《固体废物处理与处置》课程教学改革与实践*

蒋 茹，朱华跃，蒋胜韬

(台州学院环境工程系，浙江 台州 318000)

《固体废物处理与处置》是教育部高等学校环境工程专业教学指导委员分会在《高等学校本科环境工程专业规范》中明确规定的环境工程专业九门核心课程之一，该课程教学质量直接影响着环境工程专业毕业生的培养质量[1]。固体废物处理与处置是通过化学、物理、生物等不同方法，使固体废物适用于运输、贮存、资源化利用，以及最终处置的过程。《固体废物处理与处置》理论课时为32学时，属于短学时课程。同时，2018年9月17日，教育部、工业和信息化部、中国工程院提出了《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》。在卓越工程培养的新背景下，如何在短学时，即要完成《高等学校本科环境工程专业规范》规定的教学内容，又要满足新工科卓越工程师培养要求，需要授课老师积极主动地调整原有的传统教学模式，进行《固体废物处理与处置》教学模式创新。包括仿真动画在内的多媒体技术则为解决此问题提供了有利条件和良好机会。将仿真动画、MOOC、线上资源与课堂教学同时相结合是一种最新型的教学模式，即信息化教学模式[2]。本文根据多媒体与互联网教学的特点，并结合台州学院《固体废物处理与处置》多年的课程建设实践和教学实际经验，就如何有效利用了多媒体技术在《固体废物处理与处置》课程教学中的应用进行了初步的探讨。

1 教学中多媒体技术

多媒体(Multimedia)是多种媒体的综合，一般包括文本、声音和图像等多种媒体形式。教学中常用多媒体技术包括PPT、 动画仿真、网络在线资源等。传统的教学是以教师课堂传授为主，经常出现满堂灌的现象，教师并没有真正担当“导”的角色。而在网络和多媒体教学中，需要教师给学生提供自学内容的范围和自学的途径，做到课中教，课后“导”的作用[3]。通常情况下，除了课堂教学内容，教师要向学生提供教学软件、网络资源(在线课程)、课程实践录像资料等。在制作多媒体课件的过程中，一个优质的环境工程多媒体课件需要授课老师投入大量的精力和时间，不仅需要有精深的本专业理论背景知识，而且需要熟悉Flash、AutoCAD、Photoshop、Fireworks、Dreamweaver软件等操作，这样制作的出来的多媒体课件才具生动、活泼、有趣，应用于教学中才具有良好的效果。

2 多媒体技术在《固体废物处理与处置》教学中实践

台州学院是一所地方性本科院校，学校从2003年开始招收环境工程专业本科生。台州学院环境工程系围绕学校地方高校定位和工科培养目标和要求，借鉴浙江工商大学、盐城工学院等省内外高校实践经验，并结合台州地方产业特征和固体废物的污染特点，制定出符合台州地方实际的《固体废物处理与处置》教学大纲。经过多年的教学探索与实践，逐渐摸索出在网络技术和多媒体环境下的《固体废物处理与处置》教学模式，充分激发了学生学习《固体废物处理与处置》课程的积极性。

2.1 PowerPoint 幻灯片演示

《固体废物处理与处置》课程具有设备多、工艺流程多等特点[4]。教学内容中有许多工艺流程图(城市垃圾处理工艺、固体废物热解工艺、污泥处理与处置工艺等)、构筑物或设备结构图(如真空过滤脱水机结构图等)以及一些原理示意图(如浮选原理图、破碎原理图)等[5]。在实际教学中根据现代教学手段的发展和本课程需讲述的处理原理、工艺设备的特点，采用PowerPoint各种技术制作精美的教学所需课件。例如在讲解污泥重力浓缩池的结构和工作原理时，采用PowerPoint的动画功能。在教学过程讲解不同时，依次插入由不同颜色绘成而成的沉淀池基本框架、进水管、进水区、沉淀区、缓冲区、贮泥区、出水管和排泥管等部分。由于是动态出现，同时各部分图形的色彩不同，因此学生在听课的过程能集中注意力。

