环境工程专业硕士培养过程中实施案例教学的探索——以北京林业大学为例

(北京林业大学环境科学与工程学院，北京 100083)

环境工程专业硕士培养过程中实施案例教学的探索
——以北京林业大学为例

刘永泽张立秋徐康宁

(北京林业大学环境科学与工程学院，北京 100083)

环境工程专业硕士研究生的培养强调工程实践能力的培养与训练，而案例教学通过精选的实际工程案例，可以引导学生通过独立思考解决复杂的环境问题，达到理论与实际的紧密结合。案例教学在应用中应根据系统性、典型性与时效性等原则对案例进行筛选；教学方案的设计应强调学生的主体参与，完整的教学设计包括学生的准备阶段、学生讨论阶段和教师归纳总结阶段；此外案例教学要求教师具备环境工程项目决策、设计、实施和运行等实际工程经验。案例教学提升了学生的工程实践能力，使其学习更具有针对性，毕业生的综合素质能够适应用人单位的需求。

环境工程；专业硕士；案例教学

随着我国经济的快速发展和各行业分工的日益细化，社会各界对应用型高级技术人才的需求量急剧上升。为了适应这一需求，教育部自2009年开始鼓励各高校扩大全日制专业学位硕士研究生的招生规模。专业型硕士研究生的培养目标和培养模式与学术型研究生有较大差别。环境工程专业硕士研究生的培养目标是使研究生掌握环境专业基础理论和专业知识，具有较强的解决实际环境问题的能力，能够承担环境专业技术或管理工作，成为环境工程领域高层次应用型技术人才。因此，专业型硕士研究生的培养更强调工程实践能力的培养和训练。

在此背景下，案例教学作为一种基于实践经验的探索性教学模式，改变了传统的以书本为中心、从概念到概念的教学方式，提供了理论与实践相结合的平台，成为世界范围内培养高层次应用型人才的重要方式[1-3]。笔者在北京林业大学环境工程专业硕士学位课程“环境工程设计与案例分析”的教学实践中，通过案例教学的方式，使专业硕士研究生接触了实际环境工程项目，掌握了实际工程项目所需的理论、方法、技巧和能力，取得了较好的教学效果。

一、案例教学在环境工程专业硕士培养过程中发挥的作用

案例教学始于1870年哈佛大学的法学院，至今已有近150年的历史。案例教学是在学生掌握了相关的理论知识与技术的基础上，教师根据教学内容和培养目标的要求，通过精选典型案例，将学生带入具体的工程项目中，让学生通过独立的思考与集体讨论解决工程项目的具体问题，从而达到理论与实践相结合的教学方法[4]。

环境工程专业知识具有较强的实践性，因此采用案例教学可以提高教学质量和效果。首先，通过案例教学，可以让学生了解发生在身边的真实环境事件，借鉴并学习解决综合环境问题的技巧和方法；其次，教学案例具有生活化和直观性的特点，可以促进学生学习的积极性和主动性；第三，在案例教学过程中，学生之间通过演讲、交流和讨论，有助于提高学生的团队合作精神和综合素质。

开展案例教学的重点是案例的筛选，这是开展案例教学的基本前提，也是开展案例教学的必要准备。案例教学改变了传统的教与学的模式，强调以学生自主学习为基础，以交流为手段，提高学生运用理论解决问题的能力。

二、环境工程专业硕士培养过程中实施案例教学的探索

(一)教学案例的筛选

在案例教学过程中，案例的筛选和设计(即案例库的建设)至关重要。教学案例应具有系统性、典型性和时效性等特点。系统性要求的是案例应注重对案例背后深层次理论知识的挖掘和研习，同时理论知识能够贯穿于案例的实践过程；典型性是指案例应具有代表性，包含教学要求中的重要知识点和教学目标，力求实现“解剖麻雀”式的教学效果；时效性是指案例应结合国内外工程发展的需要，能够与时俱进地不断更新内容使案例更具有时效性[5]。

