環(huán)境工程原理課程教學(xué)改革

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一、教學(xué)內(nèi)容

環(huán)境工程原理的教學(xué)目的在于提供解決環(huán)境問題中共性的理論和工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，從而培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。各單位的教學(xué)條件、優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)不盡相同，拋棄本身具有的特色之處，必然使自己在學(xué)術(shù)競爭、科學(xué)研究中處于被動(dòng)地位，阻礙學(xué)科發(fā)展的進(jìn)行。因此，在發(fā)展中應(yīng)充分挖掘自身所具有的特色，發(fā)揮專業(yè)領(lǐng)域的特長及優(yōu)勢(shì)，才是教學(xué)單位學(xué)科發(fā)展生命力保障的重要基礎(chǔ)。目前，環(huán)境問題的日益惡化促使控制技術(shù)研究迅速深入，而現(xiàn)有的環(huán)境工程原理體系仍主要是由經(jīng)典的動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞理論、沉降、吸收、吸附等傳統(tǒng)單元操作基本原理構(gòu)成，這些是當(dāng)代環(huán)境學(xué)科的重要理論基礎(chǔ)，但無法體現(xiàn)發(fā)展的趨勢(shì)。一方面我們依托資源與環(huán)境學(xué)院的傳統(tǒng)專業(yè)土壤學(xué)，將土壤中的物質(zhì)循環(huán)、膠體的吸附吸收、土壤污染修復(fù)等相關(guān)知識(shí)加入到課程教學(xué)中；另一方面加強(qiáng)課程與水污染控制工程、大氣污染控制工程等專業(yè)課程的聯(lián)系，從而突出工程原理在實(shí)踐中的應(yīng)用及學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)。

二、教學(xué)方式

2.1多媒體輔助教學(xué)

隨著科技的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使采用多媒體輔助教學(xué)成為趨勢(shì)。環(huán)境工程原理是基礎(chǔ)課程，涉及的公式及理論分析較多，抽象問題多，工程設(shè)備材料復(fù)雜。而傳統(tǒng)教學(xué)模式刻板且不生動(dòng)，容易造成填鴨式的教學(xué)狀態(tài)，學(xué)生積極性不高且難以及時(shí)理解課堂內(nèi)容。采用多媒體教學(xué)，可以將抽象的概念和理論用形象的圖片、動(dòng)畫進(jìn)行直觀的描述，而工藝流程和設(shè)備材料的動(dòng)態(tài)展示使課程內(nèi)容更加生動(dòng)和形象，配以工藝單元或處理裝置運(yùn)行的錄像更能吸引學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)積極性。而且多媒體授課過程中的信息量也大大高于板書授課，有利于學(xué)生多角度看問題。但過分依賴多媒體會(huì)造成教學(xué)形式的單一，運(yùn)用不好也會(huì)有一定的負(fù)面影響。在沒有充分的課堂設(shè)計(jì)和課堂交流的情況下，教學(xué)過程變成了固定的課件操作，大量信息羅列堆積在學(xué)生面前，使學(xué)生沒有思考和接受的時(shí)間，這樣就容易讓一些學(xué)生對(duì)多媒體授課產(chǎn)生疲倦心理。因此多媒體授課的同時(shí)也需要正確地結(jié)合板書教學(xué)。板書可以突出課堂教學(xué)重點(diǎn)，有利于學(xué)生理解和掌握知識(shí)。例如一些重點(diǎn)公式的推導(dǎo)過程，如果只是以幻燈片的形式播放出來，學(xué)生往往覺得很枯燥，而采用板書的形式，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思考，一起參與到推導(dǎo)過程中，取得的教學(xué)效果反而更好。板書授課彌補(bǔ)了多媒體授課速度快的缺點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)接受的程度及時(shí)調(diào)整課程內(nèi)容和進(jìn)度，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，幫助學(xué)生記憶和鞏固所學(xué)知識(shí)。

2.2強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)

