◇河南工程學院環境與生物工程學院 史 丹 李亞林 劉 蕾
《固體廢物處理與處置》是環境工程專業的專業必修課。根據以往該課程教學中存在的問題,結合應用技術型人才培養目標及信息化科技的發展,課程團隊從教學內容、教學方式、考核方式、思政教育四個方面進行了改革和探索,使之更適應當代大學生的特點,提高了學生學習的積極性以及課堂的參與度,教學效果得到了改善。
《固體廢物處理與處置》課程是環境工程專業的專業必修課,其主要教學目的是使學生能夠了解固體廢物的概念、分類、產生及危害,掌握國內外關于固體廢物處理和處置的一些基本理論及方法[1]。本課程具有很強的實踐性、工程性和綜合性,通過本課程的學習,學生能夠分析固體廢物的性質、特征,針對不同的固體廢棄物進行合理的處理和利用,能夠完成垃圾轉運轉和填埋場的設計,能夠針對固體廢物處理處置過程中產生的污染問題,提出合理的解決方案。為此,在教學創新改革大背景下,遵循OBE(Outcome based education,OBE)教育理念,按照以問題為導向,學生為中心的教育原則,課程從教學內容、教學方式、考核方式等方面進行了一些探索,以期能夠改善教學效果,達成課程目標。
課程往年采用寧平編著的《固體廢物處理與處置》作為教材[2],目前采用同濟大學何品晶編著的《固體廢物處理與資源化技術》作為課程教材[3],寧平版本的教材作為輔助用書。在教學過程中,將一些章節,如緒論、固體廢物的收集與運輸、預處理、物化處理、生物處理、熱處理、填埋處置、危險廢物的處置與利用等內容參考兩本教材進行整合提煉,而資源化技術部分以何品晶版本的教材為主,內容包含了電子廢物的綜合利用、工業固體廢物的材料利用、農業廢物的利用等領域的新技術,這樣可以將側重于基礎知識的《固體廢物處理與處置》與側重于實際應用的《固體廢物處理與資源化技術》兩本教材進行結合,取長補短。
由于本課程只有32學時,教材上的內容在課堂上不能全部講解,在教學內容的安排上應該適當取舍。首先先修課程中涉及的部分比如固體廢物的好氧堆肥原理、污泥的定義和分類、垃圾滲濾液的處理技術等在本課程中作為略講內容。其次,對于比較容易理解的基礎知識安排學生課外自學,自學內容相關課件和資料在學習通平臺進行上傳,學生可以隨時下載進行反復學習。最后,在講解基本知識的同時,加入了部分固體廢物處理和資源化利用方面的新技術和新方法,通過不斷更新和充實教學內容,拓展學生的知識領域。
(1)案例教學。以往為了趕進度主要講教材的內容,教學內容基礎理論知識偏多,為了幫助學生理解和應用理論知識,滿足應用技術型人才的培養目標,授課過程中融入了典型的工程案例,教學內容不再局限于教材,如在講垃圾焚燒處理時,以鄭州滎陽市垃圾焚燒發電廠為例,重點講解該廠的工藝流程和煙氣凈化系統,通過現場圖片的展示,使學生對煙氣凈化所使用的消石灰、活性炭、除塵器濾袋和最后收集的灰和渣都有了更直觀的了解。在講危險廢物時,以河南中環信環保有限公司為例,通過介紹該企業對各種危險廢物的處理,把危險廢物的物化處理、焚燒處理、固化/穩定化處理、安全填埋等內容展現出來。在講垃圾的填埋處置時,通過展示鄭州市垃圾填埋場的現場圖片幫助學生理解垃圾填埋場的結構、滲濾液的處理、填埋氣的收集等內容。在課堂中引入這些工程實踐的案例,將理論知識和實踐相結合,激發了學生的學習興趣,也鍛煉了學生解決問題的能力。
