面向安全工程專業(yè)的《環(huán)境工程概論》教學(xué)改革探討*

李金亮，陸 偉，李金虎

(安徽理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 淮南 232001)

《環(huán)境工程概論》是安徽理工大學(xué)為安全工程專業(yè)本科生開始的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。課程在介紹人類生存的環(huán)境、環(huán)境保護(hù)和我國(guó)的環(huán)境保護(hù)法等內(nèi)容的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地闡述了水、大氣和固廢等環(huán)境污染與控制的基本知識(shí)。該課程內(nèi)容多、涉及環(huán)境污染方向多、環(huán)境污染基礎(chǔ)知識(shí)多且繁雜，造成面向安全工程專業(yè)的教學(xué)難度大。

同時(shí)，安全工程專業(yè)注重培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用各種專業(yè)知識(shí)的能力和工程實(shí)踐解決問題的能力，要求培養(yǎng)的學(xué)生能夠利用所學(xué)知識(shí)解決安全生產(chǎn)過程中遇到的不同的安全問題[1]，尤其是由安全問題引發(fā)的環(huán)境問題，能夠及時(shí)防護(hù)和處理，這就要求環(huán)境工程的學(xué)習(xí)并非簡(jiǎn)單的掌握環(huán)境問題的基本概念，而是熟知環(huán)境污染治理技術(shù)，從而能夠及時(shí)的提出解決和緩解措施。因此，環(huán)境工程的開設(shè)目標(biāo)是培養(yǎng)安全工程專業(yè)的學(xué)生具有將相關(guān)環(huán)境治理的知識(shí)用于解決現(xiàn)場(chǎng)遇到實(shí)際環(huán)境及安全問題的能力。

1 教學(xué)過程中存在的問題

課程的目的是運(yùn)用工程技術(shù)和有關(guān)學(xué)科的原理和方法，防治環(huán)境污染，以改善環(huán)境質(zhì)量，使得該課程涉及的知識(shí)面非常廣，與化學(xué)、環(huán)境科學(xué)等具有廣泛聯(lián)系。因此，該課程具有學(xué)科交叉多、涉及行業(yè)多的特點(diǎn)，這也使得環(huán)境工程概論的教學(xué)難度較大。近年來，作者通過開展環(huán)境工程概論課程的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)該課程存在如下問題和不足。

1.1 課程內(nèi)容多、體系性不強(qiáng)

安徽理工大學(xué)安全工程專業(yè)必修課主要包括礦山安全、化工安全等課程，這些課程與環(huán)境工程聯(lián)系性較小，造成很難結(jié)合安全工程專業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行講授。安全工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后多數(shù)從事建筑、化工等與安全相關(guān)的行業(yè)，各行業(yè)產(chǎn)生的環(huán)境污染的種類和治理手段千差萬別，如石油化工行業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣和廢水，治理手段以大氣、水防治為主；建筑行業(yè)主要產(chǎn)生噪聲污染，治理手段以防治噪聲為主。如此多的行業(yè)背景、不同類型污染源的產(chǎn)生及治理手段等明顯地增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。例如要想深入理解石化企業(yè)污染防治措施，就必須熟悉石化企業(yè)生產(chǎn)工藝流程，且對(duì)每個(gè)產(chǎn)污環(huán)節(jié)要熟悉，這就要求學(xué)生在有限的課堂中快速領(lǐng)會(huì)和應(yīng)用。這不僅對(duì)授課老師的綜合素質(zhì)提出了很高的要求，同時(shí)也增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，如何在32學(xué)時(shí)中，合理聚焦相關(guān)行業(yè)背景的同時(shí)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建更加合理的課程體系顯得尤為重要。

1.2 教學(xué)方法較為落后，事故案例和仿真模擬教學(xué)不足

本課程主要內(nèi)容有水污染與控制、空氣污染與控制、固體廢物的處理和利用、其他物理污染與防護(hù)、環(huán)境影響質(zhì)量評(píng)價(jià)等內(nèi)容。而本課程課時(shí)僅僅為32學(xué)時(shí)，在如此有限的學(xué)時(shí)情況下，教師只能按照課程教學(xué)大綱中規(guī)定的每周學(xué)時(shí)加快授課進(jìn)度，壓縮了課堂上學(xué)生和老師相互交流的時(shí)間。其次目前教學(xué)方式陳舊，以老師講述PPT和板書為主，未結(jié)合事故案例和仿真模擬進(jìn)行教學(xué)，難以形成立體教學(xué)的效果，從而進(jìn)一步降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，這也是課堂教學(xué)效果不好的主要原因之一。