1.案例的系统性

通常一个环境项目的策划与实施可以分为4个环节，即项目决策阶段、项目设计阶段、项目施工阶段、项目运行维护阶段，同时各参与方(投资方、设计方、施工方、承包方等)的任务与目标也在不断变化。环境工程专业的硕士生毕业后会进入到各个领域从事环境工程项目不同环节的工作，因此从案例教学的系统性上来讲，教师可根据项目策划与实施的不同阶段、不同角度开展案例教学设计。例如在项目策划阶段，项目建议书和可行性研究报告(包括环评报告)是项目立项的关键，因此在这一阶段，教师可以让学生撰写项目建议书和可行性研究报告。笔者在教学中曾以我国5A级风景区镜泊湖正不断遭受到景区周边宾馆分散排放的污水污染为例，让学生根据当地的实际情况提出相应的解决方案，并练习项目建议书的编写方法。

2.案例的典型性

环境工程专业硕士生所从事的环境工程项目众多，包括市政给排水工程项目，如哈密地区某供水工程；工业废水处理工程项目，如某工业园区湿地废水处理项目；面源污染控制项目，如镜泊湖度假区分散污水治理项目；社会区域类环评项目，如北京东郊湿地公园水质改善工程和奥森公园废水与废物资源化项目等。其中市政污水处理项目，包括前期工艺研究、工程设计、工程施工监督、运行调试等全过程，涉及污水处理项目全过程建设，能够全面系统地锻炼研究生在各个环节的应用能力[3]。

在环境工程项目中，各个案例的影响因素众多，应对选取的案例进行凝练提升，从核心主导问题中抽提理论知识点，再进行讲解。如城市黑臭水体一般处于城市繁华地区，成因复杂、涉及范围广、处理难度大，因此黑臭水体整治的方案选择与设计需考虑城市规划、地区景观、施工难度等多方面因素。教师在进行案例教学时，应抓住外源控源截污工程—内源整治工程—生态修复工程等黑臭水体整治的核心技术进行凝练，并结合实际工程项目特点进行工程方案的优选。如外源控源截污工程中涉及到的污水处理厂的方案遴选，污水处理方案包括A2/O、SBR、生物膜等诸多工艺，由于该污水厂选址在城市内湖的岸边，该工程选择了占地较小的SBR工艺，并且选择地埋式的建设方案。尽管经济技术非最优，但是满足了城市的近远期规划，有利于该地区经济的长久发展。

3.案例的时效性

环境工程项目属市政环保项目，与国家政策导向息息相关，因此环保行业对于环境工程专业毕业生的专业技能需求也随国家政策的改变而变化。所以案例教学需要与时俱进，案例的选择应关注国家建设的热点问题。

近年来，我国城市内涝问题十分严重，根源是城市建设改变了地表径流量，增加了地下管网的负担。为解决该问题，国家提出建设“海绵城市”的设想，即“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。2015年，国家开始推进海绵城市的建设工作。因此，在开展案例教学时，教师应关注典型海绵城市的建设案例，如镇江市海绵城市建设PPP项目。PPP(Public—Private—Partnership)模式是一种新的融资模式，即政府部门与民营企业合作模式，可以使民营资本更多地参与到公共项目建设中来，提高建设效率，降低投资风险。近年来PPP模式被广泛用于公共事业的建设，截止到2015年11月，国家发展改革委员会已签约的PPP项目达300余项，总资金9 000亿元左右。PPP模式下的环境工程项目策划与建设已然成为行业热点。

(二)案例教学方案的设计

案例教学方案的设计应与案例教学的内容相结合，在教学过程中以学生主动学习为主，教师仅负责指导与提出建议[6]。笔者在进行教学方案设计时，采用了分组讨论学习的方式：3～5人为一小组，每个小组扮演一个角色，比如建设方、设计方、项目建议书和可研编制单位等。各小组要对案例进行深入讨论，包括案例中提到的重要信息、所需要解决的核心问题、解决问题的方法以及决策标准等。

1.学生准备阶段

在案例教学之前，教师应提前2～3周将与案例相关的材料发给学生，学生根据案例材料提供的信息，找到案例需要解决的关键问题，并通过查找资料、分析讨论方案，找到问题的解决办法，撰写文字报告或组织汇报资料。在学生准备的过程中，教师可以通过自身经验解读案例，引导学生进行深入思考。

