地方性本科院校《環(huán)境工程學》教學改革探索

萬順利，錢麗萍

（黃山學院 生命與環(huán)境科學學院，安徽 黃山 245041）

《環(huán)境工程學》是一門理論性和應用性均很強的綜合性課程，它以環(huán)境科學的相關(guān)理論為基礎(chǔ)，運用工程學的手段阻止污染物進入環(huán)境介質(zhì)，保護自然資源，防治環(huán)境惡化，進一步改善環(huán)境質(zhì)量[1]。目前，該課程是環(huán)境科學專業(yè)的必修課，全國各類高校的環(huán)境科學專業(yè)基本都將此課程列為核心主干課程，課程重點闡述了水質(zhì)凈化與水污染控制工程、大氣污染控制工程和固體廢物污染控制工程的基本概念、相關(guān)原理和工藝特性[2]，是貫穿整個環(huán)境科學專業(yè)課程體系的主線。按照課程培養(yǎng)目標，學生應掌握環(huán)境污染控制領(lǐng)域基本概念、基本原理和基本技術(shù)方法，了解該領(lǐng)域的最新進展，理解未來發(fā)展方向，初步具備發(fā)現(xiàn)、分析和解決環(huán)境污染問題的基本素養(yǎng)，從而為畢業(yè)后走向環(huán)境類工作崗位奠定基礎(chǔ)。隨著就業(yè)競爭程度的加劇，社會對學生的綜合素質(zhì)，特別是創(chuàng)造性和動手能力的要求持續(xù)提高，傳統(tǒng)的教學模式越來越難以滿足要求。因此，如何通過課程的教學模式改革，提升培養(yǎng)人才的社會吻合度是“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”以及地方性高校加強應用型人才培養(yǎng)背景下值得深入研究的課題。為了滿足新形勢下創(chuàng)造型、應用型專業(yè)人才的培養(yǎng)要求，筆者對《環(huán)境工程學》的教學模式進行了探索性改革，嘗試了一種“教、做、用”三位一體的多元化全新課程教學新模式。

1 《環(huán)境工程學》的課程狀況

黃山學院自2004年開辦環(huán)境科學專業(yè)以來，便開設(shè)了《環(huán)境工程學》作為專業(yè)核心課程。理論課安排48 學時，目前所選教材為蔣展鵬主編的《環(huán)境工程學》（第三版），并推薦高廷耀等編寫的《水污染控制工程》、郝吉明等編寫的《大氣污染控制工程》和寧平等編寫的《固體廢物污染控制工程》等書籍為參考書目，授課時間為第六學期。配套實驗課安排24 學時，共有5 個實驗（主要為水污染控制工程領(lǐng)域的實驗項目），所用教材為課程教學組根據(jù)授課要求，結(jié)合學生實際情況自編的實驗指導書，授課時間為第六學期。另外，專業(yè)人才培養(yǎng)方案中還安排了環(huán)境工程學實習作為配套課程，以鞏固學生課堂學習內(nèi)容，加深對相關(guān)原理和工藝的理解，課程實習時間為一周，實習地點為黃山市周邊污水處理廠，生活垃圾填埋場、自來水廠等代表性環(huán)保工程。經(jīng)過10多年的教學實踐，黃山學院環(huán)境科學專業(yè)已經(jīng)形成了一套環(huán)境工程學理論、實驗和實踐相配套的課程教學體系。

2 傳統(tǒng)教學模式存在的問題

通過大量文獻調(diào)研和實際考察交流，發(fā)現(xiàn)大部分地方性本科院校在推行應用型大學建設(shè)過程中，環(huán)境科學專業(yè)的《環(huán)境工程》教學體系均存在一些共性問題。

2.1 課程教學目標未能精準定位

不能緊扣專業(yè)培養(yǎng)目標編制《環(huán)境工程學》課程教學大綱，授課的側(cè)重點依然是污染物凈化的基礎(chǔ)原理、途徑，而對污染物處理單元的擇優(yōu)、設(shè)計和運營強調(diào)不足，故學生很難具備分析、解決實際環(huán)境污染問題的基本能力，進而導致畢業(yè)生不能達到社會對應用型專業(yè)人才的需求。

2.2 所授知識未能緊扣行業(yè)發(fā)展

隨著環(huán)境學科的不斷發(fā)展，新概念、新理論、新技術(shù)和新工藝不斷提出，而教材和參考資料的更新速度嚴重滯后，便導致學生掌握知識相對陳舊，出現(xiàn)與社會脫節(jié)的現(xiàn)象[1,4]。而且實際環(huán)境污染控制工程中的分析對象通常是整個工藝流程，這與教材中的編排思路（以單個獨立單元作為分析對象）極不對稱。因此，按照教材體系培養(yǎng)，學生畢業(yè)后很難適應實際工作的需要。

2.3 學生主動性和積極性未能充分調(diào)動

教師的教學手段比較單一，且以傳統(tǒng)的填鴨式教學方法為主，學生被動的接受知識，加之環(huán)境工程學理論課程中涉及的很多工藝、基礎(chǔ)原理及構(gòu)筑物十分抽象，學生很難理解，學習吃力，故學習的主動性和積極性嚴重受挫。

