《固体废物处理与处置》课程教学改革探索*

2022-09-19方志荣杨燕君张万明王雪梅

广州化工 2022年16期

方志荣，杨燕君，张万明，王雪梅,清源

(1 西昌学院资源与环境学院，四川西昌 615013;2 西昌学院农业科学学院，四川西昌 615013)

近年来随着我国经济的发展，固体废物的产生量、处理量大幅增加，社会对固体废物处理与处置的人才需求和培养质量也同步提高。《固体废物处理与处置》是环境科学与工程专业的一门专业应用课程，也是环境科学与工程专业的核心主干课程之一，该课程有很强的实践性和工程性，旨在培养学生掌握固体废物污染环境防治的原理、方法、资源化的工艺及技术，为学生今后从事固体废物处理与处置的相关工作打下良好的基础[1]。新时代新工科背景下培养掌握前沿理论知识、拥有丰富的工程实践经验、具有开拓创新思维和创业精神的创新型人才成为时代发展的需要[2]。传统的“以教师为中心”的重理论型教育模式已经无法满足地方院校的应用型人才培养目标。在《固体废物处理与处置》的理论和实践教学中，我们对当前教学现状进行了总结，并对课程改革进行了探索和建设实践。

1 《固体废物处理与处置》理论和实践教学存在的问题

1.1 理论教学存在的问题

教学内容繁多、课时安排少；教学方式过于传统，评价体系相对单一[3]，学生动手操作和解决复制工程问题的能力差，创新实践能力差[4]。

1.2 实践教学存在的问题

实践教学与课堂教学孤立，实验设备短缺，实验多以验证性的教学为主，难开展创新性和综合性较强的实验，考核评价体系相对简单，学生学习积极性差，实验课程没有真正达到深化理论学习、提高动手能力和创新思维的目的[5]。

基于以上问题，有必要对教学现状进行总结，对教学内容和教学方法改革进行探索和建设实践。

2 《固体废物处理与处置》理论和实践教学改革对策

2.1 完善教学大纲,做好顶部设计

教学大纲是专门人才培养规格在课程中的具体体现，是课程教学的指导性文件，授课前有针对性的修订和完善《固体废物处理与处置》的教学大纲。为了满足知识传授、能力培养、价值塑造“三位一体”的要求，目前的教学大纲中包括：(1)知识目标：了解固体废物的产生、来源、分类及其危害；掌握固体废物的各种处理与处置的原理与方法；掌握典型废弃物资源化与综合利用的方法。(2)能力目标：了解并掌握固体废物处理与处置基础理论、基本概念、基本原理、主要设备和典型工艺等；通过问题分析、运算等，充分考虑人文、社会、环境、经济等因素，提出解决实际固体废物环境污染及处理问题的有效方法；结合课程设计等教学环节，为学生毕业后从事固体废物处理与处置设计、技术管理等工作奠定必要的基础[6]。(3)德育目标：培养学生对国家、世界形势的敏锐洞察力；增强学生对“加快生态文明体制改革、推进绿色发展、建设美丽中国”战略思想的认识；增强学生的社会责任感、民族自豪感；增强学生的职业素养，培养能够在环境工程问题实践中理解并遵守工程职业道德和规范的人才；培养学生的团队意识和协作精神[6]。

2.2 教学内容与时俱进

课程教材选用牛晓庆等主编的《固体废物处理与处置》(2014版)，该教材的内容体系包括固体废物的收集与运输、固体废物的预处理、固体废物的热处理、固体废物的生物处理、固体废物的固化处理、固体废物的最终处理、固体废物生物资源化与综合利用等。然而，近年来固废处理与处置政策、处理工艺等发生了许多变化，如2021年1月1日起施行的《国家危险废物名录》、2020年9月1日起施行的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等固废领域相关政策不断的补充与更新，生活垃圾源头分类开始试点，“无废城市”概念的兴起，生活垃圾的处置方式由卫生填埋为主过渡到焚烧发电为主，固体废物预处理、无害化、资源化的工艺和设备有了长足的发展，这些变化促使我们在教学内容的选择上需要与时俱进。

2.3 将思政元素融入课堂教学中

习近平总书记强调：“要坚持显性教育和隐性教育相统一，挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源，实现全员全程全方位育人。”通过将思政元素融入到固体废物处理与处置的理论教学及课程设计实训教学中，结合时代的绿色发展理念、工匠精神、创新精神，潜移默化的帮助学生形成社会主义核心价值观，提高学生的综合能力，培养具有民族担当的复合型人才[7-8]。各章课程思政映射点总结如表1所示。

表1 课程思政映射点总结Table 1 Summary of curriculum ideological and political education mapping points

