基于新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的固體廢物處理與處置課程教學(xué)的改革探討

滕 青，張冬梅

(廣東石油化工學(xué)院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 茂名 525000)

《固體廢物處理與處置》是高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)的核心課程之一。該課程主要介紹固體廢棄物污染與防治的基本原理、方法及資源化技術(shù)[1-2]，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決環(huán)境工程復(fù)雜問題的能力，為今后從事相關(guān)工作打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。因此，該課程的教學(xué)效果直接影響到學(xué)生的基礎(chǔ)理論水平、實(shí)際操作技能和解決復(fù)制環(huán)境工程問題的能力。但是，目前我國經(jīng)濟(jì)處于高速發(fā)展的階段，我國固體廢棄物種類和數(shù)量與日俱增，而相關(guān)處理與處置技術(shù)和設(shè)備難以滿足當(dāng)前市場(chǎng)的需求，很多廢棄物仍然存在處理不當(dāng)或不處理的情況，危害人類生存環(huán)境[3-4]。

1 新時(shí)代背景下培養(yǎng)新工科創(chuàng)新人才的需求

掌握前沿理論知識(shí)、開拓創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)精神、擁有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并能夠以較深的文化底蘊(yùn)和全球性戰(zhàn)略視野整合多領(lǐng)域知識(shí)進(jìn)行理論研究或市場(chǎng)開拓是新時(shí)代背景下新工科創(chuàng)新人才的要求[5-6]。傳統(tǒng)的以教師為中心的重理論型教育模式已無法適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)的發(fā)展。因此，為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，培養(yǎng)出高素質(zhì)創(chuàng)新應(yīng)用型人才，當(dāng)前的高校教育急需要轉(zhuǎn)型。隨著信息化的高速發(fā)展，可為教學(xué)提供豐富便捷的資源，知識(shí)量大、技術(shù)更新快，有利于提高學(xué)生的主動(dòng)性、積極性。然而，大多高等院校的工程教育仍然采用教師上課講學(xué)生聽的模式進(jìn)行教學(xué)，現(xiàn)代教學(xué)媒體的使用僅僅增加了課堂內(nèi)容量，并無太多改變[7-8]。因此，教學(xué)過程必須要從傳統(tǒng)的以教師為中心轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，注重解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中要增加學(xué)科前沿發(fā)展理論和技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)一步提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維。在未來更具互動(dòng)性、個(gè)性化和智能化的教學(xué)方式將加快發(fā)展，以3D、VR和AR等人工智能信息技術(shù)為支撐的參與式、探究式和討論式等教學(xué)模式將會(huì)逐步普及并成為未來教學(xué)主導(dǎo)模式[9-10]。

2 《固體廢物處理與處置》課程當(dāng)前教學(xué)中存在的問題

當(dāng)前，《固體廢物處理與處置》課程在傳統(tǒng)教學(xué)中還存在一定的問題，主要包括以下四個(gè)方面。

(1)新時(shí)代背景下，我國環(huán)保法規(guī)與要求越來越嚴(yán)，環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備迅速發(fā)展，但目前我校選用教材為寧平主編的《固廢廢物處理與處置》，該教材出版至今已有12年，出現(xiàn)教材內(nèi)容老化，更新較慢，嚴(yán)重影響了學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣；學(xué)生所學(xué)知識(shí)很難滿足當(dāng)前環(huán)保市場(chǎng)需求。

(2)目前，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，教學(xué)方法大多為傳統(tǒng)的“灌輸式”，一般都是老師在課堂講授、學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)，缺乏個(gè)人思考，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與積極性不足，教學(xué)效果較差。

(3)作為環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作與解決復(fù)制工程問題的能力是培養(yǎng)目標(biāo)的要求，但目前教學(xué)普遍注重理論知識(shí)，忽視實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

(4)目前，固廢實(shí)驗(yàn)中的儀器設(shè)備較為簡(jiǎn)單，不能還原固體廢棄物處理的實(shí)際工藝，且缺乏創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)裝置，不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

