新工科視域下城市垃圾處理與處置課程改革探討

◇洛陽理工學院 符 帥 黃志全 朱慧杰 杜艷強 王新文

城市垃圾處理與處置是給排水科學與工程專業一門重要的專業選修課程，具有很強的實踐性，教學內容與當今國家要求的垃圾處理的無害化、減量化和資源化密切相關。針對市政工程“新工科”項目建設要求，課程教學與實踐相結合，對城市垃圾處理與處置教學過程中面臨的一系列問題展開討論，旨在通過本論文的研究優化教學方式，促進各學科之間相互融合，實現課堂內容與工程實踐的融合與驗證，探索實踐育人建設融合人才培養供給側和行業企業需求側要求。

1 引言

2017年2月以來，教育部大力推動新工科建設，先后形成“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，服務國家戰略需求。立足于新工科建設理念與實踐的前期探索，“以立德樹人為引領，培養多元化、創新型卓越工程人才”為目標的新工科內涵建設應運而生，全面踐行“學生中心、產出導向、持續改進”的質量理念，進一步完善新工科建設的理論體系和實施路徑[1-3]。

當前新工科的研究領域主要集中于新工科的產生背景、現實瓶頸、內涵特征與建設思路等[4]；另外部分高校積極開展工程教育探索與創新試點，形成了新工科建設的一些實踐成果，但對于城市垃圾處理與處置課程在新工科視域下的教學改革卻鮮有研究。作為理工院校教師，本人長期從事城市垃圾處理與處置教學，發現對城市垃圾處理與處置這一課程的創新性教學研究不夠重視，不利于新工科建設的厚積薄發和全面推進。

城市垃圾處理與處置課程的開設契合與國家方針政策改善城鄉居住環境，提高人們群眾生活質量，提高人們生活品質。近些年來，習近平總書記多次在全國重要會議上強調垃圾分類處理的重要性以及必要性，多項政策也相繼出臺，垃圾分類工作由重點突破進入全面推進，環衛一體化模式和村鎮垃圾治理計劃初見成效，垃圾熱解氣化和生化處理技術漸成熱點，固廢處理產業園區規劃建設成為熱門，新能源環衛車等先進裝備發展前景看好，綠色低碳技術正迎來重要的政策風口期。碳中和背景下我國城鎮垃圾處理領域正面臨著一個全新的發展機遇期。

2 城市垃圾處理與處置課程教學中存在的問題

由于城市垃圾處理與處置課程面寬、點多的特點以及傳統教學方法束縛等因素，城市垃圾處理與處置課程在教學過程中存在著一系列問題。

2.1 教學方式方法存在一定缺陷

城市垃圾處理與處置是面向給排水科學與工程專業開設的專業選修課程，目的是讓學生掌握城市生活垃圾處理與處置的基本概念、方法原理及資源化技術，提高學生有關環境保護、廢物綜合利用的能力，為充分利用廢物資源，創造新的經濟價值，降低污染治理成本，促進環境保護事業的發展打下基礎。但從目前我校城市垃圾處理與處置教學的現狀來看，教學方法比較單一，即便有些教師使用現代化的教學手段，教學內容也較為豐富，但基本上不考慮學生接受能力，往往是滿堂灌，導致老師講的辛苦勞累，學生聽的昏昏欲睡，教學效果非常不好，這對于學生能力的提高起不到多大的作用。

2.2 教師的知識儲備有待提高

城市垃圾處理與處置是一門綜合性較強的課程，對教師知識儲備的要求極高，要求課程教師精通高等數學、物理化學、無機化學、有機化學、水質工程學以及環境保護概論等理論課程，這對教師是一個較大的挑戰。

2.3 課程理論內容與工程聯系不夠緊密

城市垃圾處理與處置既有理論的引導，又與實際生產生活聯系緊密，但往往在講授過程中理論知識偏重，對于理論知識的工程應用偏少。比如垃圾分類，在講授這部分知識的時候，大多數老師會詳細講授垃圾分類的背景、定義、意義以及分類方式，但是垃圾分類的實際處理方式以及對不同種類垃圾的處理應用卻很少提及，這對生活中垃圾分類的執行造成較大的困難。對于生活垃圾填埋處理這部分內容，如果僅憑書本知識只能了解填埋場的概況以及簡單的應用原理，只有親自到填埋廠才能對填埋廠的整體布局和微觀設計有清晰的認識，對滲濾液等實際問題有進一步的思考。而我們的課程缺少實踐部分，學生僅僅依靠課本知識無法完全掌握理論，導致在畢業后在一線工作時不能很好的解決實際工程問題，不利于其工程意識的培養和實踐應用能力的提高。

2.4 考核方式不夠合理

城市垃圾處理與處置課程的考核通常按照傳統式考核方法，即有平時成績和期末考試成績兩部分構成，平時成績由課堂考勤、課堂表現和隨堂測試等構成，但是傳統的考核方式不能有效的對應課程目標和畢業要求，期末考試的試卷考核方式更注重于試卷成績，忽略了學生的形成性評價和工程實踐能力的培養。

針對城市垃圾處理與處置課程存在的問題，以洛陽理工學院為例，在新工科視域下對課程改革進行探討，旨在提高課程質量，同時提高給排水科學與工程專業學生的職業素養，以便更好的貢獻社會，服務社會。

