余 麗，端 允，曹 昉

(太原理工大學 環境科學與工程學院，山西 太原 030024)

環保設備是環境污染治理工程中的核心之一，是環境污染治理工程重要的物質技術基礎和運行保障[1]。通過《環保設備基礎》課程的學習，使學生建立環境污染治理技術與設備的宏觀概念，掌握廢水處理、大氣污染防治、固體廢棄物處理與處置等方面環保設備的原理與設計、運行與管理等基本知識的能力，為學生能夠進一步獨立分析和解決工程實踐問題奠定基礎，為畢業后從事環保設備設計、工藝設備選型以及設備開發打下較好的理論與實踐基礎。

環保設備是環保產業的重要內容之一，環保產業的快速發展必然帶動我國環保設備制造業規模迅速擴大[2]。環保設備涉及范圍廣，并不是短時期能夠集中掌握的。從認識實習到課程學習，再到課程結束后的生產實習、畢業實習等，在這些現場實習環節都能看到企業或工廠采用的環保設備，但是學生的串聯式學習能力較弱。面對專業認證的嚴格要求，工程類畢業設計類別占70%以上，遠超過論文類[3]。在進行畢業設計時，設計污染處理工程項目必然會對工藝中用到的環保設備進行選擇，而環保設備的選型也是學生的弱點。

因此，環境工程專業的環保設備課程的教學改革，是工程教育認證的具體要求[4]。本文針對該課程現有的教學模式中存在的問題，提出了課程教學改進方法和建議，以期提高本科生課程教學水平、培養具有較強實踐能力的優秀本科畢業生、更有效地實現環境工程專業本科的培養目標。

1 課程教學現狀與突出問題

目前，環境工程專業的環保設備課程教學學時較少且考核要求較低，相關實習和實踐環節被弱化。各大高等院校關于這門課的開設情況不盡相同，清華大學、山西大學、大連理工大學等環境工程專業沒有開設這門課程，而是將涉及到的環保設備分散到水、大氣、固廢等相關課程進行講解。沈陽理工大學、江蘇城市職業學院等環境工程專業將環保設備基礎作為專業必修課程，復旦大學等環境工程專業將環保設備基礎作為專業選修課。太原理工大學環境工程專業將該課程作為學科基礎課。

針對工程教育專業認證12條通用標準，根據該課程的理論教學目標與畢業要求的關系矩陣，進行課程達成度評價。雖然近三屆學生的畢業要求綜合達成度評價結果為達成，但其中還存在一些關鍵的問題，導致一小部分學生在根據污染特性選擇合適的工藝設備等綜合應用和深度理解性的問題上缺乏解決思路。

1.1 課程在相關專業課之前或同時開設

在學習該課程時，學生還未具備專業課知識，導致學生對環保設備在工藝中的定位認識不足，分析環境工程領域復雜工程問題的能力欠缺。環保設備基礎課程是在第六學期進行，僅有24學時。此時，雖然與環保設備相關的專業課水污染控制工程、大氣污染控制工程也在開設，但由于這些專業課學時長，學生還沒有學到相關工藝，只能認識到環保設備的概念、原理和相關參數，而對這些單體設備在成套設備或生產線上的應用沒有具體概念。

1.2 環保設備與工藝之間的脫節

專業課涉及的工藝相對固定，而環保設備每年都會推陳出新，導致環保設備開發全周期的脫節。水污染控制工程上成熟的工藝有A/O、A2/O、氧化溝、SRB等，而現在有一部分新型工藝已經投入市場應用，如太原汾東污水處理廠的納米催化電解(NCE)和膜生物反應器(MBR)。新工藝的開發與應用推動了新型環保設備的研發與使用。若在學生對新型工藝沒有認識基礎的情況下，將新型環保設備引入課堂，會造成學生的疑惑，進而可能導致學生失去捕捉新鮮事物的靈敏度和好奇感。

1.3 “互聯網+”時代對傳統教育模式的沖擊

面對“互聯網+”時代的到來，以理論教學為主的傳統教學模式已經無法“籠絡學生的心”，學生注意力無法集中，學習興趣較低。大篇幅介紹環保設備的工作原理及結構組成等內容對教師和學生來說都顯得比較枯燥。單純依靠理論教學培養學生，將會導致學生學習主動性差，遇到實際工程案例生搬硬套， 以后難以勝任環境工程領域設計、施工、規劃等方面的工作。“互聯網+”時代的到來，引起了“互聯網+教育”的熱潮，涌現出慕課、微課、翻轉課堂和混合式教學等新興教育教學模式，這勢必對傳統理論教學模式帶來強大的沖擊，進行教學改革也是大時代發展的必然之路。

1.4 理論與實踐銜接不緊密

課堂學習與實踐環節存在脫鉤現象。對工科教學而言，檢驗教學效果的最好手段是實踐環節。對環保設備課程進行實踐安排時，由于該課程涉及設備類型眾多，在有限的學時內難以進行合理的課程設計安排，對于課程所涉及的水、大氣、固廢、噪聲等設備， 教師只能選擇其中的部分內容進行設計考查。在進行校外實習環節中，大部分環保類企業都只側重于某一種設備，或是針對某工藝應用的專用設備。因此，環保設備相關課程的實踐環節安排困難，不利于學生解決實際工程問題能力的培養。

