“金课”建设背景下的课程改革探索

孙秀云 黄中华 张轩 熊萍

[摘 要]为了更好地响应教育部在中国高等学校本科教育工作会议提出的“消灭水课，打造金课”的号召，课题组针对固体废物处理工程课程教学中面临的问题，就课程教学内容和资源、教学组织实施、课程考核方式等方面进行改革，使之更适合学生的专业素质发展，进一步提高学生的实践能力及自主学习能力，同时融入课程思政，将固体废物处理工程建设成让学生学有所思、学有所获的“金课”。

[关键词]金课;固体废物处理工程;教学改革

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）01-0064-03

课程作为人才培养的核心要素，是大学教育中不可或缺的一环，提高课程教学质量是教学的重中之重。“金课”建设是解决中国高等学校本科教育中存在的问题和助力其发展的关键一步。“金课”的建设标准为“两性一度”，即高阶性、创新性和挑战度。高阶性，是指通过知识能力素质的有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维;创新性，是指课程内容能反映前沿性和时代性，教学形式呈现先进性和互动性，学习结果具有探究性和个性化;挑战度，是指课程有一定难度，对教师备课和学生课下有较高要求[1]。遵循“两性一度”标准，倾力打造“金课”，建成一流课程，是我国教育发展的风向标。

固体废物处理工程是环境工程专业的核心课程之一，其内容涉及工业固体废物、城市固体废物和危险固体废物的管理、处理和处置，具有很强的实践性、工程性和综合性。课程面向环境工程专业大三学生开设，课程目标为：将课程思政融入教学中，使学生树立社会主义生态文明观，进德修业，志道鼎新[2];培养学生问题分析能力，即通过掌握固体废物的管理、收集、输送、破碎、分选、焚烧、热解、填埋、堆肥化和固化/稳定化等处理处置理论与技术，了解燃煤工业、冶金工业、化学工业、生活垃圾等典型固体废物，能够识别、表达和分析固体废物污染控制领域相关的复杂工程问题;锻炼学生设计/开发解决方案的能力，即通过完成转运站/填埋场/焚烧厂的设计，能够针对固体废物污染问题，确定处理/处置系统的设计参数，并在设计环节体现创新意识。为此，通过分析固体废物处理工程课程教学现状，合理增加课程难度，拓展课程深度，扩大课程可选择面，可以将课程建设成有深度、有难度、有挑战的“金课”。

一、固体废物处理工程课程教学现状

笔者在以往的课程教学和反馈中发现：一方面，学生普遍缺乏工程观和将各门专业课知识融会贯通的能力;识别、表达和分析工程问题的能力也亟须提升。另一方面，固体废物既是污染源，又是污染汇，种类纷繁复杂，污染形势严峻，其管理、处理处置和资源化技术正蓬勃发展。国家“无废城市”建设试点工作的开展对固体废物污染控制人才提出了更高的要求。这就需要培养学生具备解决复杂问题的综合能力和终身学习的能力。课题组针对课程教学内容和资源、教学组织实施、课程考核方式等进行改革探索，使之更适合学生的专业素质发展要求，进一步提高学生的实践能力及自主学习能力，并融入课程思政，将固体废物处理工程建设成让学生学有所思、学有所获的一流课程。

二、固体废物处理工程课程教学改革

（一）不断丰富教学内容和资源

1.锤炼经典，自编优质教材，提高课堂温度

教学团队合力打造的精品教材，入选过国家级规划教材、工信部规划教材和江苏省高等学校重点教材，获评过“江苏省高等学校精品教材”。

课程目前采用2019 年北京航空航天大学出版社出版的《固体废物处理处置》（第4版）作为教材。该教材结合环境工程专业“工程教育专业认证”和“卓越工程师教育培养计划”的毕业要求，给予学生整体性的工程概念，强调抽象的原理与具体的应用实例并重;注重介绍设计参数的获得、计算值的分析、禁忌参数的舍弃等实用型内容，实践性强;教材介绍了固体废物的管理、收集、输送、破碎、压实、分选、焚烧、热解、填埋、堆肥化、固化/稳定化等处理处置方法，以及燃煤工业固体废物、冶金工业固体废物、化学工业固体废物、生活垃圾、污泥、廢弃电器电子产品、医疗废物等典型废物的来源、危害、资源化及其处置，贯彻了固体废物全过程管理和分类管理的理念。教材系统收集整理了国内外固体废物处理处置和资源化的资料与图片，以非常直观的方式完整地反映了课程的知识体系，并实行关键词中英文对照，这有助于学生查阅资料，方便学生以教材为核心实现知识的拓展。教材起到了纲领性的作用，能培养学生自我更新知识和批判思维的能力，实现授之以渔，互动性强。

