基于新工科創新人才培養的固體廢物處理與處置課程教學的改革探討

滕 青，張冬梅

(廣東石油化工學院 環境科學與工程學院，廣東 茂名 525000)

《固體廢物處理與處置》是高等學校環境工程專業的核心課程之一。該課程主要介紹固體廢棄物污染與防治的基本原理、方法及資源化技術[1-2]，培養學生分析和解決環境工程復雜問題的能力，為今后從事相關工作打下夯實的基礎。因此，該課程的教學效果直接影響到學生的基礎理論水平、實際操作技能和解決復制環境工程問題的能力。但是，目前我國經濟處于高速發展的階段，我國固體廢棄物種類和數量與日俱增，而相關處理與處置技術和設備難以滿足當前市場的需求，很多廢棄物仍然存在處理不當或不處理的情況，危害人類生存環境[3-4]。

1 新時代背景下培養新工科創新人才的需求

掌握前沿理論知識、開拓創新思維和創業精神、擁有豐富的工程實踐經驗，并能夠以較深的文化底蘊和全球性戰略視野整合多領域知識進行理論研究或市場開拓是新時代背景下新工科創新人才的要求[5-6]。傳統的以教師為中心的重理論型教育模式已無法適應當代社會的發展。因此，為適應時代發展，培養出高素質創新應用型人才，當前的高校教育急需要轉型。隨著信息化的高速發展，可為教學提供豐富便捷的資源，知識量大、技術更新快，有利于提高學生的主動性、積極性。然而，大多高等院校的工程教育仍然采用教師上課講學生聽的模式進行教學，現代教學媒體的使用僅僅增加了課堂內容量，并無太多改變[7-8]。因此，教學過程必須要從傳統的以教師為中心轉向以學生為中心，注重培養學生的創新創業能力，注重解決復雜工程問題能力的培養。在教學過程中要增加學科前沿發展理論和技術等相關內容，進一步提升學生的創新創業思維。在未來更具互動性、個性化和智能化的教學方式將加快發展，以3D、VR和AR等人工智能信息技術為支撐的參與式、探究式和討論式等教學模式將會逐步普及并成為未來教學主導模式[9-10]。

2 《固體廢物處理與處置》課程當前教學中存在的問題

當前，《固體廢物處理與處置》課程在傳統教學中還存在一定的問題，主要包括以下四個方面。

(1)新時代背景下，我國環保法規與要求越來越嚴，環境污染治理技術與設備迅速發展，但目前我校選用教材為寧平主編的《固廢廢物處理與處置》，該教材出版至今已有12年，出現教材內容老化，更新較慢，嚴重影響了學生的專業學習興趣；學生所學知識很難滿足當前環保市場需求。

(2)目前，在有限的學時內完成教學任務，教學方法大多為傳統的“灌輸式”，一般都是老師在課堂講授、學生被動的接受知識，缺乏個人思考，學生學習興趣與積極性不足，教學效果較差。

(3)作為環境工程專業學生，培養學生的動手操作與解決復制工程問題的能力是培養目標的要求，但目前教學普遍注重理論知識，忽視實踐能力的培養。

(4)目前，固廢實驗中的儀器設備較為簡單，不能還原固體廢棄物處理的實際工藝，且缺乏創新性、設計性和綜合性的實驗裝置，不能培養學生的創新實踐能力。

3 《固體廢物處理與處置》課程改革內容

目前，《固體廢物處理與處置》課程在教學中存在的問題已經大大影響了教學效果，更是嚴重背離了新工科創新人才的培養目標。依據新工科建設中對人才培養的要求，為培養出具有扎實基礎知識、豐富的工程實踐能力、健全的人格，同時具有創新創業精神的新工科創新型人才[11]。結合課程既有的完整理論體系，又與各種新技術及應用密切相關的特點，從跨學科的視角重構課程教學內容，結合大數據平臺進行設計性實踐活動，針對課程教學目標與內容、教學方式、考核方式及教學評價等進行改革探討，具體概括為以下幾個方面。

3.1 教學目標和教學內容的重構

基于新工科對人才培養的要求，為培養學生具有創意、創新和創業的能力，打破傳統使用單一課本的授課模式，可以增加對當地固體廢物處理與處置方式的講解，并收集固廢產生、收集與處理相關數據，開發建立基于當地固體廢物處理與處置大數據分析平臺，重構課程的教學內容。教學內容增加互聯網、大數據分析、人工智能等新技術在環境領域的應用，開發學生的創新與創業意識。

3.2 教學方式的改革

教學方式由傳統的上課改為以科研促教學的模式，即所有學生本次課程學習以開發本市固體廢物處理與處置大數據分析平臺作為目標，學生分組進行不同類型固體廢物的研究(包括廢物的來源、危害、處理方法等)。通過完成科學研究掌握固體廢物的處理與處置的基本知識以及新型的處理技術，提高學生理論與工程實踐相結合的能力，同時培養學生的團隊合作意識，使學生能夠滿足新工科創新人才的要求，更好地適應社會的發展。

3.3 科學合理的考核方式的建立

課程考核方式由傳統的考試模式更改為考試和科研報告及成果展示相結合的形式，學生可自行開發類似手機APP的形式用于監測本市某一類固體廢物的排放及其處理與處置進程。通過新式的考核方式不僅能調動學生的學習積極性，同時還能激發學生的創新思維和工程實踐能力。

3.4 科學合理的教學評價機制的建立

圍繞培養學生具有創意、創新和創業的能力，制定規范化的教學評價體系。同組學生之間、團隊之間、學生同教師之間進行互評，推選優秀學生及優秀團隊進行表彰，同時可以作為學生平時成績的一部分，并能夠指出問題所在進行改進。

3.5 優秀成果的轉化

課程結束之時，學生推選出優秀的成果進行展示，教研團隊根據實際情況幫助學生將其成果轉化并推廣，實現大學生的校園創業。

4 結語

基于新工科創新人才培養的固體廢物處理與處置課程教學模式建成后，固體廢物處理與處置課程由傳統、內容單一的教學模式轉向新型、交叉融合的模式，將科研引入課堂教學，以學生為中心，學生由被動接受型轉向自主學習型；提升學生自主學習的積極性和自我管理能力，其次，能夠提高學生理論與實踐相結合的能力，使學生在實踐過程中獲得知識，同時可以提高學生的團隊合作意識；最后，以科研促教學的模式能夠提高學生的創新創業能力，新模式教學可以促使學生熟練掌握專業基礎知識并用于解決實際問題，成為既有扎實理論知識又具有豐富實踐經驗的創新型環境工程師。