3 城市垃圾處理與處置課程教學改革

3.1 教學方式有待豐富

新課程背景下，課堂教學手段更加依賴于教師的知識結構、能力水平、思想觀念的改進和提高。教學過程中可采用加強理論知識學習，重視結合工程案例的教學方法，緊緊圍繞課程目標，將學生培養成基礎扎實、工作踏實、作風樸實、具有開拓創新精神的建設者。在教學過程中可采用啟發式教學[5]、混合式教學[6]以及案例式教學[7]等方式。對于啟發式教學，教師可以通過引導學生質疑問難、有意創設問題，打開學生心靈之扉、促使他們開動腦筋。混合式教學可以充分利用城市生活垃圾處理與處置的線上教學資源，進行線上線下混合式教學。課前要求學生利用線上平臺預習課程，課中利用智慧教室和板書結合進行講解，發布問題討論和問卷，課后進行隨堂測驗和布置課外作業，實現課前、課后、課后三方面監控，以此加強學生的學習主動性，不斷提高教學效果。案例教學的著眼點在于學生創造能力以及實際解決問題的能力的發展，而不僅僅是獲得那些固定的原理、規則。課堂理論講授結合生活垃圾處理實際案例，按照提出工程問題→講授有關理論→分析工程問題→運用理論解決問題→回顧總結的方式組織課堂教學，培養學生對生活垃圾問題識別、表述以及解決能力，使學生具有分析、解決相關工程問題的思維方法和實踐能力。

3.2 具備多學科的交叉融合能力

多學科的交叉融合能力，面對多元環境的創新思維、創新精神和創新能力，是創新型卓越工程人才最根本的素質要求。傳統意義上的學科之間的邊界越來越模糊、淡化，國內外高校紛紛把培養交叉學科復合型人才作為當前首要而緊迫的任務。以城市垃圾處理與處置教材第六章“生活垃圾焚燒處理”為例，知識點包含了多個學科內容：①焚燒的基本原理由燃燒的反應過程、燃燒機理、燃燒影響因素等構成，主要體現了物理、化學門類的知識點；②在焚燒設計計算章節，物料平衡計算要求學生具備較強的高等數學功底，同時通過計算的結果反饋到設備工藝（焚燒爐設計），要求學生具備工程設計思維；③焚燒相關技術標準包括了垃圾及焚燒產物的分析方法標準、焚燒廠設計標準、焚燒工程項目建設標準、工程技術標準以及污染物控制標準等等，要求學生掌握相應的國家標準以及法律法規，滲透了法學的知識點。通過對教材其中一章節的剖析，可以看出教材知識點是由多學科知識交叉融合的。

3.3 構建跨學科教學體系

創新教學理念把握跨學科融合垃圾處理專業涉及面比較廣，是文化、地域、社會等方面的集合體。一方面，轉變教學觀念。教師要從實際出發，總結垃圾處理專業的特點，注重垃圾處理專業內容，從單一教學模式轉向專業融合，全新設計課程和大綱，構建垃圾處理專業學科建設，促進專業教學質量。另一方面，開展專業融合。教師要以現代眼光審視垃圾處理專業，弱化垃圾處理專業獨立教學的觀念，將數學、文學、政治、法學等融入到垃圾處理專業中，將垃圾處理專業單一化轉向于綜合化、多元化、融合化的趨勢，以此促進垃圾處理專業教學的發展。

3.4 課程實踐環節有待增強

工程實踐是背景下一個很重要的環節，是工科專業實踐教學的基礎，這就要求高等院校必須對工程實踐教學進行改革，從而使給排水科學與工程專業的改革與發展保持持久而積極的推動作用。為滿足工程實踐教學的需要，工程實踐基地是高校開展實踐教學活動和實施創新創業教育的必要場所和重要依托。在此背景下，城市垃圾處理與處置作為實踐性很強的工科課程，進行課程實踐基地建設模式探索與運行機制研究勢在必行，也符合當前我國高等教育內涵式發展需要。在新工科背景下，開展城市垃圾處理與處置課程實踐基地建設模式與運行機制研究，不僅培養本科生工程實踐能力、雙創能力，而且通過探索基地建設模式，研究基地運行機制，優化和拓展實踐基地資源，創新人才培養途徑，構建多元化實踐基地平臺，融合人才培養供給側目標和行業企業需求側要求，為社會輸送具有工程實踐能力的高素質創新創業，對于全面提高給排水科學與工程專業辦學水平和人才培養質量具有重要的現實意義。

3.5 優化課程考核機制

城市垃圾處理與處置具有較強的實踐性課程屬性，因此可以弱化期末試卷理論考核，提升課程實踐能力培養。期末考試題類型宜多樣化，合理搭配，試卷內容增加分析題和工程應用題等，側重對基本知識靈活運用的題目，著重考核學生對力學基本概念和基本理論的理解及應用力學知識解決工程實際問題的能力。重視對學生的學習過程考核，通過對平時學生的隨堂測試、分組討論、線上章節測試題及課后作業完成情況等多方面進行考核，培養學生學習的自律性，進一步提高學生的專業素養。

4 結束語

根據城市垃圾處理與處置課程的學科特點，在新工科視域下從教學體系、方式、課程實踐以及課程考核機制等方面入手，對城市垃圾處理與處置課程的教改展開初步探討。城市垃圾處理專業教學體系的構建主要取決于學科融合、教師隊伍、學生反饋以及跨學科課程安排。應注重分析垃圾處理專業與其他學科的關系，促進各學科之間相互融合；強調實踐，強化教師綜合知識能力，促進學生的多維度全面發展。