固體廢物處理工程課程設計教學研究

孫秀云 黃中華 張軒 曾銘軒

[摘 要]工程教育專業認證和卓越工程師教育培養計劃，都要求加強對實踐教學的重視程度。研究以固體廢物處理工程課程設計為例，分析課程設計教學中存在的問題，并從完善教學資料，制定課程設計任務書，改革教學方法，建立多元的考核評價體系，合理安排教學進度等方面開展教學研究，為培養出具有實踐能力的學生提供合適的教學方法。

[關鍵詞]固體廢物處理工程;課程設計;教學研究

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）03-0056-03

在當前的時代背景下，一味注重純理論教學的教學方式已經不適應人才培養要求。隨著工業化進程的不斷推進，社會對實踐型人才的需求逐漸增多。因此，我們應積極按照工程教育專業認證和卓越工程師教育培養計劃，改革并完善各類課程教學，特別應加強對實踐教學的重視程度[1-2]。課程設計是本科教學中重要的實踐教學環節，工科專業尤其如此。曾有學者指出：課程設計應遵循以就業為導向，以項目任務為載體，以培養能力為主線，以學生為主體，以全面發展為目的這幾個原則[3]。

固體廢物處理工程課程設計是環境工程專業實踐性專業的必修課。課程圍繞固體廢物處理處置工程，綜合利用有關的先修課程的知識，通過生活垃圾轉運站、生活垃圾衛生填埋場或生活垃圾焚燒廠的設計計算和制圖，對學生進行較全面的工程設計訓練，培養學生分析和解決固體廢物處理處置及資源化工程實際問題的能力，提高其對所學知識綜合運用的能力，培養其創新思維能力。本文以固體廢物處理工程課程設計為例，分析了課程設計教學中存在的問題，并從完善教學資料，優化教學內容，改革教學方法，建立多元的考核評價體系和標準，合理安排教學進度等方面開展教學研究，為培養出具有實踐能力的學生這一目標提供合適的教學方法。

一、固體廢物處理工程課程設計教學現狀

傳統的課程設計教學過程是在教師的組織指導下，學生圍繞某一設計題目，按照課程設計任務書的具體要求，通過查閱資料、確定設計方案、設計計算、繪制圖紙、編制計算說明書等一系列工作，進行的一次綜合的練兵。

相比于水處理和大氣處理，我國的固體廢物處理處置處于發展上升階段，相關研究和資料需要不斷完善，與固體廢物處理工程課程設計相關的教學資料和案例不多，缺少合適的課程設計教材，課程設計所需的工程項目資料有限，存在課程設計的選題與工程實際聯系不夠緊密的問題[4]。

在教學過程中我們發現，由于課程設計時間緊、內容多、涉及的知識面廣，計算和繪圖工作量均較大，存在設計對象龐大與課程設計學時較短的矛盾，加之部分學生對課程設計認識不足，有敷衍了事的現象;學生運用設計手冊、設計規范的能力較弱，不能在設計手冊和設計規范的指導下設計出符合要求的工程項目;學生普遍缺乏工程設計的綜合概念，收到課程設計任務書后，通常感到茫然和不知所措，有的學生只是單純地將各個設計步驟和內容拼接起來，或者根據類似的方案墨守成規地套用，不能根據實際情況進行合理的選擇，對設計的整體性和合理性考慮較少，設計方案缺少適用性;評價體系對學生的過程考核較弱，少數學生存在平時疏于學習，只在短時間內突擊完成設計任務的現象，但教師評分時卻無法對這種模式給出負面反饋。

二、固體廢物處理工程課程設計教學研究

（一）完善教學資料

可以通過查閱翻譯外文文獻，拓展豐富現有的教學資料庫。收集并整理各種設計參考資料、標準、設計技術規范、設計手冊、工程案例等，包括國外設計手冊（如《固體廢棄物填埋場設計手冊》等）;制定課程設計管理文件，使整個課程設計的參考資料完整化、時效化和前沿化，為學生開展課程設計提供教學參考資料庫，同時，這也是對固體廢物處理工程課程教學內容的補充。

（二）制定課程設計任務書

固體廢物處理工程課程設計任務書，是引導學生完成課程設計過程的依據，應不斷完善。固體廢物處理工程及其相關的先修課程是進行課程設計的基礎，根據理論進行設計計算和運用CAD制圖，是課程設計的基本要求。課程設計任務書涉及固體廢物處理工程中的常見處置方法，包括生活垃圾轉運站、生活垃圾焚燒廠或生活垃圾衛生填埋場，具體內容如下。

1.轉運站設計：收集并熟悉設計基礎資料（包括設計手冊、技術規范、相關法律法規）;廠址的選擇;工程技術方案設計，包括轉運站設計參數、設備布置、收集路線等;轉運站處理工藝流程、總平面布置圖、高程圖及主要構筑物工藝圖。

