新工科背景下“固體廢物處理與處置”課程產(chǎn)教融合改革探索與實踐

摘 要：本文針對西南大學(xué)“固體廢物處理與處置”課程傳統(tǒng)教學(xué)與實踐中存在的問題，課程組通過重構(gòu)課程體系、改革教學(xué)方式和深化產(chǎn)教融合等方面進(jìn)行教學(xué)改革與實踐，構(gòu)建了從“產(chǎn)生”到“再生”的固體廢物全生命周期課程體系，探索形成了“產(chǎn)教共育、產(chǎn)教互通、產(chǎn)教互動、產(chǎn)教互補(bǔ)、產(chǎn)教共導(dǎo)”的產(chǎn)教融合教學(xué)方法。教學(xué)實踐表明，課程創(chuàng)新教學(xué)模式和實踐教學(xué)方式取得了較好效果，突出了與時俱進(jìn)的育人理念，深化了產(chǎn)教融合新模式，推動學(xué)生深度參與課堂，課堂教學(xué)質(zhì)量明顯改善。

關(guān)鍵詞：新工科；固體廢物處理與處置；產(chǎn)教融合；全生命周期課程體系

中圖分類號：G424" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

近年來，基于新時期國家發(fā)展新需求、國際競爭新形勢和立德樹人新要求，教育部提出了新工科建設(shè)理念，為中國高等工程教育改革指出了新的方向和目標(biāo)［1］。西南大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)入選2021年國家級一流本科專業(yè)，伴隨創(chuàng)新性工科人才培養(yǎng)要求的逐漸提高，環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)相關(guān)課程改革與實踐日益受到重視。固體廢物處理處置與資源化利用是國家“無廢城市”建設(shè)的重要內(nèi)容，也是國家生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分［2］，而“固體廢物處理與處置”是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的主干課程和必修課程，在全國各高校環(huán)境科學(xué)與工程相關(guān)專業(yè)中均開設(shè)有該課程。因此，在新工科建設(shè)背景下，開展“固體廢物處理與處置”課程教學(xué)改革探索與實踐，是響應(yīng)西南大學(xué)“以本為本、以生為本，全面推進(jìn)卓越人才培養(yǎng)”本科教育教學(xué)理念的重要體現(xiàn)，對于西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院的環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)和培養(yǎng)面向未來新興產(chǎn)業(yè)及經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)需求的復(fù)合型創(chuàng)新實踐工程人才具有重要意義［3］。

1 課程教學(xué)與實踐存在的問題

近年來，“固體廢物處理與處置”課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段不斷完善，教學(xué)效果不斷提升，但仍存在一些問題。（1）教學(xué)內(nèi)容繁多，課程缺乏系統(tǒng)性和連貫性。國家有關(guān)生態(tài)環(huán)保政策、固體廢物處理與資源化利用新技術(shù)和新方法應(yīng)用等專業(yè)知識與課程教學(xué)缺乏有機(jī)銜接和融合。（2）教學(xué)模式單調(diào)，學(xué)生課堂參與度不夠。教學(xué)方法主要以理論知識傳授為主，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，抑制了學(xué)生的獨立思考和創(chuàng)新能力。（3）理論與實踐相脫節(jié)，學(xué)生實踐操作性不強(qiáng)。實踐教學(xué)方式及實踐場所較少，高校與企業(yè)缺乏聯(lián)動機(jī)制，實踐教學(xué)效果不好。

2 教學(xué)體系改革與實踐設(shè)計

圍繞教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)，立足知識傳遞、著重能力培養(yǎng)和關(guān)注素質(zhì)提升，從課程教學(xué)存在的問題出發(fā)，以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為核心，以產(chǎn)學(xué)研用為導(dǎo)向，提出可行性和有效性的創(chuàng)新解決方案。通過“重構(gòu)課程體系、突出教學(xué)重點，改革教學(xué)方式、強(qiáng)化學(xué)生參與，深化產(chǎn)教融合、加強(qiáng)實踐教學(xué)”等一系列教學(xué)改革與實踐，構(gòu)建固體廢物全生命周期課程體系和產(chǎn)教融合教學(xué)模式。

