地方高校工科专业课程教学模式改革研究

马宏卿 李宝

摘  要：当前对创新型应用型人才的重大需求及“新工科”建设对地方高校工科课程改革提出了新要求。《大气污染控制工程》作为核心课程之一，在环境工程人才培养中起重要作用。针对地方高校特征，文章在概括分析课程教学存在问题的基础上，提出了具体教学改革实践措施，以期为地方高校工科专业课程改革提供参考和建议。

关健词：地方高校;大气污染控制工程;工科;教学改革

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）09-0132-03

Abstract： The current major demand for innovative application talents and the construction of "new engineering" calls for the reform of engineering courses in local universities. Air Pollution Control Engineering plays an important role in the cultivation of environmental engineering talents. In view of the characteristics of local colleges and universities， this paper puts forward specific practical measures for teaching reform on the basis of summarizing the existing problems in the course teaching in order to provide reference and suggestions for the reform of engineering courses teaching in local universities.

Keywords： local universities; Air Pollution Control Engineering; engineering; teaching reform

一、概述

“大业欲成，人才为重”。新工业革命加速进行，我国经济发展进入新常态、高等教育步入新阶段，高校“新工科”建设势在必行。这是国家一系列重大战略深入实施的呼唤;更是产业转型升级和新旧动能转换，提升国际竞争力和国家硬实力的迫切要求。加快建設发展新兴工科，持续深化工程教育改革，培养高素质工程人才，已成为当今高校教育改革重点[1]。

针对于高校教学活动的基本实施形式——课程教学，开展相应教学模式改革，加强工科学生的创新型应用人才培养，以推进相关工程专业新工科建设成为高校工程专业教学改革必然。未来新兴产业和新经济需要的是工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才，因此以提高学生的创新能力和应用能力为导向的课程教学模式改革受到广泛关注[2，3]。另一方面，伴随着大气污染问题加剧，雾霾、城市群复合污染新问题不断出现，培养大批具有创新能力的大气污染控制方面的高素质应用型专业人才，是国家加强环境保护、推进可持续性发展重大战略需求的必然选择。这也对环境工程类专业主干课程之一——《大气污染控制工程》的开展及教学改革提出了更高要求。

二、课程教学当前存在问题

《大气污染控制工程》重点讲述大气污染防治的基本概念、重要原理、主要设备和典型工艺以及设计计算等。当前课程教学存在诸多问题[4，5]：

1. 教学内容庞杂，课程时数少。理论阐述过多，而工程设计和实践运转方面内容介绍不够，技术应用现状及新技术或者热点介绍存在一定不足。

2. 师资单一。“双师型”教师不足，教师工程知识储备有待提高，与当前工程工艺一线等实际应用脱节。

3. 理论知识占据教学内容主导，能力教学理念及实施欠缺。学生思考分析实际问题、将理论应用于实践的能力不足，更谈不上有足够的知识，能够活学活用的创新能力。

4. 实践教学方式单一。目前的教学过程中，实践能力的培养途径仅通过较少学时的基础实验操作，其他形式的培养途径缺失，学生的设备工艺操作和设计等实际动手能力严重短缺。

此外，针对地方高校，此门课程教学与当地区域环境、产业现状、大气治理现状与问题等实际联系短缺，难以体现其“为区域发展服务”定位。从一个角度来看，地方区域发展特色定位和地方独特实际问题正是培育高素质工程人才的优质教学素材，将其设计融入到新工科建设背景下课程教学改革的各个环节，切实加强学生理论联系实际的创新应用能力，彰显自身发展特点特色，利用好新工科这块试验田办地方高校教育。

基于此，以新形势下，新工科建设为契机，本研究依托临沂大学环境工程专业2015级学生课程教学为试点，将地方发展特色、区域问题融入整个教学过程中，推进学生创新应用能力培养，开展《大气污染控制工程》课程教学模式改革探索。

三、课程教学模式改革的必要性

（一）课程教学模式改革符合“新工科”背景下工科专业发展的需要[6，7]

《大污染控制工程》教学模式改革是为了改变原有教学模式，将当今先进的教学组织形式、自主学习等模式等引入到课程教学中，引导学生积极主动的学习，授之以渔;强化实践平台建设，促进学生创新实践能力提升[8];创新改革评价体系，对学生的学习过程及能力体现给予充分关注聚焦，以切实强化学生培养质量，使其满足应用型人才的培养需求，这也正符合“新工科”以项目形式建设的“新”要求。

环境工程专业培养的学生具有扎实的环境工程理论知识、专业技术和工程设计能力。能力方面，首先具体的要求掌握水污染控制工程、空气污染控制工程、噪声污染控制工程、固体废物处理处置与资源化工程的基本原理和设计方法。针对地方高校特征，立足当地，切实培养学生，使其能够服务于地方发展，解决复杂的实际环境污染防治问题。在教育发展过程中实现大气污染控制教学，尤其是实践教学的不管完善及发展，推荐教学的不断改革，以适应我国工程教育现状。这是当前“新工科”背景下环境工程专业发展的需要，也是其必然要求。

