新工科背景下環境專業課程教學改革探討
——以“固體廢棄物處理與處置”課程為例

陳 杰，賈濟如，汪 磊，王正梅

（1.無錫學院 環境工程學院，江蘇 無錫 214105；2.常熟理工學院 紡織服裝與設計學院，江蘇 常熟 215500）

新工科（Emerging Engineering Education,3E）是基于國家戰略發展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的國家工程教育改革方向。以立德樹人為引領，著力于培養多元化、創新型、應用型的卓越工程人才培養模式的新工科建設成為各高校專業建設、人才培養創新變革的重要工作［1］。

“固體廢棄物處理與處置”是教育部高等學校環境科學與工程專業教學指導委員會明確規定的專業主干課程，也是環境科學與工程專業工程教育認證的專業核心課程。此課程不僅是該專業學生掌握知識結構和能力結構的重要部分，還是專業教學過程中必不可少的一部分［2］。黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央把生態文明建設作為統籌推進“五位一體”總體布局和協調推進“四個全面”戰略布局的重要內容，提出一系列新理念、新思想、新戰略、新觀點和新論斷，有效應對氣候變化、海洋污染、生物保護等全球性環境問題，堅持“綠水青山就是金山銀山”的理念，堅定不移走生態優先、綠色發展之路［3］。作為一所地方院校，我們在圍繞本專業的學科特色進行理論教學的同時，應結合當地實際情況進行實訓實踐。將理論知識與實踐緊密結合，在完成本科教學的基礎上，也為當地生態文明建設做出貢獻。因此，我們將從“固體廢棄物處理與處置”課程的課程體系、教學方法、教育模式等方面進行探索。

一、完善課程體系，優化教學內容，兼顧科學前沿

“固體廢棄物處理與處置”中的固體廢棄物是一個涵蓋范圍較廣的概念，固體廢棄物的界定和處理與處置也是需要嚴格遵循相關法律法規的一個過程。因此，學生學習“固體廢棄物處理與處置”課程時會遇到一些困難，本文從以下三方面對“固體廢棄物處理與處置”課程體系改革進行了討論。

（一）完善課程體系

1.理論課程。理論課程是一類在實際操作前學習的專業課，主要講授課程的基本概念、理論知識和關鍵技術。理論課程設置學時數為48學時，其中包括32學時的理論講授和16學時的案例視頻分析，二者相輔相成。通過案例講解和視頻分析不僅能夠加深學生對理論知識的理解和識記，而且能夠調動學生的學習積極性，自主討論分析。

2.實驗課程。實驗課程是幫助學生加深對相關理論的理解，培養學生運用實驗方法觀察、了解各種固廢相關的實驗現象，掌握固廢相關的檢測手段、監測指標、處理方法、分析及討論等，提高學生的動手和思考能力。實驗課程設置學時數為32學時，根據環境工程前沿、社會熱點問題及相關科研課題，設計了8個實驗。實驗過程主要分三個階段：（1）預習實驗項目。每堂實驗課前，將本堂實驗項目提前發給學生。要求學生利用圖書館圖文信息中心、網絡平臺等工具，收集并閱讀與實驗項目相關的文獻資料，掌握一些藥品和設備的正確使用方法。（2）設計實驗方案。每一組學生根據各組的特長設計不同的實驗方案，得出不同的實驗現象和實驗結果。不僅杜絕了實驗課相互抄襲的弊端，還在有限的課時內鍛煉了學生的最大創造力。（3）撰寫實驗報告。打破傳統實驗報告的寫法，除了實驗報告規定的實驗設計、實驗內容、實驗方法、實驗結果之外，要求學生記錄實驗過程中的實驗現象，并對其進行分析與討論。

