基于新工科创新人才培养的固体废物处理与处置课程教学的改革探讨

滕 青，张冬梅

(广东石油化工学院 环境科学与工程学院，广东 茂名 525000)

《固体废物处理与处置》是高等学校环境工程专业的核心课程之一。该课程主要介绍固体废弃物污染与防治的基本原理、方法及资源化技术[1-2]，培养学生分析和解决环境工程复杂问题的能力，为今后从事相关工作打下夯实的基础。因此，该课程的教学效果直接影响到学生的基础理论水平、实际操作技能和解决复制环境工程问题的能力。但是，目前我国经济处于高速发展的阶段，我国固体废弃物种类和数量与日俱增，而相关处理与处置技术和设备难以满足当前市场的需求，很多废弃物仍然存在处理不当或不处理的情况，危害人类生存环境[3-4]。

1 新时代背景下培养新工科创新人才的需求

掌握前沿理论知识、开拓创新思维和创业精神、拥有丰富的工程实践经验，并能够以较深的文化底蕴和全球性战略视野整合多领域知识进行理论研究或市场开拓是新时代背景下新工科创新人才的要求[5-6]。传统的以教师为中心的重理论型教育模式已无法适应当代社会的发展。因此，为适应时代发展，培养出高素质创新应用型人才，当前的高校教育急需要转型。随着信息化的高速发展，可为教学提供丰富便捷的资源，知识量大、技术更新快，有利于提高学生的主动性、积极性。然而，大多高等院校的工程教育仍然采用教师上课讲学生听的模式进行教学，现代教学媒体的使用仅仅增加了课堂内容量，并无太多改变[7-8]。因此，教学过程必须要从传统的以教师为中心转向以学生为中心，注重培养学生的创新创业能力，注重解决复杂工程问题能力的培养。在教学过程中要增加学科前沿发展理论和技术等相关内容，进一步提升学生的创新创业思维。在未来更具互动性、个性化和智能化的教学方式将加快发展，以3D、VR和AR等人工智能信息技术为支撑的参与式、探究式和讨论式等教学模式将会逐步普及并成为未来教学主导模式[9-10]。

2 《固体废物处理与处置》课程当前教学中存在的问题

当前，《固体废物处理与处置》课程在传统教学中还存在一定的问题，主要包括以下四个方面。

(1)新时代背景下，我国环保法规与要求越来越严，环境污染治理技术与设备迅速发展，但目前我校选用教材为宁平主编的《固废废物处理与处置》，该教材出版至今已有12年，出现教材内容老化，更新较慢，严重影响了学生的专业学习兴趣；学生所学知识很难满足当前环保市场需求。

(2)目前，在有限的学时内完成教学任务，教学方法大多为传统的“灌输式”，一般都是老师在课堂讲授、学生被动的接受知识，缺乏个人思考，学生学习兴趣与积极性不足，教学效果较差。

(3)作为环境工程专业学生，培养学生的动手操作与解决复制工程问题的能力是培养目标的要求，但目前教学普遍注重理论知识，忽视实践能力的培养。

(4)目前，固废实验中的仪器设备较为简单，不能还原固体废弃物处理的实际工艺，且缺乏创新性、设计性和综合性的实验装置，不能培养学生的创新实践能力。

3 《固体废物处理与处置》课程改革内容

目前，《固体废物处理与处置》课程在教学中存在的问题已经大大影响了教学效果，更是严重背离了新工科创新人才的培养目标。依据新工科建设中对人才培养的要求，为培养出具有扎实基础知识、丰富的工程实践能力、健全的人格，同时具有创新创业精神的新工科创新型人才[11]。结合课程既有的完整理论体系，又与各种新技术及应用密切相关的特点，从跨学科的视角重构课程教学内容，结合大数据平台进行设计性实践活动，针对课程教学目标与内容、教学方式、考核方式及教学评价等进行改革探讨，具体概括为以下几个方面。

3.1 教学目标和教学内容的重构

基于新工科对人才培养的要求，为培养学生具有创意、创新和创业的能力，打破传统使用单一课本的授课模式，可以增加对当地固体废物处理与处置方式的讲解，并收集固废产生、收集与处理相关数据，开发建立基于当地固体废物处理与处置大数据分析平台，重构课程的教学内容。教学内容增加互联网、大数据分析、人工智能等新技术在环境领域的应用，开发学生的创新与创业意识。

3.2 教学方式的改革

教学方式由传统的上课改为以科研促教学的模式，即所有学生本次课程学习以开发本市固体废物处理与处置大数据分析平台作为目标，学生分组进行不同类型固体废物的研究(包括废物的来源、危害、处理方法等)。通过完成科学研究掌握固体废物的处理与处置的基本知识以及新型的处理技术，提高学生理论与工程实践相结合的能力，同时培养学生的团队合作意识，使学生能够满足新工科创新人才的要求，更好地适应社会的发展。

3.3 科学合理的考核方式的建立

课程考核方式由传统的考试模式更改为考试和科研报告及成果展示相结合的形式，学生可自行开发类似手机APP的形式用于监测本市某一类固体废物的排放及其处理与处置进程。通过新式的考核方式不仅能调动学生的学习积极性，同时还能激发学生的创新思维和工程实践能力。

3.4 科学合理的教学评价机制的建立

围绕培养学生具有创意、创新和创业的能力，制定规范化的教学评价体系。同组学生之间、团队之间、学生同教师之间进行互评，推选优秀学生及优秀团队进行表彰，同时可以作为学生平时成绩的一部分，并能够指出问题所在进行改进。

3.5 优秀成果的转化

课程结束之时，学生推选出优秀的成果进行展示，教研团队根据实际情况帮助学生将其成果转化并推广，实现大学生的校园创业。

4 结语

基于新工科创新人才培养的固体废物处理与处置课程教学模式建成后，固体废物处理与处置课程由传统、内容单一的教学模式转向新型、交叉融合的模式，将科研引入课堂教学，以学生为中心，学生由被动接受型转向自主学习型；提升学生自主学习的积极性和自我管理能力，其次，能够提高学生理论与实践相结合的能力，使学生在实践过程中获得知识，同时可以提高学生的团队合作意识；最后，以科研促教学的模式能够提高学生的创新创业能力，新模式教学可以促使学生熟练掌握专业基础知识并用于解决实际问题，成为既有扎实理论知识又具有丰富实践经验的创新型环境工程师。