2.4 課程實驗未能激發(fā)學生的創(chuàng)造性

環(huán)境工程學課程實驗開設(shè)的目的是通過單個獨立實驗，加深對污染處理工藝或單元的理解，增強動手能力，并進一步激發(fā)學生的創(chuàng)造性。但很多高校實驗課程中的項目多數(shù)是驗證性實驗，且與環(huán)境監(jiān)測實驗重復交叉較多，缺乏設(shè)計性和綜合性實驗，學生極易形成思維定勢，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。

2.5 課程實習未能發(fā)揮實踐教育功能

課程實習設(shè)置的目的是鞏固理論課程所學知識，進一步增強實際動手和解決問題的能力[5,6]。但目前大多地方性高校環(huán)境工程學課程實習流于形式，實習時間短，且多以走馬觀花式的參觀為主，不能為學生提供實際操作或解決實際工程問題的機會。

3 教學改革措施

針對地方性本科院?！董h(huán)境工程學》教學體系中存在的問題，結(jié)合黃山學院地方性應用型高水平大學的建設(shè)目標，對環(huán)境科學專業(yè)的《環(huán)境工程學》教學工作進行如下改革。

3.1 增加理論課時，精簡教材內(nèi)容，補充污染控制新技術(shù)新工藝

將《環(huán)境工程學》理論授課課時從48 學時增加到64學時，同時對原教學大綱中的授課內(nèi)容進行調(diào)整，弱化課本上原理性較強、實用性不高的知識點以及落后工藝的講解，補充行業(yè)發(fā)展新動態(tài)、新技術(shù)、新工藝/改良工藝的探討。例如，污水處理的吸附法中，在原教學大綱中刪除了理論性較強的吸附等溫線部分，而引入一些較新型吸附技術(shù)（如吸附-強化生化處理聯(lián)用技術(shù)、絮凝吸附技術(shù)等）、新型吸附劑（如磁性吸附劑、無機-有機高分子復合吸附劑等）。新內(nèi)容的引入不僅提高了學生學習的興趣和積極性，而且拓寬了學生的視野，更利于畢業(yè)后快速適應工作。

3.2 采用先進教學手段，實行項目化教學、案例教學

進一步完善《環(huán)境工程學》理論授課課件，用圖片、視頻、音頻以及仿真軟件等元素取代以往課件中的大版文字。采用多元化的組合課件給予學生不同的感官刺激，加深學生對基本理論、工藝流程及構(gòu)筑物等的理解。例如講授曝氣設(shè)備的內(nèi)容時，采用一組離心鼓風機正常工作時的動態(tài)組合圖取代風機原理和運行過程的文字描述，學生更易接受和記憶。另外授課過程中，教師可節(jié)選自身主導或參與的項目進行案例教學，加深學生對涉及的污染處理工藝理解，從而增強教學的直觀性、生動性和實用性[7,8]。例如，在講授膜法處理污水時，教師以某電鍍企業(yè)尾水的膜法處理工藝為主線展開討論，更利于學生對膜結(jié)構(gòu)、應用條件、處理效果以及成本等信息的把握。并且還配備了大量的污染物治理設(shè)施或構(gòu)筑物微型模型，可供學生觀摩或體驗，給予學生更直觀的感受。

3.3 創(chuàng)新考核機制

在學生課程的總評成績中，提高平時成績所占比重，弱化期末考試。平時成績由出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、測試、隨堂即興討論以及定期的專題無領(lǐng)導小組討論構(gòu)成。其中以隨堂即興討論以及定期的專題無領(lǐng)導小組討論為主導（約60%），隨堂即興討論為針對教師隨機提出的議題進行“頭腦風暴”，而定期的無領(lǐng)導小組討論主要是針對教學大綱給出的環(huán)境熱點問題進行討論如農(nóng)村生活污水處理的必要性及前景，霧霾的形成機制及應對措施，討論后形成小組討論意見陳述于教師，教師隨即進行點評和小組打分。平時考核的形式多樣化以及比重的提升，有助引導學生形成“功夫花在平時，杜絕臨時抱佛腳”的良好學習風氣，而且極大地激發(fā)了學生的主動性和創(chuàng)造性思維。

3.4 團隊協(xié)作，自主設(shè)計實驗，完成實驗

摒棄了傳統(tǒng)的驗證性實驗教學模式，強化學生在實驗課程中的主導性。實驗課中將學生分成固定的4 人一小組（每次實驗5 個小組），并貫穿于整門實驗課程。每次實驗課開始前，實驗教師簡單介紹本次實驗的目的、擬達到的結(jié)果，不指定具體實驗路徑。要求學生在規(guī)定的時間內(nèi)自主完成實驗的設(shè)計、操作和結(jié)果處理?；谕瓿蓵r間、數(shù)據(jù)質(zhì)量以及實驗總結(jié)等當場給出成績。學生實驗過程中，教師要不斷觀察，并給出精細的專業(yè)點評，指出每個組及每個學生的不足。該教法使得各組之間產(chǎn)生競爭，不僅實驗的效率和質(zhì)量明顯提升，而且培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力和動手能力，同時也培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作能力。

