“環境工程裝備”課程中新型教學模式的探究

馬良

【摘要】為了帶動“環境工程裝備”課程的課堂氣氛，培養環境領域本科生和研究生的工程科研能力并結合“環境工程裝備”課程涉及面廣、應用性強、層次分明等特點，文章提出了教師課堂教學、學生上臺授課、特定課題大作業和深入現場學習及操作的一體化新型教學模式，最后還根據實際教學經驗提出了幾點意見，引導學生將理論、科研、工程相結合。

【關鍵詞】環境工程裝備；新型教學；模式；教學思路

一、前言

專業課教學是高等教育理論重要的組成部分，如何提高專業課的教育水平和教學質量，是目前教育者共同探討的話題。國外的專業課內容較為靈活，能夠適應不同學習者的要求。我國的教學仍以傳統方式為主，專業課的目的在于培養學生的學術科研能力，課堂仍以教學組織形式為主。隨著教育資源的多樣化，課堂內容也逐漸豐富起來，但是學生的總體滿意度仍然較低，課程出現內容設置隨意、缺乏系統性和創新性、與實際相差較遠等問題。

為使環境工程設備教學與實際環境污染處理工程更為緊密相連，“環境工程裝備”課程應運而生。“環境工程設備”課程是為環境工程專業學生開設的專業選修課，突出設備設計知識的基礎性和實用性。在前期教學中，課程本身的創新性和實踐性吸引了大量學生，但隨著課程難度的提高和知識點的不斷深入，學生在課堂中缺乏主動思考和延續拓展的能力，學生上課缺乏熱情，這讓教育者反思在教學中出現的問題。針對“環境工程裝備”課程理論實踐性強、涉及工程運用和數學建模、后期學習難度系數大等特點，新型教學模式被提出。

目前為止，常見的教學方法有案例教學法、現場教學法、大作業教學法、學生上臺授課法和課堂式教學法等，其中課堂式教學法和大作業教學法被廣泛運用于大學課堂中。然而實踐證明，簡單的教學改革無法從根本上提高學生自主學習的能力， 經分析存在以下幾點原因：第一，大作業是以個別工程或項目為案例，無法系統兼顧所學知識內容和最終全面考核學生的掌握程度；其二，現行教學形式依舊以課堂式教學法為主，缺乏激勵學生自主學習的教學機制；其三，課程設置與實際脫節， 過于專注理論研究和推導，忽略實際運用，導致學生積極性低。

因此，為了避免上述缺點，針對“環境工程裝備”課程的獨特性和專業課共性，本文提出“四合一”新型教學方式，即教師課堂教學、學生上臺授課、特定課題大作業和深入現場學習及操作的一體化新型教學模式。

二、“環境工程裝備”課程的特點

（一）系統概括，涉及面廣

“環境工程裝備”課程從總體上把握環境工程設備的選用和設計原則，從污水處理方法與設備、大氣污染與控制設備、固體廢物污染與控制設備三個方面進行教學并詳細介紹每類設備的運作原理及其實際應用，在課程設置上涉及化工、煤礦、橡膠、鋼鐵、醫療、航天等領域。實踐表明，環境工程專業在建設上既包含環境污染治理，還體現了每個行業選用環境設備的特殊性，為學生提供了廣泛就業的可能性，學生可根據自己感興趣的方向進行深入學習和了解。因此，這門課程具有概括性強、涉及面廣的特點。

（二）與實際聯系緊密，應用性強

本門課程主要介紹在實際生產中常用的“三廢”處理設備，包括在污水處理廠常用的格柵、沉砂池等簡便設備，涵蓋近年來發展迅速的膜處理、催化處理等機械設備。從工作原理到性能研究，本課程涉及的環境工程設備與實際生產及環境治理應用緊密相連，同時考慮工程經濟性和操作安全與維護性，結合科研最新發展和工程上設備的運用推廣情況，深入淺出地分析每種設備的發展前景和實際操作性，開闊學生的視野，在理論與實踐相結合的過程中，培養學生解決實際工程問題的能力、創新意識和綜合能力，形成實踐型導向學習的教育模式。

（三）重點突出，層次分明

課程重點介紹環境工程設備在生產中的應用，突出現今發展較快、關注度較高的大氣污染控制設備。結合課題研究優勢，詳細介紹大氣污染的成因、分類、控制方法及相關數學模型，最終落腳于大氣污染控制設備在生產及污染治理中的選型和安裝方式。同時要妥善處理課堂教學過程中的基本原理與運用實踐所占比例，基礎理論部分的講解要有一定深度，但不能忽視環境工程設備在生產實踐當中的配置、作用和設備之間的聯系問題，將基本原理與設備相結合，更好地突出主題。