采用教学团队出版的教材，学生会有亲切感，这也符合习近平总书记所倡导的“亲其师，才能信其道”的理念，让课堂更加有温度。

2.将科研成果和工程实例转化为教学资源

科研与教学之间是一种互为基础的源流关系和相互促进的共生关系。教学为科研提供实践基础和人才资源，科研为更高层次的教学提供理论支持和科学依据[3]。

教学团队承担着国家、省部级和企业委托的关于固体废物的研究项目，依托“化工污染控制教育部工程研究中心”“江苏省化工污染控制与资源化重点实验室”，将所承担的科研课题——剩余污泥、碱厂碱渣、酸洗污泥、医药中间体废盐、脱硫石膏、废线路板、生物炭和粉煤灰等固体废物资源化研究成果，以及污染案例转化为教学资源，切实丰富课程教学内容，进一步提高课程的难度和深度，让学生与教师一起“跳一跳”。将科研成果转化为教学内容带入课堂，这种做法促进了学生独立思考和创新思维的形成，拓展了学生的科研知识，增强了学生的能力，提升了学生的思维高度，更加符合学生全面发展的要求，也使得课堂更有深度。将优质的研究成果转化为教学资源并组织学生展开讨论，有助于培养学生的逻辑思维能力和言简意赅的语言表达能力[4]。

3.基于学习通，建成立体化教学资源平台

固体废物管理、处理处置和资源化技术的创新发展，要求学生具备转益多师的学习力和内断于心的创造力。为此，笔者构建了学习通教学平台，汇集了教学大纲、课程实施计划、课件、作业、讨论题、视频、工程图片、相关链接等教学资料，架起课堂教学和课外学习之间的沟通桥梁。在课程教学过程中，笔者将多媒体课件、影像资料（包括生活垃圾分类收集、垃圾转运站、焚烧发电厂、填埋场运行、生物质堆肥、危险废物处置等）、实际工程图片及相关研究成果，汇集于学习通移动学习教学平台，与教材形成立体配套，帮助学生树立工程观;通过生态环境部官网（http：//www.mee.gov.cn/），让学生学习相关法律、法规和标准;通过https：//ocw.mit.edu/courses/civil-and-environmental-engineering/1-34-waste--containment-an⁃

d-remediation-technology-spring-2004/，让学生学习国外相关课程，开阔视野;通过知网、SCIE数据库，让学生查阅最新研究成果。立体化教学资源平台为学生提供了更加广阔的学习空间和丰富的学习资源，进一步提高了学生学习的主动性和积极性，也促进了学生综合素质的提升[5]。

（二）不断优化教学的组织实施

1.开展引导式和部分翻转教学

围绕培养学生终身学习能力，笔者根据知识类型，分别采用引导式和部分翻转教学法，督促学生在课后也学起来[6-7]。

在讲授焚烧章节时，采用引导式教学，要求课前学生先行预习课件，观看焚烧发电厂运行的视频，让学生初步了解焚烧技术和焚烧厂的运行流程，并提出自己的疑问。然后，教师在课堂上针对焚烧技术的重点和难点，详细解读视频，构建起学生的知识框架，促进学生在课后扩充自己的知识体系;对于典型固体废物章节的学习，则要求学生先行学习教学资源和查阅文献，并在课堂展示学习成果，让学生在学习中挑战自我、充实自我。应用课前提问这样的引导式教学方法，突出学生在课堂学习过程中的主体地位，进一步加强了学生与教师之间的有效交流，提升了固体废物处理工程教学的趣味性，同时这能帮助学生建立起完善的知识体系，让学生抓住教学中的重难点问题去学习。

引导式教学和部分翻转教学能够有效锻炼学生的自主学习能力，进一步提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，使得教师和学生之间的互动不再停留在简单的“Yes”或“No”，而是围绕中心问题和重点、难点提出各自的观点，形成“小争辩”的良好学习环境。“小争辩”的过程也促进了教师的深入思考，让教师根据不同学生对不同问题的理解进行新知识补充，以充实课程内容、提升课程难度、拓展课程的深度，这样的知识学习不再仅限于书本内容，师生之间也进行了有效交流。

2.有机融合专业课与课程设计

笔者在教学过程中将立德树人放在首位，传承南京理工大学“进德修业，志道鼎新”的校训，围绕培养学生解决复杂工程问题的能力，在课程教学过程中将专业课与课程设计有机融合。例如以转运站、焚烧厂和填埋场的设计情境问题为引导，采用项目教学法，在专业课教学阶段，将课程设计任务书布置给学生，让学生带着问题学习，把知识融会贯通用起来，培养其识别、表达和分析工程问题的能力;开展过程控制，阶段性让设计小组汇报设计思路和展示设计成果，教师针对其中存在的问题提出疑问和修改意见，实现持续改进[8]。有机融合专业课和课程设计，实现了让学生学有所思、学有所用。

