案例教学法在“环境工程原理”课程中的应用

何克杰 贺小龙 刘红盼 陈泉洲

摘   要：“环境工程原理”是环境科学与工程专业一门理论性和系统性较强的专业基础课，在教学过程中引入案例教学法，有利于培养社会紧缺的，具备系统的专业理论基础、良好素质和综合能力以及理论联系实践能力的环境领域专业技术人才。

关键词：案例教学;环境工程原理;教学改革

“环境工程原理”于2004年被教育部相关教学指导委员会确定为高校环境工程专业的核心课程，随后逐渐发展成为高校环境科学与工程专业一门重要的必修专业基础课。该课程分析归纳总结了环境工程专业涉及的水、气、固废、环境净化和生态修复等核心课程的技术原理，并对具有共性的基本原理、现象和过程进行系统和深入的阐述，具有较强的理论性和系统性。因此，该课程被认为是环境工程专业学生接触和深入学习环境领域技术的基石和桥梁[1]。

该课程于2019年秋季在重庆文理学院首次对“新工科”环境科学与工程专业学生开设，此前，重庆文理学院用“化工原理”课程作为环境工程专业的基础课程。尽管两者涉及的某些基础原理性知识具有类似性，研究对象和体系却有着较大区别。如“化工原理”关注的是化工生产过程中较高浓度的操作条件，而“环境工程原理”关注的是环境污染净化和控制领域较低浓度的污染物，后者更符合环境专业的特色和需求。作为重庆文理学院一门新课，该课程自开设以来将在较长时间内处于不断发现问题、解决问题的探索阶段。本课题旨在阐述“环境工程原理”教学中应用案例教学法的可行性及其设计实施方法，以提高该课程的教学效率和培养具有解决实际环境问题能力的创新人才。

1    案例教学法概况

案例教学法于1870年起源于美国哈佛法学院，并取得显著的教学改革成果，受到了教育界的高度关注，随后在全球各地得到快速推广与普及[2，3]。改革开放之初，成熟的案例教学模式开始扎根于我国高等教育，并在各个专业领域的实践中取得了广泛成功。所谓“案例教学”，顾名思义是一种以案例为主的教学方法[4，5]，是教师根据教学目标和教学内容要求，通过引入合适的生活场景或模拟仿真场景，使学生置身于案例场景中，甚至产生身临其境的效果，并根据实际教学内容，有針对性地引导学生将理论知识和案例问题相结合，鼓励学生积极主动讨论和分析问题，并提出解决问题的策略。期间教师要注重与学生的互动，及时对学生的过程行为给予肯定或评价矫正，以培养学生理论联系实际的能力、分析问题和解决问题的能力以及创新能力。

案例教学法主要有以下几个方面的特点：首先，以案例为主。案例可以是真实的生活场景，也可以是虚拟的场景，但必须和教学内容高度一致;其次，强调师生交流互动。案例教学以学生主动参与为主，教师引领为辅，师生互动交流为保障，师生互动程度越高，则教学效率越高;再次，开放性。案例教学旨在培养学生理论联系实际的能力、分析问题和解决问题的能力以及创新能力。同一案例，基于学生个体差异性和思维发散性的不同，学生可能会提出不同的解决措施;最后，启发性。案例是为教学目标和内容服务的，案例应具备引导学生深思、启迪学生思维的功能，进而达到实际联系具体理论，加深学生对理论知识的理解。

2    案例教学法在“环境工程原理”教学中的必要性

“环境工程原理”作为重庆文理学院环境科学与工程专业学生深入学习环境工程领域技术的基石和桥梁，必须要符合国家和学校对该专业学生的人才培养要求。在教育部积极推进“新工科”建设背景下，重庆文理学院环境科学与工程专业人才培养的目标是培养环境污染净化和控制领域的高层次实用型人才[6-7]，特别是社会紧缺的，具备系统的专业理论基础、良好素质和综合能力的环境领域专业技术人才。因此，在教学过程中，除了让学生掌握环境领域的专业知识和技能外，更重要的是使学生具备以理论知识为依据，分析解决实际环境工程问题的能力。作为一门理论性强的核心专业基础课，在“环境工程原理”教学过程中如何使学生理论联系实际，对培养应用创新型环境人才至关重要，这与案例教学法的目标相一致。因此，在“环境工程原理”教学中引入案例教学法是非常有必要的。

此外，“环境工程原理”课程知识体系复杂、原理性和系统性强、内容抽象枯燥和难度大等特点，决定了该课程内容与学生的实际生活无太大联系，这进一步加大了学生对知识内容的理解难度。因此，适当引入生活案例或者简单的虚拟案例，既能激发学生的学习兴趣，强化其自主学习能力，又能使学生由浅入深、循序渐进，加深对知识的认知和理解。因此，将案例教学和“环境工程原理”教学相结合非常有必要。