2 課程教學改革的探索

基于上述課程現狀和存在的突出問題，從實踐教育環節入手，通過將認識實習巧妙融入課堂、將課堂內容深入生產實習和畢業實習等實踐環節，探索環保設備基礎的互動教學模式，提高學生的學習興趣和實踐能力，使其能夠勝任污染控制工程的設計及運營管理等工作，具備解決環境工程領域中復雜工程問題的能力。

2.1 將認識實習內容巧妙融入課程學習

以“問題導入-積極參與-互為教學主角”的互動教學模式將認識實習內容融入課程學習。認識實習安排在第四學期，選擇的實習地點分為水、氣、固廢和監測等幾個方向，與環保設備基礎課程內容匹配。到第六學期上環保設備基礎課程，采用“問題導入-積極參與-互動教學主角”的互動教學模式將認識實習涉及到關于該課程的相關知識內容巧妙融入課程學習。將學生分小組進行討論，由組長發言，組員補充，其他組提問。這種方法能夠實現：①讓老師更充分的掌握學生的學習情況和存在的主要問題，保證課堂教學有的放矢；②提高學生學習熱情，學習基礎好的學生帶動學習基礎弱的學生更好參與課堂；③以認識實習實踐環節輔助教學，通過課程的學習加深對認識實習內容的理解。

2.2 課程中提前引入生產實習和畢業實習內容

將生產實習和畢業實習內容提前引入課堂中，使學生能夠有針對性地進行生產實習和畢業實習，保證課程學習的延續性。學生對課堂知識的靈活應用能力較弱，不能及時把問題反饋給老師，使得理論與實踐存在脫鉤現象。例如，雖然課堂上講到潛污泵的特點，但是學生對設備的具體安裝和維護卻缺乏認識。第六學期上這門課時，老師已經帶隊參與了大四學生的生產實習和畢業實習，能夠走入學生群體中，及時得到問題反饋，以大四學生的問題來反思和改進對本屆學生的教學，具有十分重要的意義。通過對實習過程中遇到與課程內容相關問題的歸納總結，在課堂中強調理論與實踐有機結合，提高學生對所學知識的靈活掌握，建立“課前實習—課堂學習—課后實習”的學習鏈。結合學生關心的注冊環保工程師考試和就業等方面，從實際出發將所學知識內化。

2.3 以“互聯網+教育”模式活躍課堂氛圍

信息化技術已經滲透到社會的各個方面。在教育領域中，也在進行著信息化顛覆性變革。目前，我國鼓勵發展的環保設備主要有八大類，環保設備種類達到10000種之多。課堂枯燥的文本教學會導致學生喪失學習興趣從而應付考試。因此，以“互聯網+教育”模式活化課堂氣氛勢在必行[5]。第一種方法是教學仿真動畫，在教授環保設備的結構、原理等內容時，可利用仿真動畫并結合生活中的實例，吸引學生的注意力。第二種方法是思維導圖，課堂板書盡可能采用思維導圖形式將知識點關聯起來，以便增強學生記憶，并鼓勵學生用思維導圖做筆記，定期選取優秀的筆記進行展示。第三種方法是反饋練習類教學動畫，采用ppt、flash等軟件制作二維教學動畫，通過鼠標點擊、文本輸入等方式與動畫進行交互，動畫反饋回答問題的對錯情況，并給予相應的鼓勵或懲罰，實現雙向互動，鞏固學生學習成果。

2.4 教師提高自身工程素養和教學水平

教師通過交流學習、參與學生實踐教育等方式參與企業污染治理的生產實踐活動，不斷提高自身的工程素養和指導工程實踐的水平，及時捕捉企業中應用的新型環保設備，并將相關內容引入課堂中，及時填補課本中關于新工藝的開發與應用所帶來的新型環保設備的研發與使用的內容空缺；積極參加大學環境類課程報道論壇，向其他高等院校教師學習優秀的教學改革實例；注重教育部全國高校教師網絡培訓中心主辦的教師教學基本功大賽和網絡平臺上“慕課”、“金課”的在線開放課程，不斷提升自身的教學水平。

3 結語

《環保設備基礎》是環境工程專業理論性與實踐性都較強的課程之一，與認識實習、生產實習、畢業實習和畢業設計等環節聯系緊密。本文分析了課程教學中存在的關鍵問題，根據工程教育專業認證提出的課程達成度評價結果，對課程進行教學改革，提出了相應的課程改革措施和方法。提出“問題導入-積極參與-互為教學主角”的互動教學模式，強化了學生的自主學習能力；將不同性質的實踐巧妙融入課程學習過程中，將理論知識與實踐過程緊密結合，構建“課前實習-課堂學習-課后實習”的學習鏈；借助信息化技術解決傳統教學不利于知識內化的難題，實現“課堂與實踐中學習知識，課上進行知識內化”。實施結果表明，學生的積極性得到很大程度的提高，主動學習的學生比例增加，對課堂討論、提交作業和期末成績的情況進行分析，學生對環保設備選型、復雜工程問題的分析與處理能力得到明顯地提高。