環境工程原理教學團隊的建設與課程改革實踐

摘要：環境工程原理是一門理論性和實踐性都很強的課程，在基礎課和專業課中起著銜接作用。針對環境工程原理課程的教學現狀，建設一支結構合理、理工結合的教學團隊，并在此基礎上對課堂教學方法、實踐內容和方式、考核體系進行了改革嘗試。課程改革提高了學生的學習積極性，增強了學生的工程實踐能力。

關鍵詞：環境工程原理；教學團隊；教學改革；考核體系

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）02-0080-03

環境工程原理是環境工程專業重要的專業基礎課之一，主要闡述水處理工程、大氣污染控制工程、固體廢棄物處理處置工程、污染環境凈化工程等具有共性的基本原理、現象和過程，為后續專業課程的學習奠定基礎^[1-2]。課程內容包括環境工程原理基礎（流體流動、熱量和質量傳遞）、分離過程原理（機械分離和傳質分離）和反應工程原理（化學、生物反應）三大部分^[3]。

環境工程原理課程內容比較抽象，涉及到的概念、原理眾多，公式推導復雜、形式繁雜，理論性和實踐性都很強，學習難度非常大^[4]。如果該課程教學效果差，將會直接影響后續專業課程的學習，不利于學生工程應用能力的培養。針對青島理工大學的實際情況，近幾年加強了環境工程原理教學團隊的建設，并在課程改革方面采取了一些措施。

一、教學團隊的建設

師資隊伍水平是提高教學質量的決定性因素。環境工程原理課程的理論性和實踐性都很強，要求教師不僅要有較高的理論水平，同時還應具有一定的工程實踐經驗^[5]。經過多年的建設，學院逐漸形成了一支年齡結構合理、擁有較高學歷、理工結合、治學嚴謹的優秀教學隊伍。教學團隊現有教師7人，其中教授、副教授、高級工程師各2人，40歲及以上教師5人、40歲以下2人，具有博士學位教師6人、碩士學位教師1人，其中2位教師具有國外留學經歷。團隊教師中有山東省優秀研究生指導教師1人，校級青年骨干教師2人。在課程團隊建設過程中，重點開展了以下工作。

（一）新老教師優勢互補

利用年長教師擁有的豐富經驗，在年輕教師上課時由年長教師助課，課后提出意見，幫助青年教師快速成長；青年教師在多媒體技術方面有優勢，在年長教師上課時由青年教師助課，幫助建立健全課程的教案、多媒體課件，使課程講授更為直觀、生動，便于學生更好地理解課程內容。

（二）理論和實踐的融合

打破理論教學和實驗教學之間的界限，使理論教學和實驗教學相互融合。課內外實驗由實驗室教師和授課教師共同負責，從預習、實驗到報告提交、成績評測，全方位對學生進行輔導和考核；課程設計由6位教師輪流負責，每班2人，主帶教師和輔導教師相結合。同時，團隊中的教師共負責4項國家基金的研究，充分利用教師現有的科研條件，促進課內實驗和課外研究的開展，全面提高教學質量。

（三）加強交流反饋

堅持相互聽課和觀摩教學，每月2次定期交流，教師間相互借鑒，取長補短，同時對學生的學風、學習效果等情況及時溝通交流，針對發現的問題提出解決方法，然后具體實施，發揮互助作用。

二、課程改革實踐

（一）課堂教學

1. 授課手段

采用先進的多媒體課件授課，形象、生動地呈現授課內容。在課件中配置了多種視頻素材和動畫，如換熱器的構造、填料塔總體結構等，通過動畫演示，使教學素材具有很強的真實感和表現力。這樣不但提高了教學效果和課堂教學質量，而且也提高了學生分析和解決工程實際問題的能力。

然而，傳統的板書模式并非一無是處。板書模式在公式推導過程中能更好地展示過程和技巧，因而在多媒體輔助教學過程中要合理靈活地利用板書模式，有效地推進教學的開展。

2. 授課方式

環境工程原理若采用傳統的“填鴨式”教學方法，理論的講解不結合實踐，極易使學生感到晦澀難懂，進而產生抵觸和畏懼心理，不利于課程內容的學習和理解。為此，將環境工程原理中的主要原理和典型公式加以梳理，設計出與實際工程相關的典型案例，通過案例式教學法讓學生進行思考和分析，加深學生對抽象理論的理解，提高學生分析實際問題的能力。

對課程難點設置專門的討論題目，將學生分成小組進行分析研討。如研究對流傳熱系數時，讓學生根據前邊學過的熱傳導的計算公式，研究是否可以利用已有的知識設法求出對流傳熱系數。通過大家激烈的討論，調動學生的學習積極性，培養他們獨立思考的能力，激發他們的創新欲望，逐步培養他們的創新精神和創新能力。

3. 課外講座

當課程完成一半和課程全部結束后，采用專題講座的形式講述環境學科前沿的技術研究，使學生在掌握基本理論的同時，了解相關技術的最新研究動態，形成初步的科研意識。這些穿插于常規課堂的專題講座，可以使學生跟蹤學科前沿的發展動態，激發他們的求知欲，拓展他們的知識面。

（二）實踐教學環節

1. 實驗改革

整合實驗教學內容與項目，將其劃分為基礎型實驗、綜合型實驗和開放型實驗。基礎型實驗即教學大綱所要求的必做基礎實驗，用來幫助學生鞏固所學理論知識及其基本的操作訓練，這部分實驗以演示驗證型實驗為主，如雷諾演示實驗；綜合型實驗通過整合一些跨學科、內容豐富的實驗，培養學生的綜合能力，如傳熱綜合實驗等；開放型實驗是指在原有必做實驗基礎上，由教師結合科研項目或根據工廠急需解決的問題擬定實驗題目，讓學生通過查閱文獻、擬定實驗方案、材料準備及約定使用實驗室及儀器的時間，獨立完成實驗。