3    案例教学的设计和应用

在案例教学法中，案例选择是关键，案例必须与具体教学内容紧密联系，既能体现“环境工程原理”的专业知识，也能说明环境污染净化和控制技术现状和发展趋势的案例才是好案例。环境工程案例教学的设计和应用应当体现出以下4个方面的内容：

3.1  案例结合教学目标和教学内容

案例的优劣直接决定了案例教学的成败。在教学设计时，必须认真分析教学目标和教学内容，认真考虑哪些知识点引入案例最合适，案例如何扩展、延伸到教学内容，案例分析讨论和理论教学的学时分配，如何有的放矢地引导学生对案例的分析等，这些都是需要结合教学目标和教学内容进行考虑的。如首节绪论课的目的是使学生明白为什么学习“环境工程原理”，而“环境工程原理”是学生接触的第一门专业课，学生对专业认识和专业知识都不深。此时，在进行案例设计时可以选择学生较了解的热点环境事件，引导学生做事件应急处理人，分析污染物的来源和去向，提出解决策略，并与事件处理方案对比，不仅可以使学生明白“环境工程原理”的重要性，还能培养其思维创新能力。

3.2  案例新颖

教材一般滞后于工程应用，因此，案例只有与工程技术同步，才能使学生掌握与时俱进的专业知识。例如吸收章节，环境工程领域吸收法主要用于脱硫脱硝。石膏法是烟气脱硫应用最广、最成熟的技术，但其现在面临着脱硫产物处理处置的问题，导致该处理处在转型阶段。此时选择该案例作为增强吸收传质过程是不错的，但可能会导致学生与新知识、新技术脱节。

3.3  案例源于生活场景

“环境工程原理”涉及的知识是各种环境技术原理具有共性的基本原理知识，实际主要应用于污水处理厂、火电厂和给排水等方面，与学生实际生活契合度较小，选择这方面的案例较难激发学生的兴趣。如讲授保温层内容时，可以选择如何让学生将一杯开水尽可能维持较高温度作为案例教学。此时，大多数学生会基于生活方式给出使用密封容器或者保温杯的方法。

3.4  案例具有创新启发性

根据具体教学内容，教师可以选择自己的科研方向或者环境领域热点创新技术作为案例。如在吸附章节，可以从绿色化学概念出发，选择反向案例展开探讨，如污水中重金属用吸附剂是否可以完全去除？教师在和学生互动的过程中可以从自身科研或全球先进技术角度说明现状以及启迪学生改进的思路，不仅可以使学生掌握吸附知识，还可以激发其科研创新兴趣。

案例教学的核心是案例的选择，但案例教学的高效实施还需要其他几个方面。首先，指导学生课前积极思考。由于“环境工程原理”的知识较深奥、难理解，教师在课堂上突然引入案例，学生可能难以提出专业性的策略。教师可以把需要引入的案例作为课前作业，给予学生充足的时间预习或参阅文献资料，教师可以有针对性地在某些方面作一些要求，以引导学生较全面地查阅。其次，根据学生个体差异性和成绩分布等，合理地安排学生进行分组交流。教师要作好小组交流考评，制定恰当的要求和制度，促使尽可能多的学生参与探讨。最后，在进行案例教学时，教师要积极和学生互动，并及时对学生讨论的结果进行指导，对好的方案给予肯定和鼓励，对错误的观点进行纠正，并选择合适的时机，使教学过程从案例分析过渡到相应的教学内容上，提高学生理论联系实践的能力。

4    结语

将案例教学法应用到“环境工程原理”教学中，有利于培养具备系统的专业理论基础、良好素质和综合能力的环境领域专业技术应用型人才。选择合适的案例，以教师为引领，以学生主动参与为主导，以师生互动交流为保障，案例教学法才能取得真正显著的教学成效。

[参考文献]

[1]侯   彬，卢   静，王海芳.《环境工程原理》课程教学体系的改革与优化[J].教育教学论坛，2019，405（11）：103-104.

[2]廖曉斌，马红芳，苑宝玲.案例教学法在“环境工程概论”课程教学中的应用[J].科技文汇，2016（5）：42-43.

[3]黄梓睿.谈案例教学法在环境工程专业教学中的运用[J].智库时代，2018，157（41）：237，239.

[4]郑金洲.案例教学指南[M].上海：华东师范大学出版社，2000.

[5]胡  兵，万端极，范明霞，等.案例教学法在化工原理课程中的应用[J].化工时刊，2010（11）：76-78.

[6]张  润.案例法在环境工程教学实践中的应用[J].课程教育研究，2018（51）：130-131.

[7]蒋艳红，蒙冕武，邓  华.案例教学法在“环境工程学”教学中的应用研究[J].中国电力教育，2009（23）：70-71.