環境工程課程教學改革研究

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摘要：環境工程原理課程是環境工程專業的核心基礎課，但當前課程教學存在學生學習主動性不足、“學”與“用”脫節、課程評價形式單一等問題。教師應通過改進教學方式、依托網絡教學平臺構建活力課堂，加強實踐教學，改革課程考核方式等引導學生主動學習，提高課程教學效果。

關鍵詞：環境工程原理；教學；實踐；過程性評價

新時代全國高等學校本科教育工作會議提出“堅持以本為本，推進四個回歸，建設中國特色、世界水平的一流本科教育”。為積極落實本科教育工作會議精神，環境工程專業結合自身的學科背景與特點、學校的教學條件與優勢，積極開展特色化教學改革已經成為專業發展的必由之路［1］。由于環境問題的復雜性、持續性以及廣泛性，環境工程專業技術人才應具備較強的解決復雜問題的能力，培養學生的能力與素質，將“本科教學”向“本科教育”的轉變成為當前專業發展的關鍵問題之一。環境工程原理是環境工程專業一門重要的專業核心基礎課，是從自然科學基礎課向專業課過渡的入門課程，其目的是培養學生從基本原理出發，通過觀察、分析、綜合和歸納，形成分析問題并解決工程問題的能力。然而，傳統教學在有限的學時內難以讓學生熟練掌握和運用專業基礎知識，無法順利實現培養目標。

一、環境工程原理課程教學中存在的問題

（一）學生課堂活力不足

環境工程原理作為環境工程專業重要的專業基礎課，課程內容包括環境污染控制工程中涉及的具有共性的工學基礎、過程和現象，側重于原理性、普遍性和規律性的工學內容［2］。課程知識點高度濃縮，僅依靠書本知識的講授難以達到理想的教學效果。本課程于第五學期開課，進入大三的學生由于受多種因素影響，課程學習主動性不足。學生的預習工作處于無序狀態；課堂研討往往不能充分開展；課后小論文和作業存在抄襲現象。學生的“學”缺乏主動性，學習效果不佳。因此，必須充分調動學生的積極性，增加課程吸引力，提高學生課堂參與度。

（二）學生“學”與“用”脫節

環境工程原理課程要求學生掌握環境污染控制的基本技術及其原理，具備分析問題和設計計算的能力，要為后續的水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置等打下專業基礎。課程中需要學生運用前兩年所學的數學、化學、生物學等知識來分析環境問題或環境事件并能夠制定初步的解決方案，完成從自然科學類基礎課向專業課學習的過渡。但在授課過程中發現，學生無法將自身的知識儲備與本門課程內容相融合，且本門課程中講授的專業基礎知識在分析實際環境問題時也用不上，造成“學”與“用”的斷層，“基礎理論”與“實踐應用”之間割裂［3］。

（三）課程評價形式單一

目前，環境工程原理課程主要以期末成績、平時作業和課堂表現作為評定成績的依據，且期末的閉卷考試分數占比較大。這種單一、機械的閉卷式考核方式對學生的課前預習情況和課后鞏固過程缺乏引導和監督，無法激發學生主動參與的熱情。在閉卷考試中，考試內容偏重于死記硬背的知識點，缺乏理論聯系實際的開放式試題，以此評價學生主動學習的能力和解決實際復雜環境工程問題的能力遠遠不足［4］。

二、環境工程原理課程教學改革的實踐

要在有限的教學課時內為培養學生的各項專業能力打下基礎，就必須改變傳統的教學方法，引導學生自主學習。為了更好地實現該目標，必須優化教學體系和改變教學方式。

（一）改進教學方式，依托網絡教學平臺構建活力課堂

當前教育制度改革不斷深入，教師的教學觀念隨之更新，但是以學生為中心的教學模式在實踐過程中尚需進一步完善，更進一步突出學生的課堂主體地位。適度依托網絡教學平臺建設網上課程資源是教學改革過程中不可缺少的重要環節，網絡教學平臺的使用過程是學生真正自主學習的過程。教師通過網絡教學平臺能夠更細致地了解學生的學情，以利于引導學生課外更好地主動學習，促進學生加深課程印象，提高學習效果。環境工程原理的網絡課程建設需要開設課程視頻、課件、課程輔導資料、作業庫、試題庫和討論區。在網絡教學平臺上，課前將部分內容制作成視頻微課，結合課件進行網上，要求學生完成預習并通過相關測試；設置課后討論環節或作業題，討論環節中學生、教師可以互相提問，師生之間及時溝通、及時反饋。在此過程中，增強了師生互動，突出了學生的主體地位，進一步提高了學生的課程參與度。同時，通過網絡課程上課前的預習和課后的討論，學生掌握了一定的理論基礎知識，在課堂授課過程中教師可調整教學模式，適時開展啟發式教學或研究型教學，課堂的授課氛圍更為活躍，也激勵了學生的自主學習動力。此外，環境工程原理的網絡課程可以通過手機進行學習，學生的學習不受時間和地點的限制。學生可在任何空閑的時間里進行課程學習、參與討論或完成作業，同時，教師通過手機實時了解學生的動態，及時溝通，讓學生有十足的課程參與感。

