环境工程学课程教学改革初探

陈 波，练建军，盛广宏，孟海玲，戴 波，王雅萍

(安徽工业大学 能源与环境学院，安徽 马鞍山 243002)

环境工程学课程是面向我校环保设备工程专业本科生开设的专业主干课程，开设目的是让学生掌握环境污染中水、气、固三方面的污染控制原理及主要处理技术。由于该课程开设时间较短、相关教材极度缺乏等原因，在理论教学过程中已发现了诸多问题。而与之配套的实验教学体系主体还是停留在验证理论基本知识的层面上，对学生工程意识和应用能力的培养较为欠缺。考虑到当前社会发展中对具有工程实践能力和创新综合素质的环保设备专业学生的强烈需求，本文以环境工程学课程为例，在理论教学环节的教学内容、教学方法、教学手段，及考核方式四个方面，以及实验教学体系中提出“4+3”的改革思路，并与各位同行互相探讨，以期为工科类高校应用型人才的培养方式提供有益参考。

一、理论教学环节

(一)教学内容

环境工程学在环保设备工程领域方面尚未有针对性教材，目前使用的教材为环境工程专业中应用较多的蒋展鹏主编的《环境工程学》，包括水、气、固、噪声及其他污染等四个方面的内容，然而对于环保设备工程专业的学生来讲，该教材内容稍显宽泛，对实际工程领域中主要应用技术的污染控制方法及其主要设备仍需作进一步补充和凝练。另外，目前该课程总计80学时，实验仅占10个学时，对于该专业应用复合型人才培养要求的达成稍显不足。为解决上述问题，结合我校环保设备工程以水处理为主的专业特色，我们对该课程原有教学内容和学时安排进行了优化，将理论课总学时由原来的70学时改为64学时，实验学时由10学时增加至16学时，以加强学生动手操作能力；其次是对主要内容进行了凝练，提高应用更为广泛的污染控制技术方面的理论学时。

(二)教学方法

该课程原理论教学模式是以教师讲解为主，教师通过PPT及板书的形式向学生传授知识，而学生主动学习的积极性并不高，教学过程单一、枯燥，效果难以达到预期效果。对此，我们从以下三方面对该课程的教学方式进行优化：

一是加入讨论环节。在教学过程中让学生开展小组讨论，针对相关问题进行辩论及问答，这样有利于学生加深对所学知识的理解，提高学习效率。

二是加强课后思考。在重要知识点讲述之后，给学生布置具有针对性、发散性的思考题，同时在下节课就该问题进行提问，并加以详细讲解。这种方式不仅能使学生在课后对知识进行温故，提高课后查阅资料能力，同时也提高了自学能力。

三是增加案例分析。在重点内容讲解过程中，需增加一到两个工程案例，学生分组讨论提出解决方案后，教师给予合理的评价，并提出实际解决方案。这样更加深了学生对所学知识的印象，同时也有利于对实际工程的认识。

(三)教学手段

原教学过程中主要借助多媒体课件来对课本内容进行讲解，教学手段单一，教学过程刻板，不利于工科学生对工程领域方面的认知。为此，我们在理论教学过程中，为学生提供大量生动形象的环保设备图片，使学生能将课本中提到的构筑物或设备结构图与工程实际中的实物图结合起来；同时，采用动画仿真的形式，来揭示一些复杂环保设备的工作原理与运行机理，以及加深对污染处理工艺的认识和理解。通过这些手段，增强教学内容的真实感，提高学生在课堂中的学习效率。

(四)考核方式

考核方式主要涉及两方面：其一，考试时间安排。该课程之前采用的是集中学习，最终进行期末考试的形式，然而学习时间跨度太长，复习内容太多，导致学生普遍反映考试难度大。因此，在第一部分“水污染控制”后即安排对该部分进行考试，当第二部分结课后再安排一次考试。这样可以更有利于学生及时复习。其二，以前该课程考核方式采用传统的卷面笔试成绩为主，辅以学生的平时成绩。由于平时成绩的主观影响因素较多，因此难以给出十分客观公平的评价。这种考核方式导致学生形成“平时学习敷衍了事，考试前临阵突击”的习惯，且对所学知识的掌握也不够牢固，往往考后即忘。基于以上分析我们建立全方位的考核方式，考核将包含期中、期末笔试，学生讨论、辩论环节的平时考核，以及实验环节的考核。其中笔试更注重对基础问题的考查，平时成绩中的讨论、辩论及问题回答所占比例相应提高。另外，原课程考核比例划分情况为期末考试、平时表现、实验成绩分别占70%、20%、10%，现修订为笔试成绩、平时表现、实验成绩分别占65%、15%、20%。通过考核方式的优化，促使学生提高动手操作能力，并加强平时学习的效果。

二、实验教学体系

实验教学是理论教学的重要辅助部分，是高等院校培养学生过程中的一个重要环节。[1]环保设备工程专业依托于环境工程专业良好的实验条件，加上学校对新增专业的重点扶持，近几年得到了快速发展，但是当前本专业的实验教学状况仍存在一些问题，需要进一步完善。

