“环境工程装备”课程中新型教学模式的探究

马良

【摘要】为了带动“环境工程装备”课程的课堂气氛，培养环境领域本科生和研究生的工程科研能力并结合“环境工程装备”课程涉及面广、应用性强、层次分明等特点，文章提出了教师课堂教学、学生上台授课、特定课题大作业和深入现场学习及操作的一体化新型教学模式，最后还根据实际教学经验提出了几点意见，引导学生将理论、科研、工程相结合。

【关键词】环境工程装备；新型教学；模式；教学思路

一、前言

专业课教学是高等教育理论重要的组成部分，如何提高专业课的教育水平和教学质量，是目前教育者共同探讨的话题。国外的专业课内容较为灵活，能够适应不同学习者的要求。我国的教学仍以传统方式为主，专业课的目的在于培养学生的学术科研能力，课堂仍以教学组织形式为主。随着教育资源的多样化，课堂内容也逐渐丰富起来，但是学生的总体满意度仍然较低，课程出现内容设置随意、缺乏系统性和创新性、与实际相差较远等问题。

为使环境工程设备教学与实际环境污染处理工程更为紧密相连，“环境工程装备”课程应运而生。“环境工程设备”课程是为环境工程专业学生开设的专业选修课，突出设备设计知识的基础性和实用性。在前期教学中，课程本身的创新性和实践性吸引了大量学生，但随着课程难度的提高和知识点的不断深入，学生在课堂中缺乏主动思考和延续拓展的能力，学生上课缺乏热情，这让教育者反思在教学中出现的问题。针对“环境工程装备”课程理论实践性强、涉及工程运用和数学建模、后期学习难度系数大等特点，新型教学模式被提出。

目前为止，常见的教学方法有案例教学法、现场教学法、大作业教学法、学生上台授课法和课堂式教学法等，其中课堂式教学法和大作业教学法被广泛运用于大学课堂中。然而实践证明，简单的教学改革无法从根本上提高学生自主学习的能力， 经分析存在以下几点原因：第一，大作业是以个别工程或项目为案例，无法系统兼顾所学知识内容和最终全面考核学生的掌握程度；其二，现行教学形式依旧以课堂式教学法为主，缺乏激励学生自主学习的教学机制；其三，课程设置与实际脱节， 过于专注理论研究和推导，忽略实际运用，导致学生积极性低。

因此，为了避免上述缺点，针对“环境工程装备”课程的独特性和专业课共性，本文提出“四合一”新型教学方式，即教师课堂教学、学生上台授课、特定课题大作业和深入现场学习及操作的一体化新型教学模式。

二、“环境工程装备”课程的特点

（一）系统概括，涉及面广

“环境工程装备”课程从总体上把握环境工程设备的选用和设计原则，从污水处理方法与设备、大气污染与控制设备、固体废物污染与控制设备三个方面进行教学并详细介绍每类设备的运作原理及其实际应用，在课程设置上涉及化工、煤矿、橡胶、钢铁、医疗、航天等领域。实践表明，环境工程专业在建设上既包含环境污染治理，还体现了每个行业选用环境设备的特殊性，为学生提供了广泛就业的可能性，学生可根据自己感兴趣的方向进行深入学习和了解。因此，这门课程具有概括性强、涉及面广的特点。

（二）与实际联系紧密，应用性强

本门课程主要介绍在实际生产中常用的“三废”处理设备，包括在污水处理厂常用的格栅、沉砂池等简便设备，涵盖近年来发展迅速的膜处理、催化处理等机械设备。从工作原理到性能研究，本课程涉及的环境工程设备与实际生产及环境治理应用紧密相连，同时考虑工程经济性和操作安全与维护性，结合科研最新发展和工程上设备的运用推广情况，深入浅出地分析每种设备的发展前景和实际操作性，开阔学生的视野，在理论与实践相结合的过程中，培养学生解决实际工程问题的能力、创新意识和综合能力，形成实践型导向学习的教育模式。

（三）重点突出，层次分明

课程重点介绍环境工程设备在生产中的应用，突出现今发展较快、关注度较高的大气污染控制设备。结合课题研究优势，详细介绍大气污染的成因、分类、控制方法及相关数学模型，最终落脚于大气污染控制设备在生产及污染治理中的选型和安装方式。同时要妥善处理课堂教学过程中的基本原理与运用实践所占比例，基础理论部分的讲解要有一定深度，但不能忽视环境工程设备在生产实践当中的配置、作用和设备之间的联系问题，将基本原理与设备相结合，更好地突出主题。

