环境工程原理课程教学改革探究

武 敬，牛司平，盛广宏

(安徽工业大学 能源与环境学院，安徽 马鞍山 243002)

新时代全国高等学校本科教育工作会议提出“坚持以本为本，推进四个回归，建设中国特色、世界水平的一流本科教育”。为积极落实本科教育工作会议精神，环境工程专业结合自身的学科背景与特点、学校的教学条件与优势，积极开展特色化教学改革已经成为专业发展的必由之路。由于环境问题的复杂性、持续性以及广泛性，环境工程专业技术人才应具备较强的解决复杂问题的能力，培养学生的能力与素质，将“本科教学”向“本科教育”的转变成为当前专业发展的关键问题之一。环境工程原理是环境工程专业一门重要的专业核心基础课，是从自然科学基础课向专业课过渡的入门课程，其目的是培养学生从基本原理出发，通过观察、分析、综合和归纳，形成分析问题并解决工程问题的能力。然而，传统教学在有限的学时内难以让学生熟练掌握和运用专业基础知识，无法顺利实现培养目标。

一、环境工程原理课程教学中存在的问题

(一)学生课堂活力不足

环境工程原理作为环境工程专业重要的专业基础课，课程内容包括环境污染控制工程中涉及的具有共性的工学基础、过程和现象，侧重于原理性、普遍性和规律性的工学内容。课程知识点高度浓缩，仅依靠书本知识的讲授难以达到理想的教学效果。本课程于第五学期开课，进入大三的学生由于受多种因素影响，课程学习主动性不足。学生的预习工作处于无序状态；课堂研讨往往不能充分开展；课后小论文和作业存在抄袭现象。学生的“学”缺乏主动性，学习效果不佳。因此，必须充分调动学生的积极性，增加课程吸引力，提高学生课堂参与度。

(二)学生“学”与“用”脱节

环境工程原理课程要求学生掌握环境污染控制的基本技术及其原理，具备分析问题和设计计算的能力，要为后续的水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置等打下专业基础。课程中需要学生运用前两年所学的数学、化学、生物学等知识来分析环境问题或环境事件并能够制定初步的解决方案，完成从自然科学类基础课向专业课学习的过渡。但在授课过程中发现，学生无法将自身的知识储备与本门课程内容相融合，且本门课程中讲授的专业基础知识在分析实际环境问题时也用不上，造成“学”与“用”的断层，“基础理论”与“实践应用”之间割裂。

(三)课程评价形式单一

目前，环境工程原理课程主要以期末成绩、平时作业和课堂表现作为评定成绩的依据，且期末的闭卷考试分数占比较大。这种单一、机械的闭卷式考核方式对学生的课前预习情况和课后巩固过程缺乏引导和监督，无法激发学生主动参与的热情。在闭卷考试中，考试内容偏重于死记硬背的知识点，缺乏理论联系实际的开放式试题，以此评价学生主动学习的能力和解决实际复杂环境工程问题的能力远远不足。

二、环境工程原理课程教学改革的实践

要在有限的教学课时内为培养学生的各项专业能力打下基础，就必须改变传统的教学方法，引导学生自主学习。为了更好地实现该目标，必须优化教学体系和改变教学方式。

(一)改进教学方式，依托网络教学平台构建活力课堂

当前教育制度改革不断深入，教师的教学观念随之更新，但是以学生为中心的教学模式在实践过程中尚需进一步完善，更进一步突出学生的课堂主体地位。适度依托网络教学平台建设网上课程资源是教学改革过程中不可缺少的重要环节，网络教学平台的使用过程是学生真正自主学习的过程。教师通过网络教学平台能够更细致地了解学生的学情，以利于引导学生课外更好地主动学习，促进学生加深课程印象，提高学习效果。

环境工程原理的网络课程建设需要开设课程视频、课件、课程辅导资料、作业库、试题库和讨论区。在网络教学平台上，课前将部分内容制作成视频微课，结合课件进行网上发布，要求学生完成预习并通过相关测试；设置课后讨论环节或作业题，讨论环节中学生、教师可以互相提问，师生之间及时沟通、及时反馈。在此过程中，增强了师生互动，突出了学生的主体地位，进一步提高了学生的课程参与度。同时，通过网络课程上课前的预习和课后的讨论，学生掌握了一定的理论基础知识，在课堂授课过程中教师可调整教学模式，适时开展启发式教学或研究型教学，课堂的授课氛围更为活跃，也激励了学生的自主学习动力。

