“固体废物处理与处置工程”四化教学模式探索

张秀霞, 耿春香, 卢　磊, 张庆冬

(中国石油大学(华东) 化学工程学院, 山东 青岛　266580)



“固体废物处理与处置工程”四化教学模式探索

张秀霞, 耿春香, 卢磊, 张庆冬

(中国石油大学(华东) 化学工程学院, 山东 青岛266580)

教学与科研是学校工作最主要的两个方面,二者是辩证统一的关系。根据多年来的教学经验和课题组的科研项目,将科研的内容、思路、成果融入到环境工程专业“固体废物处理与处置工程”课程教学过程中,探索“教学内容情境化,教学模式案例化,教学实验实题化,考核方式多元化”的教学模式,全面提高教学质量。

固体废物处理与处置工程； 教学与科研； 教学模式

1　教学与科研的关系

教学与科研是学校工作最主要的两个方面[1],黄先祥等认为教学与科研的关系有相互阻碍型、相互促进型、相互独立型3种[2]。实质上二者既有对立的方面,也有统一的方面。一方面,教学与科研确实是有冲突的,主要表现为要达到的目的、对个人素质的要求各不相同,在时间和精力的分配方面,教学与科研也是有冲突的。另一方面,教学与科研又是统一的,主要表现为教学和科研的最终目的统一。科研对教学的促进作用表现在:一是科研创新教学的内容,教学内容的更新和深化,其基础是科研；二是科研深化教学的手段和方法。教学手段和方法的创新和深化,其基础也是科研。教学对科研的促进作用表现在:教学水平的提高可以为未来的科研提供人才队伍基础,教学过程有利于科研的进一步深化,对同一个人而言,教学是果,科研是根,教学与科研从根本上也是统一的。教学实践中提出和发现的重要问题,可以促进科研的深入开展; 而科研的过程与成果,又可以丰富教学内容,提高教学水平[3]。

科研和教学是高校教师的两项基本职责,教学没有科研作为底蕴,就是一种没有观点的教育,没有灵魂的教育[4]。科研与教学的互动是本科高校的重要特征[5]。科研是新知识和新技术的源泉,是高校提高教育质量的推进器。只有不断地进行科学研究,才能丰富学科内涵、拓展学科知识、提高教学水平。以科研促进教学,科研是大学活力的源泉,以科研促进教学是提高大学教学质量的重要途径。科学研究不仅可以增强教学的深度、拓展教学的广度,而且可以更新教师知识结构、完善教师的知识体系、提高教学效果。高校教师既要从事教学,又要进行科研,要将二者有机结合,以科研促进教学,达到提高教学水平的目的。

但是,目前在教学过程中二者相对来说是脱节的[6],表现为多种形式:重教学,轻科研；重科研,轻教学；科研不能理论联系实际。教师的工作也是脱节的,教学是教学,科研是科研,两者很少有机结合。看看教学课件就知道,里面补充了多少科研的资料,或者说教师的科研思路、科研水平、科研成果通过教学过程传承了多少？往往很难看到教材中的理论与高速发展的科技水平结合在一起。由此产生的后果是教材滞后、知识概念更新慢、学生学习兴趣不高。学生不知所学的知识有何用处,不知道哪些问题可以用哪些理论来解决,从而造成了学和用的脱节。因此,科研成果教学化,即在教学过程中引入科研活动,通过布置科研课题,引导学生在开展科研活动的过程中掌握课程教学内容,使学生在获得知识的同时,能力和素质也得到锻炼和提高[7]。将科研项目融入到实验教学中,以科研为背景引导学生完成实验、得到综合的培养[8],尤为迫切和重要。

为此,根据多年来的教学经验和课题组的科研项目,将科研的内容、思路、成果融入到环境工程专业、环保设备工程专业“固体废物处理与处置工程”课程教学过程中, 探索“教学内容情境化,教学模式案例化,教学实验实题化,考核方式多元化”的“四化”教学模式,全面提高教学质量。

2　教学模式探索

2.1教学内容情境化

(1) 将科研项目成果融入教学中。将深奥、枯燥的理论与科研情境相结合,通过通俗的例子说明理论的精髓、演化及应用途径。

(2) 将科研学术论文融入教学中。科研论文有问题、有思路、有实验、有方法、有结果、有讨论,将这样的情境应用到教学中去,使课堂教学更生动、更接地气。

(3) 将教学改革的成果及时应用于教学中。每年的教改项目很多,将教改的成果及时应用到课堂,避免为了做教改项目而做教改项目,同时也可以促进新的教学项目的诞生。

根据以上的总体设想,“固体废物处理与处置工程”这门课中的生物处理技术这一章,在开课的第一节就抛出题目“某油田某采油厂产生含油污泥(HW08),拟采用生物处理的方法对其进行处理”,让学生结合书本上的理论提出处理方案,设计参数,说明处理过程的影响因素有哪些？如何控制？

