卓越計劃的環(huán)境工程原理教學(xué)解析

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［摘要］為加強(qiáng)環(huán)境工程專業(yè)本科生創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng)，需要針對環(huán)境工程原理傳統(tǒng)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，科學(xué)探究課程體系、改革教學(xué)方法，提出合適的教改對策。包括：對環(huán)境工程原理課程體系進(jìn)行整合，精減理論教學(xué)時數(shù)，增設(shè)實(shí)踐教學(xué)，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)互為補(bǔ)充、互相促進(jìn)；精選、改進(jìn)和增補(bǔ)教學(xué)內(nèi)容，與時俱進(jìn)，以科研促教學(xué)；教學(xué)方法上轉(zhuǎn)變觀念，突出學(xué)生的主體地位，全面提高環(huán)境工程原理課程的教學(xué)水平。

［關(guān)鍵詞］精選教學(xué)內(nèi)容；實(shí)踐教學(xué)；創(chuàng)新實(shí)驗

環(huán)境工程原理是我國全日制大學(xué)環(huán)境工程和環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)好其他專業(yè)課的基礎(chǔ)。該課程的目的和主要任務(wù)是面向環(huán)境污染控制工程實(shí)踐，系統(tǒng)、深入地闡述環(huán)境凈化與污染控制的基本技術(shù)原理、工程設(shè)計計算的基本理論，分析、解決問題的方法論以及提高污染物去除率的思路、手段和方法，為解決實(shí)際工程問題提供理論支持[1]。該課程注重培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn)、定量運(yùn)算能力、實(shí)驗技能和設(shè)計能力，培養(yǎng)學(xué)生用自然科學(xué)的原理來理解和分析實(shí)際工程問題，提高他們分析和解決問題的能力。環(huán)境工程原理課程涉及的教學(xué)內(nèi)容廣而多，在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，由于教學(xué)內(nèi)容抽象，學(xué)生不易理解；學(xué)生創(chuàng)新意識較弱，綜合實(shí)踐能力不強(qiáng)；考核辦法不完善，不能全面反應(yīng)學(xué)生能力。隨著中國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，目前社會最迫切需要的是綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型技術(shù)人才，這就決定了傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)目標(biāo)必須加以調(diào)整[2-3]。且隨著社會進(jìn)步及科學(xué)的發(fā)展不斷地增加、更新，只有通過優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)、針對專業(yè)特色建立教學(xué)模塊、更新教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)教材建設(shè)，強(qiáng)化實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，才能在更高層次上探索和改革課程體系，促使學(xué)生提高知識應(yīng)用能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力。

一環(huán)境工程原理課程體系改革

優(yōu)化課程體系是提高環(huán)境工程專業(yè)本科生培養(yǎng)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)環(huán)境工程原理的特點(diǎn)，完整的課程體系應(yīng)包括環(huán)境工程原理理論教學(xué)、實(shí)驗及課程設(shè)計。由于歷史原因，我院校原課程沒有配套實(shí)踐性教學(xué)，學(xué)生缺乏實(shí)踐操作和認(rèn)識。針對該缺陷，教學(xué)改革過程中增設(shè)環(huán)境工程原理實(shí)驗課程，同時有的放矢地精選教學(xué)內(nèi)容，精簡理論教學(xué)時數(shù)，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)彼此側(cè)重點(diǎn)不同，但又緊密結(jié)合，對教學(xué)體系進(jìn)行整體性完善。環(huán)境工程原理課程體系改革的重點(diǎn)之一是對課程核心內(nèi)容進(jìn)行梳理。課程包括環(huán)境工程原理基礎(chǔ)、分離過程原理和反應(yīng)過程原理三部分，三者相互聯(lián)系，形成完整的課程內(nèi)容體系。精減后的內(nèi)容，要求重點(diǎn)掌握環(huán)境工程原理基礎(chǔ)部分的物料與能量守恒原理、質(zhì)量傳遞過程，分離過程原理部分關(guān)于污染物分離的沉淀、過濾、吸收及吸附的原理及設(shè)計計算，以及反應(yīng)工程原理部分的關(guān)于化學(xué)與生物反應(yīng)的計量學(xué)、動力學(xué)以及生化反應(yīng)器的基本解析。

