多種教學方法相融合的創新教學模式構建與實踐
——以“固體廢物處理與處置”課程為例*

羅春梅，張春紅

(云南大學 生態與環境學院，云南 昆明 650500)

固體廢物處理與大氣、水、土壤污染防治密切相關，是整體推進生態環境保護工作，建設生態文明不可或缺的重要一環。“固體廢物處理與處置”課程是云南大學環境科學與工程專業的專業核心課，教學知識點多，各個章節自成體系，各有特點。其中，一些基礎知識(堆肥、焚燒和填埋的定義)學生已熟知。選擇好的教學方法，引導學生去探究未知知識，并提升學生學習的學習積極性和參與度，才能獲得好的教學效果[1]。

傳統的教學模式是“以教材為中心、以教師為中心、以教室為中心”的教學，學生被邊緣化，缺乏學習動力和興趣，學習主動性不夠，處于被動學習狀態[2]。在國家實施創新驅動發展戰略和學校“雙一流”建設背景下，采用多種教學方法，貫徹“以學生為中心”的教學模式改革，符合教育人性化的要求，能夠全面地考慮到學生在學習過程中的需求，有助于促進學生自主學習和全面發展[3]。為培養專業素質高的創新型環保人才，滿足社會對高素質人才的需求，從教學內容、教學方法及課程考核方式等方面進行課程教學改革是有必要的[4]。

1 教學模式設計和實踐

“固體廢物處理與處置課程”學時少，知識涉及多個學科，單一的教學方法效果較差。課程以學生為中心，圍繞創新性、高階性和挑戰度的教學要求，根據各個章節的教學內容及特點將合適的教學方法融合在一起進行教學設計，將該課程劃分為4個教學模塊進行設計：緒論、固體廢物的收運、固體廢物處理與處置和固體廢物的資源化與綜合利用。

1.1 緒論

緒論的知識點多為理解性，主要包括固體廢物的定義、分類、污染特征、污染危害、污染控制的管理和技術。固體廢物的定義、污染危害等知識點在其他課程的學習中有所了解。為了加深學生對固體廢物的定義和污染危害的理解，同時身臨其境地感受固體廢物的種類繁多和處理工藝復雜，因此采用調查法，讓學生實地調查校園內不少于4個部門的固體廢物，并回答校園內產生的固體廢物有哪些？在調查完成后，教師在課堂上引導學生對調查的內容進一步延伸至工業、農業、交通運輸等行業產生的固體廢物。

在調查完成后，在課堂上選用小組討論的方式進行教學。首先設置討論主題：調查到的固體廢物如何進行分類？固體廢物有哪些污染特征、污染危害？如何控制固體廢物的污染？

通過調查和小組討論使學生體會到隨著社會的發展，產生的固體廢物種類變得越來越多，處理也變得越來越困難，尤其是危險廢物，污染危害影響甚大。環境保護可從自身做起，從身邊的小事做起，如按量點餐、減少一次性物品的使用、做好垃圾分類等，培養學生的環保責任感及分析問題、解決問題、團隊學習的能力。

固體廢物的管理法規、管理制度、標準等理解記憶性的知識點，利用中國大學慕課：“固體廢物處置與資源化”固體廢物的管理原則、管理體系(北京師范大學、馬俊偉)進行線上自學，線下則根據學生學習情況進行歸納總結，并用雨課堂進行隨堂測試，再補充講授中國的固體廢物的管理體系。線上+線下的教學模式不僅培養了學生的自學能力，還培養了主動學習獲得知識的能力。緒論的教學設計如表1。

表1 緒論的教學設計

1.2 固體廢物的收集及運輸

固體廢物的收集及運輸教學模塊主要包括生活垃圾的分類收集、收運系統分析、收運線路設計。選擇的教學方法包括：討論式和任務式教學法，教學設計思路，如圖1所示。

圖1 固體廢物收運的教學設計

垃圾分類是目前全國上下都在關注的一個環保問題，基礎知識學生已耳熟能詳，因此選用討論式教學法。具體過程如下：針對如何解決垃圾分類中存在的問題、解決的措施和管理方法設置討論主題。將學生分為兩個A組和B組，其中A組：針對垃圾分類提出問題、并從B組提出的措施中找出問題；B組：解決垃圾分類中存在的問題。在整個教學過程中，教師的作用是實時提示一些學生未想到的問題或答案，引導和推動討論的進行。在教學實踐中，課堂討論很熱烈，每位學生都有話可說，且能提出至少3點以上的觀點，學生的學習積極性高。

針對生活垃圾的運輸，選用的是任務式教學法，具體任務過程如下：結合校園某一區域規劃、地形地貌、人員分布情況，實地調查并設計一條校園生活垃圾收運線路，完成如下思考題：