2.1 重構(gòu)課程體系，突出教學(xué)重點

2.1.1 以教學(xué)單元為模塊，構(gòu)建全生命周期課程體系

近年來，國內(nèi)外固體廢物領(lǐng)域的行業(yè)發(fā)展和技術(shù)研究不斷更新，國家針對固體廢物的管理政策和需求也與時俱進(jìn)，結(jié)合環(huán)保企業(yè)生產(chǎn)和工程實際，重新構(gòu)建了從“產(chǎn)生”到“再生”（固廢產(chǎn)生→基本性質(zhì)分析→收集與運(yùn)輸→處理技術(shù)→最終處置→回歸自然）的固體廢物全生命周期課程體系，包括理論教學(xué)、實驗教學(xué)和實踐教學(xué)三部分。將課程總體分為六個教學(xué)單元：教學(xué)單元一為“基礎(chǔ)篇”，包括固體廢物處理處置概論和基本性質(zhì)；教學(xué)單元二為“收運(yùn)篇”，包括固體廢物的收集、運(yùn)輸和管理；教學(xué)單元三為“處理篇”，包括固體廢物的預(yù)處理、生物處理和熱化學(xué)處理等處理方法和技術(shù)；教學(xué)單元四為“處置篇”，包括固體廢物最終處置前的預(yù)處理（固化和穩(wěn)定化）和填埋處置；教學(xué)單元五為“專題篇”，包括危險廢物、電子廢物、工業(yè)固廢和農(nóng)業(yè)廢物等典型固體廢物的處理處置與資源化利用，并邀請環(huán)保企業(yè)的專家進(jìn)行專題授課；教學(xué)單元六為“實踐篇”，包括實驗教學(xué)和實踐操作，并輔以企業(yè)專家授課，落實實踐教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化勞動教育過程。

2.1.2 以學(xué)生參與為中心，探索多種融合教學(xué)方式

根據(jù)學(xué)校“以本為本、以生為本，全面推進(jìn)卓越人才培養(yǎng)”的本科教育教學(xué)理念，進(jìn)一步改革融合現(xiàn)有教學(xué)方式和方法，突出學(xué)生參與、師生互動，增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動性。在課堂教學(xué)中，結(jié)合國家生態(tài)文明理念，將固體廢物污染防控與處理處置方面的國家環(huán)保新政策、行業(yè)發(fā)展新進(jìn)展相結(jié)合，拓展案例教學(xué)的方式和手段。同時，在課程中適當(dāng)布置專題任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)和思考相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)；課程的部分章節(jié)與工程實際密切相關(guān)，采用空中課堂教學(xué)方式，邀請專家視頻連線進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)；在課程結(jié)束前，邀請行業(yè)專家進(jìn)行專題授課，為學(xué)生提供現(xiàn)場交流和討論的平臺；課程結(jié)束后，通過問卷和總結(jié)，邀請學(xué)生對課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式提出建議，建立學(xué)生反饋機(jī)制，不斷優(yōu)化教學(xué)方式和手段，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.1.3 以實訓(xùn)實踐為核心，構(gòu)建課程實踐教學(xué)內(nèi)容

圍繞課程的核心內(nèi)容進(jìn)行實踐教學(xué)設(shè)計，構(gòu)建系統(tǒng)科學(xué)的實踐教學(xué)體系，讓學(xué)生在實踐活動中能夠直接應(yīng)用課程所學(xué)的理論知識［4］。從產(chǎn)教互補(bǔ)、產(chǎn)教互通、產(chǎn)教互動、產(chǎn)教共育、產(chǎn)教共導(dǎo)五個角度，通過案例分析、項目實施、實驗教學(xué)、課程設(shè)計、基地實習(xí)等方面探索課程產(chǎn)教融合實踐教學(xué)新模式，形成校企協(xié)同育人機(jī)制。一是強(qiáng)調(diào)實踐和理論的結(jié)合，讓學(xué)生在實踐中能夠深入理解和應(yīng)用知識；二是強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性；三是注重實踐環(huán)境的營造，讓學(xué)生在實踐中能夠模擬真實情景，將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐能力。

