公選課電子廢棄物的資源化處理教學(xué)實(shí)踐與改革*

段晨龍 何亞群 王海鋒 葉璀玲

1 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 江蘇徐州 221116

2 煤炭加工與高效潔凈利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江蘇徐州 221008

1 引言

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)穩(wěn)定性通識(shí)教育公共選修課是面向全校學(xué)生開(kāi)設(shè)的、由學(xué)生自主選修的課程，是為了擴(kuò)大大學(xué)生知識(shí)面、開(kāi)拓學(xué)生視野、推進(jìn)文理滲透及理工結(jié)合、提高大學(xué)生綜合素質(zhì)，面向全校本科生開(kāi)設(shè)的一類課程。為了保證穩(wěn)定性，要求連續(xù)開(kāi)設(shè)4個(gè)學(xué)期。穩(wěn)定性通識(shí)教育公共選修課（以下簡(jiǎn)稱公選課）以其自由度、適應(yīng)性成為高校課程體系的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)學(xué)科滲透、文理兼容的重要橋梁，也是高校培養(yǎng)復(fù)合型人才、創(chuàng)新性人才的重要渠道[1]。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在國(guó)內(nèi)較早開(kāi)展電子廢棄物資源化處理的研究，在此領(lǐng)域做了大量的工作，有較好的前期積累。為了拓寬學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、環(huán)境意識(shí)與創(chuàng)新能力，電子廢棄物的資源化處理于2008年3月首次作為一門(mén)科學(xué)技術(shù)類的公選課為全校本科生開(kāi)設(shè)。3年多來(lái)，選修該課的學(xué)生累計(jì)達(dá)1119人，對(duì)學(xué)生樹(shù)立環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)理念、提升人文素養(yǎng)、培養(yǎng)科學(xué)精神發(fā)揮了重要作用。

2 課程開(kāi)設(shè)的背景及實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題

2.1 課程開(kāi)設(shè)的背景

隨著高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短，由此而產(chǎn)生的電子廢棄物每年以18%的速度增長(zhǎng)，成為世界上增長(zhǎng)最快的垃圾。全世界電子垃圾中的80%出口至亞洲，其中又有90%進(jìn)入中國(guó)，電子廢棄物已經(jīng)成為影響我國(guó)環(huán)境安全的重大問(wèn)題。與此同時(shí)，我國(guó)有色金屬需求量增長(zhǎng)迅速，一些重要的有色金屬資源因資源匱乏或開(kāi)采困難等原因而供不應(yīng)求，金屬資源的保證程度關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展和國(guó)家安全。

電子廢棄物中含有大量可供回收利用的金屬、玻璃及塑料等，另外還含有鋁、鐵等常用金屬及微量的金、銀、鉑等稀貴金屬，這使得電子廢棄物具有比普通城市垃圾高得多的價(jià)值。電子廢棄物的資源化處理研究是環(huán)境污染防治和資源循環(huán)利用領(lǐng)域中的國(guó)際前沿課題，涉及的學(xué)科領(lǐng)域主要有礦物加工工程、環(huán)境工程、材料工程、冶金工程、流體力學(xué)等[2]。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在國(guó)內(nèi)較早開(kāi)展電子廢棄物資源化處理的研究工作，所在課題組已完成國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《電子廢棄物高效潔凈分選回收的基礎(chǔ)研究》，高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目《電子廢棄物干法處理技術(shù)研究》等課題；建成了電子廢棄物資源化處理的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，開(kāi)展了電子廢棄物破碎解離、分選回收和分離提純等研究工作，有較好的前期積累。為此，作為一門(mén)科學(xué)技術(shù)類的全校公選課為全校本科生開(kāi)設(shè)，共32學(xué)時(shí)，一學(xué)期完成。

2.2 主要教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容

在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，以多媒體教學(xué)作為主要教學(xué)手段，同時(shí)輔以研討式教學(xué)和案例式教學(xué)的方法，有效地增強(qiáng)了電子廢棄物的資源化處理課程的教學(xué)效果，較好地實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。主要授課內(nèi)容及學(xué)時(shí)見(jiàn)表1。3年多來(lái)，選課的學(xué)生累計(jì)達(dá)1119人，覆蓋全校16個(gè)學(xué)院，近60個(gè)專業(yè)。選課學(xué)期及選課人數(shù)見(jiàn)表2。該課程對(duì)學(xué)生樹(shù)立環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)理念，提升人文素養(yǎng)、培養(yǎng)科學(xué)精神發(fā)揮了重要作用。

表1 電子廢棄物的資源化處理主要授課內(nèi)容及學(xué)時(shí)

表2 選課學(xué)期及選課人數(shù)

2.3 實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

由于管理者和學(xué)習(xí)者對(duì)公選課的認(rèn)知偏差，加之缺乏對(duì)公選課的明確理論定義和實(shí)踐規(guī)范，使其實(shí)際效果與其設(shè)立的初衷出現(xiàn)一定程度上的偏差。