（二）课程教学模式改革满足学生、企业和社会的需求

教育应以学生需求为基础，以企业人才需求为导向，以社会需求为根本。教学改革其最终目标是了培养合格人才，为社会输送高水平技术人才，同时为学生创造高质量就业方向。《大气污染控制工程》教学改革过程中，每个环节的设计都应具有系统性与规范性，其基本内容必须服务于学生、企业、社会的发展需求。根据专业人才培养目标来进行设计改革，无论是学生还是教师都应该是在教学中不断学习进步，与时俱进，掌握当前行业和社会需求。

（三）课程教学模式改革推进教学规范及发展[9]

《大气污染控制工程》课程教学模式改革中强化理论教学和实践教学的完善及教学规范，打破了传统的教学理念的必经之路，把《大气污染控制》教学开展实施与地方实际密切结合，把体现当地实际发展需求、发展特色和代表性污染问题渗入到实践教学中，与时俱进，做到实践教学内容不断更新进步，适应社会需求。

其次，通过此次改革促进环境工程专业教学的完善及发展，应该加强系统化、全方位的教学模式体系构建，促进更好的全面的紧扣专业培养目标，使其进一步逐步明确并得到全面贯彻完善，以此适应环境工程专业“新工科”的发展需要。因此，进行环境工程主干课——《大气污染控制工程》教学改革具有必要性。

四、课程教学改革措施及探索

改革主要从构建“强强联合”多元化师资、更新理论教学内容及教学方法、多渠道多路径强化实践教学和师生共同参与充分体现能力考核评价体系建设等四个方面进行改革，探索以创新能力培养为导向、以更好的服务于地方大气污染治理为定位的课程教学模式改革研究，引导和培养学生的创新思维和理论知识的实际应用能力，提升地方高校的学生培养质量，促进地方经济快速发展。

（一）师资队伍组合及构建

根据教学模块，构建由专任教师、工程实际技术人员、学者和政府管理人员组成的联合师资队伍。负责基本理论知识、实践教学、前沿-新技术和“当地现实问题及解决”专题等的教学和指导，这样教师各司其职、发挥各自特长的同时，提高学生对于不同知识模块的理解和掌握，促进其创新能力和实际应用能力的提高。

（二）理论教学改革

1. 优化教学内容

（1）以广泛采用的郝吉明教授编著的教材作为依托，将教材重构为四个知识模块：绪论及燃烧理论基础、颗粒物捕集理论及技术、气态污染物处理理论及技术、移动源大气污染控制。補充飞机和船舶大气污染控制、室内污染控制和大气污染控制其他热点问题（碳排放、雾霾问题），构成六大知识模块。

（2）课堂教学中引入科研文献，融入教师的科研项目;同时开设“新技术-科研前沿”内容。在四大知识模块的学习中，教师选择具有代表性的大气污染控制方面的科研文献和科研项目，介绍文献和项目的研究内容、技术方法和研究结果，并适时融入到理论课学习中。搜集国内外大气污染控制方面与教材知识模块相关的新技术和最新进展，通过视频、图片、学者做报告等多种形式置于教学内容体系，最终训练学生总结书写教材知识模块相关的研究进展综述。

（3）设置“当地大气污染问题现状及解决”专题内容。邀请当地政府环保局管理人员做相关报告，涵盖当地大气污染及治理现状、管理政策和下一步工作重点等内容。

2. 合理选择教学方法及手段

采用启发式为主的互动式教学，从学生生活实际、当今热点新闻事件作为设置提问和引导的切入点，充分重视学生-学生和教师-学生之间的讨论在课堂教学中的应用。这种教学方式可以引导学生积极主动思考、活跃课堂气氛，形成民主教学风气，最终使学生的理解和将理论知识应用于分析问题的实际能力得到切实提高。

选取部分章节如脱硫脱硝技术，引入微课、翻转课堂等新型媒介引导学生开展线上线下学习。针对选定的章节内容，进行高质量的设计和构建，设置浅显易懂的动画、视频和互动测验;融合在线学习和面对面课上学习，在课堂环境下互动。激发学生学习热情和兴趣，发挥学生主体作用，引导学生自主学习，挖掘潜能，实现师生互动式教学。

（三）构建多样化实践教学形式，突出强化实践教学

1. 完善实验项目，增加创新性较强的综合设计性实验

在开展的原有基础性和验证性实验的基础上，从与理论知识密切相关的科学研究项目、学科竞赛、大学生创新创业训练计划项目等中筛选涉及多课程甚至多学科知识点和创新性内容且应用性强的综合设计性实验。

2. 严格开展“从实际中来到实际中去”的课程设计[10]

重要知识模块理论学习后，选取当地特色行业（板材行业、制药行业、农肥生产行业）的突出问题，布置课程设计任务，学生带着任务进入实际现场，完成设计后再次回到现场进行比对查找不足，发现问题，后续修正。整个流程加深了学生对大气污染控制的原理、设备、相关参数及技术指标等的理解与掌握，同时解决了设计与实际脱节的问题。