1.3 課程思政內(nèi)容融入不足

習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上明確指出，要把“把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人”，要“使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”[2]。隨后教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》[3]，全面推進(jìn)課程思政建設(shè)。課程思政作為一種新的教育理念，將思想引導(dǎo)與人格培育潛移默化到課堂中，拓展了課程的廣度和高度，同時(shí)也對(duì)教師提出了更高的要求。然而傳統(tǒng)的教學(xué)過程，重知識(shí)技能培養(yǎng)而輕思政教育。同時(shí)，在本課程中，盡管思政元素較為豐富，但是針對(duì)每一章節(jié)的課程思政卻融入不夠，尤其是習(xí)總書記關(guān)于環(huán)境保護(hù)的最新論述并未融入至課堂教學(xué)中。

2 課堂教學(xué)優(yōu)化

針對(duì)以上問題，根據(jù)現(xiàn)有的環(huán)境工程概論教學(xué)大綱以及安全工程專業(yè)的培養(yǎng)方案，結(jié)合我校安全工程課程體系特征，積極開展課程教學(xué)體系優(yōu)化，教學(xué)方法和實(shí)踐內(nèi)容的提升，一方面將課程思政內(nèi)容融入至每一個(gè)章節(jié)，做到潤(rùn)物細(xì)無聲；另外一方面結(jié)合手機(jī)和iPad逐漸走入課堂，積極探索高效的教學(xué)和實(shí)踐方法，從而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率，培養(yǎng)面向安全工程專業(yè)的合格人才。

2.1 構(gòu)建“四位一體”課程，優(yōu)化教學(xué)體系

結(jié)合我校安全工程專業(yè)課程體系和現(xiàn)有環(huán)境工程概論教學(xué)過程中存在的問題，對(duì)環(huán)境工程概論的知識(shí)結(jié)構(gòu)和體系進(jìn)行了優(yōu)化，提出了“基礎(chǔ)知識(shí)+融入思政+虛擬仿真+真實(shí)案例”的四位一體的課程體系，如圖1所示。新的課程體系主要聚焦與安全工程專業(yè)聯(lián)系緊密的環(huán)境問題，主要分為五個(gè)部分，分別為生態(tài)環(huán)境保護(hù)概論、水污染與控制、空氣污染與控制、固體廢物污染與控制、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和應(yīng)用。

第一部分生態(tài)環(huán)境保護(hù)概論屬于環(huán)境工程概論的基礎(chǔ)知識(shí)，起到統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)課程知識(shí)體系的作用。由于我校安全工程專業(yè)的學(xué)生對(duì)于生態(tài)環(huán)境的相關(guān)知識(shí)相對(duì)缺乏，因此部分內(nèi)容著重增加了環(huán)境的概念、生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境、生態(tài)環(huán)境與安全工程專業(yè)的關(guān)系等內(nèi)容。同時(shí)，此部分很好的將習(xí)近平總書記提出的“綠水青山就是金山銀山”、“生態(tài)環(huán)境保護(hù)是功在當(dāng)代、利在千秋的事業(yè)”等思政內(nèi)容融入課程之中。通過此部分內(nèi)容學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)及與安全工程專業(yè)的關(guān)系逐步深入理解，為后續(xù)內(nèi)容學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖1 環(huán)境工程概論課程體系結(jié)構(gòu)

第二部分屬于環(huán)境工程概論中的關(guān)鍵知識(shí)內(nèi)容，此部分重點(diǎn)講解與安全工程專業(yè)緊聯(lián)系密的水污染與控制、空氣污染與控制和固體廢物污染與控制。在這一部分內(nèi)容的教學(xué)過程中，通過將思政內(nèi)容融入基礎(chǔ)知識(shí)中，并結(jié)合虛擬仿真和典型案例進(jìn)行教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。通過此部分內(nèi)容學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握水污染、空氣污染和固體廢物污染的防控技術(shù)，并能夠與安全工程專業(yè)不同行業(yè)的特點(diǎn)相結(jié)合，掌握其應(yīng)用場(chǎng)景。

第三部分為環(huán)境工程概論知識(shí)的綜合運(yùn)用，主要將前兩部分的內(nèi)容融會(huì)貫通，培養(yǎng)安全工程專業(yè)學(xué)生所必須具備的能夠應(yīng)對(duì)突發(fā)環(huán)境應(yīng)急事件和進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的能力。