3.課程設計。課程設計是讓學生運用所學的理論知識設計一個完整的工程，培養學生的工程設計和創新思維，提高學生設計及繪制工程圖的能力。課程設計開設在第6學期，學時數為1周。結合當下課程設計采用的線上線下混合教學方式，落實以學生為中心、以教師為主導的教育理念。課前，提前將學生劃分成若干小組，要求各組借助資源平臺（雨課堂、慕課）、論壇等尋找學習資源，并確定本組感興趣的研究課題，便于教師在課堂上具體指導，加快課程設計的進度，提高學生的參與度和團體合作性。課中，教師集中授課，以案例的方式講解課程設計在實際操作中所注意的難點、各單元知識的架構及其相互聯系。指導各組學生設計，檢查每一組的設計進度，解答學生在課程設計中遇到的問題。在教學過程中，注重啟發性引導學生，采用案例講授、引導性提問和討論、視頻演示等多種教學方法，給學生一定的自由空間，讓學生自主完成相關知識查閱，鼓勵學生對所學內容列框架進行知識梳理、加工和聯系，激勵學生發表自己的觀點，對所學內容進行批判性思考。課后，各組學生根據所選的課題自行查閱國內外文獻，繼續完成課程設計實驗工作和報告的撰寫工作。認真檢查課程設計的報告，發現問題及時解決，不僅提高了課程設計的質量，也將課程設計做得更完整。

4.實踐環節。通過實地考察、企業參觀、實習生活垃圾焚燒廠、堆肥場等固廢處理設施，加強學生對固體廢物資源化、處理與處置的原理、設計、工藝、設備和方法的認識，并了解目前國內有關固廢處理的政策、標準、規范等內容。目前，我院正在摸索“校企合作，共建基地；三進課堂，三進企業”的合作模式［4］。

校企合作，共建基地。鑒于學校以“技能型、精英型、國際化”人才培養為導向，聚焦一流創新應用型大學建設目標，落實立德樹人根本任務，致力于培養德智體美勞全面發展的高素質應用型創新人才，服務區域經濟和社會高質量發展。學院雖與多家上市企業簽訂了實習實踐基地合作協議，但遠遠不能滿足當前我院的教學實踐需求。一方面尋求企業繼續商談合作協議，另一方面與其他高校進行實習實踐基地優質特色資源的共享，互利共贏，共同建設新工科需要的實習實踐基地和線上共享平臺。

三進課堂，三進企業。“三進課堂”是指聘請經驗豐富的企業工程師進課堂、列舉實際生產案例及分析進課堂、引入先進創新創業理念進課堂，并與理論課程的畢業設計、課程設計、大學生創新創業項目等相結合，充分培養應用型工科學生的創新能力和實踐能力。“三進企業”是指安排缺乏專業實踐經驗的實習指導教師走進企業，深入生產一線，了解具體實際項目的開展、生產工藝流程的操作等自身存在的短板，這對專業教師指導能力的提高有著重大的促進作用。

（二）優化教學內容

寧平主編的《固體廢棄物處理與處置》共有9章，學生一時難以掌握課程體系和重點、難點。教學過程中以教材為依托，根據學時要求和國內外固體（農業）廢物處理最新進展對教材內容進行有效精簡和整合，結合工程科學前沿及社會熱點問題對教學內容進行模塊化講解。

1.梳理課程內容。將“固體廢棄物處理與處置”內容分成概述、預處理技術、處理技術、資源化再利用四大模塊。針對專業前期開展的學科基礎課程，該課程對已學內容不再進行講解。該課程著重講解固體廢物的預處理、處理和資源化再利用三大模塊。

2.講授重點知識點。預處理技術包括固體廢物的壓實、破碎、機械分選、污泥的濃縮脫水、浮選、化學浸出、穩定化、解毒化處理以及固化處理；處理技術主要包括生活垃圾的安全填埋、焚燒技術、熱解技術、堆肥技術；資源化再利用是指將廢物直接作為原料進行利用，或者對廢物進行再生利用，是循環經濟的重要內容。

（三）兼顧科學前沿

隨著網絡信息技術的快速發展，新的技術手段不斷更新，在教學過程中要基于教材高于教材，除了講授基本工藝外，還應補充介紹國際上最新的技術手段，尤其在有機廢棄物資源化、能源化等科學研究較為活躍的領域，使學生了解該領域科研及技術的發展動向和前沿技術，讓學生更好地適應日新月異的社會。

二、多種教學方法相互結合，提高教學效果

隨著科學技術的發展，教學模式多種多樣，不同于傳統的“灌輸式”和“填鴨式”教學方法，現代的教學方式以學生為主、教師為輔，創建積極活躍的課堂氛圍與平等的師生關系，提高教學效果。

（一）互動式教學

互動式教學要求課程教案設計從學生關注點出發，創設多邊互動的教學環境，營造積極活躍的課堂氛圍，在教學過程中教師和學生平等交流，促使不同觀點碰撞交融，激發教學雙方的主動性和探索性，是提高教學效果的一種師生平等的互動教學模式。