2.学生讨论阶段

在学生进行了充分准备之后，教师可组织各小组模拟工程项目各参与方根据各自的职能进行案例论证与讨论。例如：可研编制小组根据项目提供的信息通过查阅资料、开展调研等对项目所要解决的问题提出解决的方案，并根据经济技术等指标提出技术方案；建设方结合项目整体规划等信息对所提出的方案进行审核并确认，授课教师可以咨询专家的身份提供建议与指导。讨论阶段最终形成项目技术文本信息，以此作为案例教学的成果。

3.教师归纳总结阶段

教师将工程案例的实际运行情况与学生讨论形成的成果进行比较，并进行归纳总结，提炼出实际工程所用到的理论知识与关键技术，再结合项目的最终方案找出学生在案例学习中的差距，以此进行深入的讨论与分析，并给予学生一段时间进行消化与理解，之后再用新的工程案例开展练习与锻炼。

(三)案例教学应注意的问题

案例教学要求教师具有环境工程项目决策、设计、实施和运行等实际工程经验，能够对案例进行全方位剖析，着重理论知识与实际项目的衔接，将实际工程项目与所讲授的课程理论知识有机联系起来[7]。因此任课教师在教学科研中应多接触并参与实际工程项目的建设，必要时可进驻企业进行跟踪学习，掌握实际工程项目的核心理论与方法、工程所需的关键技术与技巧、工作人员素质与能力等信息，并将这些内容融于案例教学中，达到指导学生的目的。

三、环境工程专业硕士培养过程中实施案例教学的效果

(一)提升了学生的工程实践能力

通过对案例的学习，学生了解到实际环境工程项目的建设过程，熟知了项目建设各个阶段所需掌握的技术与能力，如项目建议书、可行性研究报告的编制等。此外，与时俱进的教学案例使学生能及时了解行业动态，紧跟国家及行业需求，在满足社会需求的基础上进行职业规划。

(二)学生的学习更有针对性

通过案例学习，学生的学习更有针对性。例如在某城市污水工程建设案例的学习中，涉及到污水处理方案的比选及确定。学生会更注重各个工艺的应用特点，并结合实际工程项目的现状，如城市规划、生态景观、占地面积、处理要求等，进行经济技术比较，寻求最优的工程技术方案。这就要求学生在理论学习过程中有针对性地查漏补缺，以适应未来工作的需求。

(三)调动了学生学习的积极性

案例教学调动了学生学习的积极性。如在组织讨论阶段，学生各自扮演建设工程项目的不同参与方，针对案例内容展开讨论，踊跃发言，以获得正确的认识，形成了学习—实践—再学习的良性循环；同时，在讨论的过程中学生在尊重他人观点的基础上，善于抓住问题重点进行讨论，提高了专业交流能力。这些锻炼，提高了学生的自信心，使他们具备良好的沟通能力，进一步提高了学习的积极性。

近年来，笔者通过案例教学的方式使学生掌握了实际环境工程项目建设过程中应具备的能力与知识。一方面使学生了解了环境工程项目建设的过程，紧跟国家及行业动态，积极主动地学习理论知识；另一方面培养了学生解决实际问题的能力、沟通与交流的能力，使毕业生的综合素质能够适应用人单位的需求。

[1] 李新，王彬，申东.基于项目-案例法的环境工程硕士课程教学改革[J].广州化工，2016，44(19)：183-185.

[2] 王应密，张乐平.全日制工程硕士案例教学资源库建设探析[J].高等工程教育研究，2013(4)：166-171.

[3] 卢磊，刘中华，刘春爽，等.案例教学法在环境工程专业教学中的应用[J].中国校外教育，2016(6)：1.

[4] 王根顺，李立明.从案例教学看研究生教学改革方向[J].中国电力教育，2011(4)：38-39.

[5] 巩克菊，刘海霞.研究生案例教学探索[J].齐鲁师范学院学报，2013，28(1)：23-27.

[6] 秦立朝，杨素娟.浅析工程案例教学在土木工程专业的应用[J].江西建材，2015(17)：253-253.

[7] 游少鸿，王敦球，朱义年.以典型案例为纽带构建一体化环境工程专业课程的研究与实践[J].当代教育理论与实践，2012，4(11)：74-76.

(责任编辑 王 伟)

2016年北京林业大学专业学位研究生课程案例库建设项目“环境工程设计与案例分析”，项目编号ALKKC15090。