2.2 改革教學(xué)方式，強(qiáng)化學(xué)生參與

2.2.1 融入環(huán)保理念，拓展案例教學(xué)手段

整理和融合課程教學(xué)中關(guān)于固體廢物的污染防治與處理處置等方面的典型案例，并將國家生態(tài)文明建設(shè)理念和思想融入教學(xué)過程中展開案例反思，進(jìn)而分析固體廢物污染的主要原因及應(yīng)對措施。如講授固體廢物焚燒處理內(nèi)容時，可結(jié)合近年來垃圾焚燒的案例，引出我國生活垃圾焚燒處理的發(fā)展趨勢，引導(dǎo)學(xué)生思考我國生活垃圾處理未來的發(fā)展方向，進(jìn)一步理解社會主義核心價值觀和生態(tài)文明建設(shè)思想。如講授垃圾填埋處置相關(guān)內(nèi)容時，結(jié)合近年來垃圾填埋場滲濾液泄漏的案例，通過對案例的分析和探討，讓學(xué)生熟悉國家在面對固體廢物污染與管理事件中采取的環(huán)保政策和應(yīng)對措施，引導(dǎo)學(xué)生理解國家實施生態(tài)環(huán)保督察的重要意義。

2.2.2 布置專題任務(wù)，實行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式

以問題為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、團(tuán)隊協(xié)作和表達(dá)能力。在課程重點章節(jié)，布置一些專題討論，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題去了解和熟悉固體廢物領(lǐng)域的國家政策和處理處置技術(shù)情況。如講授垃圾分類相關(guān)內(nèi)容時，讓學(xué)生調(diào)查自己所在城市或家鄉(xiāng)的“垃圾分類”現(xiàn)狀和存在的問題，了解國家“垃圾分類”政策的執(zhí)行情況，并提出自己的建議。在課程中期，發(fā)布專題任務(wù)，設(shè)置多個小組，針對不同固體廢物處理處置問題讓學(xué)生自由選題。學(xué)生根據(jù)課程所學(xué)知識，結(jié)合國家和各省、市的環(huán)保法律和最新的政策措施，收集查閱資料，開展交流與討論，撰寫報告和PPT，最后進(jìn)行專題匯報。通過學(xué)生匯報、學(xué)生自評、生生互評、教師點評等形式，既豐富了學(xué)習(xí)內(nèi)容，又活躍了課堂氣氛，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時，鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作、自學(xué)能力、表達(dá)能力、獨立思考、分析問題和解決問題等方面的意識和能力。

2.2.3 行業(yè)專家授課，建立產(chǎn)教共育新方式

以發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力為抓手，以產(chǎn)教融合為導(dǎo)向，圍繞產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人開展深入合作。自2021年開始，每年邀請長期從事固體廢物領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)、環(huán)境管理行業(yè)專家走進(jìn)課堂，為本科生開展2～3次專題授課或?qū)＜抑v座。發(fā)揮環(huán)保企業(yè)在課程教學(xué)過程中的協(xié)同作用，讓環(huán)保工程化身教學(xué)案例和實習(xí)實訓(xùn)素材，促進(jìn)學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)理論知識，拓寬學(xué)生的專業(yè)視野。

2.2.4 構(gòu)建空中課堂，探索智慧教學(xué)模式

課程教學(xué)內(nèi)容涉及較多環(huán)保工廠和工程實際，教學(xué)過程引入“空中課堂”，邀請行業(yè)專家和相關(guān)專家結(jié)合環(huán)保企業(yè)和工程實際進(jìn)行解答，或邀請企業(yè)專家提前錄制視頻進(jìn)行講解，促進(jìn)學(xué)生對專業(yè)知識和生產(chǎn)實踐的深入理解，實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)模式。