二環(huán)境工程原理教學(xué)方法改革

環(huán)境工程原理課程是環(huán)境工程和科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課，是高等數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)的后續(xù)課程，也是學(xué)生從嚴(yán)密的邏輯思維轉(zhuǎn)向工程思維的一門課程，工程性和實(shí)用性很強(qiáng)，所面對的是真實(shí)、復(fù)雜的工程問題。以往課堂講授的傳統(tǒng)方法，先原理、公式及公式的推導(dǎo)，后流程及典型設(shè)備，往往在一些公式的理論推導(dǎo)上花費(fèi)了大量的時間，課堂效率低。實(shí)施教學(xué)改革期間，課時設(shè)計上對有關(guān)公式的推導(dǎo)進(jìn)行簡化，而將節(jié)省的課時用于介紹更多的工程知識。各章節(jié)的學(xué)時分配，進(jìn)行適當(dāng)壓縮，以精講為主，突出重點(diǎn)難點(diǎn)，增加自學(xué)內(nèi)容，將節(jié)省的時間用于介紹一些新的行業(yè)動態(tài)和前沿發(fā)展，開闊學(xué)生的思路[4]。課堂上充分利用現(xiàn)代化手段，利用多媒體工具對過程機(jī)理、復(fù)雜設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物流運(yùn)動狀態(tài)等內(nèi)容進(jìn)行形象、逼真、生動地動態(tài)演示，使抽象的問題具體化、形象化、實(shí)際化。課堂上引入環(huán)境熱點(diǎn)話題，凸顯課程內(nèi)容的實(shí)用性。在講授質(zhì)量傳遞過程這一章節(jié)時，引入一些熱點(diǎn)話題如大氣環(huán)境污染、PM2.5和汽車尾氣催化處理單元，可有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，熱點(diǎn)話題對正處于求知欲旺盛的年輕學(xué)生來講永遠(yuǎn)都具有吸引力。教學(xué)方法上轉(zhuǎn)變觀念，突出學(xué)生在課堂上的主體地位，全面提高課程的教學(xué)水平。鼓勵學(xué)生進(jìn)行有效的課前預(yù)習(xí)，在課堂上緊跟老師的授課思路；課堂上結(jié)合使用啟發(fā)式、討論式、探索式和開拓式教學(xué)方法。環(huán)境工程原理課程涉及大量的基礎(chǔ)原理計算，需要學(xué)生通過課后復(fù)習(xí)、完成作業(yè)及思考題加以鞏固。課堂上也要打破傳統(tǒng)的教師權(quán)威的觀念，突出學(xué)生的主體地位，學(xué)生可以充分利用現(xiàn)代化手段查閱資料、獲取信息，并積極與教師討論，由培養(yǎng)知識型人才向培養(yǎng)創(chuàng)新型人才轉(zhuǎn)變。還可充分利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境將電子教案、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、試題解答至網(wǎng)絡(luò)課程平臺，讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)完成復(fù)習(xí)，并通過討論等功能與老師、同學(xué)進(jìn)行答疑、討論和交流。高素質(zhì)應(yīng)用技術(shù)型本科人才培養(yǎng)，不僅要使學(xué)生掌握基礎(chǔ)的知識技能，更重要的是促使學(xué)生提高知識應(yīng)用能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力等，從“授之以魚”遞進(jìn)為“授之以漁”。

三充分利用實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

環(huán)境工程原理是一門理論與實(shí)際結(jié)合的專業(yè)基礎(chǔ)課，實(shí)驗課程的開設(shè)十分必要[4-5]。在理論課程的基礎(chǔ)上，輔以實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，有利于促進(jìn)學(xué)生對實(shí)際問題的理解和應(yīng)用。實(shí)驗課程設(shè)計之初就考慮到，除了基礎(chǔ)性和演示性實(shí)驗外，也應(yīng)包含一些拓展性和創(chuàng)新性的實(shí)驗項目，如“組合填料吸附去除廢水中磷的研究“，鼓勵學(xué)生充分發(fā)揮主動性，運(yùn)用吸附的理論知識，自己設(shè)計動力學(xué)實(shí)驗和熱力學(xué)實(shí)驗方案，并能讓學(xué)生初步接觸科研項目。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，了解當(dāng)前環(huán)境研究熱點(diǎn)和環(huán)境研究進(jìn)展，使學(xué)生可以認(rèn)識到本門課程知識對解決實(shí)際問題的有效性，而在該過程中培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的科學(xué)思維方法。鼓勵學(xué)生參與科技創(chuàng)新項目，培養(yǎng)解決問題能力。高水平的科研工作永遠(yuǎn)是提高教學(xué)水平的助推器，將科研、教學(xué)與應(yīng)用緊密結(jié)合是提高教學(xué)水平的有效途徑之一，越來越多的高效開始重視將產(chǎn)研內(nèi)容轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容進(jìn)而促進(jìn)教學(xué)[6]。環(huán)境工程這門學(xué)科的應(yīng)用性和實(shí)用性很強(qiáng)，我們鼓勵學(xué)生參與到專業(yè)教師的科學(xué)研究中。本團(tuán)隊教師在主持國家和省部級課題以及企事業(yè)橫向課題時，每年都會接納一些學(xué)生參與到課題研究工作中；團(tuán)隊也已連續(xù)多年指導(dǎo)校級和市級大學(xué)生創(chuàng)新課題。學(xué)生可根據(jù)自己的興趣選擇項目內(nèi)容，查閱文獻(xiàn)、設(shè)計實(shí)驗方案、主動安排時間完成研究內(nèi)容?？傊?，為培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、應(yīng)用知識和創(chuàng)新能力強(qiáng)等特點(diǎn)的應(yīng)用技術(shù)型人才，讓學(xué)生更好地適應(yīng)未來就業(yè)崗位，本改革緊緊圍繞當(dāng)前環(huán)境工程專業(yè)本科生培養(yǎng)的實(shí)際問題，通過調(diào)整理論與教學(xué)課程內(nèi)容，增加實(shí)踐教學(xué)時數(shù)，突出實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高了創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力；通過資源網(wǎng)站在線課堂和交流討論的學(xué)習(xí)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。教學(xué)改革是一項長期而系統(tǒng)的工程，我們將繼續(xù)總結(jié)和完善，為培養(yǎng)出一批符合國家需求的高素質(zhì)應(yīng)用技術(shù)型人才而不懈努力。

參考文獻(xiàn)

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[6]徐蘇云.《固體廢物處理與處置》短學(xué)時課程的教學(xué)方法探索[J].新課程學(xué)習(xí)，2014(1):11-12.

作者:徐蘇云 康詩飛 王吟 張曉東 單位:上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院