3.5 提高實習要求，深入生產(chǎn)一線

積極與實習基地溝通，請求企業(yè)克服困難，保證學生一周實習期間吃住行均在基地，切實深入到生產(chǎn)一線，杜絕蜻蜓點水式實習。學生在企業(yè)的一周實習，不僅可遇到很多生產(chǎn)中的實際問題，而且能學習到一些關(guān)鍵的應對措施，還可接觸一些工作經(jīng)驗十分豐富的工程師。通過一線實習，學生的實踐能力得以提升，就業(yè)競爭力也明顯變強。

3.6 參與教師科研，鼓勵申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目，積極參加各類競賽

隨著我校辦學水平的提升，教師承擔的各類科研項目日益增多，積極吸收學生參加科研課題，不僅緩解教師的壓力，而且有助于學生拓寬視野，把握學術(shù)前沿，培養(yǎng)鉆研精神。另外，鼓勵學生積極申報國家級、省級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目，積極參加各類大學生競賽，如大學生挑戰(zhàn)杯、電子商務(wù)大賽和“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽等。且讓學生將研究成果、心得與班級其他同學進行分享。該經(jīng)歷不僅強化了學生分析問題、解決問題的能力，而且能激發(fā)學生的創(chuàng)造力。

4 教改前后教學效果對比

通過近3 年的教學改革，《環(huán)境工程學》課堂教學氛圍變得更加活躍，學生學習的積極性和主動性明顯提升，師生互動也顯著增多，學生由最初的被動接受狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄雽W、要學的主動狀態(tài)，課程教學逐漸進入良性循環(huán)。教改后，學生經(jīng)常圍繞著最新的環(huán)保熱點、環(huán)保政策、環(huán)境污染事件與授課老師展開討論，而且提出了一些鮮明、獨立、新穎的觀點。由于教改重視學生實踐能力的培養(yǎng)，學生的實踐動手能力增強，就業(yè)競爭力明顯加大，專業(yè)對口就業(yè)率逐年上升。通過加強黃山市內(nèi)實習基地的打造和體驗，學生們對市內(nèi)環(huán)保企業(yè)有了更深入的了解，畢業(yè)后進入市內(nèi)環(huán)保企業(yè)的人數(shù)逐年攀升，2019屆畢業(yè)生中，留在黃山本土環(huán)保企業(yè)的人數(shù)就高達10 人，占全班人數(shù)的15%，充分體現(xiàn)了學校地方性應用型大學的建設(shè)特色。此外，近3年的《環(huán)境工程》課程考核中，學生的平均分數(shù)逐年上升，教改效果日益凸顯。

5 教學改革中存在的問題

5.1 教師的理論和實踐水平需進一步提升

《環(huán)境工程學》教學改革過程中，采取了更多元化的教學方式。對于項目化教學和案例教學中，需要教師搜集大量有代表性的典型案例，并且對案例進行梳理、消化、吸收，然后再精心設(shè)計成教學案例，在該過程中，教師只有基礎(chǔ)知識扎實，實踐經(jīng)驗豐富才能得心應手。而目前，授課教師組以年輕教師為主，實踐經(jīng)驗普遍欠缺。因此，要想教學改革取得長足進步，課程組教師必須進一步加強理論學習，同時更要注重通過到環(huán)保企業(yè)交流、掛職等途徑提高實踐水平。

5.2 綜合性實習基地亟待擴充

目前我校環(huán)境科學專業(yè)實習基地仍以城市污水處理廠、城市垃圾填埋場、自來水廠等大型市政工程為主，形式比較單一，雖經(jīng)課程教學改革后，學生可深入生產(chǎn)一線，掌握更多的實踐性知識，但學生接觸到污染控制設(shè)施比較陳舊、單一。今后，應積極與周邊城市（如合肥、杭州、南京等）的知名環(huán)保企業(yè)對接，爭取吸收更多的先進企業(yè)為黃山學院環(huán)境科學專業(yè)實習基地。

6 結(jié) 語

《環(huán)境工程學》教學體系改革后，學生的學習興趣、積極性和主動性明顯提升，創(chuàng)造力得以激發(fā)，實踐能力和分析、解決問題能力也明顯提高，畢業(yè)生就業(yè)的競爭力變大，專業(yè)對口就業(yè)率逐年穩(wěn)步提升。當然，黃山學院環(huán)境科學專業(yè)的《環(huán)境工程學》課程體系的教學工作還處于改革的探索階段，仍存在著諸多不足，還需要任課教師組投入更大的熱情和精力，繼續(xù)推進課程教學改革工作，努力培養(yǎng)技術(shù)上過關(guān)，動手能力過硬，而且經(jīng)得住用人單位長期考驗的應用型環(huán)保專業(yè)人才。