2.焚燒廠設計：收集并熟悉設計基礎資料（包括設計手冊、技術規范、相關法律法規）;廠址的選擇;工藝方案論證，包括處理規模及能力、焚燒生產線的配置、垃圾設計熱值確定、繪制燃燒圖、垃圾貯存和進料系統的設計和布置、焚燒爐的選擇與計算（發熱量、燃燒室熱負荷、燃燒空氣量、煙氣產生量及組成、所需爐排面積、焚燒溫度、煙氣停留時間、排渣量及飛灰量）、焚燒爐性能指標及參數、焚燒過程物料平衡、焚燒過程熱量平衡、煙氣處理等;工程技術方案設計包括焚燒處理工藝流程、總平面布置圖、高程圖、主要構筑物工藝圖、設備布置等。

3.填埋場設計：收集并熟悉設計基礎資料（包括設計手冊、技術規范、相關法律法規）;計算垃圾填埋總量和庫容、覆蓋土需求量;計算填埋氣體產生量、滲濾液產生量;填埋場主體工程工藝設計計算：設計計量設施、垃圾壩、填埋氣體收集與利用、防滲與地下水導排、滲濾液收集與處理、防洪和排水、封場與覆蓋的工藝參數，確定主要尺寸;輔助工程、填埋作業與管理、環境保護與勞動衛生;垃圾填埋處理工藝流程、填埋場總平面布置、高程圖及主要構筑物工藝圖。

（三）改革教學方法

課程設計是連接理論知識和實際應用的重要紐帶，是實踐性教學環節的重要組成部分。課程設計教學以培養學生正確的設計思想與方法、嚴謹的科學態度和良好的工作作風為目標，鍛煉學生運用所學的理論知識和技能解決實際問題的能力，提高學生文字、語言表達能力及合作工作能力，深化和擴展學生的理論知識與初步的專業技能。所以，在課程設計教學方面，教師應改變以往“注入式”的教學方法，采用“啟發式”教學方法，引導學生查找資料、設計方案、設計圖紙，并寫出較為詳盡的報告，而教師主要解答實驗的疑難問題。在此基礎上，學生的自主思考能力得到鍛煉。教學方法的改革主要體現在以下方面。

1.加強專業課教學與課程設計的交匯融合。將固體廢物處理工程專業課教學與課程設計有意識地融合，在專業課教學階段，把課程設計任務書和設計要求布置給學生，讓學生帶著問題學習。將課程設計內容滲透到專業課教學中，加強專業課教學與課程設計的聯系，使專業課教學變成類似于“案例教學”[5]。采用案例教學法可以激發學生的學習興趣，強化學生的知識儲備，有利于理論知識的吸收轉化，促進理論教學與工程實際相結合，培養學生分析和解決固體廢物處理處置及資源化工程實際問題的能力，使學生對課程設計有初步的認識和準備，這拓展了課程設計時間，有利于學生創造性的發揮。

2.提高學生在課堂的參與度和代入感。例如，在講到填埋場設計章節時，教師可以舉一個已經建成的填埋場案例，講述填埋場的選址依據和設計依據，有意識地培養學生按照設計的技術手冊開展設計的觀念，樹立學生的工程觀，并與學生討論參數設置是否正確。通過這樣的互動教學，使學生積極參與到課堂中來，讓學生學到更多的設計理論，將來在進行課程設計時能做到心中有數，而不是毫無準備。

為了提高學生的學習積極性，可以設置合理的情景案例，提高課堂的趣味性，讓學生在思考問題時有很好的代入感[6]。比如，當你成為某填埋場的設計工程師時，你將如何開啟設計之旅？通過這樣的案例設置能讓學生設身處地地考慮，逐步理清設計思路。如此，一方面有助于鍛煉學生的思維能力，為將來的課程設計打下良好的基礎;另一方面，這也提高了學生的學習興趣以及學習效果，使課堂教學變得更為開放，有利于學生發揮創造力。

（四）建立多元的考核評價體系

課程設計的考核歷來是教學的重要環節?？梢酝ㄟ^建立過程控制與目標考核相結合的評價體系，加強對設計過程中平時表現的考察;進行課程設計完成后的答辯，擴展考核內容，以此保障課程設計的完成質量。課程設計應注重對學生綜合應用知識能力的考核，這與理論課以考試成績為核心的考核評價有明顯區別。評價內容應盡可能多地覆蓋多種相關能力要素，包括理論知識、繪圖技能、設計經驗、語言文字表達、分工協作、責任意識等，而不是僅以最后的設計成果為考核標準。通過對課程設計過程的控制，提高學生的集體協作能力，避免他們出現最后時刻突擊完成和濫竽充數的現象。