這樣的實驗教學改革為學生提供了多層次、全方位、系統的實驗教學內容，充分調動學生的積極性，激發其創新潛能，增強學生的實踐能力，有效提高實驗教學效率。

2. 課程設計改革

在以往的教學中，課程設計的教學內容相差無幾，設計選題也是多年不變，并且設計內容與工程實踐脫節。學生只是模仿設計任務書及課本內容，設計方案千篇一律。改革后，每位指導教師均提出多個設計題目，學生分成小組自主選題，每個小組不超過4人，且同一組中的設計任務原始數據不盡相同。這樣改革后，學生在設計中很難敷衍了事，也不會出現全篇抄襲現象。

完善管理制度、設計組由組長統一管理，保證課程設計期間所有學生每天準時簽到，指導教師負責對組長考評，采用分級管理的方法杜絕遲到、早退、曠課等現象；要求學生在設計中期及設計結束后完成兩次答辯，設計中期主要由學生向指導教師陳述設計理念，設計完成后由教師根據設計內容提問，考察學生是否認真思考，是否獨立完成任務，從而根治學生抄襲的現象，使每位學生都在設計方面得到綜合訓練。

3. 課外科研小組

針對環境污染控制和凈化過程中典型技術的研究及其發展趨勢，結合教師的科研方向，積極鼓勵學生自主查找文獻、研究現狀、發現問題，然后在教師的指導下提出解決問題的思路。通過實驗室研究，讓學生主動參與學習，使他們盡早體會科研工作的思路和方法，為將來的研究性學習打下基礎。根據實驗結果，輔導學生撰寫科研論文，多方面培養學生的能力。

（三）考核體系的改革

環境工程原理涉及的原理、公式較多，很多學生沿襲一貫的學習方法，死記硬背這些公式和繁雜的推導過程，不注重對方法的理解，很難了解前人對實際工程問題的處理思路和解決方法。傳統的考核方式大多采用筆試，并且大多數都采用閉卷方式，考試題型比較單一、固定，試題覆蓋面窄^[6]。顯然傳統的閉卷筆試與現代工程教育的要求背道而馳。針對傳統考核方式的弊端，我們做了如下改革。

1. 期末考試與平時測驗相結合

教師根據教學內容將基礎知識按章進行歸納總結，每學完一章，測驗一次，時間約為20 min，測驗內容為重點掌握的基礎知識。

2. 期末考試分為開卷考試和閉卷考試

基礎知識模塊采取閉卷考試模式，側重考查學生對環境工程原理課程的基本概念、基本知識的掌握程度；綜合應用模塊采取開卷考試模式，命題結合實例，多為靈活性大、知識面寬、綜合運用知識能力強的題目。開卷考試與閉卷考試的結合有利于考查學生運用理論依據分析實際問題的能力，激發學生的創新意識。

3. 成績評定的多元化

為使課程成績能真實反映學生的綜合素質，改變“一考定成敗”“期末突擊”的局面，學生總評成績由平時成績、實驗成績和期末成績（閉卷+開卷）構成，按照一定比例加權。其中平時成績包括考勤、課堂練習、小測驗和作業等情況，占總成績的20%；實驗成績占5%；期末考試成績占75%（其中30%為閉卷考試成績，70%為開卷考試成績）。通過課堂練習、階段性小測驗，了解學生對所學知識的掌握程度，及時調整教學方法，指導教學更好地開展。

對學有所長的學生采用更為靈活的考核方式。如對參與課外研究的學生來說，期末的開卷考試可以用課程論文來代替。這樣既通過平時測驗和期末的閉卷考試考查他們對基本理論、公式的掌握，又通過課程論文開拓研究思路，對他們的成長極為有利。

三、結語

通過教學團隊的建設和課程建設的改革與實踐，提高學生學習的積極性，更徹底地理解課堂內容；閉卷+開卷（課程論文）的考核方式使考核更具有針對性，學生可以根據自己的特點選擇適宜的考試方式，有利于學生個性化發展。此外，課程建設還提升了學生的探究能力，學生在課外科技活動中屢獲佳績。

參考文獻：[1]胡天覺，曾光明，劉云國，等.環工原理課程的改革與創新性學生培養[J].高等理科教育，2010，（6）：70-73.

[2] 陳杰瑢. 環境工程原理[M].高等教育出版社，北京：2011.

[3] 胡洪營，張旭，黃霞，等. 環境工程原理[M]. 高等教育出版社，北京：2005.

[4] 王海鷹，柴立元，彭兵，等.環境工程原理教學與實踐[J].湖南醫科大學學報，2009，11（1）：249-250.

[5]杜長海，李然，李天一，等. 化工原理課程教學團隊建設的研究與實踐[J].化工高等教育，2010，6：24-27.

[6] 朱憲榮，邢進，佟白. 關于化工原理理論課考試改革的思考[J].高師理科學刊，2007，27（1）：58-60.

Teaching team construction and reform practice of environmental engineering principle course

XIA Wenxiang， LI Jincheng， SONG Zhiwen， XU Ailing

（School of Environmental and Municipal Engineering， Qingdao Technological University， Qingdao 266033， P. R. China）

Abstract：Environmental engineering principle is featured by its strong theoretical and practical properties， and it acts as a bridge between basic courses and specialized courses. Based on the analysis of current teaching situation， teaching team with proper structure and combination of theory and practice was established. On the basis of it， teaching method，practice content and style in accordance with test systems were updated. The reforms increase the students’ learning initiative， and improve their ability of operating practical process.

Keywords：environmental engineering principle； teaching team； teaching reform； test systems