環(huán)境工程原理教學(xué)改革與探索

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摘要工程教育專業(yè)認證對推進我國工程教育改革，提高工程教育質(zhì)量，提升我國工程技術(shù)人才的國際競爭力具有重要意義。目前，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不滿足專業(yè)認證需要的以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向（OBE）和持續(xù)改進的工程教育理念。因此改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，實施以提高學(xué)生能力為中心的課堂教學(xué)方式，對于提高教學(xué)質(zhì)量和加強學(xué)生能力培養(yǎng)具有重要意義。

關(guān)鍵詞教學(xué)改革環(huán)境工程原理工程教育論證

1課堂教學(xué)改革的策略探討

面對專業(yè)認證的新形勢和新背景，需要改變傳統(tǒng)的以課堂、老師和書本為中心的教學(xué)方式，實施新的教學(xué)模式，以學(xué)生為中心、以成果導(dǎo)向和持續(xù)改進為理念，對于提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習積極性、靈活性以及學(xué)生的能力培養(yǎng)具有重要意義。為了實現(xiàn)該目標，主要從以下幾個方面入手：

1.1以問題為導(dǎo)向的課堂教學(xué)方式探索

結(jié)合本科生畢業(yè)能力培養(yǎng)目標2.2，針對復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠運用環(huán)境工程基本原理及專業(yè)知識，選擇合適的方法進行分析和表達。以問題為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析和表達環(huán)境工程技術(shù)中的問題的能力。在教學(xué)過程中，需要理論聯(lián)系實際對學(xué)生進行引導(dǎo)。比如，在過濾這一章節(jié)，我們可以針對霧霾天氣人們出門要戴口罩進行問題設(shè)計，在該過程中引導(dǎo)學(xué)生進行問題分析：霧霾是什么？何種口罩能起到防霧霾作用？防霧霾的原理是什么？逐漸把過濾概念、過濾原理及相關(guān)知識引出，讓學(xué)生在思考問題過程中逐漸掌握過濾過程及基本要點，接下來再結(jié)合工程技術(shù)分析過濾問題時，學(xué)生就會感覺容易很多。[5]問題導(dǎo)向教學(xué)方法可以大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，引導(dǎo)學(xué)生對復(fù)雜環(huán)境工程問題的分析與思考，并通過正確的方式進行表達，復(fù)合專業(yè)認證的教學(xué)理念。

1.2課堂教學(xué)與虛擬仿真實驗教學(xué)的結(jié)合

近年來，我們學(xué)院與專業(yè)的軟件公司合作，將“環(huán)境工程原理”課程中的一些關(guān)鍵工程分離單元、運行原理和相關(guān)參數(shù)計算等進行了虛擬仿真實驗平臺的建設(shè)，通過虛擬仿真軟件，可以使學(xué)生非常直觀、身臨其境地學(xué)習流體流動、污染物在分離單元的運行軌跡以及各分離單元的運行、工作原理與相關(guān)參數(shù)選擇與計算等。例如對沉降設(shè)施時，學(xué)生可能沒有太多感性認識，結(jié)合仿真軟件，可以把污水處理廠沉淀池的實景及工作原理演示給他們看，使學(xué)生直觀地了解沉淀池中污染物的沉降情況，再結(jié)合課堂基礎(chǔ)理論的講解，學(xué)生對沉降的原理及相關(guān)計算的學(xué)習會事半功倍。例如，在講解板框壓濾機工作原理的時候，很多同學(xué)不了解其運行過程，即使借助多媒體動畫演示給他們看，一些同學(xué)還是不明所以。通過仿真軟件，以實物演示的形式給學(xué)生看，學(xué)生就會對其工作原理很清楚、明白。因此，結(jié)合仿真軟件演示，虛實結(jié)合，使抽象的東西具體化、實物化，使學(xué)生對抽象知識的理解變得容易，大大增加了學(xué)生對課程學(xué)習的積極性和主動性。當然通過仿真動畫的演示也有利于學(xué)生實驗課程的理解和學(xué)習。

