环境工程原理课程教学体系改革与优化

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摘要：《环境工程原理》课程是环境工程重要的专业基础课，是学生跨入专业技术领域的桥梁。本文结合目前《环境工程原理》课程存在的问题以及自身的授课经验，通过优化课程设置结构以及开设时间，强化学生对所学专业的认识；采用导向教学模式转变学生学习观念，提高学习的主动性；将科研和教学有机结合，在提高教师自身水平的同时，培养学生运用知识解决实际问题的能力。

关键词：环境工程原理；课程体系；导向教学；科研教学互促

进入21世纪，社会经济的飞速发展与环境破坏之间的矛盾日益突出。为了缓和矛盾，应对我国当前“大力推进生态文明建设”的总体方针，践行提出的“绿水青山就是金山银山”的环保理念，环境学科再一次挑起了重担，这对环境学科的发展既是机遇也是挑战。我校1999年设立了环境学科，与其他高校和学科相比，环境学科尚属年轻学科，在人才培养课程设置方面还需不断摸索和改进。为了进一步完善环境学科的培养体系，作者在2012年进入中北大学后首次开设了《环境工程原理》课程。《环境工程原理》是环境工程专业的基础课程，到目前为止，该课程的教学一直处于并将长期处于摸索阶段，不断发现问题、解决问题，力争成为培养学生解决环境实际问题能力的先锋课程。

一、课程现状及问题

首先，我校的环境学科设立较晚，环境工程专业尚在初创阶段，没有一门技术原理性的专业课程，因此化学工程专业的《化工原理》课程一直是环境工程专业的必修课，是基础课向专业课过渡的桥梁。然而，《化工原理》课程的讲授一直用的是化学工程专业的教师和教科书，长此以往，专业之间的差异突显。为了使教学内容更加适合环境工程专业特色，满足环境工程专业的需求，2012年将《环境工程原理》引入本学科培养方案中。然而新的问题又出现了，《化工原理》和《环境工程原理》同时开设，势必有很多内容重复。因此，如何设置课程，优化两门课程的内容成为亟待解决的问题。其次，《环境工程原理》课程学科交叉多，涉及面广，公式多且烦琐[1]。作者在授课过程中发现，在传统教学过程中，由于教学内容抽象，学生不易理解，再加上课程难度大，重点难于把握，导致学生学习的积极性普遍不高。如何改进教学模式，提高教学质量，需要提出新的见解。最后，《环境工程原理》课程是一门以原理为主线的课程，主要讲述污染防治中所涉及的基本理论知识。然而，纯理论的课程已不能满足当前培养工程技术创新人才的需求。培养学生分析问题、解决问题的能力，将理论与实践有机结合，应作为本课程改革的目标[2]。通过对本校《环境工程原理》课程存在的问题的剖析，并结合作者在近几年教学过程中总结的经验，以培养工程应用技术人才为指导，对本课程在教学体系等方面进行了初步的探索。