2.2.5 加強(qiáng)過程考核，建立學(xué)生反饋機(jī)制

突出過程考核內(nèi)容和考核方式，重點考核學(xué)生的課堂表現(xiàn)、實驗操作、平時作業(yè)和課程設(shè)計等方面。通過設(shè)置課程作業(yè)、課堂互動、分組任務(wù)、提問與討論、期中考試等環(huán)節(jié)，將教學(xué)過程與考核相結(jié)合。提高學(xué)生參與度的同時，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，有力提升學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量［5］。同時，以持續(xù)改進(jìn)課程教學(xué)質(zhì)量為導(dǎo)向，課程結(jié)束后設(shè)置問卷調(diào)查，請學(xué)生反饋教學(xué)意見和建議，不斷優(yōu)化和完善教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，切實提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

2.3 深化產(chǎn)教融合，加強(qiáng)實踐教學(xué)

2.3.1 產(chǎn)教共育，校企共建實踐基地

針對課程實踐教學(xué)方式單一、實踐場所較少等問題，進(jìn)一步拓展實踐教學(xué)基地，與重慶市多個環(huán)保企業(yè)建立了本科生實習(xí)基地。2002年，課程實習(xí)內(nèi)容僅有垃圾填埋場和垃圾焚燒發(fā)電廠，2012年開始增加了污泥厭氧消化處理廠和餐廚垃圾處理廠，2018年又增加了垃圾中轉(zhuǎn)站和危險廢物處置廠等。從2002年的2個實習(xí)基地增加到目前的12個實習(xí)基地（包括垃圾焚燒發(fā)電廠、垃圾填埋場、危險廢物處置場、好氧堆肥廠、餐廚垃圾處理廠和垃圾中轉(zhuǎn)站等），為學(xué)生提供了豐富的教學(xué)和實習(xí)場所。同時，加強(qiáng)了校企合作與交流，推動課程教學(xué)與產(chǎn)教融合新發(fā)展，鞏固學(xué)生對課程核心內(nèi)容的理解和認(rèn)識，進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和生態(tài)環(huán)境保護(hù)理念［6］。

2.3.2 產(chǎn)教互動，科研成果反哺教學(xué)

圍繞固體廢物處理與處置領(lǐng)域方面的技術(shù)需求，以產(chǎn)教融合為導(dǎo)向，圍繞產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人開展深入合作。課程組老師與相關(guān)環(huán)保企業(yè)長期合作，聯(lián)合承擔(dān)重慶市重點研發(fā)項目和地方政府委托項目，開展“無廢城市”建設(shè)、垃圾厭氧發(fā)酵處理、重金屬污染廢物淋洗和固化穩(wěn)定化處理處置等固廢領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)，并將研究成果分別融入課程處理篇（固體廢物生物處理）和處置篇（固體廢物固化穩(wěn)定化處理）等相關(guān)授課單元，實現(xiàn)科研成果反哺教學(xué)。

2.3.3 產(chǎn)教互補(bǔ)，增設(shè)創(chuàng)新實驗教學(xué)

基于新型創(chuàng)新實驗體系改革課程教學(xué)模式，根據(jù)國家生活垃圾分類政策和“無廢城市”建設(shè)要求，結(jié)合合作環(huán)保企業(yè)的工作和項目需求，分別設(shè)立生活垃圾組分分析實驗和固體廢物浸出毒性實驗，將測試方法和實驗結(jié)果與課堂學(xué)習(xí)相結(jié)合，進(jìn)一步深化理論知識的認(rèn)知和理解。在此基礎(chǔ)上，踐行國家生活垃圾分類理念和增強(qiáng)生態(tài)文明意識，引導(dǎo)學(xué)生了解我國固體廢物管理政策和要求，培養(yǎng)學(xué)生的勞動技能、實驗操作和創(chuàng)新精神。

