面向安全工程專業的《環境工程概論》教學改革探討*

李金亮，陸 偉，李金虎

(安徽理工大學安全科學與工程學院，安徽 淮南 232001)

《環境工程概論》是安徽理工大學為安全工程專業本科生開始的一門專業基礎課。課程在介紹人類生存的環境、環境保護和我國的環境保護法等內容的基礎上，系統地闡述了水、大氣和固廢等環境污染與控制的基本知識。該課程內容多、涉及環境污染方向多、環境污染基礎知識多且繁雜，造成面向安全工程專業的教學難度大。

同時，安全工程專業注重培養學生綜合應用各種專業知識的能力和工程實踐解決問題的能力，要求培養的學生能夠利用所學知識解決安全生產過程中遇到的不同的安全問題[1]，尤其是由安全問題引發的環境問題，能夠及時防護和處理，這就要求環境工程的學習并非簡單的掌握環境問題的基本概念，而是熟知環境污染治理技術，從而能夠及時的提出解決和緩解措施。因此，環境工程的開設目標是培養安全工程專業的學生具有將相關環境治理的知識用于解決現場遇到實際環境及安全問題的能力。

1 教學過程中存在的問題

課程的目的是運用工程技術和有關學科的原理和方法，防治環境污染，以改善環境質量，使得該課程涉及的知識面非常廣，與化學、環境科學等具有廣泛聯系。因此，該課程具有學科交叉多、涉及行業多的特點，這也使得環境工程概論的教學難度較大。近年來，作者通過開展環境工程概論課程的教學實踐活動，發現該課程存在如下問題和不足。

1.1 課程內容多、體系性不強

安徽理工大學安全工程專業必修課主要包括礦山安全、化工安全等課程，這些課程與環境工程聯系性較小，造成很難結合安全工程專業的特點進行講授。安全工程專業學生畢業后多數從事建筑、化工等與安全相關的行業，各行業產生的環境污染的種類和治理手段千差萬別，如石油化工行業會產生大量的廢氣和廢水，治理手段以大氣、水防治為主；建筑行業主要產生噪聲污染，治理手段以防治噪聲為主。如此多的行業背景、不同類型污染源的產生及治理手段等明顯地增加了學生學習的難度。例如要想深入理解石化企業污染防治措施，就必須熟悉石化企業生產工藝流程，且對每個產污環節要熟悉，這就要求學生在有限的課堂中快速領會和應用。這不僅對授課老師的綜合素質提出了很高的要求，同時也增加了學生的學習難度，如何在32學時中，合理聚焦相關行業背景的同時優化教學內容，構建更加合理的課程體系顯得尤為重要。

1.2 教學方法較為落后，事故案例和仿真模擬教學不足

本課程主要內容有水污染與控制、空氣污染與控制、固體廢物的處理和利用、其他物理污染與防護、環境影響質量評價等內容。而本課程課時僅僅為32學時，在如此有限的學時情況下，教師只能按照課程教學大綱中規定的每周學時加快授課進度，壓縮了課堂上學生和老師相互交流的時間。其次目前教學方式陳舊，以老師講述PPT和板書為主，未結合事故案例和仿真模擬進行教學，難以形成立體教學的效果，從而進一步降低了學生學習的興趣，這也是課堂教學效果不好的主要原因之一。

1.3 課程思政內容融入不足

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上明確指出，要把“把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人”，要“使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應”[2]。隨后教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》[3]，全面推進課程思政建設。課程思政作為一種新的教育理念，將思想引導與人格培育潛移默化到課堂中，拓展了課程的廣度和高度，同時也對教師提出了更高的要求。然而傳統的教學過程，重知識技能培養而輕思政教育。同時，在本課程中，盡管思政元素較為豐富，但是針對每一章節的課程思政卻融入不夠，尤其是習總書記關于環境保護的最新論述并未融入至課堂教學中。

2 課堂教學優化

針對以上問題，根據現有的環境工程概論教學大綱以及安全工程專業的培養方案，結合我校安全工程課程體系特征，積極開展課程教學體系優化，教學方法和實踐內容的提升，一方面將課程思政內容融入至每一個章節，做到潤物細無聲；另外一方面結合手機和iPad逐漸走入課堂，積極探索高效的教學和實踐方法，從而增強學生學習興趣，提高教學效率，培養面向安全工程專業的合格人才。