1）學(xué)生急功近利，對(duì)公選課不重視。部分學(xué)生沒(méi)有正確認(rèn)識(shí)到公選課的意義，單純是為了混學(xué)分，遲到、曠課、早退現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

2）學(xué)生選課自由度大，存在一定的盲目性。目前大多數(shù)高校采用網(wǎng)上選課，學(xué)生可以直接看到課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、授課教師等信息。但不少學(xué)生缺乏自我負(fù)責(zé)的態(tài)度，選課不認(rèn)真，看同學(xué)選修什么課程他就選修什么，什么課程好拿學(xué)分就選什么，有的甚至讓同學(xué)代選。

3）上課時(shí)間安排有待優(yōu)化，個(gè)別學(xué)生選擇課程和時(shí)間安排不合理。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的公選課和其他兄弟院校類似，晚上和周末上課居多。公選課在上課時(shí)間和教室安排上要給基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)選修課讓道，這樣的排課可能會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生這些課程不重要的感覺(jué)。再加上這個(gè)時(shí)段學(xué)生體力和精力欠佳，也給公選課的教學(xué)帶來(lái)不利影響。

4）學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)差異大，教材選擇困難。選課的學(xué)生來(lái)自文、理、工、經(jīng)濟(jì)、管理等不同的專業(yè)，基礎(chǔ)差異較大。當(dāng)講到一些公式推導(dǎo)、理論計(jì)算和數(shù)值仿真時(shí)，文科類學(xué)生基本聽(tīng)不懂。此外，國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有針對(duì)電子廢棄物資源化處理的教材。研究型的著作理論性強(qiáng)、難度大，不適合作為學(xué)生的教材。

針對(duì)上述問(wèn)題，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革，完善教學(xué)內(nèi)容，將有助于學(xué)生擴(kuò)大知識(shí)面、開(kāi)拓視野、提高綜合素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，達(dá)到開(kāi)設(shè)全校通識(shí)教育選修課的目標(biāo)。

3 電子廢棄物的資源化處理實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與改革

3.1 提高人文素養(yǎng)，培養(yǎng)科學(xué)精神

從經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中電子廢棄物帶來(lái)的問(wèn)題，引出電子廢棄物的資源化處理的意義。采用案例教學(xué)的方法，從工業(yè)地理的視角研究電子廢棄物管理與技術(shù)之間的聯(lián)系，提高學(xué)生的人文素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，形成良好的道德品質(zhì)。采用創(chuàng)新教育的方式為學(xué)生樹(shù)立環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)利用的理念，使學(xué)生形成科學(xué)的世界觀，培養(yǎng)其獨(dú)立思考的能力和科學(xué)精神。如講到電子廢棄物處理不當(dāng)造成二次污染問(wèn)題的時(shí)候，引導(dǎo)學(xué)生就資源循環(huán)利用和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題展開(kāi)討論，適時(shí)引入有色金屬二次資源體系識(shí)別、可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境污染防治等知識(shí)要點(diǎn)，使學(xué)生在研討中掌握這些知識(shí)。

3.2 完善課程體系和教學(xué)方法，控制選課人數(shù)

把握電子廢棄物資源化處理研究學(xué)科和領(lǐng)域的前沿，分析和優(yōu)化中國(guó)礦業(yè)大學(xué)穩(wěn)定性通識(shí)教育選修課電子廢棄物的資源化處理課程體系，研究與課程相適應(yīng)的教學(xué)方法。如講授電子廢棄物中鉛的危害時(shí)，為學(xué)生放映視頻短片《來(lái)自前兆的后訓(xùn)之鉛中毒》。采用啟發(fā)式、互動(dòng)式等教學(xué)方法活躍課堂氣氛，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：“社會(huì)的車輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)，人類有時(shí)會(huì)陷入一種盲目的狀態(tài)，為了追求先進(jìn)科技的發(fā)展，甚至不惜飲鴆止渴?！贬槍?duì)電子廢棄物處理的污染問(wèn)題讓學(xué)生討論，使不同學(xué)科、不同專業(yè)的學(xué)生更好地適應(yīng)課堂教學(xué)。該課程已連續(xù)開(kāi)始8個(gè)學(xué)期，在前7個(gè)學(xué)期，由于沒(méi)有控制選課人數(shù)，選課學(xué)生基本維持在150人，甚至達(dá)到179人，而選課學(xué)生太多不利于研討式教學(xué)，混學(xué)分的學(xué)生也比較多。為此，在第8學(xué)期將選課學(xué)生限制在60人，課堂經(jīng)常采用研討式、啟發(fā)式和互動(dòng)式等教學(xué)手段，遲到、早退和曠課等現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情得到很大提高。