1)哪些位置需要設計放置垃圾桶？需要放置幾個？現在的擺放位置是否合理？2)收運的系統有哪些？通過比選，哪一種方案比較合適？3)收運的線路如何設計？

任務式教學中，把需要掌握重點及難點知識(收運線路的設計)先導入，再將需要了解和理解的一般知識點貫穿其中，解決學生分不清重點，知識點混淆的問題。課堂學習完成進行實地調查，最終完成收運線路的設計實踐。在收運線路的設計中不僅需要學生運用數學知識計算垃圾桶的數量、不同收運系統的清運時間，同時還要考慮清運人員的配置、收集設備、收集頻率、經濟成本等因素，完成方案的比選。在現場調查及設計實踐的教學中學以致用，鞏固所學知識理論，培養學生工程計算能力、解決復雜問題的綜合能力及高級思維。

1.3 固體廢物處理與處置

固體廢物處理與處置知識點有預處理、物化處理、生物處理和熱處理等技術，涉及技術原理、工藝方法、工藝計算、設備裝置等知識內容，包括的教學方法及教學設計思路，如表2所示。

表2 固體廢物處理與處置工藝的教學設計

對于設備裝置，采用傳統的教學方法，很難調動學生聽課的興趣，采用集“聲、像、畫、字”于一體的高質量仿真多媒體課件，將復雜的知識立體化、形象化、直觀化，不僅可吸引學生注意力，而且也便于學生理解和記憶[5-6]。但多媒體教學速度快，時間過長容易疲憊，記不住。例如，破碎設備有顎式破碎機、錘式破碎機、剪切式破碎機、輥式破碎機、低溫破碎機和濕式破碎機等，學生看完多媒體課件只記住了名字，工作原理和如何選用沒有理解和掌握，因此利用雨課堂先設置問題：塑料、廢輪胎、廢電路板、包覆電線、煤矸石、冶煉爐渣、廢電視機、冰箱、廢舊汽車、廢銅礦石和含紙類等固體廢物如何破碎？學生帶著問題觀看教學視頻，完成測試考核，加深對各種破碎機工作原理的理解。

選取相關的工程案例(如生活垃圾焚燒、填埋)或一些固體廢物處理和資源化利用相關的新的研究和應用作為課程導入，提出工藝原理、工藝組成、影響因素、工藝計算的相關問題，引導學生思考并進行講授。對處理工藝知識延伸，引導學生思考工藝改進方案，針對某一固體廢物(如餐廚垃圾)性質設計處理方案。在多元化和混合式的教學中培養了學生運用所學的基本理論和方法解決實際問題的能力。

1.4 固體廢物的資源化與綜合利用

固體廢物的資源化與綜合利用是處理與處置方法的應用，將固體廢物分為電子垃圾、尾礦、粉煤灰(煤矸石)、冶煉廢渣、化工廢渣、脫硫石膏、醫療廢物、餐廚垃圾資源化利用及無廢城市建設九個專題，采用翻轉課堂進行教學。

設計思路如圖2所示，具體教學組織如下：

圖2 固體廢物資源化與綜合利用的教學設計

一是將學生進行分組明確責任。①組長1名：負責組織組員查找資料、制作小組匯報PPT、安排人員匯報、協調溝通等工作；②組員2名：查找資料，協助組長完成本組工作；③記錄員1名：記錄本組的工作安排、工作情況、其他組的匯報情況；

二是利用雨課堂進行分組。4人一組，組長抽簽確定匯報主題。

三是要求學生對匯報內容提出問題或進行點評，教師對學生匯報的內容及時進行總結歸納，引導學生思考。

通過翻轉課堂的教學，一方面檢查了學生對前面知識點的學習情況，另一方面也培養了學生語言表達能力、團隊學習能力、同伴學習能力、綜合運用知識的能力及保護環境的責任感。

1.5 教學效果

課程以學生為中心構建的多種教學方法融合的教學模式，充分發揮教師在教學中的主導作用和學生的主體作用，創造學生積極思考、主動發言的教學環境，把課堂交給學生[7]。學生在課堂上聽課、計算、查資料、討論和答題忙碌了起來，課堂上玩手機、睡覺的現象減少了，學習興趣提高了。對近三年該課程期末考核結果比較發現(圖3)，通過教學改革，學生的優秀率和良好率有了很大的提升。

圖3 近三年該課程期末考核情況

2 結語

依據“固體廢物處理與處置”課程特點構建了多種教學方法相融合的創新性教學模式：線上+線下混合式教學、問題討論式教學、現場調查、設計實踐、案例教學、多媒體教學以及翻轉課堂等，在多元化和混合式的教學中，學生的學習積極性，學習過程中的參與度有了很大提高，也培養了學生綜合能力及環保素養和勇于承擔的社會責任意識。