2.1 構建“四位一體”課程，優化教學體系

結合我校安全工程專業課程體系和現有環境工程概論教學過程中存在的問題，對環境工程概論的知識結構和體系進行了優化，提出了“基礎知識+融入思政+虛擬仿真+真實案例”的四位一體的課程體系，如圖1所示。新的課程體系主要聚焦與安全工程專業聯系緊密的環境問題，主要分為五個部分，分別為生態環境保護概論、水污染與控制、空氣污染與控制、固體廢物污染與控制、環境質量評價和應用。

第一部分生態環境保護概論屬于環境工程概論的基礎知識，起到統領整個課程知識體系的作用。由于我校安全工程專業的學生對于生態環境的相關知識相對缺乏，因此部分內容著重增加了環境的概念、生態系統與環境、生態環境與安全工程專業的關系等內容。同時，此部分很好的將習近平總書記提出的“綠水青山就是金山銀山”、“生態環境保護是功在當代、利在千秋的事業”等思政內容融入課程之中。通過此部分內容學習，讓學生對生態環境保護及與安全工程專業的關系逐步深入理解，為后續內容學習奠定堅實的基礎。

圖1 環境工程概論課程體系結構

第二部分屬于環境工程概論中的關鍵知識內容，此部分重點講解與安全工程專業緊聯系密的水污染與控制、空氣污染與控制和固體廢物污染與控制。在這一部分內容的教學過程中，通過將思政內容融入基礎知識中，并結合虛擬仿真和典型案例進行教學，提高學生學習的興趣。通過此部分內容學習，讓學生掌握水污染、空氣污染和固體廢物污染的防控技術，并能夠與安全工程專業不同行業的特點相結合，掌握其應用場景。

第三部分為環境工程概論知識的綜合運用，主要將前兩部分的內容融會貫通，培養安全工程專業學生所必須具備的能夠應對突發環境應急事件和進行環境質量評價的能力。

2.2 融入思政元素，優化教學內容

基于圖1構建的課程體系，將環境工程概論中主要內容的講授進行優化，結合課程內容，挖掘主體內容相關的思政元素，通過適當引導，使學生潛移默化的接受思政教育。因此，挖掘與《環境工程概論》新構建的課程體系相匹配的思政元素至關重要。為此，筆者在教學過程中實時關注中華人民共和國生態環境部官方網站信息，及時了解、補充新出臺的生態環境保護方面的相關法規政策，并對每年的環境質量報告進行分析，將報告中水、大氣等環境質量的改善數據進行圖表化，以環境污染治理與控制為切入點，講述我國在生態環境方面的改善，并將上述內容作為該課程的思政元素融入實際教學過程中，更有利于學生加深對生態文明實現的理解。

本課程具體的思政元素緊緊圍繞“深入打好污染防治攻堅戰，集中攻克老百姓身邊的突出生態環境問題”為課程核心思政元素。以習近平生態文明思想為指導，堅決打好污染防治攻堅戰，是黨中央基于黨和國家發展全局，順應人民群眾對美好生活的期待做出的重大戰略部署[4]。水、大氣、土壤污染防治是“堅決打好污染防治攻堅戰”的三大重點戰役，對應《環境工程概論》多章節內容可以作為核心思政元素進行挖掘。如水污染與控制，可以結合“做好廁所下水道管網建設和農村污水處理，不斷提高農民生活質量”的思政內容進行講解水環境的污染源和治理技術，并基于我國江河湖泊水質改善情況說明我國著力打好“碧水保衛戰”的決心[5]。大氣污染與控制內容，可以將我國霧霾天氣數量的減少過程的演變及時空分布作為課堂案例，引導學生深入分析我國霧霾天數降低的原因和所做工作的成效，同時基于煙塵處理技術和氣體污染處理技術，講解我國在氣體類污染物減排，特別是推進重點行業、重點區域大氣污染治理，加強區域聯防聯控方面付出的努力[6]。類似的，固廢污染控制與技術也可以結合“實行垃圾分類，關系廣大人民群眾生活環境，關系節約使用資源，也是社會文明水平的一個重要體現”[7]進行闡述，詳細講解固廢的危害，尤其是對土壤、水和大氣的污染途徑，讓學生懂得生活垃圾分類的必要性，并從生活細節進行培養，讓垃圾分類深入潛意識中。因此，結合課程節內容與“堅決打好污染防治攻堅戰”三大戰役相結合，將其作為核心課程思政元素，不僅符合安全工程專業培養要求，還可以幫助學生建立科學的環境觀、發展觀和生態文明觀。