3.组织实施集思广益大讨论

在学习通平台的讨论版块，笔者发布了21道讨论题，诸如 “你扔掉的垃圾去哪了？”“目前你所居住的地方垃圾分类情况如何？怎样有效开展生活垃圾分类收集？”“列举一个固体废物污染环境的案例/事件，分析其原因，并给出解决方案。”“《一般工业固体废物贮存场、处置场污染控制标准》征求意见稿与2001年的标准相比，有哪些变化？”“《固体废物污染环境防治法》（审议稿）与现行的固体废物污染环境防治法相比，有哪些变化？”等问题，将督促学生实地查访生活垃圾的收集、处理和处置，了解固体废物管理政策;通过图片分析讨论“某氰化尾渣堆场可能存在的环境问题”“某采石场可能存在的环境问题”“某镍业有限公司的废渣堆场可能存在的环境问题”“详细分析焚烧带有油漆的废旧木质家具，会产生哪些污染物？”等问题，锻炼学生发现问题、分析问题和解决实际问题的能力;通过对“举例说明破碎和分选技术在固体废物处理处置中的应用”“生活垃圾用作堆肥原料时，需要采用哪些预处理手段？”“对于堆肥化操作，处理好堆肥厂对周围居民以及企业所造成的影响是一个重要问题，请列举至少两项影响及其解决方案。”“对于填埋操作，处理好填埋场对周围居民以及企业所造成的影响是一个重要问题，请列举至少两项影响及其解决方案。”“对于焚烧操作，处理好焚烧厂对周围居民以及企业所造成的影响是一个重要问题，请列举至少两项影响及其解决方案。”等问题的讨论，提升学生将课程各章节以及各门专业课之间的知识综合运用的能力。

（三）不断完善课程考核方式

为保障教师教学和学生主动学习的达成度，在教师评价的基础上，引入过程评价和学生互评。评价主体多元化，从单向转为多向，包括教师、同学和学生本人等，评价主体间的互动增强;评价方式多样化，学期综合评价将学生成绩分成平时成绩和期末成绩。固体废物处理工程总成绩包括平时成绩（占总成绩的40%）和期末成绩（占总成绩的60%），其中平时成绩由课堂表现（包括课堂作业、课堂讨论及发言）（占50%）、中期测试（占20%）和课后作业（占30%）組成。固体废物处理工程课程设计总成绩包括：设计说明书（占40%），设计图纸（占25%），答辩（占15%），平时成绩（学生相互评定）（占20%），平时成绩相互评定，这有助于团队学习互相督促，合作中有竞争。评价方式多样化使得评价结果更客观，更能说明学生的实际情况。

在引入多样化评价方式的同时，进一步完善多元化考核评价体系，逐步提高课程平时成绩的比例至50%，并借鉴MIT的Waste Containment and Remediation Technology课程经验，增设一些考查学生综合分析能力的非标准化、开放性的讨论题和作业题，学生需要自己提出假设或者开发新的方法完成，以此提高学生识别、表达和分析固体废物污染控制领域相关复杂工程问题的能力。

三、结语

课程是高校人才培养的重要渠道，“金课”不仅要求课程高质量，还要担负起培养高质量人才的责任。提高高校课程质量，实现从“水课”向“金课”的转变，涉及从理念到实践的复杂变革，需要各方协同合作。同时，“金课”不是阶段性任务，而是高校的常态，在课程建设实践中，要强调教学作为高校核心任务的意识，推动高校培育“金课”成为常态的学校文化。

南京理工大学的办学定位是培养工程精英和社会中坚。环境工程专业将其内化为培养工程实践和创新能力强、具有爱国思想和敬业精神的高级工程技术人才。教学团队将继续全面落实南京理工大学王泽山院士“顶天立地做学问 厚德立身育英才”的理念，践行他“一辈子只做好一件事”的执着，把其家国情怀全方位融入教学中，使学生牢记生态文明观，为“无废城市”建设试点工作的开展培养固体废物污染控制高级工程技术人才。此外，我们将邀请企业教授走进课堂，介绍工程实例和业界需求，开展对话、质疑乃至争辩，使课堂更有活力。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 吴岩.建设中国“金课”[J].中国大学教学，2018（12）：4-9.

[2] 辛艳伟.大学生思政教育的时代性与切入点[J].大学教育，2018（5）：146-148.

[3] 郑国萍，张雪，姚志刚，等.高校科研成果转化为教学资源的困境与改进策略[J].湖北成人教育学院学报，2020（1）：6-11.

[4] 孙秀云，王连军，李健生，等.优质科研平台和成果转化为本科教学资源的探究[J].大学教育，2016（5）：13-14.

[5] 刘宜鸿.高等院校立体化教学资源建设的体系结构研究[J].课程教育研究，2017（25）：25-26.

[6] 徐智，王宇蕴，范茂攀，等.固体废弃物资源化利用课程的教学[J].大学教育，2018（12）：85-87.

[7] 张秋根.环境规划与管理课程教学体系创新与实践[J].大学教育，2019（3）：159-161.

[8] 孙秀云，黄中华，张轩，等.固体废物处理工程课程设计教学研究[J].大学教育，2019（3）：56-58.

[责任编辑：陈 明]

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