《固體廢物處理與處置》課程教學改革與實踐*

蔣 茹，朱華躍，蔣勝韜

(臺州學院環境工程系，浙江 臺州 318000)

《固體廢物處理與處置》是教育部高等學校環境工程專業教學指導委員分會在《高等學校本科環境工程專業規范》中明確規定的環境工程專業九門核心課程之一，該課程教學質量直接影響著環境工程專業畢業生的培養質量[1]。固體廢物處理與處置是通過化學、物理、生物等不同方法，使固體廢物適用于運輸、貯存、資源化利用，以及最終處置的過程?！豆腆w廢物處理與處置》理論課時為32學時，屬于短學時課程。同時，2018年9月17日，教育部、工業和信息化部、中國工程院提出了《關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見》。在卓越工程培養的新背景下，如何在短學時，即要完成《高等學校本科環境工程專業規范》規定的教學內容，又要滿足新工科卓越工程師培養要求，需要授課老師積極主動地調整原有的傳統教學模式，進行《固體廢物處理與處置》教學模式創新。包括仿真動畫在內的多媒體技術則為解決此問題提供了有利條件和良好機會。將仿真動畫、MOOC、線上資源與課堂教學同時相結合是一種最新型的教學模式，即信息化教學模式[2]。本文根據多媒體與互聯網教學的特點，并結合臺州學院《固體廢物處理與處置》多年的課程建設實踐和教學實際經驗，就如何有效利用了多媒體技術在《固體廢物處理與處置》課程教學中的應用進行了初步的探討。

1 教學中多媒體技術

多媒體(Multimedia)是多種媒體的綜合，一般包括文本、聲音和圖像等多種媒體形式。教學中常用多媒體技術包括PPT、 動畫仿真、網絡在線資源等。傳統的教學是以教師課堂傳授為主，經常出現滿堂灌的現象，教師并沒有真正擔當“導”的角色。而在網絡和多媒體教學中，需要教師給學生提供自學內容的范圍和自學的途徑，做到課中教，課后“導”的作用[3]。通常情況下，除了課堂教學內容，教師要向學生提供教學軟件、網絡資源(在線課程)、課程實踐錄像資料等。在制作多媒體課件的過程中，一個優質的環境工程多媒體課件需要授課老師投入大量的精力和時間，不僅需要有精深的本專業理論背景知識，而且需要熟悉Flash、AutoCAD、Photoshop、Fireworks、Dreamweaver軟件等操作，這樣制作的出來的多媒體課件才具生動、活潑、有趣，應用于教學中才具有良好的效果。

2 多媒體技術在《固體廢物處理與處置》教學中實踐

臺州學院是一所地方性本科院校，學校從2003年開始招收環境工程專業本科生。臺州學院環境工程系圍繞學校地方高校定位和工科培養目標和要求，借鑒浙江工商大學、鹽城工學院等省內外高校實踐經驗，并結合臺州地方產業特征和固體廢物的污染特點，制定出符合臺州地方實際的《固體廢物處理與處置》教學大綱。經過多年的教學探索與實踐，逐漸摸索出在網絡技術和多媒體環境下的《固體廢物處理與處置》教學模式，充分激發了學生學習《固體廢物處理與處置》課程的積極性。

2.1 PowerPoint 幻燈片演示

《固體廢物處理與處置》課程具有設備多、工藝流程多等特點[4]。教學內容中有許多工藝流程圖(城市垃圾處理工藝、固體廢物熱解工藝、污泥處理與處置工藝等)、構筑物或設備結構圖(如真空過濾脫水機結構圖等)以及一些原理示意圖(如浮選原理圖、破碎原理圖)等[5]。在實際教學中根據現代教學手段的發展和本課程需講述的處理原理、工藝設備的特點，采用PowerPoint各種技術制作精美的教學所需課件。例如在講解污泥重力濃縮池的結構和工作原理時，采用PowerPoint的動畫功能。在教學過程講解不同時，依次插入由不同顏色繪成而成的沉淀池基本框架、進水管、進水區、沉淀區、緩沖區、貯泥區、出水管和排泥管等部分。由于是動態出現，同時各部分圖形的色彩不同，因此學生在聽課的過程能集中注意力。