此外，环境工程原理的网络课程可以通过手机进行学习，学生的学习不受时间和地点的限制。学生可在任何空闲的时间里进行课程学习、参与讨论或完成作业，同时，教师通过手机实时了解学生的动态，及时沟通，让学生有十足的课程参与感。

(二)加强实践教学

作为环境工程专业的核心基础课程，环境工程原理需要为本科生的专业课学习打好基础，着重引导学生的专业实践能力，即奠定实践基础，而这个过程往往是在实际授课中最难实现的。因此，探索适度增加教学层次，阶段化培养学生的实践能力成为连接“学”与“用”，实现“基础理论”与“实践应用”融合的重要方法，也成为当前环境工程专业本科生实践教学改革的可行途径之一。在环境工程原理课程中，教师向学生传授知识的同时，采用问题启发、组织研讨或项目执行等方式，让学生理解和掌握环境工程原理工程特色的思维方式，从而让学生形成良好的学习习惯，训练学生解决实际问题的创新性思维和实践能力。如课前通过网络平台发布某环境类相关案例或课题，让学生自己去查找资料、分析问题、找出解决方案，并评价自己的方案，培养初级实践能力和思维能力。在理论知识学习之后辅以相应实验环节，可以促进学生对理论知识的消化吸收。同时，实验也增加了学生学习乐趣，进一步提高其主动性。如在讲授吸收章节完成后，进行吸收塔传质系数的测定实验，实验前要求学生巩固相关知识。实验过程和数据处理过程强化了学生的动手实践能力，深化了学生对传质系数与吸收过程中影响因素的理解。此外，通过鼓励学生积极参与教师的科研项目，或者引导学生自主参与各项科学竞赛类项目，进一步增强学生的实践能力。

以往的教学实践表明，依靠研究型教学能够在很大程度上拓展学生的知识面，但是实验环节课时较少(8个学时)，使得能够完成实践验证的知识内容占比极小，因此，学生的实践能力培养仍受实际实验水平和平台的限制。虚拟仪器的引入突破了教学条件的限制，极大程度满足了课程的实践教学要求。如在环境工程原理课程中，增加了虚拟仿真实验平台的操作内容，该平台设有环境工程原理中各单元(沉降、过滤、吸附、吸收等)的仿真实验，充分满足学生对不同知识的实践探索需求。在环境工程原理中使用虚拟仪器仿真平台，弥补了教学资源的不足，为学生提供良好的实验仿真效果，使学生不受时间和地点的限制将理论与实践结合起来进行学习。

(三)改革课程考核方式

科学、合理的考核方式应兼具反映教学成效和督促学生主动学习的功能，尤其在多平台教学体系中，仅依靠期末考试成绩评定的传统考核方式已经无法满足新的教学要求。因此，教学改革需丰富考核方式，实施高覆盖的过程性评价。

在环境工程原理的多平台授课实践中，过程性考核内容主要包括课堂授课情况、作业完成情况、实验完成情况、网络平台使用情况、虚拟仪器使用情况和期末考试成绩，且期末考试成绩占比为50%。

即时、多层次的考核体现在课堂学习(如回答问题、讨论参与度、PPT与答辩情况等)、课程作业、网络平台使用(如预习要求、环境事件解决方案设计、思考题讨论参与度和阶段测试成绩等)、实践活动(虚拟仪器使用情况和实验成绩)、自主学习(网络平台使用频率)等各个方面，重视学生知识的实际掌握情况，着重培养学生实践能力和创新能力。

三、结语

开展依托于网络教学平台、实验平台和虚拟仿真平台的多平台教学体系探索，并以过程性考核实施全过程辅导和监督，从而增强学生的学习自主性，逐步锻炼学生的实践能力，为专业课的学习奠定基础，最终提升环境工程本科生教学质量。