《环境工程学》教学中存在的问题及教学探索

万锐+方彩霞

摘 要：《环境工程学》重点向学生讲述水、大气、固体废弃物和噪声污染的成因、基本原理和控制方法，是环境类专业的核心课程之一。根据安徽师范大学环境科学与工程学院十多年课程教学实践，提出了教学过程中存在的一些问题，并从多方面介绍了开展教学探索的成果，以期为提高教学效果以及课程的进一步发展提供参考。

关键词：环境工程学；环境科学；教学研究；教学改革

《环境工程学》是一门集合有数学、物理、化学、生物等学科基础知识，同时又具有《工程力学》《流体力学》《建筑工程学》《化工原理》等各种工科特点的一门综合性、基础性和实践性课程。在目前国内众多高校环境类专业中，《环境工程学》已成为环境类专业开设的重要课程之一。如同济大学、西安建筑科技大学、重庆大学等环境学院均把《环境工程学》课程列为环境科学专业的核心课程。《环境工程学》课程基本包括水污染控制、大气污染控制、固体废弃物的处理与处置、物理性污染控制四个重要方面，通常设置在基础性课程之后、专业课程之前。旨在通过该课程的学习，让学生全面掌握水、大气、固体废弃物、物理性污染等产生的基本原理和控制方法。因此，该课程的教学效果将对学生后续专业课程的学习、工程性思维的建立等产生重要影响。安徽师范大学环境科学与工程学院自成立以来，一直将《环境工程学》作为环境科学专业的核心课程，然而在数十年的教学及实践过程中，发现了一些问题，也进行了一定的教学探索。

一、 《环境工程学》教学过程中存在的问题

（一） 教材多样、内容范围多而教师研究方向相对单一

教材是开展课程教学的重要媒介，更是构建课程教学体系的基础。《环境工程学》课程的教材种类繁多。如高等教育出版社就有《环境工程学》（第三版）（蒋展鹏和杨宏伟主编）和《环境工程学》（王晓昌和张承中主编）、机械工业出版社出版的《现代环境工程原理》（李永峰和陈红主编）、哈尔滨工业大学出版社的《基础环境工程学》（林海龙主编）以及由Davis和Cornwell主编，王建龙译的《环境工程导论》等。从目前《环境工程学》课程的教材选择上，各大高校主要以《环境工程学》（第三版）（高等教育出版社出版，蒋展鹏和杨宏伟主编）为主。该教材主要分为水质净化与水污染控制工程、大气污染控制工程和固体废弃物污染控制工程及其他污染防治技术三大篇章，分别从水、大气、固体废物、噪声、电磁辐射等角度讲述了污染的产生、来源及处理或处置技术。

教师是课程知识传授的主体。本课程的教授，需要全面精通环境工程中各种环境要素（如水、大气、土壤等）的污染特征、控制方法及原理，在各种污染控制过程中更是会涉及到多种处理方法及原理（如物理法、化学法、生物法等）。然而，环境工程专业的教师大部分来自各高校的高层次人才或工程师，因时间精力有限，加上术业有专攻，少有教师能够全方位从事环境各要素的相关研究工作。由此可知，《环境工程学》课程的综合性对授课教师的知识储备、授课水平等均提出了较高的挑战。

（二） 内容丰富而课时严重不足

环境类专业为一类综合性和实践性较强的专业，因此各高校在培养方案的制订上都尽量给开设足够多的课程，以便学生掌握所需要的知识。这导致环境类专业学生的学习任务较重，而学习时间和总学时固定，因此分配到单门课程的学时就十分有限。虽说《环境工程学》为专业核心课程，但目前各大高校中该课程理论学时通常也仅有51～64学时。以《环境工程学》（第三版）（高等教育出版社出版，蒋展鹏和杨宏伟主编）为例，该教材将所有内容划分为13章（12章主体内容加绪论），共分为57节，课本共有760页。由此，分配到每个课时需要讲授1节内容，完成近12页知识的学习。要在40～50分钟的时间内，把12页的内容讲深讲透，这给授课老师的备课、讲授以及学生的课堂学习都带来了较大困难。

（三） 教学内容与其他专业课程存在重复

不论是采用哪种教材，《环境工程学》课程的教学内容都是主要围绕水、大气、噪声和固体废弃物四个方面展开，讲述水质净化和水污染、大气（或空气）污染、噪声污染的原理以及控制技术、固体废弃物产生、处理与处置的基本原理和方法、工艺及工程设计等，这些知识成为该课程讲授的基本内容。然而授课时的限制，这些课程内容又不可能都得到深入的讲述。从目前的环境工程专业现状来看，水、大气、固体废弃物乃至物理性污染控制（主要包括噪声和辐射）已成为环境专业的发展方向及学生就业的主要渠道。因此，为让学生熟练掌握相关知识，很多学校同时又开设了《水污染控制工程》《大气污染控制工程》《固体废弃物的处理与处置》《噪声污染控制工程》等相关课程。这部分课程的开设与《环境工程学》中的部分内容存在重复。课程内容的重复学习，造成了有限学习时间和资源的浪费，更难以激发起学生的学习兴趣，从而使后期开设的课程成为学生学习过程中的“鸡肋”。