三、教学思路

考虑课程具有涉及面广、与实际联系紧密、重点突出等特点，基于本文提出的“四合一”教学模式的教学思路，任课教师预先准备同一领域不同方向的研究课题并将其发布，任学生自主选择感兴趣的污染控制处理方向，提供一到两周的准备时间，引导学生自主完成研究型作业并以小组为单位进行汇报；然后大家集中讨论，根据完整度和新颖性进行评定，从而调动所有学生的积极性，提高一个课题的参与度，保证学生在了解核心知识的同时，在纵向上进行拓展，更加深入、自主地学习“环境工程装备”课程；最后带领学生实地参观环境处理设备，明确实际和理论设计之间的误差，做到学以致用。本文在以下几个方面提出设想。

（一）将课堂还给学生，进行引导式教学

为了避免学生盲目地死记硬背和机械式学习，在课前应该给予学生一定的启发和引导。在讲解阶段，教师就需注意培养学生自主学习的习惯。知识点展开前，先由浅及深地引入多组问题并在后面的教學中展开叙述，从而在引导学生从不同角度、不同方式进行思考的同时，对本节所学内容有整体性的了解。错误的教学定位会影响课堂质量和学生的学习状态，在保证任课教师执教水平的同时，应该及时了解学生的反馈信息，多与学生进行交流，用耐心的态度来引导学生。以本门课程为例，在讲述《环境工程设备与基础》一节时，针对学生已有的专业知识基础，提出以下几个问题：你所理解的环境工程设备有哪些？一个完整的废物处理系统都包含哪些设备？如何选用特殊要求下的环境工程设备？通过设问，使学生预先对环境工程设备有所了解，也让学生有了更多的参与感，从而提高对整节课的满意度和兴趣。

（二）定期更新教学内容，运用多种类型的教学方式

教师能否合理把握教学内容，直接影响学生的接受程度和专业技能，因此教学应以介绍成熟技术为主，逐渐用前沿的知识理论代替边缘化或即将淘汰的技术，所选取的内容要符合学生展现的专业素质、基本技能和预设目标期望。环境工程设备是一门新型特色专业，要将重点放在废物处理装置的原理、特点及作用上，让学生了解每个设备的选用原则，反过来也理解每个设备的原理及数学模型。

在教学过程中应避免“一人堂”现象，应采用多种方式教学。针对“环境工程装备”课程，可以采用课堂式讲解和小组讨论的形式，由教师讲解主要的工艺流程和技术参数，现场模拟一个实际工况，由小组讨论评价各个设备的优缺点，选出最优设备，最后集中讨论，教师总结，形成传统式课堂与研讨式课堂的结合，增强课堂的活跃性，引导学生自主探索知识。考虑到专业课小班教学的优势，还可在适当阶段带领学生参观实验室，使学生通过动手实验来加深对设备功能和使用方式的理解。

（三）研究型课题与现场教学相结合的方式

独立完成一个课题或项目是考查学生全面科研能力的最好方式。因此，课题选择至关重要。在选题的过程中，需考虑所选课题与环境工程设备的相关性、与实际生产及治理的联系程度、学生的科研能力和对知识的理解程度。学生可以依据兴趣从废气、废水、废固三个方面选取自己感兴趣的课题（侧重于工程实践），两到三人为一组，在教师规定的时间内完成课题并进行现场汇报，未参与汇报的学生进行提问和评价，最终由教师进行总结。

研究型课题教学是在模拟现场工况下完成的，与实际情况仍有差距。为了使学生更好地掌握环境工程设备的选用和应用方式，需以研究型课题与现场教学相结合的教学方式，提供2个课时，带领学生参观中国石化、上海华谊、米其林等公司，实地参观学习环保设备，加深对污水处理设备中气浮设备、过滤设备和分离设备的理解，对除尘设备中湿式除尘设备和袋式除尘器的理解，对于很多大型设备如电除尘器、旋风除尘器等可以在现场更加直观地观察其结构和操作方式。

（四）考核评价方式

考核评价方式应与新型教学模式相适应。学生成绩反映出其对学科实际掌握程度，检测教师课堂教学、学生上台授课、特定课题大作业和深入现场参观学习的一体化教学模式的科学性和合理性，同时影响着学生的学习热情。通过对资环学院和机械学院的200名研究生进行抽样调查，并结合以往教学经验，最终决定以课堂小测试成绩（占25%）、研究型科研课题（占50%）、现场认识总结（占25%）的多种方式进行评定，希望通过多种考核方式和评价指标对学生的实际掌握程度有一个全面的了解。

四、总结

教师应该根据学科特点采用适宜的教学模式。“环境工程装备”课程的核心目的在于使所授知识与科研、工程实践紧密相连，具有系统概括、涉及面广、与实际联系紧密、应用性强、重点突出、层次分明的特点，因此选择合理的教学模式十分重要。本文提出采用引导式教学和“四合一”的教学模式，重点在于巩固“环境工程装备”学科的基础知识和理论，引导学生将理论、科研、工程相结合，做到学以致用。

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