地方性本科院校《环境工程学》教学改革探索

万顺利，钱丽萍

（黄山学院 生命与环境科学学院，安徽 黄山 245041）

《环境工程学》是一门理论性和应用性均很强的综合性课程，它以环境科学的相关理论为基础，运用工程学的手段阻止污染物进入环境介质，保护自然资源，防治环境恶化，进一步改善环境质量[1]。目前，该课程是环境科学专业的必修课，全国各类高校的环境科学专业基本都将此课程列为核心主干课程，课程重点阐述了水质净化与水污染控制工程、大气污染控制工程和固体废物污染控制工程的基本概念、相关原理和工艺特性[2]，是贯穿整个环境科学专业课程体系的主线。按照课程培养目标，学生应掌握环境污染控制领域基本概念、基本原理和基本技术方法，了解该领域的最新进展，理解未来发展方向，初步具备发现、分析和解决环境污染问题的基本素养，从而为毕业后走向环境类工作岗位奠定基础。随着就业竞争程度的加剧，社会对学生的综合素质，特别是创造性和动手能力的要求持续提高，传统的教学模式越来越难以满足要求。因此，如何通过课程的教学模式改革，提升培养人才的社会吻合度是“大众创业、万众创新”以及地方性高校加强应用型人才培养背景下值得深入研究的课题。为了满足新形势下创造型、应用型专业人才的培养要求，笔者对《环境工程学》的教学模式进行了探索性改革，尝试了一种“教、做、用”三位一体的多元化全新课程教学新模式。

1 《环境工程学》的课程状况

黄山学院自2004年开办环境科学专业以来，便开设了《环境工程学》作为专业核心课程。理论课安排48 学时，目前所选教材为蒋展鹏主编的《环境工程学》（第三版），并推荐高廷耀等编写的《水污染控制工程》、郝吉明等编写的《大气污染控制工程》和宁平等编写的《固体废物污染控制工程》等书籍为参考书目，授课时间为第六学期。配套实验课安排24 学时，共有5 个实验（主要为水污染控制工程领域的实验项目），所用教材为课程教学组根据授课要求，结合学生实际情况自编的实验指导书，授课时间为第六学期。另外，专业人才培养方案中还安排了环境工程学实习作为配套课程，以巩固学生课堂学习内容，加深对相关原理和工艺的理解，课程实习时间为一周，实习地点为黄山市周边污水处理厂，生活垃圾填埋场、自来水厂等代表性环保工程。经过10多年的教学实践，黄山学院环境科学专业已经形成了一套环境工程学理论、实验和实践相配套的课程教学体系。

2 传统教学模式存在的问题

通过大量文献调研和实际考察交流，发现大部分地方性本科院校在推行应用型大学建设过程中，环境科学专业的《环境工程》教学体系均存在一些共性问题。

2.1 课程教学目标未能精准定位

不能紧扣专业培养目标编制《环境工程学》课程教学大纲，授课的侧重点依然是污染物净化的基础原理、途径，而对污染物处理单元的择优、设计和运营强调不足，故学生很难具备分析、解决实际环境污染问题的基本能力，进而导致毕业生不能达到社会对应用型专业人才的需求。

2.2 所授知识未能紧扣行业发展

随着环境学科的不断发展，新概念、新理论、新技术和新工艺不断提出，而教材和参考资料的更新速度严重滞后，便导致学生掌握知识相对陈旧，出现与社会脱节的现象[1,4]。而且实际环境污染控制工程中的分析对象通常是整个工艺流程，这与教材中的编排思路（以单个独立单元作为分析对象）极不对称。因此，按照教材体系培养，学生毕业后很难适应实际工作的需要。

2.3 学生主动性和积极性未能充分调动

教师的教学手段比较单一，且以传统的填鸭式教学方法为主，学生被动的接受知识，加之环境工程学理论课程中涉及的很多工艺、基础原理及构筑物十分抽象，学生很难理解，学习吃力，故学习的主动性和积极性严重受挫。

