《固體廢物處理與處置》課程短學(xué)時教學(xué)改革思考

蔣　茹，朱華躍

《固體廢物處理與處置》課程短學(xué)時教學(xué)改革思考

蔣茹，朱華躍

（臺州學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江臺州318000）

《固體廢物處理與處置》是環(huán)境工程專業(yè)的核心課程之一。為滿足當(dāng)今科技發(fā)展和社會的需求，適應(yīng)短學(xué)時教學(xué)要求，有必要對現(xiàn)有的教學(xué)體系進(jìn)行改革。明確培養(yǎng)方向，優(yōu)選適宜教材，不斷更新和充實教學(xué)內(nèi)容，恰當(dāng)運用多媒體教學(xué)手段，加強(qiáng)案例分析，開展專題討論，結(jié)合課程實驗、課程設(shè)計、生產(chǎn)實踐和畢業(yè)論文，充分利用“開放實驗室”和“大學(xué)生科研創(chuàng)新平臺”，發(fā)揮學(xué)生的積極性，提高教學(xué)效果。

專業(yè)課；短學(xué)時；固體廢物處理與處置；教學(xué)改革

《固體廢物處理與處置》是教育部高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員分會在《高等學(xué)校本科環(huán)境工程專業(yè)規(guī)范》中明確規(guī)定的環(huán)境工程專業(yè)9門核心課程之一，建議學(xué)時為32學(xué)時，屬于短學(xué)時范圍［1，2］。課程設(shè)置的目的是使學(xué)生掌握固體廢物處理的基本理論、方法、原理和資源化技術(shù)，熟悉我國固體廢物管理的政策和法規(guī)，為今后從事環(huán)境工程技術(shù)應(yīng)用及科研工作打下基礎(chǔ)。該課程是一門理論和實踐密切結(jié)合的應(yīng)用型課程，因此，為滿足社會對復(fù)合型技術(shù)人才的需求，要將以往注重“雙基”（基礎(chǔ)知識和基本技能）教育的傳統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)榧纫匾晫I(yè)基礎(chǔ)知識的掌握，又要重視工程實踐能力培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，固體廢物的排放種類和數(shù)量與日俱增，排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，固體廢物處理與處置的新技術(shù)和新方法也不斷涌現(xiàn)。為適應(yīng)新形勢下人才培養(yǎng)目標(biāo)，為社會輸送高素質(zhì)的應(yīng)用型人才，有必要對現(xiàn)有的《固體廢物處理與處置》課程教學(xué)進(jìn)行改革。本文根據(jù)《固體廢物處理與處置》課程的特點及教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合教學(xué)實踐，從教材選優(yōu)、教學(xué)內(nèi)容更新、多元化教學(xué)方法與手段、強(qiáng)化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面提出改革探索與實踐。

1　優(yōu)選課程教材

《固體廢物處理與處置》是我校環(huán)境工程專業(yè)必修的一門專業(yè)主干課程，設(shè)課以來一直選用羋振明主編的《固體廢物的處理與處置》，該教材系統(tǒng)性較強(qiáng)，學(xué)生反映普遍較好。但該教材編著時間較早（1988年第1版，1993年再版），隨著環(huán)境科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，逐漸表現(xiàn)出知識陳舊，部分內(nèi)容老化，不能反映最新研究成果的發(fā)展趨勢等問題。鑒于目前課程教學(xué)授課學(xué)時的有限性，選擇昆明理工大學(xué)寧平主編的《固體廢物處理與處置》作為學(xué)生用書。該教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，適應(yīng)環(huán)境工程專業(yè)主干課程短學(xué)時的要求，具有廣度和系統(tǒng)性、時代性和先進(jìn)性，能夠適應(yīng)目前學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的需求［2］。

2　優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，更新充實教學(xué)內(nèi)容

《固體廢物處理與處置》課程的教學(xué)學(xué)時少，教學(xué)內(nèi)容繁多，往往涉及物理、化學(xué)、生物、機(jī)械等多門學(xué)科。因此，在教學(xué)內(nèi)容的安排上既要考慮教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，又要考慮學(xué)科、課程之間的銜接和聯(lián)系，同時充分考慮固體廢物處理技術(shù)的發(fā)展。

為保證知識的系統(tǒng)性和連貫性，按照固體廢物的“產(chǎn)生—收集—運輸—綜合利用—處理—貯存—處置”全過程管理原則，以固體廢物處理與處置的減量化、資源化和無害化的“三化”為主線，對教材內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化，將教學(xué)內(nèi)容分為六大模塊，各模塊所含章節(jié)、內(nèi)容及學(xué)時分配見表1，不同模塊按一定主線組織，以便形成清晰的學(xué)習(xí)脈絡(luò)，系統(tǒng)性和邏輯性更強(qiáng)，也更容易為學(xué)生接受［3］。