(一)实验仪器设备

虽然学校对新专业的实验仪器和设备已有一定投入，但毕竟环保设备工程是新专业，在已有设备的台套数，以及通过实地考察发现新的技术设备等方面仍需不断补充完善。如在水处理方面，已有的水处理系统目前仅有四种，还不能够满足学生对水处理单元较为完整的实际认识及模拟操作。在大气方面，二氧化硫喷淋吸收实验装置和氮氧化物的催化净化实验装置，将再增加台套数。另外，现有除尘器只有机械振打袋式和旋风两种传统类型，且仅能满足学生的感性认识，无法进行实际工程模拟操作。经教学团队讨论，我们将根据实际工程设备等比例缩小定制可运行的设备，如脉冲袋式除尘器，在处理技术和设备操控性方面都能让学生有新的认识和提高。

(二)实验教学方法

目前采用的实验教学方法基本上是由指导教师介绍实验目的、实验原理以及实验过程中所用的仪器设备，并进一步向学生说明仪器设备的使用方法、实验步骤、数据整理及结果分析等，几乎包含了整个实验的全过程。学生只需按要求去操作，无需查资料，也几乎没有了思考创新的余地，这种照方抓药的教学模式，严重影响了学生对实验课的兴趣，从而导致学生的主观能动性减弱；其次，该课程所包含的水、气、固三部分的实验内容较为分散，而实验学时又比较少，不利于综合实验的展开。对于复杂工程问题的解决涉及较少，且系统性不强，对学生分析问题、解决问题能力的培养不足。为此，我们提出如下实验教学改革方案。

一是采用“学生为主体”的教学模式与“启发式”的教学方法。在整个实验教学过程中，教师提出问题，引导学生去思考和讨论，并鼓励学生带着问题去开展实验。如在开展SBR反应器污水处理实验中，教师可提出本次实验目的及结果达成状况，并向学生提问SBR反应器启动前微生物的培养和驯化过程，引导学生思考后续的实验步骤，以及实验设备参数改变对实验结果可能带来的影响。之后让学生分组运行SBR反应器，通过不同组不同条件的运行，测定反应过程中的溶解氧、COD、pH值、SS、SV等水质指标，并观察活性污泥的生物相。通过不同组不同条件整个周期的运行，不仅能避免学生间实习报告的相互抄袭，同时还能全面了解SBR反应器的结构和运行情况，以及SBR反应器去除污水的工艺过程。

二是以污染处理工程为实验单元，提高实验教学的系统性和综合性。环保设备工程专业的实验针对性和综合性较强，且环境工程学本身又包含水、气、固等多方面实验内容，因此在主要污染控制实验中将验证型实验向综合性实验转型是很有必要的。[2]例如在污水处理工程实验中，可以根据实际情况考虑将几钟工艺单元整合在一起，组成一个实际污水厂的模拟综合型实验，涉及预处理、生化处理、深度处理等环节，通过对各处理单元进出水水质指标的检测分析，提高学生的动手能力和工程化分析能力。在大气污染控制工程实验中，由于颗粒物和气态污染物在实际环境中往往同时存在，因此，可考虑开设典型除尘工艺与烟气脱硫脱硝工艺相结合的综合性实验，通过多个处理工艺的串联组合，以及组合方式的改变，全面提升学生对理论知识的掌握，及对工程理念的理解。

三是以学生的兴趣为导向，让学生参与整个实验过程。教师提供不同类型的综合性实验，只搭建实验的框架，学生根据自己的兴趣选择不同的方向，查阅相关资料，补充并完善整个实验。然后以小组的形式讨论，整合一套更为完善的实验方案。教师确认合理后再以小组为单位准备并完成实验。通过以兴趣为导向，参与整个实验过程，不仅能增加学生对实验的兴趣，同时能够培养学生分析问题和解决问题的能力。

(三)实验考核办法

该课程目前的实验考核办法是根据学生的出勤率和实验报告来评定实验总成绩，由于缺乏实验中间环节的细化考核，以及实验报告偶有抄袭的不良现象，导致实验成绩难以全面真实的反映学生对实验内容的掌握程度以及学生动手能力的高低。因此，建立科学合理的实验考评体系是很有必要的。我们在原有考核基础上新增了实验过程提问及实验考试两个环节。实验过程提问能够更好的反映学生对实验过程中相关知识点的掌握程度，也能促使学生在实验过程中加强思考；增加实验考试环节不仅能够判断学生对实验原理的掌握程度，同时也可强化学生对实验内容的进一步巩固。

三、结语

针对当前环保领域对环保设备工程应用复合型人才的需求与环境工程学教学效果现存的问题，本教学团队从理论教学环节的教学内容、教学方法、教学手段、考核方式和实验教学体系提出“4+3”的改革思路并进行了初步实践，使环保设备工程新专业的学生在充分掌握基础理论的同时，也能增强了实践动手能力。