二、课程改革内容

1.优化课程体系。优化课程体系是提高环境工程专业本科生培养质量的重要环节。环境工程专业学生长期以《化工原理》作为最早接触的专业基础课，随着专业差异的突显，《环境工程原理》课程适时地出现。为了避免课程内容的重复，通过专业老师的讨论，对本科生培养方案进行了调整。为了避免“一刀切”的调整方式对整个培养体系产生较大影响，防止出现课程空白地带、课程衔接不紧密等情况，我们采用了循序渐进的调整方式，逐步缩减《化工原理》的课时量，与此同时，增加《环境工程原理》的课时量。在环境学科2017年最新的培养方案中，《环境工程原理》课时量由最初的48学时增加到80学时，彻底取代了《化工原理》，完成了由《化工原理》向《环境工程原理》的更替。专业基础课的任务，是使学生掌握必要的专业基本理论、专业知识和专业技能，了解本专业的前沿科学技术和发展趋势，培养分析解决本专业范围内一般实际问题的能力。因此，专业基础课应设置在其他相关专业课之前，学生越早接触到专业相关的课程内容，对其所学专业的认知水平越高。鉴于这个目标，我们将《环境工程原理》课程由大三学年的上学期调整到大二学年的下学期。这样的调整让学生提前对所学专业有了一定的认识和了解，为学生从基础课学习到专业课学习的转变提供了充足的缓冲时间，也为后续专业课的学习奠定了理论基础，更加坚定了本课程在培养专业技术人才过程中的桥梁作用[3]。2.形成导向教学模式。“学以致用”是培养工程应用技术人才的教学核心。目前学生们学习的积极性不高，主要源于其无法在学习过程中体会到知识的应用价值，学生普遍认为原理理论性课程没有实际的指导意义，在以后的工作中用不到。若能以实际工程需求为导向，采用启发的教学方式，让学生带着思考进行学习，使课堂由灌输变为吸取，使学习由被动变为主动，则能更好地活跃课堂气氛，调动学生的学习积极性，从而提高教学质量和效果。工程技术类问题主要分为设计型和操作型两大类。例如，在讲授混凝机理这一章节时，把学生定位为工程师，抛出问题并将这样的问题引入到教学过程中，就能够使抽象枯燥的理论生活化，大幅度提高学生的学习主动性，成功解决问题的同时又能进一步带动学生的学习热情。同时，在教学过程中，以老师为引导者，带领着学生一起查阅相关的标注规范和工程设计手册，也有助于建立学生工程化的理念，为成为工程应用专业技术人才打下坚实的基础。3.推行科研教学互促方式。利用教学带动科研，借助科研促进教学，将两者有机结合，对于教师和学生都是十分有利的。对于任课教师而言，作者在任教《环境工程原理》这门课程之后，受益匪浅，科研能力显著提高。例如，笔者主持的项目主要是关于微生物燃料电池技术处理废水方面的研究。该研究要求作者对《环境工程原理》课程内容中关于能量传递、厌氧和好氧废水处理技术、氧化还原技术以及吸附等方面的知识有着深入的理解，才能做好这方面的研究。《环境工程原理》课程中对能量的传递以及各种废水处理技术原理进行了详细的介绍，这为作者后续从事相应的科学研究打下了良好的基础。与此同时，由于在科研过程中对这些技术原理的熟练应用，使我在讲课过程中如鱼得水，能够明确提出教学目的，突出教学重点，便于学生有针对性的进行学习，提高学习效率。环境工程原理是一门理论与实践相结合的专业基础课，对于学生而言，能够有机会亲自加入到科学研究中，对于拓展知识面，巩固知识点是十分必要的。作者鼓励学生参与到自己的科学研究中，不定期的带领部分同学进实验室参观讨论。同时作者每年都会申请大学生创新创业项目，学生可根据自己的兴趣选择项目内容，查阅相关文献，设计实验方案。学生通过参与科研发现了本课程在实践中的实用性，自主学习能力和学习兴趣也得到了极大的提升。高水平的科学研究工作是提高教学水平的助推器，将科研、教学和应用紧密结合是提高教学水平的有效途径之一，越来越多的高校开始重视将产研内容转化为教学内容，进而促进教学。

三、结语

《环境工程原理》是环境学科至关重要的一门专业基础课，是学生跨入专业知识领域的桥梁。本次改革紧紧围绕我校环境学科的实际情况，从课程体系和教学内容与方法等方面进行了初步探索，转变学习观念，使学生在本科学习阶段能够清晰地认识到学习专业基础知识的重要性和必要性，激发学习兴趣，培养分析和解决实际问题的能力，全面提高学生的综合工程素质。

参考文献：

[1]韩晓刚,陈秀珍.《环境工程原理》课程建设改革初探[J].教育现代化,2017,(37):51,132.

[2]陈忠明,邵友元,范洪波.《环境工程原理》教学方法改革与应用型学生培养[J].东莞理工学院学报,2017,24(1):107-110.

[3]徐苏云,康诗飞,王吟,张晓东.基于“卓越计划”的环境工程原理教学改革[J].教书育人(高教论坛),2018,(1):108-109.

作者:侯彬 卢静 王海芳 单位:中北大学