程志輝 包紅旭 姜磊 沈曼莉

【摘要】“環(huán)境工程原理”作為環(huán)境工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性和系統(tǒng)性。為應(yīng)對(duì)環(huán)境工程專業(yè)向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的新要求，對(duì)“環(huán)境工程原理”的課程內(nèi)容、教學(xué)模式和考核方式進(jìn)行了全方位的改革，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極主動(dòng)性，有效提高了工科學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境工程原理 教學(xué)改革 專業(yè)轉(zhuǎn)型

【基金項(xiàng)目】遼寧省本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目“轉(zhuǎn)型發(fā)展示范性環(huán)境工程領(lǐng)域人才創(chuàng)新培養(yǎng)模式建設(shè)研究與實(shí)踐”；遼寧省“高等學(xué)校創(chuàng)新人才”支持計(jì)劃項(xiàng)目（LR2016055）。

【中圖分類號(hào)】G642.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）10-0032-02

改革開放以來，我國(guó)高等教育逐步由單一精英型教育向大眾教育轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，逐步實(shí)現(xiàn)中國(guó)特色高等教育模式目標(biāo)。2002年，教育部對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行了新的定位，明確指出本科院校應(yīng)緊密聯(lián)系地方，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)服務(wù)培養(yǎng)應(yīng)用型人才。2015年11月，遼寧省人民政府辦公廳出臺(tái)了《關(guān)于推動(dòng)本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的實(shí)施意見》，明確提出2015年選取100個(gè)左右專業(yè)開展專業(yè)轉(zhuǎn)型；到2020年，高等教育人才培養(yǎng)類型結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，畢業(yè)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力顯著提高，高等教育服務(wù)遼寧經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的能力顯著增強(qiáng)。在當(dāng)前高等教育專業(yè)轉(zhuǎn)型的背景下，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求我們?cè)诮虒W(xué)過程中對(duì)過去的教育理念和教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)，由“知識(shí)輸入型”向“知識(shí)輸出型”轉(zhuǎn)變，使學(xué)生在對(duì)專業(yè)相關(guān)知識(shí)和基本理論熟練掌握的基礎(chǔ)上，提高發(fā)明新工藝、新方法解決問題的能力，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程性創(chuàng)新能力和思維方式。

一、環(huán)境工程原理課程改革的必要性

近年來，環(huán)境污染問題日趨復(fù)雜，表現(xiàn)出了明顯的時(shí)間特征及地域特征。環(huán)境問題的特點(diǎn)決定了當(dāng)今社會(huì)亟需具有系統(tǒng)的環(huán)境專業(yè)理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的解決現(xiàn)實(shí)復(fù)雜環(huán)境治理問題的綜合能力的專業(yè)技術(shù)人員，迫切需要高等院校環(huán)境工程專業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。遼寧大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)作為遼寧省首批轉(zhuǎn)型的試點(diǎn)專業(yè)，在新的應(yīng)用型教育背景下，更應(yīng)該注重環(huán)保工程師、環(huán)評(píng)工程師及環(huán)境監(jiān)理工程師等各類環(huán)保人才的培養(yǎng)?！碍h(huán)境工程原理”是高等院校環(huán)境工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要任務(wù)是系統(tǒng)深入地闡述水質(zhì)凈化與水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢棄物處理處置與管理和資源化工程和物理性污染控制工程中所涉及的具有共性的工程技術(shù)原理及工程學(xué)基礎(chǔ)，在環(huán)境工程專業(yè)課程體系中起著承前啟后、由理及工的橋梁作用。課程具有較強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性，專業(yè)轉(zhuǎn)型過程中要求學(xué)生將相關(guān)的技術(shù)原理用于指導(dǎo)工程實(shí)踐，提高學(xué)生的專業(yè)能力和工程技能。原有的側(cè)重原理、概念和典型設(shè)備特點(diǎn)講解的課堂教學(xué)過程遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生解決實(shí)際工程問題的需求，“環(huán)境工程原理”課程改革已迫在眉睫。

二、環(huán)境工程原理教學(xué)改革目標(biāo)