2.4 课程实验未能激发学生的创造性

环境工程学课程实验开设的目的是通过单个独立实验，加深对污染处理工艺或单元的理解，增强动手能力，并进一步激发学生的创造性。但很多高校实验课程中的项目多数是验证性实验，且与环境监测实验重复交叉较多，缺乏设计性和综合性实验，学生极易形成思维定势，不利于培养学生的创造性思维。

2.5 课程实习未能发挥实践教育功能

课程实习设置的目的是巩固理论课程所学知识，进一步增强实际动手和解决问题的能力[5,6]。但目前大多地方性高校环境工程学课程实习流于形式，实习时间短，且多以走马观花式的参观为主，不能为学生提供实际操作或解决实际工程问题的机会。

3 教学改革措施

针对地方性本科院校《环境工程学》教学体系中存在的问题，结合黄山学院地方性应用型高水平大学的建设目标，对环境科学专业的《环境工程学》教学工作进行如下改革。

3.1 增加理论课时，精简教材内容，补充污染控制新技术新工艺

将《环境工程学》理论授课课时从48 学时增加到64学时，同时对原教学大纲中的授课内容进行调整，弱化课本上原理性较强、实用性不高的知识点以及落后工艺的讲解，补充行业发展新动态、新技术、新工艺/改良工艺的探讨。例如，污水处理的吸附法中，在原教学大纲中删除了理论性较强的吸附等温线部分，而引入一些较新型吸附技术（如吸附-强化生化处理联用技术、絮凝吸附技术等）、新型吸附剂（如磁性吸附剂、无机-有机高分子复合吸附剂等）。新内容的引入不仅提高了学生学习的兴趣和积极性，而且拓宽了学生的视野，更利于毕业后快速适应工作。

3.2 采用先进教学手段，实行项目化教学、案例教学

进一步完善《环境工程学》理论授课课件，用图片、视频、音频以及仿真软件等元素取代以往课件中的大版文字。采用多元化的组合课件给予学生不同的感官刺激，加深学生对基本理论、工艺流程及构筑物等的理解。例如讲授曝气设备的内容时，采用一组离心鼓风机正常工作时的动态组合图取代风机原理和运行过程的文字描述，学生更易接受和记忆。另外授课过程中，教师可节选自身主导或参与的项目进行案例教学，加深学生对涉及的污染处理工艺理解，从而增强教学的直观性、生动性和实用性[7,8]。例如，在讲授膜法处理污水时，教师以某电镀企业尾水的膜法处理工艺为主线展开讨论，更利于学生对膜结构、应用条件、处理效果以及成本等信息的把握。并且还配备了大量的污染物治理设施或构筑物微型模型，可供学生观摩或体验，给予学生更直观的感受。

3.3 创新考核机制

在学生课程的总评成绩中，提高平时成绩所占比重，弱化期末考试。平时成绩由出勤、课堂表现、作业、测试、随堂即兴讨论以及定期的专题无领导小组讨论构成。其中以随堂即兴讨论以及定期的专题无领导小组讨论为主导（约60%），随堂即兴讨论为针对教师随机提出的议题进行“头脑风暴”，而定期的无领导小组讨论主要是针对教学大纲给出的环境热点问题进行讨论如农村生活污水处理的必要性及前景，雾霾的形成机制及应对措施，讨论后形成小组讨论意见陈述于教师，教师随即进行点评和小组打分。平时考核的形式多样化以及比重的提升，有助引导学生形成“功夫花在平时，杜绝临时抱佛脚”的良好学习风气，而且极大地激发了学生的主动性和创造性思维。

3.4 团队协作，自主设计实验，完成实验

摒弃了传统的验证性实验教学模式，强化学生在实验课程中的主导性。实验课中将学生分成固定的4 人一小组（每次实验5 个小组），并贯穿于整门实验课程。每次实验课开始前，实验教师简单介绍本次实验的目的、拟达到的结果，不指定具体实验路径。要求学生在规定的时间内自主完成实验的设计、操作和结果处理。基于完成时间、数据质量以及实验总结等当场给出成绩。学生实验过程中，教师要不断观察，并给出精细的专业点评，指出每个组及每个学生的不足。该教法使得各组之间产生竞争，不仅实验的效率和质量明显提升，而且培养了学生分析问题、解决问题的能力和动手能力，同时也培养了学生的团队协作能力。