二、 教学过程中的几点思考

（一） 探索多教師协同教学新思路

教师是课程知识传授的主体。在传统的教学模式中，一门课程从全部内容的备课、上课、考试等一般由一位教师负责完成。《环境工程学》作为一门涵盖了化学、物理、生物以及环境学和工程学等学科的综合型课程，该课程的教学给授课老师提出了较高的要求。而目前大学老师大部分来源于博士毕业生，并且都有自己的研究方向和擅长领域，由于时间和精力的关系，少有能够同时精通各类技术的全才。相反，学校乃至学院作为一个教学主体，掌握有大量教师资源，将精通相关知识的老师进行整合，让各教师在自己擅长的领域内为学生更好地讲授相关内容，将极大地提高工作效率和教学效果。如污水处理构筑物的设计部分，让一位具有大量工程设计经验的工程师来讲授，比让长期从事环境理论研究的教师，更具有现实指导性。同时，工程师长期从事工程设计的经验以及工程实例会让课堂增色不少。多位教师合上课程，让学生接触不同教师的教学风格和思维方式，有利于拓展学生的多样性思维。教师的更换，给课堂不断带来新的血液，增强学生的兴趣，防止学生对课程老师出现视觉疲劳也具有重要作用。endprint

在实施方式上可以采用一个学期多名老师配合完成整门课程或将课程内容分解，分阶段、分教师讲授两种方式。如同济大学就将《环境工程学》按水、大气和固废进行分解，不同学期由相关专业的教师完成，取得了不错的教学效果。当然，由此也可能带来一系列的管理方面的问题，急需教学管理部门提高管理水平。如考试过程中的试卷题目问题，可通过建立课程试题库，教师提供所授课程的题目，由管理部门根据课程的比例设置题目类型和分值，并且可通过不同教师的逐年添加，最终形成丰富的题库资源。

（二） 更新教学方法，科学选择授课内容，突出重点难点

对于综合型课程，一般都存在内容范围多而课时严重不足的问题。对于《环境工程学》这种实践性较强的综合型工程课程，选用合适的教学方法通常能达到事半功倍的效果。结合课程特点，在课程的教学过程中，可采用理论教学与启发式教学、案例教学、参观实践教学等相结合的方式。在介绍大气污染控制基本知识、原理和设计（如空氣中粉尘的沉降）时，教师可结合雾霾或沙尘暴等热点提出问题（如雾霾或沙尘暴如何形成？如何去除？），由教师逐渐引导，让学生以前期学习的物理、化学、流体力学、化工原理、土木工程等相关学科的知识为基础，积极主动去解决本领域的环境污染问题，在学习过程中了解课程知识的实用性。同时，利用大气、水和渗滤液均为流体的特性，可结合前期流体力学的知识进行统一地分析和讲解，努力做到灵活应用，首尾贯穿。

课程知识的实用性也是长期教学过程中学生咨询最多的问题，由此可以教学大纲为基础，通过与注册环保工程师执业资格考试以及实际工程设计中的要求相结合，对课程的内容及考核方式进行合理的筛选。对于一些基础性、记忆性的内容可提前布置课后自学，课堂重点讲述工程原理、设计及案例分析等，从而合理分配教学时间。另外，由于课本内容的滞后性，鼓励在科研及工程一线的教师进课堂，根据工程实际和自身的经验，对课本中涉及的一些逐渐淘汰的落后工艺与技术等内容进行压缩和删减，扩展大量新的工艺及方法，保证课程内容的与时俱进。

（三） 合理设置培养计划和开设专业课程

就目前就业及发展方向来看，环境类专业学生就业（包括从事研究类型的岗位）从事水、大气或固体废弃物治理的占大多数，同时这三个方向也是环境类专业的重点学习内容。由于这部分内容的重要作用，很多学校在课时不够，又想让学生更多更深入地学习一些专业知识的双重压力下，常把《环境工程学》作为基础课程，而在后续持续加开《水污染控制工程》《大气污染控制工程》《固体废弃物的处理与处置》等相关专业课程。由于教学内容的重复性和课程之间的协调不通，导致教学资源和学时大量浪费。虽然部分学校通过将后期的专业课设置为选修课程，让学生通过兴趣选择，以减轻学生的学习负担，但由于前期《环境工程学》将这部分专业课程的基础及原理都有所涉及，导致学生对课程失去兴趣，从而达不到预期的教学效果。

由于本课程及教学内容在专业中的特殊地位，学院可通过打通专业选课局限、分割课程功能、设置专业的实践课程等方式，既补充完善课程的学习内容又不会造成资源的浪费。根据学院的专业设置要求，环境工程专业一般分别通过设置《水污染控制工程》《大气污染控制工程》《固体废弃物的处理与处置》等相关专业课程来完成相关内容的学习。由此，环境科学专业学生可通过在完成相关课程学习的基础上，允许其选修环境工程专业课程，与环境工程专业的学生一起完成该课程的学习。而在后期课程的设置上，可通过完善教学大纲，将类似课程的教学内容进行分割，以实现不同功能性课程。如在《环境工程学》基础上，开设针对水、大气和固体废弃物等为处理或处置对象的设计实践类课程，重点培养学生灵活运用前面学习的基础知识，并可通过现场参观实习和设计等手段巩固所学内容，做到活学活用、学以致用。

三、 结语

环境工程学是环境学科的重要分支，是环境科学专业的核心课程之一。但该课程的教学存在教材多样、内容范围多而教师研究方向相对单一、教学内容丰富而课时严重不足、教学内容与其他专业课程存在重复等问题。在长年的教学实践中，提出了多教师协同教学、更新教学方法，科学选择授课内容，突出重点难点、合理设置培养计划和开设专业课程等方法，有利于提高教学效果，激发学生学习兴趣，最终实现对学生分析实际问题、解决实际问题的能力的提高。

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作者简介：万锐，方彩霞，安徽省芜湖市，安徽师范大学环境科学与工程学院。endprint