表1　《固體廢物處理與處置》教程教學(xué)內(nèi)容模塊及學(xué)時分配Table 1 Teaching module and time allocation on“Treatment and Disposal of Solid Waste”

環(huán)境工程一門交叉性學(xué)科，而《固體廢物處理與處置》與《水污染控制工程》、《大氣污染控制工程》、《環(huán)境工程微生物》、《機(jī)械工程基礎(chǔ)》等課程有著密切的關(guān)系。因此，在整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的過程中，還應(yīng)注重學(xué)科之間、課程之間的銜接和聯(lián)系，對交叉重疊的內(nèi)容要合理安排教學(xué)時間，充分利用好有限的教學(xué)學(xué)時，如固體廢物的脫水、穩(wěn)定化、消化處理內(nèi)容可在《水污染控制工程》課程中的“污泥處理”一章中完成，垃圾滲濾液的處理可在“高濃度有機(jī)廢水處理”章節(jié)中穿插完成。又如，垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的二次氣體，可結(jié)合《空氣污染控制工程》中的“除塵技術(shù)”、“氣態(tài)污染物控制技術(shù)”等相關(guān)內(nèi)容展開介紹。

近年來，電子廢物、農(nóng)業(yè)廢物、危險廢物等廢物的產(chǎn)生量增長迅速，如電子廢物的年增長率約為生活垃圾排放量增長速率的3倍［4］，因此有必要適當(dāng)補充電子垃圾處理、農(nóng)業(yè)固廢處理、危險廢物的處理與處置等方面的內(nèi)容，以適應(yīng)教學(xué)需要。此外，課程教學(xué)內(nèi)容的更新應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要。如固體廢物資源化教學(xué)內(nèi)容中，可補充諸如從廢電路板中提取有價金屬，廢塑料經(jīng)再生處理生產(chǎn)地板、板材、涂料等建材產(chǎn)品，粉煤灰回收用于環(huán)保材料的開發(fā)等新技術(shù)和新成果，使學(xué)生了解學(xué)科的發(fā)展趨勢及現(xiàn)實應(yīng)用，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，又能拓寬學(xué)生的知識面，開闊視野。

3　改革教學(xué)手段

3.1多媒體教學(xué)

《固體廢物處理與處置》教學(xué)過程中涉及大量固體廢物處理設(shè)備的構(gòu)造和工作原理以及各種固體廢物處理的工藝流程，若采用傳統(tǒng)的板書方式，不僅課堂效率低，教學(xué)效果也不理想。多媒體集文字、圖像、聲音、動畫和視頻于一體，形象直觀，效果生動，采用多媒體教學(xué)可以使課堂教學(xué)“有聲有色”，加深學(xué)生對相關(guān)設(shè)備及其工作原理、處理工藝的直觀認(rèn)識。筆者經(jīng)過多年的努力，對一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的廢物處理設(shè)備制作出了大量畫面精美、內(nèi)容豐富、信息量充足的計算機(jī)仿真系統(tǒng)軟件，如鄂式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、回轉(zhuǎn)式壓實器、三向聯(lián)合式壓實器等（圖1）。通過仿真演示，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生快速、直觀地了解固體廢物處理機(jī)械設(shè)備的外觀、構(gòu)造、工作原理和各種設(shè)備有機(jī)組合得到的工藝流程，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。

圖1　自制的廢物處理設(shè)備仿真軟件Fig.1 Self-m ade simu lated softw are on disposal equipm ents of so lid w aste

3.2啟發(fā)式教學(xué)

轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)方式，由注入式教學(xué)向啟發(fā)式教學(xué)轉(zhuǎn)變，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。在課堂上適時地創(chuàng)設(shè)問題情境，有目的、有意識的調(diào)動學(xué)生情緒，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，組織展開討論。例如，針對固體廢物分選的知識點，通過“如何根據(jù)固體廢物的性質(zhì)來選擇分選方法”問題的提出，引導(dǎo)學(xué)生積極思維，調(diào)動學(xué)生的主動性，讓學(xué)生更有效地理解和掌握篩分、摩擦、浮選和彈跳分選、磁力、重力、電力、光電等分選技術(shù)的原理及其區(qū)別和綜合應(yīng)用［5］。又如，在講解固體廢物的衛(wèi)生填埋處置時，分別就城市生活垃圾填埋場的選址、作業(yè)工藝、地基與防滲技術(shù)、滲濾液的收集與處理、填埋氣體的收集與利用、封場工程等內(nèi)容提出問題，通過積極主動的思考，讓學(xué)生更有效地掌握和理解生活垃圾填埋的原理和技術(shù)。

