应用技术型大学“环境工程原理”课程教学改革和探索*

邓天天, 马　培

(河南工程学院资源与环境学院，郑州　451191)



应用技术型大学“环境工程原理”课程教学改革和探索*

邓天天, 马培

(河南工程学院资源与环境学院，郑州451191)

结合转型过程中应用技术型大学对《环境工程原理》教学改革的需求及自身的授课经验，提出了教学过程优化的措施和改革方式。实践结果表明：在教学过程中确立正确指导思想，注重基础理论讲解，实行导向性、交融性和扩展性相结合的教学方法，加强实践教学环节，实行灵活多样的考核方式，都能有效提高教学质量，为培养新形势下的高水平工程技术类人才提供保证。

环境工程原理；教学改革；实践改革

环境工程原理是高校环境工程类专业基础课程中的核心，也是一门理论与实践紧密结合的综合性很强的课程[1]。在全国高等院校转型的大形势下，如何提高应用技术型大学学生的综合素质和能力，培养创新性环境专业特色人才，从而提高市场竞争条件下的学生就业能力，是学校开展环境工程原理课程重点需要考虑的问题。本文结合笔者近年来的教学实践经验，通过对以往教学过程中存在问题的剖析，提出了新形势下应用技术型大学环境工程原理课程开设的新理念和新途径。

1　教学指导思想的改革

环境工程专业是一个基于化学、生物、工程技术等为一体的综合性专业，在涉及解决环境保护的工程问题时，需要大量的其它学科工程专业的协作支持。对于应用技术型大学环境工程专业的学生而言，如何将涉及水处理、废气治理、噪声控制、固废治理等方面的技术工艺加以归纳，提炼并理解其中的技术原理，使之与专业课程中的技术应用相互融会贯通，灵活运用，是作为教师的我们在确立教学指导思想时首要考虑的内容。

本科教育主要侧重于培养学生分析问题和解决问题的能力，对于新形势下的应用类技术型大学环境工程本科教育而言，更应该着力培养学生在今后具体的工作实践中的工程性创新思维和素养[2]。在科技高速发展的今天，新知识、新发明、新思维层出不穷，但如果没有牢固的理论基础，很有可能设计出永动机类型的新工艺和新方法。任何工艺都不是十全十美的，例如在废水工艺处理的选择上，如能分析清楚其原理，就能针对具体情况作出恰当选择，从而设计出新的工艺流程。

因此，在环境工程原理的教学过程中，我们应侧重把握其核心的经典理论内容，并依此为中心，展开应用讲解，真正做到理论指导实践，切实理解各种工艺设计的核心。只有这样，才能提高其在众多纷繁的技术方法中，确定针对不同处理对象，更加优化适用的技术路线能力，提高其在实际工作中运用基本理论的能力。

2　教学方式和手段的改革

环境工程原理主要系统阐述环境工程中所涉及的共性技术的基本概念、基本原理，具有较强的基础性、理论性、系统性、抽象性、综合性的特点[3]。在笔者执教的过程中，学生对该课程的普遍反映为：内容抽象，难理解；概念繁多，易混淆；涉及面大，内容广，公式繁多，记不清。因此，若要加深学生对抽象概念的理解，培养学生对于基础理论的学生兴趣，就必须在日常的教学方式和手段上加以改革。

2.1导向性教学法

“学以致用”是应用技术型大学的教学核心。当代大学生学习积极性不高主要源于其无法在学习过程中体会到知识的应用价值。若能以工程需求为导向，进行启发式教学，让学生带着思考进行学习，则能更好地活跃课堂气氛，调动学生的学习积极性，从而提高教学质量和效果。工程技术类问题主要分为设计型和操作性两大类。以第三章“流体流动”为例，在管路计算过程中，让学生作为工程师的角色，抛出问题1：在给定需要输送流体的流量，以及输送系统的布置，当允许的压降为定值时，管路的管径如何确定？(设计型问题)问题2：已知管路系统的布置、管径及允许压降，如何保证对流体的流速或流量操控能够符合已有的管路系统？(操作型问题)。在对问题1的计算过程中，又涉及到管径计算结果是否贴合市场规格的问题，如果不符合又该如何选型？如何与其它管件配套？带着这样的问题进入教学过程，就能使得枯燥抽象的理论生活化，大幅度提高学生的学习主动性，成功解决问题的满足感又能进一步带动学生的学习热情。同时，过程中带领学生一起查阅工程手册、设计手册，也有助于建立学生工程化的理念，为今后的课程设计和毕业设计打下坚实的基础。

2.2交融性教学法

环境工程原理的课程具有明显的工科特性，对管路、设备、构筑物等的理论讲解相对比较抽象，因此，若能将课程内容与具体可见的实习实验过程交替进行，依据所授课内容先讲后做或者边做边讲，则能起到事半功倍的效果。例如，在第三章流体流动的内容中，学生对于“雷诺实验”所提及的两种流态并无感性的认识，但通过随堂实验，学生不仅能理解流态的具体表现，还能对影响流态的因素进行控制，通过将机械化的公式转为实际操作而理解相关概念。而在第二篇章分离过程原理篇中，则可采取先实地参观，再理论授课的教学模式。在第六章沉降的教学过程中，前期对沉砂池、重力沉降室的直观认识，更有助于学生理解学习颗粒物沉降速度的意义，带着明确的目的进行理论知识的推导学习，不仅加强理解，也有助于建立其工程设计的概念。