1.3以工程案例為導(dǎo)向的教學(xué)方式探索

在新的教學(xué)實踐中，我們將工程案例分析引入課堂和課后設(shè)計環(huán)節(jié)，以啟發(fā)學(xué)生進行深度討論和思考，提高學(xué)生解決實際問題的能力，以滿足我們的畢業(yè)要求指標點4.1，針對復(fù)雜環(huán)境問題，提出解決的研究方案并建立合理的實驗體系。結(jié)合工程實際，在案例問題解決的同時把環(huán)境工程中涉及到的工程分離問題擺在學(xué)生面前，讓學(xué)生去分析、去解決。為了使同學(xué)更好地理解分離過程中涉及的問題，我們在分離過程原理這部分共設(shè)計了三個工程案例，分別對應(yīng)沉降、過濾和吸收三個章節(jié)。通過對實際環(huán)境分離工程中相關(guān)的案例進行重新設(shè)計，制作成案例作業(yè)，讓學(xué)生通過課后環(huán)節(jié)去分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決案例中存在問題。在案例環(huán)節(jié)進行過程中，允許學(xué)生以小組為單位去討論，去尋找這些問題的解決方案。老師如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生解決思路有誤也會及時反饋給學(xué)生，使他們認識到問題所在，并及時進行改正。當然，我們教學(xué)過程中，也鼓勵讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計問題，讓同學(xué)和老師來解決，這些方法可大大提高學(xué)生的思考和解決問題的能力。當然，在該環(huán)節(jié)教學(xué)中需要注意工程實例和理論的聯(lián)系，使學(xué)生結(jié)合實際工程案例把基礎(chǔ)理論知識掌握，可以激發(fā)和調(diào)動學(xué)生參與課堂學(xué)習的樂趣，增強教學(xué)效果和學(xué)生主動思考和解決問題的能力。

1.4課程教學(xué)內(nèi)容的整合與優(yōu)化探索

環(huán)境工程原理課程內(nèi)容主要包括環(huán)境工程概論、環(huán)境工程原理基礎(chǔ)、分離過程原理和化學(xué)與生物工程原理三大部分，內(nèi)容量比較大，課時數(shù)僅有64課時。以現(xiàn)有的課時安排，教學(xué)時間得不到足夠的保障。如何在相對較少的時間內(nèi)給學(xué)生講授教學(xué)，讓學(xué)生較好地理解好該課程的主要內(nèi)容并使學(xué)生解決問題的能力得到充分鍛煉是一個值得討論的問題。為了完成這一目標需要針對環(huán)境工程專業(yè)的需求對課程的授課內(nèi)容進行精煉與優(yōu)化。例如，在分離過程原理部分第十章其他分離過程，主要講授離子交換、萃取、膜分離等三種新型分離過程，由于環(huán)境專業(yè)后面還有關(guān)于水污染控制、膜分離等相關(guān)的課程，因此需要對課程中離子交換僅介紹原理，膜分離過程原理在課堂中不講授，安排在后續(xù)課程中講授。此外，萃取的章節(jié)，由于在環(huán)境工程領(lǐng)域涉及的工程相對不典型，且萃取過程所涉及的物理化學(xué)問題比較復(fù)雜，因此，在授課過程中僅對單級萃取過程及原理進行講授，多級萃取及過程原理不進行授課。通過對課程體系優(yōu)化，以提高學(xué)生的學(xué)習質(zhì)量。

1.5成績評定體系的改革探索

在環(huán)境工程專業(yè)認證的新形勢下，對學(xué)生的考核體系更加靈活、多變。學(xué)生的考試成績主要由平時成績（30%）和考試成績（70%）組成。平時成績過去主要由考勤和作業(yè)成績構(gòu)成，存在學(xué)生抄襲作業(yè)、不愛思考、學(xué)習主動性差等情況，改革后的平時成績30%主要包括考勤、作業(yè)成績和案例分析成績組成，且案例分析在平時成績中所占的比例為15%，改變了過去以作業(yè)成績?yōu)橹鞯脑u價體系，對學(xué)生平時成績的評價更加靈活。此外，在專業(yè)認證新形勢下，對考試的試題也提出了更高的要求，考試的題目也要體現(xiàn)對學(xué)生能力的考核，這樣更有助于評價學(xué)生對知識點的掌握情況，對于這方面能力欠缺的學(xué)生，老師也會在后續(xù)課程上提醒和幫助他們提高這方面的能力。

2結(jié)論

“環(huán)境工程原理”課程作為環(huán)境工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，需要適應(yīng)新形勢下工程教育認證的特點，積極進行課堂改革，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，增加問題導(dǎo)向、案例分析以及與“虛實”相結(jié)合的教學(xué)模式，以提高學(xué)生的學(xué)習的主動性、提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。并通過優(yōu)化考核方式，體現(xiàn)OBE的教育理念，以體現(xiàn)以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)改革。

作者：杜春慧 單位：浙江工商大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院