多元的考核評價體系，兼顧設計說明書、制圖和答辯環節等因素，將教師評價和同學互評相結合。最終成績由設計計算（25分）、寫作與結構（10分）、圖紙（25分）、答辯（20分）和平時成績（20分）組成。其中設計計算要求能運用設計手冊和設計規范等資料，完成設計任務;方案合理，計算準確。寫作與結構要求層次清楚，格式規范，語言通順。圖紙要求分為紙質版和電子版，紙質版要求比例合適，繪圖線條清晰，填充完整，尺寸標注及高度要符合要求，字體也要符合要求;電子版要求圖層設置合理，標注設置及關聯性符合要求。答辯要求設計思路表述清楚、邏輯性強、能正確回答問題。平時成績由學生互相評分和出勤率決定。

考核評價體系將注重學生課程設計答辯表現，要求每個學生講出自己的設計特色和亮點，提高答辯環節在整個課程設計中的權重，督促學生全過程認真開展課程設計，培養學生解決實際問題的能力。學生互評主要針對平時成績，根據在設計過程中每一位學生的認真程度、貢獻度和任務完成出色度來評價。由于在設計過程中，學生對各人任務的完成情況有詳細的認知，評價結果相當中肯。

（五）合理安排教學進度

在固體廢物處理工程課程開課伊始，就將固體廢物處理工程課程設計任務書下達給學生，并進行選題分組;由教師講解設計要求和評分標準，并規定初稿、二稿和終稿的提交時間;要求學生根據設計任務書的要求，分組闡述設計思路，逐步掌握設計思路和方法;在條件允許時可帶學生進行實地參觀，或觀看相關視頻資料和照片，讓學生對將要進行的設計項目有更加直觀的了解，培養學生的工程設計意識，樹立學生的工程觀。

查閱相關資料后，小組成員在課堂上集合討論并起草設計方案，分組闡述初步的設計方案，由指導教師及助教進行點評，指出其中的缺陷和錯誤。此后在初稿、二稿和終稿的審核中，學生對設計進行完善，指導教師及助教對學生的疑問進行解答和指導，在方案確定后，進行圖紙繪制，整合設計成果，上交作為評分依據。

最后進行答辯時，學生以組為單位匯報設計方案，每個小組成員都要進行匯報并接受指導教師的質詢。一方面，通過答辯準備，學生要對整個設計進行分析和整理，這個過程學生對課程設計所得收獲再一次進行吸收歸納，將知識條理化，得到進一步的提高，有的學生甚至會重新發現問題，有新的收獲，課程設計訓練的廣度得以拓展;另一方面，答辯過程能使學生的綜合能力得到鍛煉，讓學生在表達溝通方面有所提高。

三、結語

隨著經濟的快速發展、社會的不斷進步，人才的核心內涵也在不斷轉變。社會的需求對人才培養提出了更高的要求，我們的教育培養方向也要隨之不斷調整才能跟上時代的步伐[7]。固體廢物處理工程課程設計的教學研究意義在于以下幾個方面。

（一）推進固體廢物處理工程課程設計教學研究和改革

固體廢物處理工程課程設計是環境工程專業課程設計的重要組成部分，通過完善教學資料，優化教學內容，改革教學方法，建立多元的考核評價體系，合理安排教學進度等方面開展教學研究，推進固體廢物處理工程課程設計教學改革，將有助于提高師生在課堂上的互動交流程度，有利于學生的積極思考和創造發揮，激發學生的設計熱情、主動性和積極性，減少課程設計中的敷衍現象，也有利于教師更客觀、科學、公平地評定課程設計成績。

（二）樹立學生的工程觀

學生在開展固體廢物處理工程課程設計前，普遍缺乏對工程的基本認識，沒有運用好設計手冊、設計規范的能力，在設計過程中經常出現設計方案與實際需求不相符的情況。優質的課程設計能讓學生培養實踐能力，樹立工程觀，這對學生今后的學習和工作將有很大幫助。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 平琦，朱杰.卓越計劃背景下基礎工程課程教學改革初探[J].大學教育，2013（24）：46-47.

[2] 李娜，賈方，楊瀚宇，等.我國高校實踐教學改革的困境及對策[J].大學教育，2015（1）：16-19.

[3] 楊蓉，鄭平衛，葉勇軍.基于全過程管理的課程設計考核體系研究[J].中國地質教育，2016（1）：59-61.

[4] 蔣家超，王立章，楊德軍，等.面向創新型人才培養的固體廢物處理與處置課堂教學改革探討[J].教育教學論壇，2016（9）：15-16.

[5] 章麗萍，何緒文，張春暉，等.案例法在環境影響評價課程教學中的改革初探[J].大學教育，2013（5）：67-68.

[6] 張永濤，山寶琴，張琰圖，等.情境模式的案例教學法在《固體廢物處理與處置》中的應用[J].延安職業技術學院學報，2014（4）：74-76.

[7] 方法林.中國高等教育供給側改革研究：起源、核心、內涵、路徑[J].大學教育，2016（9）：25-27.

[責任編輯：陳 明]