2.3扩展性教学法

教材是环境工程原理课程依托，但无法包含专业课程涉及到的所有操作过程的基本原理，因此，课堂的扩展性授课就成为了弥补这种缺失的主要方法之一。例如，环境工程原理中的流体力学部分所表述的流体流过颗粒物堆积的床层Ergun方程推导为：

即为水力学课程中著名的Darcy定律，系数k为渗透系数，该洗漱被用于描述土壤、底层的渗透能力，在相关的固体废弃物、危险废物填埋国家便准中，对k值都有着明确的规定限定，在环境影响评价、固体废弃物的处理与处置的课程中均有涉及。Darcy定律在经过变换后可以得到：

这就成为了单元操作过程中过滤操作的理论基础，同时也是大气污染控制工程中袋式除尘器的单元操作的理论基础。同样的变化可以得到：

即为给排水常用的滤料床层的水头损失的实用计算公式。经变换后的Ergun方程的最小流化速度，该速度可用于砂滤反洗、流化床反应和燃烧等单元操作。因此，在课程教学中对书本内容加以适当的扩展变换，可以举一反三，知识点的融会贯通也能够更好地促进环境工程其它专业课程的学习。

3　实践教学的改革

作为理论课程向工程应用课程的过渡，实验是重要的教学内容之一[4]。对于应用技术型大学环境工程的学生而言，现有的部分仿真实验已无法满足学生对于工业设备的认识需求及动手能力训练。在课程体系中，若能搭建以环境工程专业基础课和专业课结合，能够反映工程问题和规律、实验验证实验和初步探索实验的综合实验室，开展与其他课程联系较好的渗流实验、曝气与充氧实验、气体吸收实验、推流、全混和串联全混反应器流动模型实验，再辅助以环境专业课程的过滤、传热等操作性实验，则能促进学生学习阶段专业知识的系统掌握和实际工作知识的灵活应用，同时也为生产实习、毕业设计过程中所需基础数据与工程设计手册的连接打下基础。

4　考核方式的改革

课程考核结果一定程度上反映学生是否掌握了所学的专业知识，而考核方式则会在过程中影响学生的学习行为[5-6]。单一的期末考试成绩作为评价学生学习状况的唯一依据，无法客观反映学生对课程的掌握情况，也会诱发学生平时不认真、考前突袭的不良学习行为和习惯，因此在当今的考核中已逐渐被“7+3”的模式取代。笔者在教学过程中依旧沿用了此种考核方法，但将平时成绩所占比重调整到了40%，且考察方式则更加具体和多样化。在课程的教学中，将平时考察分分解到“课堂纪律与到课率”、“实验”、“作业”、以及“课堂讨论”、“学生讲解”等教学活动中。通过这种改革，学生的学习积极性提高、主动参与意识增强、语言表达和组织能力都有所进步，且考核成绩更能全面、真实地反映学生的学习状况和能力。

5　结　语

在高等院校改革发展的浪潮中，应用技术型大学环境工程专业课的设置需要适应快速发展的社会需求，作为专业基础课核心的环境工程原理，更应该结合实际情况对各个教学环节的教学内容、教学方法进行系统的设计和改革，是学生在本科学习阶段能够清晰地认识到学习基础知识的重要性和必要性，激发其探索、钻研和创新的意识，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，使学生的综合工程素质得到全面提高。

[1]范廷,玉王顺,严家平,等.“环境工程原理”课程教学体系与方法初探[J].教育改革,2011(7):12-13.

[2]邓红梅,陈永亨,宋刚,等. 案例教学法在环境化学课程中的应用[J].广东化工,2009,36(5):207-208.

[3]李章良.浅谈环境工程专业教学[J].广东化工,2008,35(8):170-172.

[4]黄荣,种云霄.环境工程原理课程教学改革与实践[J].广州化工,2012,39(13):149-150.

[5]范廷玉,王顺,严家平,等.“环境工程原理”课程教学体系与方法初探[J].教学改革,2011(14):12-13.

[6]廉今兰,赵文生,田海龙,等.关于《环境工程原理》理论教学的研究与思考[J].吉林化工学院学报,2011,28(12):70-72.

Course Teaching Reform and Exploration of Principles of Environmental Engineering in Applied Technology University*

DENGTian-tian,MAPei

(School of Environmental Studies, Henan University of Engineering, Henan Zhengzhou 451191, China)

Based on the consideration of Principle of Environmental Engineering teaching system and own teaching experience in the engineering technology university under transformation, the reform and optimization of content and teaching methods for Principle of Environmental Engineering course experiments were proposed. The practice result showed that establishing correct guidelines, paying more attention to the basic theory, extension type teaching, strengthening the practice teaching link, can effectively improve the quality of teaching and cultivate high level engineering technical guarantees under the new situation as well.

Principles of Environmental Engineering; teaching reform; practice reform

环境工程省级特色专业建设(No: 508206)。

邓天天(1987-)，女，讲师，主要从事环境工程专业的教学工作以及土壤地下水重金属污染修复研究。

G4

B

1001-9677(2016)015-0168-03