环境工程原理教学改革与探索

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摘要工程教育专业认证对推进我国工程教育改革，提高工程教育质量，提升我国工程技术人才的国际竞争力具有重要意义。目前，传统的教学方式已经不满足专业认证需要的以学生为中心、成果导向（OBE）和持续改进的工程教育理念。因此改变传统的教学模式，实施以提高学生能力为中心的课堂教学方式，对于提高教学质量和加强学生能力培养具有重要意义。

关键词教学改革环境工程原理工程教育论证

1课堂教学改革的策略探讨

面对专业认证的新形势和新背景，需要改变传统的以课堂、老师和书本为中心的教学方式，实施新的教学模式，以学生为中心、以成果导向和持续改进为理念，对于提高教学质量和学生的学习积极性、灵活性以及学生的能力培养具有重要意义。为了实现该目标，主要从以下几个方面入手：

1.1以问题为导向的课堂教学方式探索

结合本科生毕业能力培养目标2.2，针对复杂工程问题的关键环节，能够运用环境工程基本原理及专业知识，选择合适的方法进行分析和表达。以问题为导向，激发学生的学习兴趣并引导学生学会分析和表达环境工程技术中的问题的能力。在教学过程中，需要理论联系实际对学生进行引导。比如，在过滤这一章节，我们可以针对雾霾天气人们出门要戴口罩进行问题设计，在该过程中引导学生进行问题分析：雾霾是什么？何种口罩能起到防雾霾作用？防雾霾的原理是什么？逐渐把过滤概念、过滤原理及相关知识引出，让学生在思考问题过程中逐渐掌握过滤过程及基本要点，接下来再结合工程技术分析过滤问题时，学生就会感觉容易很多。[5]问题导向教学方法可以大大激发学生的学习兴趣，引导学生对复杂环境工程问题的分析与思考，并通过正确的方式进行表达，复合专业认证的教学理念。

1.2课堂教学与虚拟仿真实验教学的结合

近年来，我们学院与专业的软件公司合作，将“环境工程原理”课程中的一些关键工程分离单元、运行原理和相关参数计算等进行了虚拟仿真实验平台的建设，通过虚拟仿真软件，可以使学生非常直观、身临其境地学习流体流动、污染物在分离单元的运行轨迹以及各分离单元的运行、工作原理与相关参数选择与计算等。例如对沉降设施时，学生可能没有太多感性认识，结合仿真软件，可以把污水处理厂沉淀池的实景及工作原理演示给他们看，使学生直观地了解沉淀池中污染物的沉降情况，再结合课堂基础理论的讲解，学生对沉降的原理及相关计算的学习会事半功倍。例如，在讲解板框压滤机工作原理的时候，很多同学不了解其运行过程，即使借助多媒体动画演示给他们看，一些同学还是不明所以。通过仿真软件，以实物演示的形式给学生看，学生就会对其工作原理很清楚、明白。因此，结合仿真软件演示，虚实结合，使抽象的东西具体化、实物化，使学生对抽象知识的理解变得容易，大大增加了学生对课程学习的积极性和主动性。当然通过仿真动画的演示也有利于学生实验课程的理解和学习。

1.3以工程案例为导向的教学方式探索

在新的教学实践中，我们将工程案例分析引入课堂和课后设计环节，以启发学生进行深度讨论和思考，提高学生解决实际问题的能力，以满足我们的毕业要求指标点4.1，针对复杂环境问题，提出解决的研究方案并建立合理的实验体系。结合工程实际，在案例问题解决的同时把环境工程中涉及到的工程分离问题摆在学生面前，让学生去分析、去解决。为了使同学更好地理解分离过程中涉及的问题，我们在分离过程原理这部分共设计了三个工程案例，分别对应沉降、过滤和吸收三个章节。通过对实际环境分离工程中相关的案例进行重新设计，制作成案例作业，让学生通过课后环节去分析问题、发现问题和解决案例中存在问题。在案例环节进行过程中，允许学生以小组为单位去讨论，去寻找这些问题的解决方案。老师如果发现学生解决思路有误也会及时反馈给学生，使他们认识到问题所在，并及时进行改正。当然，我们教学过程中，也鼓励让学生发现问题、设计问题，让同学和老师来解决，这些方法可大大提高学生的思考和解决问题的能力。当然，在该环节教学中需要注意工程实例和理论的联系，使学生结合实际工程案例把基础理论知识掌握，可以激发和调动学生参与课堂学习的乐趣，增强教学效果和学生主动思考和解决问题的能力。

1.4课程教学内容的整合与优化探索

环境工程原理课程内容主要包括环境工程概论、环境工程原理基础、分离过程原理和化学与生物工程原理三大部分，内容量比较大，课时数仅有64课时。以现有的课时安排，教学时间得不到足够的保障。如何在相对较少的时间内给学生讲授教学，让学生较好地理解好该课程的主要内容并使学生解决问题的能力得到充分锻炼是一个值得讨论的问题。为了完成这一目标需要针对环境工程专业的需求对课程的授课内容进行精炼与优化。例如，在分离过程原理部分第十章其他分离过程，主要讲授离子交换、萃取、膜分离等三种新型分离过程，由于环境专业后面还有关于水污染控制、膜分离等相关的课程，因此需要对课程中离子交换仅介绍原理，膜分离过程原理在课堂中不讲授，安排在后续课程中讲授。此外，萃取的章节，由于在环境工程领域涉及的工程相对不典型，且萃取过程所涉及的物理化学问题比较复杂，因此，在授课过程中仅对单级萃取过程及原理进行讲授，多级萃取及过程原理不进行授课。通过对课程体系优化，以提高学生的学习质量。

1.5成绩评定体系的改革探索

在环境工程专业认证的新形势下，对学生的考核体系更加灵活、多变。学生的考试成绩主要由平时成绩（30%）和考试成绩（70%）组成。平时成绩过去主要由考勤和作业成绩构成，存在学生抄袭作业、不爱思考、学习主动性差等情况，改革后的平时成绩30%主要包括考勤、作业成绩和案例分析成绩组成，且案例分析在平时成绩中所占的比例为15%，改变了过去以作业成绩为主的评价体系，对学生平时成绩的评价更加灵活。此外，在专业认证新形势下，对考试的试题也提出了更高的要求，考试的题目也要体现对学生能力的考核，这样更有助于评价学生对知识点的掌握情况，对于这方面能力欠缺的学生，老师也会在后续课程上提醒和帮助他们提高这方面的能力。

2结论

“环境工程原理”课程作为环境工程专业的一门专业基础课，需要适应新形势下工程教育认证的特点，积极进行课堂改革，改变传统的教学模式，增加问题导向、案例分析以及与“虚实”相结合的教学模式，以提高学生的学习的主动性、提高学生分析问题和解决问题的能力。并通过优化考核方式，体现OBE的教育理念，以体现以学生能力培养为核心的教学改革。

作者：杜春慧 单位：浙江工商大学环境科学与工程学院