新工科背景下“固體廢物資源化工程”課程線上線下教學(xué)的改革探索

翁仁貴，靳貴曉

（福建工程學(xué)院生態(tài)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 福建 福州 350118）

伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平大大提升，城市生活垃圾產(chǎn)生量逐年遞增，而且我國工業(yè)、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等固廢排放量也相當(dāng)驚人，對數(shù)量如此龐大的固體廢物進行科學(xué)合理的利用，成為目前解決固體廢物困擾的重要途徑。環(huán)保產(chǎn)業(yè)的需求推動了環(huán)保人才的培養(yǎng)，“固體廢物資源化工程”課程屬于我校環(huán)境工程專業(yè)的核心主干課程之一，環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和需求也推動了“固體廢物資源化工程”課程教學(xué)的進一步改革提升。2020 年6 月，教育部出臺的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出，從育人的本質(zhì)出發(fā)，教師應(yīng)該將思想政治和道德法治教育滲透到課程學(xué)習(xí)中，將固體廢物資源化工程的知識向更加豐富的領(lǐng)域延伸，把思政教育融入線上和線下理論教學(xué)、案例教學(xué)以及實踐各環(huán)節(jié)，以達到春風(fēng)化雨、潤物無聲的教育效果，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。依據(jù)本課程的教學(xué)大綱，結(jié)合課程思政教育和互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，探索本課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革創(chuàng)新。

1 “固體廢物資源化工程”課程教學(xué)現(xiàn)狀

課程本著“資源化、減量化、無害化”原則和程序組織教學(xué)內(nèi)容。始終貫穿“案例——處理工藝技術(shù)——基礎(chǔ)學(xué)科理論——綜合性（創(chuàng)新性）實驗——工程設(shè)計”這條解決問題的主線，以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，并將課程思政融入課堂教學(xué)中。

知識目標(biāo)包括：掌握固廢產(chǎn)生、來源、分類及其危害、回收意義及途徑、管理方法；掌握基本概念、方法及基本原理；掌握大宗固廢資源化方法及有關(guān)計算；掌握固廢最終處置技術(shù)。

能力目標(biāo)包括：能發(fā)現(xiàn)、分析和解決復(fù)雜的工程問題；能對固廢污染進行防治與管理；能對固廢污染進行監(jiān)測；熟悉固廢污染有關(guān)政策法規(guī)。

素質(zhì)目標(biāo)包括：遵守固廢處理工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責(zé)任；具有團隊協(xié)作精神；能有效進行溝通和交流；能自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)。

“固體廢物資源化工程”課程2018 年被認定為省級在線開放課程，2021 年被認定為福建省線上線下混合式一流課程。福建工程學(xué)院堅守“以工為主、區(qū)域性、應(yīng)用型”辦學(xué)定位，環(huán)境工程專業(yè)以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為目標(biāo)。疫情期間采取線上教學(xué)，大部分學(xué)生對課本知識的理解不透徹，特別是對固廢資源化工程應(yīng)用能力弱。在教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍缺乏將固廢專業(yè)知識與專業(yè)基礎(chǔ)知識融會貫通的能力；對固廢污染處理設(shè)計方法和資源化技術(shù)原理、設(shè)計要點方面掌握得不夠扎實；學(xué)生對固廢處理工藝流程的知識理解得不夠透徹；在解決固廢污染實際問題的過程中，對于影響設(shè)計目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素考慮得不充分。在新工科背景下，國家對固廢污染控制的人才要求更高了，學(xué)生需進一步提升主動學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)能力。課題團隊通過固廢課程線上線下課程改革探索，提出一系列的教學(xué)創(chuàng)新，將“固體廢物資源化工程”課程建設(shè)成國家一流課程。

2 教學(xué)內(nèi)容的革新

本課程是環(huán)境工程專業(yè)本科生的主干課程，是一門綜合了化學(xué)、物理、生物、機械等學(xué)科知識的交叉課程。傳統(tǒng)的知識內(nèi)容已無法滿足學(xué)生對新技術(shù)的追求，必須對教學(xué)內(nèi)容進行革新。當(dāng)前日益豐富的物質(zhì)生活和更加細致的社會分工，產(chǎn)生的固體廢物的種類越來越多，社會層面對固廢處理的要求也越來越高，對固廢課程的內(nèi)容設(shè)置也提出了更高的要求。