2.2 Flash仿真动态模拟

对于那些理解困难、内容抽象内容进行讲授时，可采用Photoshop制作基本素材，用Flash软件动画和交互功能进行动态仿真模拟，力求将原本晦涩难懂的内容以动态直观、活泼形象的形式呈现给学生。Flash动画还具有离线可使用等特点，方便学生课前预习和课后复习。一个好的Flash仿真动画需要善于运用艺术技巧和方法去进行创作，才能使创作出来的Flash仿真具有可观赏性，引起学生对知识点和教学内容的关注和学习的热情。现在，我们制作出来《固体废物处理与处置》Flash仿真动画包括破碎系列、浮选原理、城市生活垃圾填埋系列、固体废物热解毛细现象等。在《固体废物处理与处置》过程中合理利用Flash仿真模拟，可以起到事半功倍的效果。如课堂讲授固体废物气浮浓缩教学过程，先观看气浮浓缩Flash动态模真过程，学生很直观地就能看到整个气浮过程的高压溶气、气固结合和最后的气浮分离过程。在讲授固体废物破碎时，采用Flash动态模拟剪式破碎机、鄂式破碎机、锤式破碎机和BJD普通型破碎机等工作过程，学生能动态地观察到各种破碎设备的结构组成，并理解性地掌握相应装置的破碎工作原理见图1。

图1 固体废物破碎仿真动画

电镀污泥是一种危险的化学废弃物，其中包含多种重金属离子且性质非常不稳定，对环境造成严重污染，对人类健康带来威胁。因此，电镀污泥的稳定化也是《固体废物处理与处置》的重要教学内容。在以往教学过程，通常只放一点流程图，教学效果一般。我们采用Flash技术对整个处理工艺仿真动画，使电镀污泥固化工艺中计量、混合、成型、养护和运出过程更加形象(图2)。类似Flash动画还包括沥青固化工艺(图3)、城市生活垃圾处理工艺、矿业固体废物气浮处理工艺、热解处理工等。

图2 电镀污泥固化处理工程流程图

图3 沥青固化流程图

2.3 采用影音播放

真实场景记录片具有色彩鲜艳、生动形象的画面，具有结合声音、动画、特技效果、清晰的信息等，使得教学过程具有直观性、真实性和趣味性，从而激发学生的学习热情，调动学生的学习主动性，使学习过程成为学生主动参与的教学过程。在《固体废物处理与处置》教学过程采用影音内容的主要有两种类型：一种是处理工艺的实况录像，另外一种是具体单元操作设备结构和实验操作过程。我们将环境工程专业认识实习期间，学生参观的城市垃圾填埋、发电场固废的处理过程以录像的形式记录下来。在讲解城市垃圾填埋处理时，采用播放城市垃圾填埋场现场视频形式，将垃圾填埋系统组成、填埋具体操作流程以影音形式直观、形象地展示给学生，给课程注入新的活力。垃圾渗滤液是城市生活垃圾在处置过程中产生的不可避免的二次污染物，渗滤液包括高浓度有机污染、无机氮污染和重金属污染。垃圾渗滤液处理涉及复杂的物理化学原理和各种各类的处理装置。我们以浙江某垃圾填埋场垃圾渗滤液处理现场实况录像为教学资料，向学生介绍系统渗滤液处理工艺和所涉及的主要设备。由于实况录像形象生动，有利于调动教学过程中学生学习积极性，最终提高教学质量和教学效率，以实现最优化的教学目标。

2.4 利用网络平台与资源

由于教学手段和教学课时的限制，传统的教学方式传授仅限于课本知识，而且不够全面深入。网络多媒体恰恰就是增加教学内容的最好平台。《固体废物处理与处置》教学除了课堂讲授内容外，还采用网络在线自主学习方式弥补课堂教学时间短、内容讲授不充分等不足。我们将《固体废物处理与处置》相应资料(如教学大纲、课件PPT、仿真动画、课程习题、课后作业、课程设计实例以及《固体废物处理与处置》精品课程网站链接等)集中放在天空教室课程中心。在《固体废物处理与处置》教学平台上，学生可以按自己的学习需求下载相应的资源进行学习，也可以在线学习。近些年，随着手机端软件的研发和推广，《固体废物处理与处置》作业、课程测试也在学习通App平台上进行布置和解答，进一步提高了课堂教学的效率。

3 结 语

网络环境下多媒体教学是现代教学是一种趋势，也成为《固体废物处理与处置》授课教师面临的新的研究课题。多年的教学实践表明，多媒体教学不仅提高学生对固体废物处理与处置技术及专业用语的理解能力，同时通过仿真动画可强化学生对处理机理和设备结构的理解，有利于调动教学过程的积极性，最终提高教学质量和教学效率，以实现最优化的教学目标。