2.3.4 產(chǎn)教互通，實施創(chuàng)新實踐項目

結(jié)合課程組教師承擔(dān)的固廢領(lǐng)域項目和企業(yè)環(huán)保工程項目，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生參與項目試驗和設(shè)備研制，積極申報學(xué)院、學(xué)校、市級和國家級大學(xué)生創(chuàng)新項目。近3年共申報20余項學(xué)校的市級、國家級大學(xué)生創(chuàng)新項目，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鞏固學(xué)生的基本知識，培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識和參與科研的積極性，拓展了課程實踐并優(yōu)化教學(xué)方式。

2.3.5 產(chǎn)教共導(dǎo)，校企聯(lián)合課程設(shè)計

在進(jìn)行課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計時，邀請環(huán)保企業(yè)導(dǎo)師聯(lián)合開展畢業(yè)設(shè)計，進(jìn)一步拓展課程的實踐教學(xué)方式和強(qiáng)化實踐效果。設(shè)計題目緊貼固廢領(lǐng)域工程實際和環(huán)保企業(yè)需求，實施“學(xué)校導(dǎo)師+企業(yè)導(dǎo)師”的“雙導(dǎo)師”制度，學(xué)校和企業(yè)導(dǎo)師聯(lián)合開展學(xué)生畢業(yè)設(shè)計全流程指導(dǎo)。自2020年起，課程組和環(huán)保企業(yè)聯(lián)合開展固體廢物處理與處置方面的畢業(yè)設(shè)計40余例。通過“產(chǎn)教共導(dǎo)”畢業(yè)設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生將專業(yè)知識與工程實際相結(jié)合，鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和分析問題等方面的能力，探索校企合作協(xié)同育人新模式。

結(jié)語

通過課程組多年的教學(xué)改革探索與實踐，學(xué)院形成了特色的“固體廢物處理與處置”課程教學(xué)方法和實踐模式，突出與時俱進(jìn)的育人理念，深化了產(chǎn)教融合新模式，強(qiáng)調(diào)理論與實踐結(jié)合，形成了校企協(xié)同育人的新方式。教學(xué)改革提高了學(xué)生參與課程的積極性和主動性，并加深專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和理解，綜合課程教學(xué)質(zhì)量評價結(jié)果，提升了學(xué)生對教學(xué)質(zhì)量的滿意度和教師的教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

［1］仲蕾，蔣莉.新工科背景下“固體廢物處理與處置”課程教學(xué)改革［J］.西部素質(zhì)教育，2024，10（8）：158161.

［2］黃建軍，馬文超，紀(jì)娜，等.新工科背景下一流本科建設(shè)課程實踐教學(xué)改革：以固體廢物處理課程為例［J］.高教學(xué)刊，2021，7（S1）：1619.

［3］岳欽艷，高寶玉，高悅，等.基于固體廢物處理處置與資源化課程的立體化教學(xué)體系建設(shè)［J］.河南化工，2023，40（3）：6466.

［4］翁仁貴，靳貴曉.新工科背景下“固體廢物資源化工程”課程線上線下教學(xué)的改革探索［J］.科教導(dǎo)刊，2022（22）：9395.

［5］胥騰屯，張會均.工程認(rèn)證背景下“固體廢物處理與處置”課程教學(xué)設(shè)計探討［J］.教育教學(xué)論壇，2023（30）：2932.

［6］羅春梅，張春紅.多種教學(xué)方法相融合的創(chuàng)新教學(xué)模式構(gòu)建與實踐：以“固體廢物處理與處置”課程為例［J］.云南化工，2023，50（8）：156159.

基金項目：2024年重慶市高校一流本科課程建設(shè)項目；重慶市高等教育教學(xué)改革研究項目（223045）；西南大學(xué)教育教學(xué)改革研究項目（2019JY147，2020JY096，2021JY103）

作者簡介：張成（1980— ），男，漢族，四川隆昌人，副教授，研究方向為固體廢物處理處置與資源化、土壤污染控制。