3.3適度采用案例教學(xué)

案例教學(xué)法是一種現(xiàn)成案例的教學(xué)方法，將案例資料運用于教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)的基本理論和方法以解決實際問題的能力［6］。采用案例教學(xué)法能彌補常規(guī)教學(xué)的不足，能以理論教學(xué)為“點”，工程實踐作為“面”，做到以點帶面，實現(xiàn)事半功倍的效果。因此，在課堂教學(xué)過程中引入一些實際案例，如政府推行垃圾分類的方法、浙江臺州電子垃圾之災(zāi)、廣東番禺垃圾焚燒廠選址事件、云南曲靖陸良化工鉻渣污染事件等，結(jié)合現(xiàn)階段學(xué)生所掌握的知識，對案例加以詳細(xì)講解，彌補常規(guī)教學(xué)的不足，以此來提高學(xué)生獨立分析和解決問題的能力。

3.4開展專題討論

固體廢物處理與處置技術(shù)不斷發(fā)展，由于短學(xué)時的課程性質(zhì)，在有限的學(xué)時下不可能將所有的內(nèi)容介紹給學(xué)生。此外，對于典型工業(yè)固體廢物處理及其利用部分，內(nèi)容分散，基本理論較少，涉及的利用技術(shù)內(nèi)容多，對每種技術(shù)不可能都講得詳細(xì)透徹［7］。所以，我們在課堂上需要對課程內(nèi)容作適當(dāng)?shù)木?，僅介紹主要的基礎(chǔ)內(nèi)容和典型的利用技術(shù)，然后鼓勵學(xué)生開展文獻(xiàn)檢索，讓學(xué)生分組提出自己感興趣的專題，如“廢電池的危害與資源化”、“白色污染”、“電子垃圾危害”等。以小組形式提交讀書報告，并制作ppt開展交流和專題討論。一方面，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，拓寬知識面，提高學(xué)生文獻(xiàn)獲取、檢索和綜述的能力，另一方面也能強(qiáng)化學(xué)生對相關(guān)知識的理解和應(yīng)用，提高學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力，增強(qiáng)文字組織和口頭表達(dá)能力。

4　強(qiáng)化實踐教學(xué)

《固體廢物處理與處置》是一門實踐性應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，課程教學(xué)中尤其應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化實踐教學(xué)，提高學(xué)生的操作技能，培養(yǎng)利用所學(xué)理論知識解決實際問題的能力。實踐環(huán)節(jié)一般通過課程實驗、現(xiàn)場實習(xí)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計四個環(huán)節(jié)進(jìn)行。同時，鼓勵學(xué)生充分利用“開放實驗室”和“大學(xué)生科研創(chuàng)新平臺”，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的科研精神。

通過開設(shè)課程實驗可以培養(yǎng)學(xué)生理論與實際相結(jié)合的操作技能，以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。由于多種原因，我校目前還未開展固體廢物處理與處置課程的實驗教學(xué)，因此課程教學(xué)改革首先要設(shè)置專門的固體廢物處理與處置實驗室，配備基本實驗裝置，逐步開設(shè)如“垃圾滲濾液的瀝浸實驗”、“污泥脫水性能的測定”“生活垃圾制樣、破碎與篩分”、“固體廢物厭氧發(fā)酵實驗”、“固體廢物熱解實驗”等系列課程實驗。

加強(qiáng)實習(xí)基地建設(shè)，尋求校企合作，建立穩(wěn)定的教學(xué)實習(xí)基地，如生活垃圾轉(zhuǎn)運站、生活垃圾填埋場、垃圾焚燒發(fā)電廠等。在相應(yīng)的課程教學(xué)內(nèi)容完成前后，組織學(xué)生到上述基地實地參觀，把課堂搬到生產(chǎn)現(xiàn)場，聘請經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員進(jìn)行講解，把現(xiàn)場的生產(chǎn)工藝和技術(shù)應(yīng)用與課堂知識有機(jī)聯(lián)系起來，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，加深對一些系統(tǒng)和設(shè)備運行的理解。