三、教學思路

考慮課程具有涉及面廣、與實際聯系緊密、重點突出等特點，基于本文提出的“四合一”教學模式的教學思路，任課教師預先準備同一領域不同方向的研究課題并將其發布，任學生自主選擇感興趣的污染控制處理方向，提供一到兩周的準備時間，引導學生自主完成研究型作業并以小組為單位進行匯報；然后大家集中討論，根據完整度和新穎性進行評定，從而調動所有學生的積極性，提高一個課題的參與度，保證學生在了解核心知識的同時，在縱向上進行拓展，更加深入、自主地學習“環境工程裝備”課程；最后帶領學生實地參觀環境處理設備，明確實際和理論設計之間的誤差，做到學以致用。本文在以下幾個方面提出設想。

（一）將課堂還給學生，進行引導式教學

為了避免學生盲目地死記硬背和機械式學習，在課前應該給予學生一定的啟發和引導。在講解階段，教師就需注意培養學生自主學習的習慣。知識點展開前，先由淺及深地引入多組問題并在后面的教學中展開敘述，從而在引導學生從不同角度、不同方式進行思考的同時，對本節所學內容有整體性的了解。錯誤的教學定位會影響課堂質量和學生的學習狀態，在保證任課教師執教水平的同時，應該及時了解學生的反饋信息，多與學生進行交流，用耐心的態度來引導學生。以本門課程為例，在講述《環境工程設備與基礎》一節時，針對學生已有的專業知識基礎，提出以下幾個問題：你所理解的環境工程設備有哪些？一個完整的廢物處理系統都包含哪些設備？如何選用特殊要求下的環境工程設備？通過設問，使學生預先對環境工程設備有所了解，也讓學生有了更多的參與感，從而提高對整節課的滿意度和興趣。

（二）定期更新教學內容，運用多種類型的教學方式

教師能否合理把握教學內容，直接影響學生的接受程度和專業技能，因此教學應以介紹成熟技術為主，逐漸用前沿的知識理論代替邊緣化或即將淘汰的技術，所選取的內容要符合學生展現的專業素質、基本技能和預設目標期望。環境工程設備是一門新型特色專業，要將重點放在廢物處理裝置的原理、特點及作用上，讓學生了解每個設備的選用原則，反過來也理解每個設備的原理及數學模型。

在教學過程中應避免“一人堂”現象，應采用多種方式教學。針對“環境工程裝備”課程，可以采用課堂式講解和小組討論的形式，由教師講解主要的工藝流程和技術參數，現場模擬一個實際工況，由小組討論評價各個設備的優缺點，選出最優設備，最后集中討論，教師總結，形成傳統式課堂與研討式課堂的結合，增強課堂的活躍性，引導學生自主探索知識。考慮到專業課小班教學的優勢，還可在適當階段帶領學生參觀實驗室，使學生通過動手實驗來加深對設備功能和使用方式的理解。

（三）研究型課題與現場教學相結合的方式

獨立完成一個課題或項目是考查學生全面科研能力的最好方式。因此，課題選擇至關重要。在選題的過程中，需考慮所選課題與環境工程設備的相關性、與實際生產及治理的聯系程度、學生的科研能力和對知識的理解程度。學生可以依據興趣從廢氣、廢水、廢固三個方面選取自己感興趣的課題（側重于工程實踐），兩到三人為一組，在教師規定的時間內完成課題并進行現場匯報，未參與匯報的學生進行提問和評價，最終由教師進行總結。

研究型課題教學是在模擬現場工況下完成的，與實際情況仍有差距。為了使學生更好地掌握環境工程設備的選用和應用方式，需以研究型課題與現場教學相結合的教學方式，提供2個課時，帶領學生參觀中國石化、上海華誼、米其林等公司，實地參觀學習環保設備，加深對污水處理設備中氣浮設備、過濾設備和分離設備的理解，對除塵設備中濕式除塵設備和袋式除塵器的理解，對于很多大型設備如電除塵器、旋風除塵器等可以在現場更加直觀地觀察其結構和操作方式。

（四）考核評價方式

考核評價方式應與新型教學模式相適應。學生成績反映出其對學科實際掌握程度，檢測教師課堂教學、學生上臺授課、特定課題大作業和深入現場參觀學習的一體化教學模式的科學性和合理性，同時影響著學生的學習熱情。通過對資環學院和機械學院的200名研究生進行抽樣調查，并結合以往教學經驗，最終決定以課堂小測試成績（占25%）、研究型科研課題（占50%）、現場認識總結（占25%）的多種方式進行評定，希望通過多種考核方式和評價指標對學生的實際掌握程度有一個全面的了解。

四、總結

教師應該根據學科特點采用適宜的教學模式。“環境工程裝備”課程的核心目的在于使所授知識與科研、工程實踐緊密相連，具有系統概括、涉及面廣、與實際聯系緊密、應用性強、重點突出、層次分明的特點，因此選擇合理的教學模式十分重要。本文提出采用引導式教學和“四合一”的教學模式，重點在于鞏固“環境工程裝備”學科的基礎知識和理論，引導學生將理論、科研、工程相結合，做到學以致用。

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