《環境工程材料及制備技術》案例庫建設

郭 學，孫海濱，樂紅志，李 蛟，杜慶洋，楊贊中

(山東理工大學 材料科學與工程學院，山東 淄博 255049)

1 課程案例庫實施目的

近年來，隨著我國經濟的高速發展，環境問題日趨嚴重。如何有效解決工業發展和人類活動造成的環境破壞，成為制約我國經濟良性發展的重要問題。我國高度重視環境工程材料的發展，國家在“十三五”規劃中將環境工程材料列為重點研究方向。大力發展環境工程材料，可有效解決我國目前存在的諸多環境問題，提升處理環境問題的能力。因此，國家需要培養大量環境工程材料領域的科研和應用型人才。山東理工大學材料科學與工程學院為契合國家需求，為學術型、專業型學位碩士開設《環境工程材料及制備技術》課程，旨在提高工程專業學位碩士的實踐創新能力，為國家培養環境工程材料領域人才。

《環境工程材料及制備技術》課程涉及范圍廣，涵蓋環境工程領域各個方面，同時又涉及材料的成分、結構、性質、制備工藝及原理、材料的應用和最新發展動態等方面。本課程系統介紹環境工程材料及制備技術，通過對環境工程材料的學習，旨在希望研究生能夠正確理解環境工程材料中的基本概念和原理；通過對環境工程材料制備技術的學習，能夠使研究生掌握環境工程材料制備的基本方法和基本工藝。通過本課程的學習，使研究生能夠了解環境工程材料及制備工藝的發展現狀及趨勢，理解常用環境工程材料及制備工藝的方法、特點，掌握其應用范圍，能夠掌握環境工程材料的應用與發展趨勢。但是，目前在教學過程中，存在過于注重基礎理論知識，缺乏與實際案例的有效結合，導致學生的實踐創新能力弱，不能滿足國家在環境工程材料領域的相關需求。目前，國內部分高校在《環境工程材料及制備技術》課程授課過程中，采用混合式教學、翻轉課堂等教學改革措施，取得了一定效果。但是，《環境工程材料及制備技術》課程涉及的實踐案例多，需要培養學生的實踐創新能力，上述教學改革并不能從根本上解決現階段存在的問題。

案例教學法把課堂教學、科學研究和實際生產整合為教學案例，在教授過程中通過對案例的討論分析，激發學生的創造性思維，提高學生判斷能力、分析能力、決策能力、協調能力、表達能力和解決問題的能力。目前，案例教學法是應用較為廣泛的教學方法之一。但是，案例教學法在教學過程中仍存在一定的問題，其中在《環境工程材料及制備技術》課程中主要表現在案例庫現存資源少、質量差、資源落后等方面。因此，要在《環境工程材料及制備技術》課程教學中推廣案例教學，必須要建立資源廣泛、質量高、資源領先的案例庫。基于目前存在的問題，山東理工大學材料科學與工程學院《環境工程材料及制備技術》課程組，結合科研前沿和課程基本原理建立《環境工程材料及制備技術》教學案例庫，旨在提高研究生教學質量，滿足國家培養具有環境工程領域實踐創新能力的科研人才需求。

2 課程案例庫建設方案

山東理工大學材料科學與工程學院《環境工程材料及制備技術》課程組針對目前環境工程材料領域教學案例庫存在的問題，設計教學案例庫的方案如下：

(1) 結合課程結構，確定教學案例：針對環境工程材料課程教學需求，結合現階段所用教材內容，首先在環境修復材料、環境替代材料、電磁波防護材料、大氣污染控制工程材料、水污染控制工程材料、電催化電極材料、光催化材料等6個方面建立教學案例庫。

(2) 結合科技前沿，建立教學案例：在確定教學案例方向的基礎上，通過查閱文獻、新聞等方式建立和健全具有科技領先水平的教學案例，有效解決目前《環境工程材料及制備技術》相關課程案例庫科學水平滯后的問題。

(3) 結合生產實際，開展實踐教學：通過學院或者學校組織，課程組老師帶領學生深入環境材料領域企業，參與實際生產過程。通過對環境工程材料實際生產過程的學習，達到將理論與實際結合的教學目標，培養研究生實踐創新的能力。

3 課程案例庫建設內容

現階段，《環境工程材料及制備技術》課程教學組已完成6項教學案例庫的建設。《環境工程材料及制備技術》教學案例庫主要講解了材料選擇、材料性能、材料分類、材料制備工藝、材料性能表征、材料應用現狀、材料發展前景等內容。具體教學案例庫建設項目如下：

(1)環境修復材料教學案例庫：包括大氣污染和土壤污染修復材料、水域石油污染治理技術與材料。

(2)環境替代材料教學案例庫：包括氟利昂替代材料、無磷洗衣粉的開發與應用、新型環境相容性材料、開發環境友好型材料。

(3)電磁波防護材料教學案例庫：包括電磁波污染危害、電磁輻射的機理、電磁波防護、電磁波屏蔽織物、電磁波吸收材料、電磁波防護涂料、電磁波防護材料開發歷程和展望。

(4)大氣污染控制工程材料教學案例庫：包括大氣污染物及其分類、氣態污染物治理材料。

(5)電催化電極材料教學案例庫：包括電催化材料概論、電催化電極材料的制備與表征、電催化在環境工程中的應用。

(6)光催化材料教學案例庫：包括催化的基礎知識、光催化在氣相污染中的應用、光催化在降解水中污染物中的應用。

4 課程案例庫實施效果

《環境工程材料及制備技術》課程案例庫的建設，極大豐富和提升了本課程在研究生教學過程中的效率和效果。由于環境工程材料相關教科書相較于現階段環境材料的發展現狀日趨落后，而《環境工程材料及制備技術》課程案例庫緊跟前沿材料發展的腳步，為材料科學與工程專業領域學術、專業學位研究生提供最前沿的知識。此外，結合課程案例庫中的實例，可以讓學生更加直觀和深刻的了解環境工程材料的原理與應用，顯著提高了研究生在實際生產過程中的實踐創新能力。

5 結語

《環境工程材料及制備技術》是材料科學工程專業領域學術、專業學位研究生中一門專業必修課，環境工程材料及制備技術是環境工程的重要研究方向。通過《環境工程材料及制備技術》課程案的建設，能夠將環境工程材料及制備技術的理論知識與實際應用結合，旨在提高研究生對環境工程材料及制備技術的理解和認知，培養研究生在實踐創新等方面的能力。該案例庫的建設將有助于提高教師的教學效率與質量，為國家培養大量環境工程材料領域的科研和應用型人才提供支持。