3 《固體廢物處理與處置》課程改革內(nèi)容

目前，《固體廢物處理與處置》課程在教學(xué)中存在的問題已經(jīng)大大影響了教學(xué)效果，更是嚴(yán)重背離了新工科創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)。依據(jù)新工科建設(shè)中對(duì)人才培養(yǎng)的要求，為培養(yǎng)出具有扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)、豐富的工程實(shí)踐能力、健全的人格，同時(shí)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的新工科創(chuàng)新型人才[11]。結(jié)合課程既有的完整理論體系，又與各種新技術(shù)及應(yīng)用密切相關(guān)的特點(diǎn)，從跨學(xué)科的視角重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)踐活動(dòng)，針對(duì)課程教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式及教學(xué)評(píng)價(jià)等進(jìn)行改革探討，具體概括為以下幾個(gè)方面。

3.1 教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)

基于新工科對(duì)人才培養(yǎng)的要求，為培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)意、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的能力，打破傳統(tǒng)使用單一課本的授課模式，可以增加對(duì)當(dāng)?shù)毓腆w廢物處理與處置方式的講解，并收集固廢產(chǎn)生、收集與處理相關(guān)數(shù)據(jù)，開發(fā)建立基于當(dāng)?shù)毓腆w廢物處理與處置大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，重構(gòu)課程的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容增加互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等新技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)意識(shí)。

3.2 教學(xué)方式的改革

教學(xué)方式由傳統(tǒng)的上課改為以科研促教學(xué)的模式，即所有學(xué)生本次課程學(xué)習(xí)以開發(fā)本市固體廢物處理與處置大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)作為目標(biāo)，學(xué)生分組進(jìn)行不同類型固體廢物的研究(包括廢物的來源、危害、處理方法等)。通過完成科學(xué)研究掌握固體廢物的處理與處置的基本知識(shí)以及新型的處理技術(shù)，提高學(xué)生理論與工程實(shí)踐相結(jié)合的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，使學(xué)生能夠滿足新工科創(chuàng)新人才的要求，更好地適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。

3.3 科學(xué)合理的考核方式的建立

課程考核方式由傳統(tǒng)的考試模式更改為考試和科研報(bào)告及成果展示相結(jié)合的形式，學(xué)生可自行開發(fā)類似手機(jī)APP的形式用于監(jiān)測(cè)本市某一類固體廢物的排放及其處理與處置進(jìn)程。通過新式的考核方式不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐能力。

3.4 科學(xué)合理的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制的建立

圍繞培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)意、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的能力，制定規(guī)范化的教學(xué)評(píng)價(jià)體系。同組學(xué)生之間、團(tuán)隊(duì)之間、學(xué)生同教師之間進(jìn)行互評(píng)，推選優(yōu)秀學(xué)生及優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)進(jìn)行表彰，同時(shí)可以作為學(xué)生平時(shí)成績(jī)的一部分，并能夠指出問題所在進(jìn)行改進(jìn)。

3.5 優(yōu)秀成果的轉(zhuǎn)化

課程結(jié)束之時(shí)，學(xué)生推選出優(yōu)秀的成果進(jìn)行展示，教研團(tuán)隊(duì)根據(jù)實(shí)際情況幫助學(xué)生將其成果轉(zhuǎn)化并推廣，實(shí)現(xiàn)大學(xué)生的校園創(chuàng)業(yè)。

4 結(jié)語

基于新工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的固體廢物處理與處置課程教學(xué)模式建成后，固體廢物處理與處置課程由傳統(tǒng)、內(nèi)容單一的教學(xué)模式轉(zhuǎn)向新型、交叉融合的模式，將科研引入課堂教學(xué)，以學(xué)生為中心，學(xué)生由被動(dòng)接受型轉(zhuǎn)向自主學(xué)習(xí)型；提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和自我管理能力，其次，能夠提高學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，使學(xué)生在實(shí)踐過程中獲得知識(shí)，同時(shí)可以提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)；最后，以科研促教學(xué)的模式能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，新模式教學(xué)可以促使學(xué)生熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)并用于解決實(shí)際問題，成為既有扎實(shí)理論知識(shí)又具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的創(chuàng)新型環(huán)境工程師。