秦恒飛 周月 朱炳龍 張春勇
摘 要:資源再生類課程涉及廣泛的物理化學基礎知識,又具有很強的工程實踐性,在資源循環專業培養中承擔著橋梁的作用,但目前資源再生利用教材體系仍屬于知識本位型,偏重陳述性知識,強調理論推導與邏輯演繹而很少與工程實際問題相結合,很難滿足學生自身和資源再生行業發展的需求。該文將探討如何構建“動態圖形”和“項目案例”相結合的教學模式,提高學生的解決實際工程問題能力和創新能力。
關鍵詞:資源再生 教學改革 創新能力
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2019)01(a)-0-02
資源再生類課程是高等學校資源循環專業一門綜合性很強的專業必修課,它涉及廣泛的基礎知識,又具有很強的工程實踐性,在資源循環專業培養中承擔著橋梁的作用。該課程的教學任務是通過課程的學習,使學生掌握資源循環利用的基本概念和知識,掌握金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、固體廢物、電子廢棄物和水資源的循環利用技術及各種材料的生態設計方法,為從事環境材料的研究和開發工作、環境管理等奠定必要的理論基礎。但在現行的課程教學中,教學方法還是按一般理論課教學的思維進行,老師主動地教,學生被動地學,達不到提升學生思考問題能力、實踐、創新能力的目的。目前資源再生利用教材體系仍屬于知識本位型,偏重陳述性知識,強調理論推導與邏輯演繹而很少與工程實際問題相結合,無視對學生解決實際問題的工程能力和創新能力的培養。因此,畢業生只能達到懂得基本的循環利用方案,會畫工藝流程圖,會寫畢業論文,但就是不能駕馭工程,不能在課本基礎上進行創新。在資源循環專業課程體系中,有很多培養學生設計能力的課程,但是由于受“知識傳授型”固有教育觀念的束縛,使得教學在實踐環節、實踐內容等方面與工程實際脫節,或者缺少啟發性和創新性。目前教學采用的是“老師講,學生聽”的灌輸式模式,學生往往處于被動學習狀態,學習的參與度不高,沒有真正成為學習的主體,僅僅是掌握了課程的知識點,既沒有主動思考知識點之間的銜接和在實際工程中的應用,更不要說對創新性的培養。針對上述問題,該文將探討如何在資源再生類課程中構建“動態圖形”和“項目案例”相結合的教學模式,培養學生的解決實際工程問題能力和創新能力。
1 資源再生類課程教學普遍存在的問題
1.1 循環科學與工程專業核心課難以統一
為了全面應對資源危機,滿足國家節能減排、低碳技術、清潔生產及循環經濟等戰略性新興產業對高素質人才的迫切需求,教育部于2010年首次批準全國部分高校設立資源循環科學于工程這個新專業,到目前為止全國共有28所高校設立這個專業,每個高校根據自己學科的優勢分別設立這個專業,大都以冶金、輕工、材料、環境、化學化工等為主,所以開設的資源再生專業核心課程難以統一,就我校而言,由于在電子廢棄物和有色金屬方面具有優勢,所以《電子廢棄物處理與貴金屬深加工》《有色金屬資源循環利用》《資源再生利用工程》等為專業核心課程。
1.2 資源再生類課程內容復雜,學科交叉性強
資源再生類課程一般涉及:(1)工業原材料和部品循環利用技術,包括貴金屬材料、無機非金屬材料、廢舊輪胎、塑料等內容;(2)工礦業固體廢棄物資源循環利用技術,包括礦山廢渣、冶金廢棄物、化工廢棄物、燃料廢棄物、廢舊電子產品等;(3)生物質循環利用技術,包括農業廢棄物、林業廢棄物、海產和漁業廢棄物、有機生活垃圾等;(4)水資源循環利用技術,包括污水、雨水、地下水、海水等。上述資源再生利用過程中不僅涉及到四大基礎化學、高分子化學、生物化學、化工原理、化學工程于技術、環境科學、環境工程、金屬物理、材料科學與工程、循環經濟等學科的基礎知識,而且還需要將這些知識融會貫通,因此學生和老師都有更高的要求。
1.3 資源再生類課程不好教、不好學
資源再生類課程已不僅限于學生簡單掌握籠統的廢棄資源處理原理、工藝流程、技術方案,更追求針對不同的工廠、園區、生活社區等特定場合的廢舊資源提出適合處置方案等,因此熟練掌握處理技術方案和創新工藝流程非常重要。傳統的板書模式與PPT在講解處置原理、技術方案、工藝流程等方面存在先天性的不足。對于老師來說很難將抽象的表述以更加直觀的方式表達出來,又難以將工廠實際生產的復雜工藝流程和技術方案展現給學生,因此對于沒有工程經驗的老師來說很難教得好。在座談會中學生提出這類課程技術方案、工藝流程太多,內容太難同時也復雜,更難接受這種傳統的授課模式,慢慢地出現了厭學、不想學、反正學不好的行為和思想,最終處于一種被動學習的狀態。
2 資源再生類課程教學改革的一些探索
2.1 推動以“動態圖形”和“項目案例”相結合的教學模式
推動動態圖形和案例式教學,設定課程導學內容,教學前先按章節制作成相應的動態圖形進行教學,章節完成后設計對應的工程案例進行研討,建立一種動態圖形和項目案例相結合的教學模式,激發學生學習興趣,提高學生主動學習能力。
2.2 實施教—學—練—研的教學模式
以往理論教學追求理論的系統性、全面性,但學生缺乏直觀感受,學生感到枯燥。擬對教學模式如下改革:以老師課堂教和學生課外學相輔相成,形成教學一體化,接著在學完每章節后設計一個資源循環利用的實驗課程,讓學生學以致用,達到一個練習鞏固的過程,在此基礎上讓學生參與科研,從科研入手進行創新性的科研活動,做自己結合教—學—練過程中的發現的科研問題,做自己感興趣的科研,并在老師的輔助下進行科研活動,提高學生學習科研的積極性,發揮學生的主觀能動性,從而實現教-學—練—研的教學模式。
2.3 鼓勵學生參加各類科技競賽活動,不斷提高創新能力
充分利用筆者學校江蘇省電子廢棄物工程中心這個平臺,結合教師科研項目,引導學生參與教師科研。鼓勵指導學生參加全國、江蘇省及學校組織的各類大學生創新實踐競賽,例如“大學生創新創業大賽”“挑戰杯”“化工設計大賽”“社會實踐和科技競賽”等,通過參加各類競賽,加深學生對資源循環原理的理解,鍛煉學生解決問題的水平,提高學生科研素養,提高學生創新能力。
通過對資源再生類課程實際授課過程中遇到的問題的總結,將資源再生類課程中的技術方案和工藝流程以動態圖形和項目案例的形式展示出來,一方面促進學生對專業基礎課知識的吸收和掌握,另一方面激發學生的學習興趣,引導學生由被動式學習轉變為主動式學習,培養學生的創新能力和解決實際工程問題能力,從而全方位多層次提高教學質量,為學生順利走向工作和科研崗位奠定基礎。
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