这是一个实题,既是教师的科研课题,也是学生在实习过程中见到的油田的特征固体废物。学生的讨论热烈、各有千秋,形不成统一的意见,因此,要求大家课后查资料、定方案、约定学习生物处理技术开始前完成该题目的作业,并且网上提交方案。教师再根据学生的作业情况,对内容进行升华与整理,根据生物处理法的基本原理和方法对教学内容进行系统讲解,对学生的作业进行点评。

课后学生反映对此部分的理解非常全面,印象很深刻,既掌握了书本上生物处理的基本理论、影响因素、处理参数,又体会到了对于不同的固体废物的处理参数的变化情况和控制方法。

2.2教学模式案例化

以案例教学为导向,改变传统的教学模式,充分调动学生的积极性。

(1) 以案例教学为导向,增加学生的融入感。一定给学生这样的思想,学的目的是为用,是为了更好地解决实际问题。通过案例强化学生的融入感,让学生体会到学了理论可以解决身边的实际问题,实际问题会用到所学的理论,关键在于选择合适的案例将理论和实际结合起来。

(2) 以情境教学为媒介,增加学生的主人感。教学要由原来的传统模式以教师讲为主,转变为以学生为本,让学生自觉地、感兴趣地学到和掌握更多的知识,具有解决问题的能力。

(3) 以问题教学为引擎,提高学生的责任感。责任感在学习中尤为重要,以问题为引擎,把当前的环保形势、面临的问题、环保过程中的科学问题与学生及时交流,培养学生的责任意识,提高学习的自主性。

石油院校的学生对油田和炼化企业的特征固体废物具有特别的认识和感受,因此对于油田产生的含油污泥和炼油厂的“三泥”有哪些不同,分别可以采用哪些方法处理,也是结合科研组的课题进行讲解。

从分析含油污泥的组成，即含油量、含沙量、含水量、微生物数量[9],以及油品的流程、元素组成入手,结合“固体废物处理与处置工程”中所学的知识,让学生试着用不同的方法对其进行资源化和无害化处理。因里面含有可生物降解的油,学生分别提出可以采用生物处理的方法[10]、固定化微生物修复的方法[11]、固定化载体的改性[12]等,如果油过多还可以采用萃取的方法回收其中的油[13],剩下的用生物处理的方法进行无害化,可以采用焚烧的方法回收其中的热值,也可以采用热解的方法回收其中的油品。这些教学内容与教师的科研方向和科研成果密切相关,学生分别对这几种方法进行的资料查阅、方案整理、参数设计、影响因素控制等的讨论,增加了学生的知识,开拓了思路,激发了学生学习的热情。

2.3教学实验实题化

密切实践教学和理论教学、教学与科研的关系,改变以往教学实验为虚拟题的做法,教学实验的题目密切联系教师的科研项目,使学生对实验有真实的认知和产生对实题解决的求知欲和新奇感,全面提高学生的实验设计能力、动手操作能力和全局的掌控能力。

(1) 提高专业课教师的科研实力,将实践教学和理论教学有机结合。

(2) 实践教学有目标,发现问题、提出问题是关键。

(3) 以理论教学结合实践教学解决问题为宗旨。

由于课程主讲教师多年来一直从事含油污泥处理的科学研究,实验室含油污泥的样品为学生的实验提供了良好的条件,教学实验因此结合教师的科研以及课程讨论的问题进行,包括含油污泥含水率的测定、含油率的测定、微生物数量的测定及处理过程中的变化、有机质含氮量的测定等,将这些参数与影响因素进行结合,加深了对课程内容的理解,提高了学生的实验设计和操作能力。

2.4考核方式多元化

改变考核方法和模式,提高学习效果,将考核成绩分为3部分:基础成绩、绩效成绩、考试成绩,分别占30%、30%、40%。

(1) 基础成绩包括考勤、平时作业、课堂回答、考前准备(考前自己出一份考题,对基本知识的总结归纳,并附有答案)等。

(2) 绩效成绩。实习中发现的问题结合理论学习提出的解决方案,要求有问题有思路、有内容有方案、有预期的结果和实验试剂等,课程实验考核为综合实验及下一学期的毕业论文做准备。