隨著中國(guó)工業(yè)化信息化社會(huì)建設(shè)進(jìn)程的加快，環(huán)境污染問題日益惡化，為了有效地控制污染，相應(yīng)的污染控制技術(shù)也在迅速發(fā)展，經(jīng)過長(zhǎng)期的研究與探索，人們已經(jīng)開發(fā)出種類繁多的環(huán)境凈化與污染控制技術(shù)，這些技術(shù)在不同的歷史時(shí)期和地區(qū)具有不同的表現(xiàn)形式，形成了龐大的環(huán)境凈化與污染控制技術(shù)體系。然而，任何污染處理工藝都具有其各自的適用條件，教授學(xué)生牢固掌握其理論核心，能夠根據(jù)具體情況做出恰當(dāng)?shù)倪x擇，熟練設(shè)計(jì)出合理的新工藝流程，已經(jīng)成為環(huán)境工程專業(yè)本科教學(xué)的現(xiàn)實(shí)需要。因此，在“環(huán)境工程原理”課程教學(xué)改革過程中，應(yīng)立足專業(yè)核心經(jīng)典理論，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生工程理念的培養(yǎng)，逐步引導(dǎo)學(xué)生建立工程意識(shí)，用工程技術(shù)觀念分析、解決現(xiàn)實(shí)中復(fù)雜的工程問題。培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)和熟練的操作實(shí)踐技能，成為集工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐和工程創(chuàng)新能力于一體的復(fù)合型專業(yè)技術(shù)人才，使學(xué)生能夠更好地將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)際中，更快地從工程實(shí)踐中學(xué)習(xí)新的知識(shí)理論，使環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生更能適應(yīng)環(huán)保類企業(yè)的要求。

三、環(huán)境工程原理課程內(nèi)容的設(shè)置

2003年9月，清華大學(xué)率先開設(shè)了“環(huán)境工程原理”課程；2004年8月，高等學(xué)校環(huán)境工程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)將“環(huán)境工程原理”列為高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)的核心課程。2011年9月，遼寧大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)開設(shè)“環(huán)境工程原理”課程，主要參考胡洪營(yíng)教授編寫的《環(huán)境工程原理》一書，該書是普通高等教育“十五”～“十二五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。“環(huán)境工程原理”包括環(huán)境工程原理基礎(chǔ)、分離過程原理和反應(yīng)工程原理三部分內(nèi)容[1]。結(jié)合我校環(huán)境工程專業(yè)背景和課程體系特點(diǎn)，對(duì)“環(huán)境工程原理”課程的內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整和優(yōu)化。如對(duì)流體流動(dòng)部分，重點(diǎn)介紹流動(dòng)邊界層理論，以便與傳熱邊界層、傳質(zhì)邊界層作比較，而將量綱分析、流體流動(dòng)的內(nèi)摩擦力、流體流動(dòng)的阻力損失及流體測(cè)量等內(nèi)容做簡(jiǎn)單講解；對(duì)反應(yīng)工程原理部分，主要介紹反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)解析的相關(guān)內(nèi)容，將均相反應(yīng)器、非均相反應(yīng)器及微生物反應(yīng)器等章節(jié)設(shè)置為學(xué)生自學(xué)內(nèi)容。

四、環(huán)境工程原理課程教學(xué)模式的改革

（一）問題導(dǎo)向教學(xué)法

問題導(dǎo)向教學(xué)法（即“以問題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)法”），由美國(guó)Barrows教授于1960s在加拿大的麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)，此方法強(qiáng)調(diào)以激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)思維為主[2]?！碍h(huán)境工程原理”課程教學(xué)過程中以真實(shí)問題為核心，從熟悉的生活實(shí)例出發(fā)，通過對(duì)真實(shí)問題的討論，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到這門課是來源于生活的，是“有用的”，是為解決實(shí)際問題服務(wù)的。比如，在講解吸附之前，先設(shè)置幾個(gè)問題，如人們常常會(huì)在車?yán)锘蛐卵b修的房子里放一些活性炭小包，這樣做的原因是什么，活性炭能起到什么作用，活性炭為什么能起到這樣的作用之類的問題，引導(dǎo)學(xué)生圍繞著這些問題展開討論，自主地解決問題，教師通過對(duì)討論結(jié)果的總結(jié)很自然地引出吸附的定義、吸附劑的特性、常用的吸附劑、影響吸附過程的因素等等知識(shí)點(diǎn)的講述。隨著空氣污染的加劇，霧霾天出行的人們大多選擇了佩戴口罩，針對(duì)這一具體現(xiàn)象設(shè)置問題，如霧霾天出門為什么需要佩戴口罩，口罩的作用是什么，防霧霾效果如何等等之類的問題，引出過濾的概念，過濾的類型和機(jī)理以及過濾作用在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用等知識(shí)的講述。