2.1 專業(yè)新內(nèi)容的增加

本專業(yè)為大三的學(xué)生在第六學(xué)期開設(shè)“固體廢物資源化工程”這門課程，在本課程開始之前，學(xué)生需先修的課程包括：無機化學(xué)、有機化學(xué)、儀器分析等。除此以外，伴隨著垃圾分類處理等新政策的實施，很多新型機械設(shè)備應(yīng)運而生，例如廚余垃圾堆肥成套裝備、污泥脫水干化設(shè)備等等，對這些固廢新型處理機械設(shè)備的學(xué)習(xí)也是我們每年更新的重點內(nèi)容。伴隨著新技術(shù)、新成果的應(yīng)用，越來越多的前沿技術(shù)被應(yīng)用于固廢的處理中。

“固體廢物資源化工程”課程已在中國MOOC 平臺開設(shè)八期線上教學(xué)，已建成較齊全的學(xué)習(xí)資源，包括教學(xué)章節(jié)視頻、PPT 課件、教學(xué)大綱、小測、作業(yè)、在線考試以及案例庫等。

2.2 思想政治教育融入專業(yè)教育教學(xué)

按照國家對教師職業(yè)“立德樹人”根本任務(wù)的要求，以“能力達成、知識傳授”為目標(biāo)，在課程建設(shè)過程中將思想政治教育與專業(yè)課程內(nèi)容相結(jié)合，深化學(xué)校課程思政教學(xué)改革，切實提升課程思政的育人實效。隨著我國對環(huán)保工作的重視，跟環(huán)保有關(guān)的政策陸續(xù)出臺，這些跟生態(tài)文明相關(guān)的法律法規(guī)就是最佳的課程思政素材，通過對法規(guī)的講解，用最新的法律規(guī)定來指導(dǎo)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時增強新時代大學(xué)生群體的環(huán)保意識。其實，這不單單是環(huán)保法規(guī)的學(xué)習(xí)過程，更是授課教師將社會主義核心價值觀、道德責(zé)任、愛國主義、科學(xué)精神、愛崗敬業(yè)精神、團結(jié)協(xié)作品格等融入“固體廢物資源化工程”課程教學(xué)過程中，通過引導(dǎo)學(xué)生對固體廢物資源化專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，增強對新時代環(huán)保工作的理解與認識，幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，并嘗試通過矛盾分析法來尋找解決方案。

2.3 增加專題備課，靈活調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

“固體廢物資源化工程”的教學(xué)改革與課程思政建設(shè)將打破傳統(tǒng)教材的章節(jié)結(jié)構(gòu)，靈活處理教學(xué)內(nèi)容，把教材章節(jié)內(nèi)容分解成固體廢物產(chǎn)量統(tǒng)計、固體廢物資源化處理方案、常見焚燒堆肥填埋技術(shù)等，讓專題內(nèi)容由淺入深、從理論轉(zhuǎn)化為實際，便于學(xué)生理解。固廢資源化工程課程團隊每兩周舉行一次集中備課，針對教學(xué)過程中存在的問題提出改進措施。

3 課堂教學(xué)方法的革新

3.1 實施熱點問題導(dǎo)入式教學(xué)

環(huán)境保護是一個持續(xù)發(fā)展的過程，新的環(huán)保技術(shù)、保護方式層出不窮，這就給“固體廢物資源化工程”的教學(xué)帶來了較大挑戰(zhàn)，即使是最新版教材也很難體現(xiàn)出最新的環(huán)保技術(shù)。授課教師應(yīng)發(fā)揮主觀能動性，加大對權(quán)威數(shù)據(jù)、技術(shù)的查詢力度，把典型固體廢物產(chǎn)量、資源化利用程度、固體廢物處理方式的最新變化等內(nèi)容講述給學(xué)生，提升授課內(nèi)容的時效性，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.2 實施互動式與啟發(fā)式教學(xué)

授課教師在增加專題教學(xué)的同時，還要注重課堂互動，利用學(xué)校的智慧教室增加課堂小組討論。教師在加強對一些重點理論知識講解的同時，適當(dāng)以一些環(huán)保案例為切入點，實施互動式與啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生對一些環(huán)保熱點事件、大眾媒體關(guān)注的環(huán)保事件進行討論、分析，鼓勵他們對感興趣的案例進行分組討論，課下到圖書館、實驗室、資料室去查詢相關(guān)資料，然后把討論、感想結(jié)合環(huán)保技術(shù)寫成討論報告，最后在班級內(nèi)進行交流共享，讓學(xué)生對一些環(huán)保問題提出自己的觀點，并嘗試設(shè)計出最經(jīng)濟的環(huán)保方案，既能降低環(huán)保成本，又能實現(xiàn)廢物資源重新利用，體現(xiàn)經(jīng)濟價值。