2.2 融入思政元素，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

基于圖1構(gòu)建的課程體系，將環(huán)境工程概論中主要內(nèi)容的講授進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合課程內(nèi)容，挖掘主體內(nèi)容相關(guān)的思政元素，通過適當(dāng)引導(dǎo)，使學(xué)生潛移默化的接受思政教育。因此，挖掘與《環(huán)境工程概論》新構(gòu)建的課程體系相匹配的思政元素至關(guān)重要。為此，筆者在教學(xué)過程中實(shí)時(shí)關(guān)注中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部官方網(wǎng)站信息，及時(shí)了解、補(bǔ)充新出臺(tái)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的相關(guān)法規(guī)政策，并對(duì)每年的環(huán)境質(zhì)量報(bào)告進(jìn)行分析，將報(bào)告中水、大氣等環(huán)境質(zhì)量的改善數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表化，以環(huán)境污染治理與控制為切入點(diǎn)，講述我國(guó)在生態(tài)環(huán)境方面的改善，并將上述內(nèi)容作為該課程的思政元素融入實(shí)際教學(xué)過程中，更有利于學(xué)生加深對(duì)生態(tài)文明實(shí)現(xiàn)的理解。

本課程具體的思政元素緊緊圍繞“深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，集中攻克老百姓身邊的突出生態(tài)環(huán)境問題”為課程核心思政元素。以習(xí)近平生態(tài)文明思想為指導(dǎo)，堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，是黨中央基于黨和國(guó)家發(fā)展全局，順應(yīng)人民群眾對(duì)美好生活的期待做出的重大戰(zhàn)略部署[4]。水、大氣、土壤污染防治是“堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)”的三大重點(diǎn)戰(zhàn)役，對(duì)應(yīng)《環(huán)境工程概論》多章節(jié)內(nèi)容可以作為核心思政元素進(jìn)行挖掘。如水污染與控制，可以結(jié)合“做好廁所下水道管網(wǎng)建設(shè)和農(nóng)村污水處理，不斷提高農(nóng)民生活質(zhì)量”的思政內(nèi)容進(jìn)行講解水環(huán)境的污染源和治理技術(shù)，并基于我國(guó)江河湖泊水質(zhì)改善情況說明我國(guó)著力打好“碧水保衛(wèi)戰(zhàn)”的決心[5]。大氣污染與控制內(nèi)容，可以將我國(guó)霧霾天氣數(shù)量的減少過程的演變及時(shí)空分布作為課堂案例，引導(dǎo)學(xué)生深入分析我國(guó)霧霾天數(shù)降低的原因和所做工作的成效，同時(shí)基于煙塵處理技術(shù)和氣體污染處理技術(shù)，講解我國(guó)在氣體類污染物減排，特別是推進(jìn)重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)區(qū)域大氣污染治理，加強(qiáng)區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控方面付出的努力[6]。類似的，固廢污染控制與技術(shù)也可以結(jié)合“實(shí)行垃圾分類，關(guān)系廣大人民群眾生活環(huán)境，關(guān)系節(jié)約使用資源，也是社會(huì)文明水平的一個(gè)重要體現(xiàn)”[7]進(jìn)行闡述，詳細(xì)講解固廢的危害，尤其是對(duì)土壤、水和大氣的污染途徑，讓學(xué)生懂得生活垃圾分類的必要性，并從生活細(xì)節(jié)進(jìn)行培養(yǎng)，讓垃圾分類深入潛意識(shí)中。因此，結(jié)合課程節(jié)內(nèi)容與“堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)”三大戰(zhàn)役相結(jié)合，將其作為核心課程思政元素，不僅符合安全工程專業(yè)培養(yǎng)要求，還可以幫助學(xué)生建立科學(xué)的環(huán)境觀、發(fā)展觀和生態(tài)文明觀。

2.3 嵌入互聯(lián)網(wǎng)+，改進(jìn)教學(xué)方法

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)已經(jīng)逐漸走入課堂，目前都是要求學(xué)生將手機(jī)放入教室的手機(jī)袋內(nèi)，但是效果并不好，因此，堵不如疏，即對(duì)課程教學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化，基于互聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)，結(jié)合雨課堂等新型智慧教學(xué)工具[8]，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生與老師的實(shí)時(shí)互動(dòng)，同時(shí)更加方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的全過程管理與監(jiān)控，不僅提高了學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)興趣和熱情，而且還實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)對(duì)PPT和板書教學(xué)方法的支撐，大幅地提高了課堂教學(xué)的效果。

