大气污染物去除相关的催化技术的最新研究进展；
第三篇是介绍环境催化技术中常用的软件、方法和仪器，共8个学时（占总学时的22%），主要通过课上讲解以及实验室现场操作让学生系统掌握常用的数据处理软件、催化材料制备方法、催化材料表征仪器、催化实验设备等，这些都是实际科研当中至关重要的知识点，因此也属于实践教学的部分。第四篇共12学时（占总学时的34%），大体内容包括前沿文献阅读及课题讨论，要求学生综合考量导师主导课题组的研究方向和自己的研究兴趣等多方面因素，选择恰当的科研主题，给其余同学用PPT的形式将结论进行分享，促进头脑风暴，进一步提高学生参与度，这也是期末考核成绩的重要依据。在以上两个教学培养方案中，本科生培养重在基础知识掌握、实践能力培养、设计技能学习，而研究生培养不仅要总结和回顾基础知识，还要将课程重点过渡到该研究领域的前沿进展上来，进一步将软件模拟、仪器操作与表征分析学以致用。同时对于学生的自我学习、组织表达和主动思考能力都有了更高的要求，既有“温故”，更要“知新”（图1）。
图1 《大气污染控制工程》与《环境催化原理及应用》课程设置对照图
（三）实践教学一体化
作为本研一体化培养体系的重要环节，基础理论、专业知识科研计划、社会和科技服务等实践教学方案的设计，应适应于在不同学习阶段的本科生[6]。一方面，在本科教学阶段，充分利用《大气污染控制工程实验》和《大气污染控制工程课程设计》以强化学生的实验实践能力，加大开设具有综合性、创新性、实操性实验。通过让学生自主设计实验来梳理与应用基础知识，达到提高学生独立思考、增强实践创新能力的目的，激发学生对本专业的学习兴趣，为研究生阶段研学打下基础[7]。另一方面，还可采取本科生导师制等创新教学模式，将本科科研和教学活动进行有机结合，在导师的研究团队中纳入将本科生，为了便于对本科生的日常生活和学习进行指导，每队配备1-2名研究生进行协助。既可以促进本、研学生之间的相互了解，又能全面提高本科生的创新能力、实践能力、团队协作能力和科研能力。
对于研究生阶段来说，其主要实践形式为科学研究。鼓励低年级研究生参与到导师承担的科研项目中，同时借助高校间合作交流平台、科学研究院（所）以及企业单位联培硕士研究生等方式进一步增强学生的科研能力[8]。在学术资源共享方面，积极开展多样化的学术沙龙，并将其常态化，促进学生之间的头脑风暴，培养学生独立思考分析问题、团队协作解决问题的能力，以及书面表达、口头汇报能力等。对于高年级研究生来说，实践教学则侧重参与企业和社会科技服务、借助本科生研究性、开放性实验平台等。
（四）教学团队一体化
本硕一体化教学团队的建设对于课程的持续性、稳定性和有效性也是至关重要的，课程从三个方面进行教学团队的建设。①梳理教师专业方向：本硕课程知识体系庞大，教学内容多样化的特点，要求根据教学团队老师的专业特长进行教学内容的分配。比如有的老师主要从事基础研究，可以进行相关本科阶段的理论知识的传授；
有的老师具有丰富的企业实践经验，可以为学生提供丰富的实际案例，并指导学生参加各种竞赛；
还可以专门招募负责实验教学的老师，在科研实验方面给予学生专业指导。②提高教师自身素质：深入贯彻以学生全面发展为核心的教育指导思想，进一步增强教师队伍在高等教育教学理念、教学规律、现代教育技术理论等方面的学习，打造一支现代化高水平教学队伍。③完善评价体系：从“学生素质、培养条件、教学实践活动、管理机制、培养效果”五个维度建立评价指标，评价的主体涵盖学生、高校教师以及校外专家。学生以自身综合素质的自评和互评为基础，学校教师对学生素质、教学活动、教学效果等各方面的评价为重点，校外联合培养专家对学生的各项条件、管理机制的专业评价为辅证，通过开展不同层面的评价活动和综合评定，保证其全面性和客观性，并将评价结果反馈至课堂与实践教学计划、设计、实施的全过程。
各专业发展和人才培养的根本基础是人才培养模式，以人才培养为导向，建立符合新工科专业发展要求的本研贯通式一体化课程体系至关重要。环境工程专业具有极强的理论性、实践性和应用性，本文针对我校环境工程专业本硕教学的实际情况，将相关专业课程从教学方案、内容、实践和团队方面进行本硕一体化改革的突破与优化，侧重培养学生发现、分析并有效解决问题以及创新实践能力。实际教学过程虽然还存在不足，但随着本硕一体化教学的不断推进与完善，本科生到研究生的过渡会逐渐趋于流畅化，使得处于两个教育阶段的学生都能朝着高素质人才、应用型人才、创新型人才方向发展。今后的主要工作是依据业界发展趋势适时完善内容，使课程建设更具可操作性，新工科课程教育范式更加全面、合理清晰。相关研究成果可为兄弟院校可视计算方向本科生和研究生的理论教学和人才培养提供有效参考。
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