課程設(shè)置專題匯報環(huán)節(jié)，由學(xué)生根據(jù)興趣自由分組，以4―6 人為一小組，結(jié)合教師講授的內(nèi)容選取感興趣的題目，課后線上查閱資料總結(jié)歸納，線下通過“學(xué)生講臺”向全班同學(xué)進行10 分鐘的PPT匯報，結(jié)束后，由教師和同學(xué)進行提問，教師再進行總結(jié)和點評，指出學(xué)生演講的亮點和不足，解答學(xué)生提出的問題，促進了學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的溝通和交流。這有利于學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)好本課程的基礎(chǔ)知識和基本技能，提高他們分析和解決問題的能力；有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高動手和動腦能力，為今后不斷學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

3.3 有效實施線上網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)

為了達到更好的學(xué)習(xí)效果，本課程實施線上教學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合的授課模式。授課教師開展了有效的網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)，集中環(huán)境工程專業(yè)的教師力量，錄制“固體廢物資源化工程”教學(xué)視頻，并在中國MOOC 學(xué)習(xí)平臺建立學(xué)習(xí)資源庫，供校內(nèi)校外學(xué)生免費學(xué)習(xí)。我們鼓勵學(xué)生利用課后時間使用手機、平板或筆記本在線觀看教學(xué)視頻、授課PPT 等，進行自主學(xué)習(xí)，充分完成在線學(xué)習(xí)任務(wù)。

3.4 現(xiàn)場案例式教學(xué)與實踐教學(xué)有機結(jié)合

由于具備較強的實踐性，“固體廢物資源化工程”這門課程需要加大實踐課時比重，以及進行一定課時的固廢設(shè)計課來強化學(xué)習(xí)效果。原則上實踐課程包括7 個中型實驗和現(xiàn)場認識實習(xí)環(huán)節(jié)。在進入現(xiàn)場學(xué)習(xí)之前，授課教師向?qū)W生講授該單位的基本情況、常用技術(shù)流程、注意事項等內(nèi)容，并提醒學(xué)生注意對重點環(huán)節(jié)的參觀、必要時可以操作，并做好筆記，同時在現(xiàn)場仔細聆聽技術(shù)人員的技術(shù)講解與工藝介紹，讓學(xué)生能通過參觀、操作把自己所學(xué)的理論知識轉(zhuǎn)化為實踐活動，消化吸收所學(xué)內(nèi)容。到垃圾焚燒發(fā)電廠、固廢填埋廠、爐渣利用企業(yè)等進行現(xiàn)場參觀實習(xí)后，學(xué)生需要完成固廢課程實驗操作，進一步消化吸收課堂所學(xué)理論知識，將理論與實踐相結(jié)合，鍛煉了動手能力，提升了學(xué)習(xí)效果。

課程設(shè)置了大作業(yè)，以團隊形式完成，主要以固廢資源化利用設(shè)計為主，主題包括：市政污泥燒結(jié)磚生產(chǎn)工藝設(shè)計；建筑垃圾再生骨料與建材利用設(shè)計；廢陶瓷透水磚生產(chǎn)工藝設(shè)計；高爐渣加氣混凝土砌塊生產(chǎn)工藝設(shè)計；粉煤灰燒結(jié)保溫陶粒生產(chǎn)工藝設(shè)計等。學(xué)生完成后進行答辯，然后由教師進行打分。該環(huán)節(jié)提升了學(xué)生的CAD 繪圖能力、團隊合作能力、工程設(shè)計能力等。

3.5 重視考核方式的改革

本課程考核采用過程考核和期末考試相結(jié)合的方式，過程考核包括課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)和專題報告?？己顺煽兊臉?gòu)成：總成績?yōu)?00 分，課堂表現(xiàn)（包括學(xué)生課堂討論、回答問題、中國MOOC 課堂學(xué)習(xí)等方面）成績占20%，專題報告占10%，平時作業(yè)成績占20%，期末成績占50%。實現(xiàn)對學(xué)生綜合能力的考核，這種考核方式得到學(xué)校、專家、學(xué)生的高度認可。

4 結(jié)語

針對“固體廢物資源化工程”課程教學(xué)存在的問題，對教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)、教學(xué)方法和手段及考核方式等采取了一系列改革措施，將課程目標(biāo)與畢業(yè)要求有機融合，全面提升這門課的教學(xué)質(zhì)量。為提高課堂活躍性，通過學(xué)生專題報告、討論等方式，充分發(fā)揮學(xué)生主動探究問題的意識。此外，我們不定期邀請工程經(jīng)驗豐富的工程師來校講學(xué)，介紹工程實例以及社會對人才的需求。