此外，現(xiàn)在多數(shù)學(xué)生都是攜帶iPad或者筆記本上課，同時(shí)安徽理工大學(xué)校園智慧網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全部覆蓋所有教室，因此，為環(huán)境污染防治工藝流程的虛擬仿真和案例的視頻講解提供了基礎(chǔ)條件。為此，在《環(huán)境工程概論》課程教學(xué)中，引入虛擬仿真課程的教學(xué)模式，可以讓學(xué)生更加直觀的觀察到課程中水、大氣和固廢處理設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造，以第一視角去接觸相關(guān)設(shè)備、工藝，提升對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣。同時(shí)，依據(jù)環(huán)境治理工藝將污染治理技術(shù)模塊化，然后在課堂上根據(jù)不同類型的污染源將學(xué)生分成不同小組，并分組進(jìn)行污染治理技術(shù)模塊化的組合，從而實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)的虛擬仿真應(yīng)用，使學(xué)生工程實(shí)踐能力迅速提高。另外，還可以通過虛擬仿真向?qū)W生展示環(huán)境、化工生產(chǎn)中涉及到的一些突發(fā)事故的處置過程，提高學(xué)生實(shí)際處理問題的能力及安全意識(shí)。

2.4 增加案例分析，鞏固教學(xué)效果

案例教學(xué)是以環(huán)境污染治理過程中的真實(shí)案例為中心，將課本知識(shí)圍繞案例中心內(nèi)容進(jìn)行應(yīng)用和拓展，進(jìn)一步明確教學(xué)的目標(biāo)導(dǎo)向性，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)環(huán)境治理相關(guān)知識(shí)獨(dú)立分析和解決復(fù)雜問題的能力，有助于學(xué)生將理論知識(shí)和工程實(shí)踐相結(jié)合[9]。為此，基于圖1中新的課程體系，在每個(gè)章節(jié)或者完整的知識(shí)體系講解完成后，進(jìn)行真實(shí)的案例教學(xué)，從而有利于學(xué)生更好地理解和消化知識(shí)點(diǎn)。例如，在空氣污染與控制這一章節(jié)，依據(jù)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)以煤為主的國(guó)情，重點(diǎn)講解“倫敦?zé)熿F事件”和“洛杉磯光化學(xué)煙霧事件”，在講解過程中融入大氣污染產(chǎn)生的原因、大氣污染源運(yùn)移規(guī)律及治理技術(shù)，讓學(xué)生明白人類活動(dòng)導(dǎo)致的大氣環(huán)境污染的成因、特征及規(guī)律，熟悉氣體污染治理技術(shù)及其應(yīng)用場(chǎng)景，從而實(shí)現(xiàn)了有效地把章節(jié)理論知識(shí)融會(huì)貫通地應(yīng)用到工程實(shí)踐中，促進(jìn)知識(shí)的實(shí)戰(zhàn)化，增加和鞏固學(xué)習(xí)效果。

3 結(jié) 論

針對(duì)目前環(huán)境工程概論教學(xué)中存在課程內(nèi)容多、課程體系性不強(qiáng)、教學(xué)方法落后和思政內(nèi)容融入不足等問題，本文結(jié)合筆者近年來的在環(huán)境工程概論授課與科研方面的相關(guān)探索與實(shí)踐，提出了該課程教學(xué)的優(yōu)化思路與方案，得出如下結(jié)論。

(1)提出了將課程體系優(yōu)化為生態(tài)環(huán)境保護(hù)概論、水污染與控制、空氣污染與控制、固體廢物污染與控制、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和應(yīng)用等5部分主要內(nèi)容，并構(gòu)建了“基礎(chǔ)知識(shí)+融入思政+虛擬仿真+真實(shí)案例”的四位一體的課程體系。

(2)將環(huán)境工程概論中主要內(nèi)容的講授進(jìn)行優(yōu)化，融入思政元素，形成緊緊圍繞“深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，集中攻克老百姓身邊的突出生態(tài)環(huán)境問題”為課程核心的思政元素，使學(xué)生潛移默化的接受思政教育。

(3)提出了基于雨課堂和仿真模擬相結(jié)合的教學(xué)方法，將基礎(chǔ)知識(shí)講解和治理技術(shù)仿真模擬相結(jié)合，同時(shí)結(jié)合先進(jìn)的信息技術(shù)工具，形成了立體教學(xué)方法，提高了課堂教學(xué)效果。

(4)章節(jié)融入真實(shí)案例進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)一步將基礎(chǔ)知識(shí)和污染治理技術(shù)融入其中，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立分析和解決問題的能力。