2.4 强化学生能动性，要求学生完成“互联网+”创业计划书

为了引导学生应用所学的理论知识查阅文献，解决实际问题，增强学生的团队合作意识，树立固体废物资源化的理念，要求学生查阅固体废物资源化的技术，以五人为一组，完成“互联网+”创业计划书。首次汇报后根据老师的意见进行修改完善，而后进行二次汇报，并邀请相关专业老师进行评分，将成绩纳入该门课程的期末考核成绩。

2.5 理论与实践相结合，以课程设计为突破，强化应用技能

为了巩固学生对理论学习的理解，增强学生的实践动手能力，特开设了《固体废弃物处理与处置课程设计》，培养学生理论与实际问题相结合的操作能力，让学生树立固体废物资源化的理念。由于受学时和实验设备的限制，在以往的教学中仅开设了“生活固废循环再利用”、“校园内固体废物情况调查”、“土柱(或有害废弃物)淋滤实验”、“固体废物有机质的分析”、“废办公用纸碎浆技术”、“GMS软件模拟垃圾填埋场对地下水的污染作用”等，这些实验内容与教学内容孤立，缺乏系统性、连贯性，学生对实验没有热情，分析问题和解决问题的实践能力很难提高。近期对培养计划进行了修订，将实践教学学时从18学时增加到36学时。为了提高学生实践课的积极性，实训课程融入“无废城市”、“无废农村”的新理念、固体废物资源化的循环理念，理论课程与实践课程紧密联系，将实验教学与科研项目结合，引入符合时代发展需要的应用性、综合性、设计性和研究性实验(见表1)。实践教学紧跟理论教学的节奏，在绪论讲静脉产业时可将生活固废循环再利用的实验内容布置给学生，学生利用生活废弃物进行手工制作，如花、包、儿童玩具等，对固体废物的组成以及再利用有了深刻的认识，对课堂所学的内容有了形象准确的认知。在讲固体废物收集与运输时，将校园内固体废物情况调查及垃圾收集、清运线路设计布置给学生，学生通过校园固废的调查及收集、清运路线的设计，可以了解清运路线规划的方法，并进行相关的计算，画出收集及清运线路平面图。在上完固体废物的热处理后，可以带学生参观西昌三峰环保发电有限公司，并进行生活垃圾焚烧系统的设计，让学生进一步理解生活垃圾分类的必要性，并进一步了解焚烧过程中二次污染产生的原因及控制措施，加深学生对固体废物资源化的理解。为了达到提高学生解决环境问题的实践能力和创新能力的目标，特设了设计性实训“改性生物炭对废水中重金属铅的吸附性能的测定”和研究性实训“稻草秸秆发酵料栽培双胞菇”。“改性生物炭对废水中重金属铅的吸附性能的测定”采用稻草秸秆为原料制成生物炭，探讨不同改性剂改性的生物炭对废水铅吸附性能的差异，这与水处理工程密切联系，给学生提供了一种固体废物资源化和以废治废的思路[9]。“稻草秸秆发酵料栽培双胞菇”实验所花的周期较长，仅仅依靠实训课时无法完成实训内容。将教师的科研课题与教学实验相结合，教师在开学时配合实验图片将实验大致过程进行演示，开设稻草秸秆碳含量和氮含量的测定实验，在此基础上进行堆肥实验，并在堆肥完成后利用发酵料栽培双孢菇，在双孢菇不同的生长期测定胞外酶的活性，并测定第一潮菇的产量和品质。由于测定的指标过多，教师可根据实际情况把需要测定的指标分配给不同的实验组测定。实验结束后，学生进行数据分析，并完成一篇实训报告。通过这类实验让学生感受到科研的氛围，提高学生的创新能力，激发学生的创新精神[9]。为了杜绝学生抄袭实验报告，实验操作积极性不高的现象，提高学生实验的积极性和主动性，课程设计的综合评定成绩由考勤(10%)+实验操作(30%)+实训报告(60%)构成。

表2 《固体废物处理与处置课程设计》教学内容改革Table 2 Teaching content reform of Solid Waste Treatment and Disposal Course Design

2.6 改革教学评价体系

以往的期末考试的综评成绩为30%的平时成绩+70%的期末成绩构成，平时成绩通过考勤(20%)+作业(60%)+课堂提问(10%)+小测验(10%)构成，导致学生重视期末考试，轻视平时表现的现象[10]。改革后将“互联网+”创业计划书的撰写及汇报纳入考核体系，综评成绩为40%的平时成绩+60%的期末成绩构成，平时成绩通过考勤(10%)+作业(5%)+课堂提问(5%)+“互联网+”创业计划书的撰写及汇报(20%)构成，提升了学生的专业知识素养，加深了学生对固体废物资源化的认识，提高了学生的团队协作精神。