3.5 提高实习要求，深入生产一线

积极与实习基地沟通，请求企业克服困难，保证学生一周实习期间吃住行均在基地，切实深入到生产一线，杜绝蜻蜓点水式实习。学生在企业的一周实习，不仅可遇到很多生产中的实际问题，而且能学习到一些关键的应对措施，还可接触一些工作经验十分丰富的工程师。通过一线实习，学生的实践能力得以提升，就业竞争力也明显变强。

3.6 参与教师科研，鼓励申报创新创业训练计划项目，积极参加各类竞赛

随着我校办学水平的提升，教师承担的各类科研项目日益增多，积极吸收学生参加科研课题，不仅缓解教师的压力，而且有助于学生拓宽视野，把握学术前沿，培养钻研精神。另外，鼓励学生积极申报国家级、省级大学生创新创业训练计划项目，积极参加各类大学生竞赛，如大学生挑战杯、电子商务大赛和“互联网+”大赛等。且让学生将研究成果、心得与班级其他同学进行分享。该经历不仅强化了学生分析问题、解决问题的能力，而且能激发学生的创造力。

4 教改前后教学效果对比

通过近3 年的教学改革，《环境工程学》课堂教学氛围变得更加活跃，学生学习的积极性和主动性明显提升，师生互动也显著增多，学生由最初的被动接受状态转变为想学、要学的主动状态，课程教学逐渐进入良性循环。教改后，学生经常围绕着最新的环保热点、环保政策、环境污染事件与授课老师展开讨论，而且提出了一些鲜明、独立、新颖的观点。由于教改重视学生实践能力的培养，学生的实践动手能力增强，就业竞争力明显加大，专业对口就业率逐年上升。通过加强黄山市内实习基地的打造和体验，学生们对市内环保企业有了更深入的了解，毕业后进入市内环保企业的人数逐年攀升，2019届毕业生中，留在黄山本土环保企业的人数就高达10 人，占全班人数的15%，充分体现了学校地方性应用型大学的建设特色。此外，近3年的《环境工程》课程考核中，学生的平均分数逐年上升，教改效果日益凸显。

5 教学改革中存在的问题

5.1 教师的理论和实践水平需进一步提升

《环境工程学》教学改革过程中，采取了更多元化的教学方式。对于项目化教学和案例教学中，需要教师搜集大量有代表性的典型案例，并且对案例进行梳理、消化、吸收，然后再精心设计成教学案例，在该过程中，教师只有基础知识扎实，实践经验丰富才能得心应手。而目前，授课教师组以年轻教师为主，实践经验普遍欠缺。因此，要想教学改革取得长足进步，课程组教师必须进一步加强理论学习，同时更要注重通过到环保企业交流、挂职等途径提高实践水平。

5.2 综合性实习基地亟待扩充

目前我校环境科学专业实习基地仍以城市污水处理厂、城市垃圾填埋场、自来水厂等大型市政工程为主，形式比较单一，虽经课程教学改革后，学生可深入生产一线，掌握更多的实践性知识，但学生接触到污染控制设施比较陈旧、单一。今后，应积极与周边城市（如合肥、杭州、南京等）的知名环保企业对接，争取吸收更多的先进企业为黄山学院环境科学专业实习基地。

6 结 语

《环境工程学》教学体系改革后，学生的学习兴趣、积极性和主动性明显提升，创造力得以激发，实践能力和分析、解决问题能力也明显提高，毕业生就业的竞争力变大，专业对口就业率逐年稳步提升。当然，黄山学院环境科学专业的《环境工程学》课程体系的教学工作还处于改革的探索阶段，仍存在着诸多不足，还需要任课教师组投入更大的热情和精力，继续推进课程教学改革工作，努力培养技术上过关，动手能力过硬，而且经得住用人单位长期考验的应用型环保专业人才。