（二）加強實踐教學

作為環境工程專業的核心基礎課程，環境工程原理需要為本科生的專業課學習打好基礎，著重引導學生的專業實踐能力，即奠定實踐基礎，而這個過程往往是在實際授課中最難實現的。因此，探索適度增加教學層次，階段化培養學生的實踐能力成為連接“學”與“用”，實現“基礎理論”與“實踐應用”融合的重要方法，也成為當前環境工程專業本科生實踐教學改革的可行途徑之一。在環境工程原理課程中，教師向學生傳授知識的同時，采用問題啟發、組織研討或項目執行等方式，讓學生理解和掌握環境工程原理工程特色的思維方式，從而讓學生形成良好的學習習慣，訓練學生解決實際問題的創新性思維和實踐能力［5］。如課前通過網絡平臺某環境類相關案例或課題，讓學生自己去查找資料、分析問題、找出解決方案，并評價自己的方案，培養初級實踐能力和思維能力。在理論知識學習之后輔以相應實驗環節，可以促進學生對理論知識的消化吸收［6］。同時，實驗也增加了學生學習樂趣，進一步提高其主動性。如在講授吸收章節完成后，進行吸收塔傳質系數的測定實驗，實驗前要求學生鞏固相關知識。實驗過程和數據處理過程強化了學生的動手實踐能力，深化了學生對傳質系數與吸收過程中影響因素的理解。此外，通過鼓勵學生積極參與教師的科研項目，或者引導學生自主參與各項科學競賽類項目，進一步增強學生的實踐能力。以往的教學實踐表明，依靠研究型教學能夠在很大程度上拓展學生的知識面，但是實驗環節課時較少（8個學時），使得能夠完成實踐驗證的知識內容占比極小，因此，學生的實踐能力培養仍受實際實驗水平和平臺的限制。虛擬儀器的引入突破了教學條件的限制，極大程度滿足了課程的實踐教學要求。如在環境工程原理課程中，增加了虛擬仿真實驗平臺的操作內容，該平臺設有環境工程原理中各單元（沉降、過濾、吸附、吸收等）的仿真實驗，充分滿足學生對不同知識的實踐探索需求。在環境工程原理中使用虛擬儀器仿真平臺，彌補了教學資源的不足，為學生提供良好的實驗仿真效果，使學生不受時間和地點的限制將理論與實踐結合起來進行學習。

（三）改革課程考核方式

科學、合理的考核方式應兼具反映教學成效和督促學生主動學習的功能，尤其在多平臺教學體系中，僅依靠期末考試成績評定的傳統考核方式已經無法滿足新的教學要求。因此，教學改革需豐富考核方式，實施高覆蓋的過程性評價［7］。在環境工程原理的多平臺授課實踐中，過程性考核內容主要包括課堂授課情況、作業完成情況、實驗完成情況、網絡平臺使用情況、虛擬儀器使用情況和期末考試成績，且期末考試成績占比為50％。即時、多層次的考核體現在課堂學習（如回答問題、討論參與度、PPT與答辯情況等）、課程作業、網絡平臺使用（如預習要求、環境事件解決方案設計、思考題討論參與度和階段測試成績等）、實踐活動（虛擬儀器使用情況和實驗成績）、自主學習（網絡平臺使用頻率）等各個方面，重視學生知識的實際掌握情況，著重培養學生實踐能力和創新能力。

三、結語

開展依托于網絡教學平臺、實驗平臺和虛擬仿真平臺的多平臺教學體系探索，并以過程性考核實施全過程輔導和監督，從而增強學生的學習自主性，逐步鍛煉學生的實踐能力，為專業課的學習奠定基礎，最終提升環境工程本科生教學質量。

參考文獻：

［1］白書立，李換英，管玉江，等．《環境工程原理》教學改革研究［J］．廣州化工，2013，41（18）：176－177．

［2］夏志新，郭艷平，李晨華．環境監測與治理技術專業《環境工程原理》項目課程建設探索［J］．職業教育研究，2013（11）：97－99．

［3］陸永生，黃鑫，許云峰，等．環境工程原理示范課程建設的實踐探索［J］．大學教育，2018（10）：43－45．

［4］張麗．互動式教學在環境工程原理課程中的運用［J］．教育教學論壇，2016（9）：151－152．

［5］于慶君，唐曉龍，易紅宏，等．環境工程原理新型短學時教學模式的思考［J］．中國冶金教育，2016（4）：72－74．

［6］周遠松，唐曉龍，易紅宏．環境工程原理“開放式﹑研究性”實驗教學體系探索［J］．中國冶金教育，2016（6）：75－77．

［7］侯彬，盧靜，王海芳．《環境工程原理》課程教學體系的改革與優化［J］．教育教學論壇，2019（11）：94－95．

作者：武敬  單位：安徽工業大學