2.2 Flash仿真動態模擬

對于那些理解困難、內容抽象內容進行講授時，可采用Photoshop制作基本素材，用Flash軟件動畫和交互功能進行動態仿真模擬，力求將原本晦澀難懂的內容以動態直觀、活潑形象的形式呈現給學生。Flash動畫還具有離線可使用等特點，方便學生課前預習和課后復習。一個好的Flash仿真動畫需要善于運用藝術技巧和方法去進行創作，才能使創作出來的Flash仿真具有可觀賞性，引起學生對知識點和教學內容的關注和學習的熱情。現在，我們制作出來《固體廢物處理與處置》Flash仿真動畫包括破碎系列、浮選原理、城市生活垃圾填埋系列、固體廢物熱解毛細現象等。在《固體廢物處理與處置》過程中合理利用Flash仿真模擬，可以起到事半功倍的效果。如課堂講授固體廢物氣浮濃縮教學過程，先觀看氣浮濃縮Flash動態模真過程，學生很直觀地就能看到整個氣浮過程的高壓溶氣、氣固結合和最后的氣浮分離過程。在講授固體廢物破碎時，采用Flash動態模擬剪式破碎機、鄂式破碎機、錘式破碎機和BJD普通型破碎機等工作過程，學生能動態地觀察到各種破碎設備的結構組成，并理解性地掌握相應裝置的破碎工作原理見圖1。

圖1 固體廢物破碎仿真動畫

電鍍污泥是一種危險的化學廢棄物，其中包含多種重金屬離子且性質非常不穩定，對環境造成嚴重污染，對人類健康帶來威脅。因此，電鍍污泥的穩定化也是《固體廢物處理與處置》的重要教學內容。在以往教學過程，通常只放一點流程圖，教學效果一般。我們采用Flash技術對整個處理工藝仿真動畫，使電鍍污泥固化工藝中計量、混合、成型、養護和運出過程更加形象(圖2)。類似Flash動畫還包括瀝青固化工藝(圖3)、城市生活垃圾處理工藝、礦業固體廢物氣浮處理工藝、熱解處理工等。

圖2 電鍍污泥固化處理工程流程圖

圖3 瀝青固化流程圖

2.3 采用影音播放

真實場景記錄片具有色彩鮮艷、生動形象的畫面，具有結合聲音、動畫、特技效果、清晰的信息等，使得教學過程具有直觀性、真實性和趣味性，從而激發學生的學習熱情，調動學生的學習主動性，使學習過程成為學生主動參與的教學過程。在《固體廢物處理與處置》教學過程采用影音內容的主要有兩種類型：一種是處理工藝的實況錄像，另外一種是具體單元操作設備結構和實驗操作過程。我們將環境工程專業認識實習期間，學生參觀的城市垃圾填埋、發電場固廢的處理過程以錄像的形式記錄下來。在講解城市垃圾填埋處理時，采用播放城市垃圾填埋場現場視頻形式，將垃圾填埋系統組成、填埋具體操作流程以影音形式直觀、形象地展示給學生，給課程注入新的活力。垃圾滲濾液是城市生活垃圾在處置過程中產生的不可避免的二次污染物，滲濾液包括高濃度有機污染、無機氮污染和重金屬污染。垃圾滲濾液處理涉及復雜的物理化學原理和各種各類的處理裝置。我們以浙江某垃圾填埋場垃圾滲濾液處理現場實況錄像為教學資料，向學生介紹系統滲濾液處理工藝和所涉及的主要設備。由于實況錄像形象生動，有利于調動教學過程中學生學習積極性，最終提高教學質量和教學效率，以實現最優化的教學目標。

2.4 利用網絡平臺與資源

由于教學手段和教學課時的限制，傳統的教學方式傳授僅限于課本知識，而且不夠全面深入。網絡多媒體恰恰就是增加教學內容的最好平臺?！豆腆w廢物處理與處置》教學除了課堂講授內容外，還采用網絡在線自主學習方式彌補課堂教學時間短、內容講授不充分等不足。我們將《固體廢物處理與處置》相應資料(如教學大綱、課件PPT、仿真動畫、課程習題、課后作業、課程設計實例以及《固體廢物處理與處置》精品課程網站鏈接等)集中放在天空教室課程中心。在《固體廢物處理與處置》教學平臺上，學生可以按自己的學習需求下載相應的資源進行學習，也可以在線學習。近些年，隨著手機端軟件的研發和推廣，《固體廢物處理與處置》作業、課程測試也在學習通App平臺上進行布置和解答，進一步提高了課堂教學的效率。

3 結 語

網絡環境下多媒體教學是現代教學是一種趨勢，也成為《固體廢物處理與處置》授課教師面臨的新的研究課題。多年的教學實踐表明，多媒體教學不僅提高學生對固體廢物處理與處置技術及專業用語的理解能力，同時通過仿真動畫可強化學生對處理機理和設備結構的理解，有利于調動教學過程的積極性，最終提高教學質量和教學效率，以實現最優化的教學目標。