3. 推进“比对化”现场参观实习

一线技术工程师/技术人员和政府管理机构（环保局）在此环节担任导师。去特色行业代表性企业参观实际工艺，通过先进技术和落后技术、存在问题及改进完善后工艺的对比中，分析问题，强化理论知识的理解和掌握，从而强化学生对实际问题的分析解决能力。

4. 强化实践基地建设，在合作企业中进行创新实践能力培养[10，11]

在现有实践基地的基础上，重点依托区域产业优势，推进科教结合、产学融合、校企合作的协同育人体制机制改革，探索建立服务区域新产业、新业态、新技术发展的产学研合作示范学院、实践基地或工程创新训练中心。

如依托地方特色行业：临沂当地板材行业、化肥生产行业和制药行业补充健全六大知识模块对应的特色实践基地建设;在相应知识模块学习完成后，以及课程整个学习过程完毕后，让学生进入合作企业，寻找实际问题，并自主学习，提出解决思路，鼓励其提出新方案的探索，培养学生独立分析问题、解决现实问题的创新能力。

（四）建立“一二三四”课程考核体系

课程考核是教学环节的重要一环，对整个教学过程起检验和反馈并改进的重要作用[11]。此门课程改革过程中，要建立多方评价、注重能力、强化学习过程的评价体系。

具体而讲，“一”——一个强调，是指考核过程中凸显学生这个学习主体，即学生参与命题过程，测试题库由学生、教师共同贡献，经由于外校专家校对后形成最终题库。这利于学生学习积极性及对知识点深入透彻的理解和掌握。

“二”——二种能力，是指“创新能力”和“理论知识解决实际应用问题”，命题必须以两种能力的考察为导向。

“三”——三模块，是指理论成绩（50%）、实践成绩（30%）和开放性试题成绩（20%）三个成绩模块构成最终课程成绩。

其中开放性测试包含两个部分：第一：学生自主选题，对大气污染控制工程前沿研究或者新技术开发应用领域内感兴趣课题形成书面报告，或者撰写相关文献综述。第二：就当地某行业大气污染控制问题写调研报告，要求有现状、存在问题和个人的观点及建议。

理论成绩由平时成绩（10%）和期末成绩（40%）构成;基础实验（5%）、综合性设计实验（5%）、课程设计（10%）、参观实习分析（10%）为实践成绩的四部分。

“四”——四类教师主体，是指在考核过程中，专任教师、实际工程技术人员、学者和政府管理人员教师队伍的四部分均参与考核过程，除命题外，还包含相应实践教学和开放性测试成绩的评定。

五、结束语

基于地方优质资源，本课程改革已面向 2016 级环境工程的本科生开展了1年。学生普遍反映新的教学体系效果明显，学生的创新能力和解决问题能力明显增强，把课程与实际有机的联系起来，课堂也“实际”很多。通过这种改革方式培养出的本科生，一定能够受到社会的赞誉。

地方高校工科人才的培养涉及教育观念、教育模式、教学内容、教学方法、教育评价等诸多方面，是一项宏大的社会系统工程。我们在《大气污染控制工程》的课程教学上的改革仅仅是一个开始，还需要不断地探索和完善，在今后的工作中还应更多地吸取国内外的教学经验与成果，使本课程在创新人才培养理念方面进一步发挥实效。

参考文献：

[1]刘志明.高等工程教育培养创新型人才的思考[J].中国高教研究，2003（9）：10-13.

[2]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017，12（3）：1-6.

[3]卢晓东.中国一流大学本科教学改革进程与思考——以北京大学为中心考察[J].云南师范大学学报，2012，44（5）：96-104.

[4]宋剑飞，尹奇德，夏畅.《大气污染控制工程》课程教学改革探讨[J].中国教育导刊，2006（12）：82-83.

[5]魏祥东，邹慧玲，铁柏清，等.基于卓越计划的新型实验实践教学体系构建——以湖南农业大学环境工程专业为例[J].教育与教学研究，2014，28（12）：74-77.

[6]陈俣秀，谢羽，罗茂华.基于应用型人才培养的课程建设[J].教育教学论坛，2018（30）：55-56.

[7]李繼星.从知识体系走向能力体系-对改革人才培养模式，培养创新型人才的一些思考[J].人民教育，2011（23）：8-11.

[8]刘济良，王洪席.美国高校本科教学的经验及启示[J].中国大学教学，2014（5）：94-96.

[9]孙娟，赵朝成，刘芳，等.基于创新型人才培养的课程建设——以环境工程专业课为例[J].教育教学论坛，2018，12（49）：64-66.

[10]李根，党亚固，唐盛伟.基于化工“卓越工程师”培养的毕业设计新模式探索与实践[J].化工高等教育，2017（1）：20-23.

[11]余修武，叶勇军，蒋复量，等.“科教融合、校企合作”双翼模式下的人才培养初探[J].高教学刊，2018（01）：10-12.

[12]罗三桂，刘莉莉.我国高校课程考核改革趋势分析[J].化工高等教育，2014，12：71-74.