2.3 嵌入互聯網+，改進教學方法

隨著信息技術的發展，手機已經逐漸走入課堂，目前都是要求學生將手機放入教室的手機袋內，但是效果并不好，因此，堵不如疏，即對課程教學方法進行優化，基于互聯網云技術，結合雨課堂等新型智慧教學工具[8]，實現了學生與老師的實時互動，同時更加方便的實現對學生課堂學習的全過程管理與監控，不僅提高了學生在課堂上的學習興趣和熱情，而且還實現了信息技術對PPT和板書教學方法的支撐，大幅地提高了課堂教學的效果。

此外，現在多數學生都是攜帶iPad或者筆記本上課，同時安徽理工大學校園智慧網絡已經全部覆蓋所有教室，因此，為環境污染防治工藝流程的虛擬仿真和案例的視頻講解提供了基礎條件。為此，在《環境工程概論》課程教學中，引入虛擬仿真課程的教學模式，可以讓學生更加直觀的觀察到課程中水、大氣和固廢處理設備的內部構造，以第一視角去接觸相關設備、工藝，提升對課程學習的興趣。同時，依據環境治理工藝將污染治理技術模塊化，然后在課堂上根據不同類型的污染源將學生分成不同小組，并分組進行污染治理技術模塊化的組合，從而實現了理論知識的虛擬仿真應用，使學生工程實踐能力迅速提高。另外，還可以通過虛擬仿真向學生展示環境、化工生產中涉及到的一些突發事故的處置過程，提高學生實際處理問題的能力及安全意識。

2.4 增加案例分析，鞏固教學效果

案例教學是以環境污染治理過程中的真實案例為中心，將課本知識圍繞案例中心內容進行應用和拓展，進一步明確教學的目標導向性，培養學生應用所學環境治理相關知識獨立分析和解決復雜問題的能力，有助于學生將理論知識和工程實踐相結合[9]。為此，基于圖1中新的課程體系，在每個章節或者完整的知識體系講解完成后，進行真實的案例教學，從而有利于學生更好地理解和消化知識點。例如，在空氣污染與控制這一章節，依據我國能源結構以煤為主的國情，重點講解“倫敦煙霧事件”和“洛杉磯光化學煙霧事件”，在講解過程中融入大氣污染產生的原因、大氣污染源運移規律及治理技術，讓學生明白人類活動導致的大氣環境污染的成因、特征及規律，熟悉氣體污染治理技術及其應用場景，從而實現了有效地把章節理論知識融會貫通地應用到工程實踐中，促進知識的實戰化，增加和鞏固學習效果。

3 結 論

針對目前環境工程概論教學中存在課程內容多、課程體系性不強、教學方法落后和思政內容融入不足等問題，本文結合筆者近年來的在環境工程概論授課與科研方面的相關探索與實踐，提出了該課程教學的優化思路與方案，得出如下結論。

(1)提出了將課程體系優化為生態環境保護概論、水污染與控制、空氣污染與控制、固體廢物污染與控制、環境質量評價和應用等5部分主要內容，并構建了“基礎知識+融入思政+虛擬仿真+真實案例”的四位一體的課程體系。

(2)將環境工程概論中主要內容的講授進行優化，融入思政元素，形成緊緊圍繞“深入打好污染防治攻堅戰，集中攻克老百姓身邊的突出生態環境問題”為課程核心的思政元素，使學生潛移默化的接受思政教育。

(3)提出了基于雨課堂和仿真模擬相結合的教學方法，將基礎知識講解和治理技術仿真模擬相結合，同時結合先進的信息技術工具，形成了立體教學方法，提高了課堂教學效果。

(4)章節融入真實案例進行總結，進一步將基礎知識和污染治理技術融入其中，培養學生應用所學知識獨立分析和解決問題的能力。