《固體廢物處理與處置》課程教學改革探索*

方志榮，楊燕君，張萬明，王雪梅,清 源

(1 西昌學院資源與環境學院，四川 西昌 615013;2 西昌學院農業科學學院， 四川 西昌 615013)

近年來隨著我國經濟的發展，固體廢物的產生量、處理量大幅增加，社會對固體廢物處理與處置的人才需求和培養質量也同步提高。《固體廢物處理與處置》是環境科學與工程專業的一門專業應用課程，也是環境科學與工程專業的核心主干課程之一，該課程有很強的實踐性和工程性，旨在培養學生掌握固體廢物污染環境防治的原理、方法、資源化的工藝及技術，為學生今后從事固體廢物處理與處置的相關工作打下良好的基礎[1]。新時代新工科背景下培養掌握前沿理論知識、擁有豐富的工程實踐經驗、具有開拓創新思維和創業精神的創新型人才成為時代發展的需要[2]。傳統的“以教師為中心”的重理論型教育模式已經無法滿足地方院校的應用型人才培養目標。在《固體廢物處理與處置》的理論和實踐教學中，我們對當前教學現狀進行了總結，并對課程改革進行了探索和建設實踐。

1 《固體廢物處理與處置》理論和實踐教學存在的問題

1.1 理論教學存在的問題

教學內容繁多、課時安排少；教學方式過于傳統，評價體系相對單一[3]，學生動手操作和解決復制工程問題的能力差，創新實踐能力差[4]。

1.2 實踐教學存在的問題

實踐教學與課堂教學孤立，實驗設備短缺，實驗多以驗證性的教學為主，難開展創新性和綜合性較強的實驗，考核評價體系相對簡單，學生學習積極性差，實驗課程沒有真正達到深化理論學習、提高動手能力和創新思維的目的[5]。

基于以上問題，有必要對教學現狀進行總結，對教學內容和教學方法改革進行探索和建設實踐。

2 《固體廢物處理與處置》理論和實踐教學改革對策

2.1 完善教學大綱,做好頂部設計

教學大綱是專門人才培養規格在課程中的具體體現，是課程教學的指導性文件，授課前有針對性的修訂和完善《固體廢物處理與處置》的教學大綱。為了滿足知識傳授、能力培養、價值塑造“三位一體”的要求，目前的教學大綱中包括：(1)知識目標：了解固體廢物的產生、來源、分類及其危害；掌握固體廢物的各種處理與處置的原理與方法；掌握典型廢棄物資源化與綜合利用的方法。(2)能力目標：了解并掌握固體廢物處理與處置基礎理論、基本概念、基本原理、主要設備和典型工藝等；通過問題分析、運算等，充分考慮人文、社會、環境、經濟等因素，提出解決實際固體廢物環境污染及處理問題的有效方法；結合課程設計等教學環節，為學生畢業后從事固體廢物處理與處置設計、技術管理等工作奠定必要的基礎[6]。(3)德育目標：培養學生對國家、世界形勢的敏銳洞察力；增強學生對“加快生態文明體制改革、推進綠色發展、建設美麗中國”戰略思想的認識；增強學生的社會責任感、民族自豪感；增強學生的職業素養，培養能夠在環境工程問題實踐中理解并遵守工程職業道德和規范的人才；培養學生的團隊意識和協作精神[6]。

2.2 教學內容與時俱進

課程教材選用牛曉慶等主編的《固體廢物處理與處置》(2014版)，該教材的內容體系包括固體廢物的收集與運輸、固體廢物的預處理、固體廢物的熱處理、固體廢物的生物處理、固體廢物的固化處理、固體廢物的最終處理、固體廢物生物資源化與綜合利用等。然而，近年來固廢處理與處置政策、處理工藝等發生了許多變化，如2021年1月1日起施行的《國家危險廢物名錄》、2020年9月1日起施行的《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》等固廢領域相關政策不斷的補充與更新，生活垃圾源頭分類開始試點，“無廢城市”概念的興起，生活垃圾的處置方式由衛生填埋為主過渡到焚燒發電為主，固體廢物預處理、無害化、資源化的工藝和設備有了長足的發展，這些變化促使我們在教學內容的選擇上需要與時俱進。

2.3 將思政元素融入課堂教學中

習近平總書記強調：“要堅持顯性教育和隱性教育相統一，挖掘其他課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源，實現全員全程全方位育人?！蓖ㄟ^將思政元素融入到固體廢物處理與處置的理論教學及課程設計實訓教學中，結合時代的綠色發展理念、工匠精神、創新精神，潛移默化的幫助學生形成社會主義核心價值觀，提高學生的綜合能力，培養具有民族擔當的復合型人才[7-8]。各章課程思政映射點總結如表1所示。

表1 課程思政映射點總結Table 1 Summary of curriculum ideological and political education mapping points

2.4 強化學生能動性，要求學生完成“互聯網+”創業計劃書

為了引導學生應用所學的理論知識查閱文獻，解決實際問題，增強學生的團隊合作意識，樹立固體廢物資源化的理念，要求學生查閱固體廢物資源化的技術，以五人為一組，完成“互聯網+”創業計劃書。首次匯報后根據老師的意見進行修改完善，而后進行二次匯報，并邀請相關專業老師進行評分，將成績納入該門課程的期末考核成績。