環(huán)境工程原理所涉及的工藝設(shè)備，動(dòng)力學(xué)參數(shù)的估算單純依靠課堂理論講授難于理解掌握，而實(shí)踐教學(xué)是解決這一問題的有效手段。首先，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)所開設(shè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)如：流體流動(dòng)阻力系數(shù)測定、強(qiáng)制對(duì)流系數(shù)實(shí)驗(yàn)測定等，使刻板的概念更加形象化，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和應(yīng)用；其次，開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)，由老師提出問題，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解答問題，變被動(dòng)為主動(dòng)，改變了學(xué)生一味按照實(shí)驗(yàn)步驟操作，而不思考實(shí)驗(yàn)原理的現(xiàn)象，同時(shí)也增加了課程的趣味性，使理論和實(shí)際結(jié)合更加緊密。例如，結(jié)合質(zhì)量傳遞和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理的內(nèi)容開設(shè)的估算河流中污染物降解系數(shù)及環(huán)境容量的實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)了環(huán)境工程原理在水質(zhì)監(jiān)測評(píng)價(jià)的運(yùn)用，增強(qiáng)了課程之間的聯(lián)系性；第三，課外的認(rèn)識(shí)實(shí)踐也很重要，對(duì)于學(xué)生來說，各種復(fù)雜化工設(shè)備和工藝流程，借助圖片或視頻雖然能有感官上的認(rèn)識(shí)，但是現(xiàn)場參觀講解各種工藝流程及設(shè)備對(duì)鞏固書本上的知識(shí)更為直觀。因此在課程實(shí)踐教學(xué)方面，擬加強(qiáng)與本地化工廠，污水廠聯(lián)系，建立相應(yīng)的教學(xué)實(shí)習(xí)基地。在課堂教學(xué)的同時(shí)結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，使同學(xué)們對(duì)沉降、填料吸收、壓濾、膜分離等裝置的結(jié)構(gòu)有直觀深入的了解，更好的掌握工藝流程的設(shè)計(jì)原理。

2.3重視課堂交流

傳統(tǒng)教育方式對(duì)當(dāng)代教師和學(xué)生仍然有不可忽視的影響。因此，如何加強(qiáng)教學(xué)過程中的互動(dòng)性，是當(dāng)前教學(xué)改革的重點(diǎn),也是教師提高教學(xué)水平的關(guān)鍵。首先，我們保持與學(xué)生的良好溝通，采用多種方式使課堂氣氛融洽，鼓勵(lì)學(xué)生敢于思考問題、提出問題、積極提高與學(xué)生的互動(dòng)性。如先請(qǐng)學(xué)生將教學(xué)內(nèi)容在實(shí)際生活中的表現(xiàn)及存在問題提出來，然后由教師提出疑問，繼而運(yùn)用書本知識(shí)來逐步解決問題，最后歸納總結(jié)所學(xué)基本原理及知識(shí)等。其次，我們還采用專題講座的形式，對(duì)環(huán)境學(xué)科前沿的技術(shù)研究進(jìn)行講述,使學(xué)生在掌握基本理論的同時(shí)，可以了解相關(guān)技術(shù)的最新研究動(dòng)態(tài)，形成初步的科研意識(shí)。此外，我們針對(duì)環(huán)境處理過程中典型控制技術(shù)的研究及其發(fā)展趨勢(shì)，從生產(chǎn)、科研中選擇適合教學(xué)的典型性問題作為課程設(shè)計(jì)題目，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生分組討論環(huán)境的相關(guān)熱點(diǎn)問題，自行查閱前沿進(jìn)展的科技文獻(xiàn)，在課堂上采用PPT的形式匯報(bào)交流。例如在講解離子交換過程時(shí)，可以介紹水處理過程中離子交換樹脂的應(yīng)用，并讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究離子交換速率的影響因素。這種方式增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，有利于知識(shí)的掌握和積累，同時(shí)也在授課的過程中培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和科研思維。

2.4考核方式

環(huán)境工程原理課程的教學(xué)內(nèi)容較多，包括基礎(chǔ)概念、原理分析和設(shè)計(jì)計(jì)算，但課程講授的目的并不是要求學(xué)生單純的死記硬背，而是通過學(xué)習(xí)理解工程問題內(nèi)所包含的基本原理，掌握分析解決實(shí)際工程問題的方法，并能舉一反三，在之后的專業(yè)課學(xué)習(xí)中能融會(huì)貫通。因此，在課程的考核方式上，我們也對(duì)知識(shí)點(diǎn)分類要求，基本概念和基本理論要求熟練掌握，原理分析和設(shè)計(jì)計(jì)算的掌握，更注重對(duì)方法的理解。例如對(duì)控制過程進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，可以給出復(fù)雜的經(jīng)驗(yàn)公式，不要求學(xué)生記憶，但是要求學(xué)生能夠應(yīng)用公式分析問題。課程的考核不僅是期末考試，更注重平時(shí)課堂的學(xué)習(xí)成果，比如對(duì)實(shí)際問題的分組討論，在綜合性實(shí)驗(yàn)時(shí)是否能設(shè)計(jì)出嚴(yán)謹(jǐn)可行的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理分析等，都是平時(shí)成績的考核范圍。采取多形式的考核措施，能夠有效避免學(xué)生期末突擊的不良習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)和掌握課程內(nèi)容。

三、結(jié)束語

環(huán)境工程原理是環(huán)境學(xué)科中最為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。要實(shí)現(xiàn)學(xué)生在課堂教學(xué)中獲取充分的知識(shí)，培養(yǎng)工程意識(shí)和解決問題的能力，仍然需要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式改革方面入手，是當(dāng)前環(huán)境工程原理改革與實(shí)踐過程中需要重視的問題。

作者：羅蕊 單位：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)