3.3 研究教學(xué)內(nèi)容，編寫(xiě)課程講義

目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有電子廢棄物資源化處理的教材，盡管課題組在前期的研究過(guò)程中，針對(duì)電子廢棄物資源化處理出版著作3部，但這種研究專著理論性強(qiáng)、難度大，不適合作為學(xué)生的教材。為此，研究課程的基本內(nèi)容和目標(biāo)，對(duì)現(xiàn)有課堂教學(xué)內(nèi)容、課時(shí)分配、講授重點(diǎn)進(jìn)行重新分配，優(yōu)化組合，編寫(xiě)詳細(xì)的課程講義，使選課學(xué)生能夠掌握課程的主要內(nèi)容、學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提高選課學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.4 拓寬學(xué)生國(guó)際視野，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力

隨著高等教育的國(guó)際化，以及科學(xué)技術(shù)在國(guó)際范圍內(nèi)的相互滲透與激烈競(jìng)爭(zhēng)，高水平大學(xué)本科生國(guó)際視野的培養(yǎng)與形成，是其未來(lái)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。在電子廢棄物資源化處理課程教學(xué)改革的基礎(chǔ)上，通過(guò)檢索國(guó)內(nèi)外最新的資料，有選擇地應(yīng)用于課堂教學(xué)實(shí)踐，努力拓寬學(xué)生的國(guó)際視野，引導(dǎo)并培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注及跟蹤本領(lǐng)域國(guó)際最新成果的意識(shí)與能力。

如講授電子廢棄物生物處理技術(shù)一節(jié)時(shí)，直接選用2010年第25屆國(guó)際礦物加工大會(huì)的一篇論文Bioleaching of EWastes（B Brown, M Saidan and M Valix）進(jìn)行教學(xué)，將學(xué)生帶入電子廢棄物生物處理技術(shù)的研究前沿。為了使學(xué)生能夠更加形象具體地認(rèn)識(shí)電子廢棄物資源化處理最新的設(shè)備和工藝，課堂教學(xué)選用不少西方發(fā)達(dá)國(guó)家處理電子廢棄物的視頻資料。授課教師把所有的英文視頻資料全部做了聽(tīng)寫(xiě)，以便學(xué)生能夠看懂理解。學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)同時(shí)，提升了英語(yǔ)的水平，培養(yǎng)了國(guó)際視野，很多學(xué)生深有感觸：要掌握前沿的知識(shí)，就要下功夫?qū)W好英語(yǔ)。

3.5 借助學(xué)科與科研優(yōu)勢(shì)，轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦物加工工程學(xué)科是國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科和國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，首批入選教育部高等學(xué)校國(guó)家級(jí)特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，同時(shí)也是國(guó)家自然科學(xué)基金委的創(chuàng)新研究群體，在中國(guó)礦業(yè)大學(xué)具有學(xué)科和科研的優(yōu)勢(shì)。在課堂教學(xué)過(guò)程中通過(guò)介紹團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期科研過(guò)程中課題來(lái)源、項(xiàng)目申報(bào)、工程攻關(guān)等具體事例，為學(xué)生營(yíng)造創(chuàng)新教育的環(huán)境。3年多來(lái)，共有本科生16人次參與到“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”“江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃”和“中國(guó)礦業(yè)大學(xué)大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃”。這些科研訓(xùn)練能夠提高本科生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，使學(xué)科和科研的優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，更好地為本科教學(xué)服務(wù)。通過(guò)公選課的學(xué)習(xí)以及科研訓(xùn)練，學(xué)生獲全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心創(chuàng)新性實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽特等獎(jiǎng)1項(xiàng)，全國(guó)高校環(huán)保創(chuàng)意大賽銀獎(jiǎng)1項(xiàng)，全國(guó)環(huán)保創(chuàng)意大賽二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，江蘇省“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，本科生作為第一作者的學(xué)術(shù)論文發(fā)表6篇。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)穩(wěn)定性通識(shí)教育公選課電子廢棄物的資源化處理教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)3年多的教學(xué)實(shí)踐和探索，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行系統(tǒng)研究與總結(jié)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容不斷地進(jìn)行調(diào)整與更新，取得不錯(cuò)的教學(xué)效果，引起在校大學(xué)生的廣泛興趣。該課程開(kāi)闊了選課學(xué)生的知識(shí)視野，對(duì)學(xué)生樹(shù)立環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)理念、提升人文素養(yǎng)、培養(yǎng)科學(xué)精神發(fā)揮了重要作用。

[1]許永忠,董守華,祁雪梅.“數(shù)字圖像處理技術(shù)與應(yīng)用”公選課的教改實(shí)踐[J].煤炭高等教育,2010,28(5):120-122.

[2]Cui Jirang, Eric F. Mechanical recycling of waste electric and electronic equipment: a review[J].Journal of Hazardous Materials,2003,99(3):243-263.