（二）工程案例教學(xué)法

工程案例教學(xué)法，由美國(guó)哈佛大學(xué)于1920s倡導(dǎo)的案例教學(xué)法延伸而來的，即結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)例，教師和學(xué)生一起分析和討論，逐步樹立起學(xué)生的工程觀念，達(dá)到吸引學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過程、提高教學(xué)效果的目的?！碍h(huán)境工程原理”教學(xué)中要做到結(jié)合具體的工程實(shí)例，向?qū)W生介紹水、氣及固體廢棄物處理工程中涉及到的基本技術(shù)原理。比如，引導(dǎo)學(xué)生回憶環(huán)境工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)過程中參觀的污水處理工藝如格柵、沉淀池及曝氣池等，進(jìn)而引出對(duì)過濾、沉降及傳質(zhì)過程的講解；引導(dǎo)學(xué)生利用課余時(shí)間去商場(chǎng)模擬購(gòu)買家用凈水器，初步了解自來水的軟化過程，課堂教學(xué)中引出離子交換的概念、離子交換的過程原理及離子交換柱的再生方法等知識(shí)的介紹。通過結(jié)合工程實(shí)際的案例，讓學(xué)生切實(shí)感受到“抽象”理論的用處，啟發(fā)學(xué)生思考，提高利用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

五、環(huán)境工程原理課程考核體系的改革

單一的期末閉卷考試的方式會(huì)造成學(xué)生平時(shí)不努力，期末突擊應(yīng)付考試的現(xiàn)象，不利于對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)及能力的考查。專業(yè)轉(zhuǎn)型背景下“環(huán)境工程原理”課程教學(xué)的目的在于提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)分析和解決實(shí)際工程問題的能力，而不是對(duì)理論知識(shí)和復(fù)雜公式的簡(jiǎn)單記憶。因此，對(duì)原有的考核方式進(jìn)行改革，采用期末一次性考試與平時(shí)規(guī)律性測(cè)驗(yàn)相結(jié)合的方法，增加課堂教師與學(xué)生的互動(dòng)討論、課后作業(yè)等環(huán)節(jié)的考查?？偝煽?jī)采用“期末考試+平時(shí)測(cè)試+平時(shí)表現(xiàn)”的計(jì)算方式。每個(gè)學(xué)期開展3次隨堂測(cè)驗(yàn)，考查學(xué)生對(duì)每部分內(nèi)容的掌握情況，成績(jī)占到總成績(jī)的15%；上課出勤、參與課堂討論及課后作業(yè)完成情況的考查成績(jī)占總成績(jī)的10%；期末閉卷考試成績(jī)占到總成績(jī)的75%。

六、結(jié)束語

“環(huán)境工程原理”課程教學(xué)的目的，主要是為培養(yǎng)出環(huán)境工程專業(yè)的實(shí)用性人才奠定基礎(chǔ)，提高學(xué)生對(duì)環(huán)境工程專業(yè)相關(guān)理論知識(shí)的掌握和實(shí)踐運(yùn)用能力。傳統(tǒng)教學(xué)模式培養(yǎng)出的學(xué)生理論知識(shí)多于實(shí)踐能力，高校本科畢業(yè)生與社會(huì)及用人企業(yè)的需求脫節(jié)，造成學(xué)生就業(yè)難，企業(yè)缺乏人才的現(xiàn)象。在專業(yè)轉(zhuǎn)型背景下，對(duì)“環(huán)境工程原理”課程實(shí)施課程內(nèi)容、教學(xué)模式與考核方式的全方位教學(xué)改革，有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的缺陷，提高了課堂教學(xué)的質(zhì)量，優(yōu)化了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡洪營(yíng)，張旭，黃霞，王偉，席勁瑛.環(huán)境工程原理[M].北京：高等教育出版社，2015.

[2]徐磊.基于“問題一體化”教學(xué)的教學(xué)模式的研究[D].哈爾濱師范大學(xué)，2018.

作者簡(jiǎn)介：

程志輝（1980-），女，遼寧北票人，遼寧大學(xué)環(huán)境學(xué)院講師。