(2)線上線下相結合。傳統的教學模式主要是老師在課堂上把知識灌輸給學生,學生被動學習,部分學生缺乏學習的積極性,常出現“低頭族”現象[4]。在教育信息化的時代背景下,線上線下混合式教學是教學改革的發展趨勢,而2020年突如其來的疫情則加快了此進程[5]。
本課程將疫情期間線上教學的經驗融合到平時的教學中,在開展線下教學的同時,通過超星學習通平臺建課,實現線下為主、線上為輔的混合式教學。課前先把課件和錄課視頻等教學資料上傳至課程平臺,通過布置預習任務,讓學生提前了解知識點,通過課前的學習和思考,將被動學習逐漸轉變為主動學習。線下教學主要是對知識點的詳細講解,通過現場互動及時掌握學生的學習效果。另外,提前在課程平臺建設題庫,在講課過程中有選擇性地抽取題目進行線上搶答,既活躍了課堂氣氛,又鞏固了所學知識。課后的作業和測試在線上完成,每章結束后會有在線測試,檢驗學習效果,及時查漏補缺。為了提高學生學習的參與度,在課程平臺發布一些討論話題,如“你的家鄉生活垃圾采用什么方式處理?”“如何看待垃圾焚燒發電廠的鄰避效應?”將課堂知識向外延伸。
(3)翻轉課堂。課堂上老師講學生聽的模式容易產生聽課疲倦,適當采用翻轉課堂,學生講老師點評的模式,既能鍛煉學生查閱文獻資料,獲取課外知識的能力,又能激發同學們聽課的興趣。本課程用三個主題進行翻轉課堂,分別是“國內外垃圾分類現狀”、“餐廚垃圾的資源化利用”、“電子廢物的綜合利用”。首先學生自愿報名,五人組成一個小組,每個小組的同學進行分工合作,查找資料,整理成文稿,制作ppt,指定一位同學上臺講解。每個主題有兩組同學參與,兩位同學講解,可以讓同學們對這兩組同學的展示進行比較點評,最后老師進行總結。在信息化的時代,學生能夠通過多種途徑獲取知識,通過翻轉課堂,學生也提高了自主學習的能力。
高校傳統的考核方式是期末由老師劃重點,學生突擊復習,若期末考試成績不理想,則可以通過平時成績進行調整,這就造成了學生不重視課程的學習,平時上課不認真,期末投機取巧,影響了教學效果[6]。本課程總成績包括平時成績(占總成績的30%)和期末考試成績(占總成績的70%),其中平時成績由課堂表現(包括搶答、課堂發言及翻轉課堂的參與)(占40%)、章節在線測試(占20%)和課后作業(占40%)組成,期末考試通過教考分離的方式,由課程組其他老師出題,任課老師只負責期末復習答疑,不再統一串講復習(劃重點),這就使得學生要在課堂上捕捉老師所講的重點內容,課后及時歸納總結,提高了課堂聽課率,也加強了平時對課程的重視和學習。
“課程思政”是結合課程的自身特點,發掘專業知識中的德育元素,使專業知識與思想政治教育相結合,形成協同效應[7-8]。本課程在講解基礎知識的同時通過一些案例把思政元素融入進去,將思政元素潛移默化地傳遞給學生。在緒論部分,通過展示一些污染事例的圖片,介紹固體廢物的環境危害,強化學生的環境危機意識,增強作為環境人的責任感和使命感。在講授工業固體廢物的資源化利用時,引入真實案例—太原煉鋼廠工人、治渣英雄李雙良退休后率領一班工人把廠區內上百年的廢渣變廢為寶的事跡,不但強化了垃圾是“放錯了地方的資源”,發展固體廢物資源化新技術的重要性,也加深了學生對“工匠精神”的理解。
隨著互聯網時代的發展,學生的學習習慣已經發生的很大的變化,傳統的課堂很難吸引學生的注意,教學改革勢在必行。通過對本課程教學內容、教學方式、考核方式、思政教育方面的改革,可以調動學生學習的積極性,提高課堂的參與度,同時也鍛煉了學生查閱資料、自主學習的能力以及解決問題的能力,提升了教學效果。