（二）多媒體教學

各大高校根據教學目標和教學對象的特點，通過教學設計，合理選擇和運用現代多媒體，并與傳統教學手段聯動結合，參與教學全過程，把許多文字表達不清楚的內容形象地轉化為學生容易接受和理解的圖片、視頻等，使課堂教學有聲有色，達到更好的教學效果。

（三）探究性教學

探究式教學是指在教學過程中由教師提出具體的事例和問題，學生在教師的啟迪下對教學內容的主要知識點進行自主學習，深入探究，并以小組合作交流的形式解決問題，很好地達到課程標準中關于認知目標與情感目標要求的一種教學模式。

（四）任務型教學

任務型教學是從學生的基本心理需求出發，認為學習是滿足個體內部需要的過程。教師給學生分配任務，學生根據自己的興趣愛好選擇適合自己的方向，并查閱文獻資料，學習相關內容，與教師進行探討，查漏補缺。此教學法能夠讓學生有深深的歸屬感和較強的滿足感，能夠有效提高學生的自主學習能力。

（五）實踐性教學

立足應用型本科院校的定位，學生的實踐能力培養顯得尤為重要，為此學校開設了多門實踐課程。將“固體廢棄物處理與處置”理論課程與相關實踐課程相結合，教師根據不同課題、不同個體進行分類指導，學生采取學和做相互結合的方式獨立完成作業，更有利于學生理解理論知識，并提高實踐質量。

（六）線上線下互動教學

線上教學模式是讓教師化身為“主播”，借助于各種各樣的互聯網平臺和App軟件，如學習通、騰訊會議、QQ課堂、釘釘等軟件實施授課、發布課件、布置作業、解答疑問、檢驗測試等教學活動［5］。線下教學模式是讓教師第一時間觀察到學生對知識的掌握程度，可以通過學生的課堂表現和反應反復講解知識的重點和難點，直到學生理解為止。實驗課程和課程設計在線下進行時更能直接指導學生操作，及時指出問題所在，提高學生的動手能力。

三、“學踐賽創（SPCI）”的“四位一體”教學模式

經濟快速發展的當今社會迫切需要新型工科人才，我院作為應用型地方本科院校的工科學院，正在積極探索多樣化和個性化的多元化復合型人才培養模式，培養具有創新創業能力和跨行跨界的工程科技人才［6-7］。

根據“固體廢棄物處理與處置”課程的特點，“學踐賽創（SPCI）”的“四位一體”教學模式如下：（1）構建以S（學）、C（賽）為核心內容的基礎教育課程模式，使學生熟練掌握專業理論知識，提高學生對專業的學習興趣。（2）構建以C（賽）、P（踐）為主要內容的專業教育課程模式，培養學生的創新能力，激發學生的創作熱情，促進學生專業能力的全面提升。（3）構建以P（踐）、I（創）為主要目標的實踐課程教育模式，鍛煉學生的實踐動手能力，加強學生的團隊意識和協同合作精神。

該課程采用“學踐賽創（SPCI）”的“四位一體”教學模式是以課程教學為基礎、以實驗實踐課程為抓手、以學科競賽為補充、以科研創新為突破，實現賽學結合、以賽促教、賽教創新等的教育模式。同時，SPCI的“四位一體”教學模式將枯燥乏味的理論知識以多元化形式靈活應用到實驗實踐課程和多樣性的競賽中，實現理論知識與實踐經驗相互結合，加深學生對理論知識的理解，提高學生的動手操作能力和創新思維能力，促使教學內容開放化、教學形式多樣化。

結語

隨著人們環保意識的增強和國家對固廢管理要求的提高，當今社會迫切需要掌握固廢處理與處置的專門技術人才。“固體廢棄物處理與處置”是環境工程專業的一門具體而抽象的專業主干課程，也是一門工程實踐性很強的課程，人們日常生活中隨處可見固廢處理，但是固廢處理與處置過程中物質能力變化是難以掌控的。因此，需要高校教師不斷追蹤學術前沿，將國內外最新方法和技術引入日常授課內容，拓寬學生的視野，激發學生的學習興趣；不斷改革教育方法，將教學內容與實踐訓練、學科競賽和研究創新相結合，培養學生的動手能力、思考能力、創新能力和團隊協作能力，為新時代培育多元化、復合型專業環保人才。