(3) 考试成绩。为最后期末考试的成绩,占总成绩的40%,这样避免了学生考试之前突击,平时学习效果差的问题。

3　结语

经过一个周期的探索,学生觉得收获很大,能够看得见的效果表现在学生在后续的综合实验中表现出了更大的兴趣和自我学习的能力,能够自己主动地去制订实验方案、查找实验方法、安排实验时间、总结实验内容。在最后的课程成绩方面也都取得了较好的成绩。教学质量和教学水平的提高是一个长期积累和师生互动的过程,没有一成不变的教学模式和教学方法,找到适合课程学习、适合这群学生的特点,与学生的培养计划和培养方案相适应的教学模式,才能达到最好的效果。

References)

[1] 教学与科研的关系[EB/OL].http://wenku.baidu.com/link?url=KFm_9WqgvkI8n1swBkpezoTsmVL8vsG15GVzPX3il_9zfO5PQrzbUVkjKMpAMOGRntU4itCTU1oZv6_eLFMQLbxGy-mwKz9Gni5kfnnc5GW.

[2] 黄先祥,仲启媛,谭立龙,等.从高等教育本科教学的角度浅谈教学与科研的关系[J].教研探索,2010(3):69.

[3] 张翼星.大学教师的天职[J].现代大学教育,2003(3):1-3.

[4] 钱伟长.大学必须拆除教学与科研之间的高墙[J].群言,2003(10):16-20.

[5] 正确处理科研与教学的关系,以科研促进教学质量提高[EB/OL]. http://wenku.baidu.com/link?url=TPPCZpeJS8rUgReYEVh9wZkRXh

782ZyVChpHebASaosgcskzZKxRLzx6QXs2bnzjqvRtiF3Akw0hhl_YdYPIN

EcvyMbPdxiC5zRFQxIzpR_.

[6] 卞军.高校教师:教学与科研孰为熊掌孰为鱼?[J].教育教学论坛,2013(2):5-7.

[7] 张强.科研成果融入本科教学,培养大学生的科研创新意识[J].安徽农学通报,2012,18(19):199-200,208.

[8] 昝丽娜,邵水源.教学与科研相结合:专业实验教学模式探讨[J].创新教育,2014(4):189.

[9] 张秀霞,武海杰,白雪晶,等.土壤修复过程中微生物数量、酶活性与石油降解率的关系[J]. 石油学报:石油加工,2014,30(1):94-99.

[10] 武海杰,张秀霞,白雪晶,等.用于石油污染土壤降解的高效降解菌的筛选及其降解条件优化[J].环境工程学报,2014,8(3):1229-1234.

[11] 张秀霞,张守娟,张涵,等.固定化微生物对石油污染土壤理化性质的调控作用[J].石油学报:石油加工,2014,30(6): 1106-1112.

[12] 张秀霞,武海杰,白雪晶,等.改性秸秆载体固定化微生物修复石油污染土壤[J].石油学报:石油加工,2014,30(5):915-920.

[13] 张秀霞,耿春香.溶剂萃取—蒸汽蒸馏法处理含油污泥[J].上海环境科学,2000,19(5):228-229.

Exploration on Four Modernizations teaching mode of Solid Waste Treatment and Disposal Project course

Zhang Xiuxia, Geng Chunxiang, Lu Lei, Zhang Qingdong

(College of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China)

Teaching and scientific research are the two most important aspects of school work which has the dialectical unity relationship. According to the research group of teaching experience and years of research, the scientific content, ideas, achievements into environmental engineering in Solid Waste Treatment and Disposal Project teaching process, this article explores the Four Modernizations(i.e., situational teaching content, teaching mode law cases, teaching experimental real problems, and diversified assessment methods) teaching mode, and comprehensively improves the quality of teaching.

solid waste treatment and disposal project； teaching and scientific research； teaching mode

10.16791/j.cnki.sjg.2016.03.053

实验课程改革

2015- 07- 09修改日期:2015- 09- 15

中国石油大学(华东)教学改革项目“基于网络技术的化工实验教学资源平台建设的研究与实践”(SY—B201205)；中国石油大学(华东)教学改革项目“以科研为先导全面提高《固体废物处理与处置工程》课程的教学水平”；中国石油大学(华东)教学改革项目“环境工程专业《固废》课程‘四化’教学模式探索”

张秀霞(1966-),女,河北枣强,博士,教授,研究方向为环境污染治理.

E-mail:zhxiuxia@upc.edu.cn

G642.0

A

1002-4956(2016)3- 0211- 03