2.5 理論與實踐相結合，以課程設計為突破，強化應用技能

為了鞏固學生對理論學習的理解，增強學生的實踐動手能力，特開設了《固體廢棄物處理與處置課程設計》，培養學生理論與實際問題相結合的操作能力，讓學生樹立固體廢物資源化的理念。由于受學時和實驗設備的限制，在以往的教學中僅開設了“生活固廢循環再利用”、“校園內固體廢物情況調查”、“土柱(或有害廢棄物)淋濾實驗”、“固體廢物有機質的分析”、“廢辦公用紙碎漿技術”、“GMS軟件模擬垃圾填埋場對地下水的污染作用”等，這些實驗內容與教學內容孤立，缺乏系統性、連貫性，學生對實驗沒有熱情，分析問題和解決問題的實踐能力很難提高。近期對培養計劃進行了修訂，將實踐教學學時從18學時增加到36學時。為了提高學生實踐課的積極性，實訓課程融入“無廢城市”、“無廢農村”的新理念、固體廢物資源化的循環理念，理論課程與實踐課程緊密聯系，將實驗教學與科研項目結合，引入符合時代發展需要的應用性、綜合性、設計性和研究性實驗(見表1)。實踐教學緊跟理論教學的節奏，在緒論講靜脈產業時可將生活固廢循環再利用的實驗內容布置給學生，學生利用生活廢棄物進行手工制作，如花、包、兒童玩具等，對固體廢物的組成以及再利用有了深刻的認識，對課堂所學的內容有了形象準確的認知。在講固體廢物收集與運輸時，將校園內固體廢物情況調查及垃圾收集、清運線路設計布置給學生，學生通過校園固廢的調查及收集、清運路線的設計，可以了解清運路線規劃的方法，并進行相關的計算，畫出收集及清運線路平面圖。在上完固體廢物的熱處理后，可以帶學生參觀西昌三峰環保發電有限公司，并進行生活垃圾焚燒系統的設計，讓學生進一步理解生活垃圾分類的必要性，并進一步了解焚燒過程中二次污染產生的原因及控制措施，加深學生對固體廢物資源化的理解。為了達到提高學生解決環境問題的實踐能力和創新能力的目標，特設了設計性實訓“改性生物炭對廢水中重金屬鉛的吸附性能的測定”和研究性實訓“稻草秸稈發酵料栽培雙胞菇”?！案男陨锾繉U水中重金屬鉛的吸附性能的測定”采用稻草秸稈為原料制成生物炭，探討不同改性劑改性的生物炭對廢水鉛吸附性能的差異，這與水處理工程密切聯系，給學生提供了一種固體廢物資源化和以廢治廢的思路[9]?！暗静萁斩挵l酵料栽培雙胞菇”實驗所花的周期較長，僅僅依靠實訓課時無法完成實訓內容。將教師的科研課題與教學實驗相結合，教師在開學時配合實驗圖片將實驗大致過程進行演示，開設稻草秸稈碳含量和氮含量的測定實驗，在此基礎上進行堆肥實驗，并在堆肥完成后利用發酵料栽培雙孢菇，在雙孢菇不同的生長期測定胞外酶的活性，并測定第一潮菇的產量和品質。由于測定的指標過多，教師可根據實際情況把需要測定的指標分配給不同的實驗組測定。實驗結束后，學生進行數據分析，并完成一篇實訓報告。通過這類實驗讓學生感受到科研的氛圍，提高學生的創新能力，激發學生的創新精神[9]。為了杜絕學生抄襲實驗報告，實驗操作積極性不高的現象，提高學生實驗的積極性和主動性，課程設計的綜合評定成績由考勤(10%)+實驗操作(30%)+實訓報告(60%)構成。

表2 《固體廢物處理與處置課程設計》教學內容改革Table 2 Teaching content reform of Solid Waste Treatment and Disposal Course Design

2.6 改革教學評價體系

以往的期末考試的綜評成績為30%的平時成績+70%的期末成績構成，平時成績通過考勤(20%)+作業(60%)+課堂提問(10%)+小測驗(10%)構成，導致學生重視期末考試，輕視平時表現的現象[10]。 改革后將“互聯網+”創業計劃書的撰寫及匯報納入考核體系，綜評成績為40%的平時成績+60%的期末成績構成，平時成績通過考勤(10%)+作業(5%)+課堂提問(5%)+“互聯網+”創業計劃書的撰寫及匯報(20%)構成，提升了學生的專業知識素養，加深了學生對固體廢物資源化的認識，提高了學生的團隊協作精神。

3 結 語

多元化的教學方法及合理而有效的教學評價體系有助于提高學生學習的積極性和主動性，提高教學質量，達到環境科學與工程專業人才培養的目標。今后可通過“雨課堂”平臺，線上線下教學模式等，“以學生為主體”，讓學生有興趣的學習，保證學生的全面發展，提升“固廢”人才的質量，為培養高素質的創新型人才打下堅實的基礎。