課程設(shè)計是課程教學(xué)體系的重要組成部分之一，通過課程設(shè)計能進(jìn)一步消化鞏固課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和工程設(shè)計能力。課程設(shè)計題目可選取如“某生活區(qū)垃圾收集路線的設(shè)計”、“城市生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)設(shè)計”、“家用水壓式沼氣池設(shè)計”、“生活垃圾填埋及沼氣收集設(shè)計”等題，既貼近生活與工程實際，又突出應(yīng)用型，學(xué)生通過課程設(shè)計，提高其獨立分析和解決工程問題的能力。

學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好，結(jié)合指導(dǎo)教師的能力和科研項目任務(wù)選擇畢業(yè)論文/設(shè)計題目或參加科研創(chuàng)新小組。指導(dǎo)教師可結(jié)合學(xué)科理論研究前沿或工程實際，設(shè)計一系列諸如“粉煤灰改性吸附燃煤氣體中的汞”、“改性膨潤土吸附廢水中的重金屬”等課題。組織學(xué)生開展文獻(xiàn)調(diào)研，提出研究思路、設(shè)計實驗方案、完成實驗、分析數(shù)據(jù)、撰寫科研報告，既加強(qiáng)了學(xué)生對于已學(xué)理論知識的理解和運用，也培養(yǎng)了學(xué)生的科研意識和創(chuàng)新能力。

5　結(jié)語

《固體廢物處理與處置》是環(huán)境工程專業(yè)的專業(yè)必修課程之一，主要目的是使學(xué)生掌握固體廢物處理與處置的方法、原理以及資源化技術(shù)，為今后學(xué)生從事固體廢物處理與處置方面的工程技術(shù)和研究開發(fā)工作打下初步基礎(chǔ)。開展《固體廢物處理與處置》短學(xué)時課程的教學(xué)改革，通過優(yōu)選教材，優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，多元化教學(xué)手段和教學(xué)方法，強(qiáng)化實踐教學(xué)，加強(qiáng)實驗室、各類實踐基地的建設(shè)，不斷提高教學(xué)效果，培養(yǎng)出優(yōu)秀的環(huán)境工程專業(yè)高級人才。

［1］谷晉川，梅自良，江元霞，等.“固體廢物的處理與處置”課程短學(xué)時教學(xué)體會［J］.高等教育研究，2006，22（4）:37-39.

［2］劉珊，張小玲，陳愛俠.大學(xué)短學(xué)時“固體廢物的處理與處置”專業(yè)課雙語教學(xué)研究與實踐［J］.教育與教學(xué)研究，2011，25（11）:87-90.

［3］黃懿梅，毛暉，殷憲強(qiáng)，等.農(nóng)林院?！肮腆w廢物處理與利用”教學(xué)創(chuàng)新實踐［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（31）:15552-15554.

［4］盛廣宏，郭麗娜，張新喜.固體廢物的處理與處置課程的教學(xué)改革［J］.化工高等教育，2009，110（6）:69-71.

［5］劉鳳，任百祥，滕洪輝，等.高?！肮腆w廢物處理與處置”課程教學(xué)改革與探索［J］.科教文匯（上旬刊），2014（01）:84-85，87.

［6］田文杰，王利劍.固體廢物處理與處置課程教學(xué)的改革與創(chuàng)新［J］.洛陽理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，19（3）:97-98.

［7］孫秀云，李健生，黃中華，等.《固體廢物處置及資源化》課程教學(xué)改革研究［J］.大學(xué)教育，2014（5）:75-77.

（責(zé)任編輯：耿繼祥）

Teaching Reform for Treatment and Disposal of Solid W aste Course in Short Semester

JIANG Ru，ZHU Huayue
（School of Life Science，Taizhou University，Taizhou 318000，China）

Treatment and Disposal of Solid Wastes is one of the core cou rses in Environm ental Engineering.It is necessary to carry out the teaching reform of this course in order to meet the current development of technology and the demand of the society and adapt to the requirements of shorter semester.To improve the teaching quality and activate the enthusiasm of the students，a series of measures should be taken as in defining curriculum target，selec ting appropriate materials，updating and enhancing constantly the teaching conten t，app lying multim edia teaching m ethods appropriately，em phasizing case analysis，carrying out the panel discussion，combining the experiment，production practice and graduation thesis，and making the best of open laboratory and scientific research innovation platform.

major course；short semester；Treatment and Disposal of Solid Wastes；teaching reform

10.13853/j.cnki.issn.1672-3708.2015.03.016

2014-11-27；

2014-12-25

蔣茹（1979-），女，浙江金華人，副教授，博士，主要從事固體廢物資源化及環(huán)境友好材料的開發(fā)與應(yīng)用研究。