郭 軍

(黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院 資源環(huán)境系，哈爾濱 150025)

教高[2006]14號(hào)《關(guān)于實(shí)施國(guó)家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計(jì)劃，加快高等職業(yè)教育改革與發(fā)展的意見》明確提出，根據(jù)高技能人才培養(yǎng)的實(shí)際需要，改革課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和評(píng)價(jià)方式，建成一大批體現(xiàn)崗位技能要求、促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐操作能力培養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)核心課程。課程建設(shè)與改革是提高教學(xué)質(zhì)量的核心，也是教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)。高等職業(yè)院校要積極與行業(yè)企業(yè)合作開發(fā)課程，根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域和職業(yè)崗位(群)的任職要求，參照相關(guān)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，改革課程體系和教學(xué)內(nèi)容。建立突出職業(yè)能力培養(yǎng)的課程標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范課程教學(xué)的基本要求，提高課程教學(xué)質(zhì)量。課程的改革既是教學(xué)改革的關(guān)鍵，又是教學(xué)改革的難點(diǎn)，不攻破這一難點(diǎn)，就很難辦出高職特色，也很難培養(yǎng)出社會(huì)需要的、適用的技術(shù)應(yīng)用型人才。結(jié)合近幾年化工類專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)技術(shù)改革的研究與實(shí)施[1]，作為高職環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課——《環(huán)境工程原理》課程也面臨著改革。

1 課程內(nèi)容的改革

《環(huán)境工程原理》是一門綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，分析和解決化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中各種物理過程或單元操作問題的工程學(xué)科，是環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)的一門主干課。本課程擔(dān)負(fù)著由理及工、由基礎(chǔ)到專業(yè)的特殊使命，即承擔(dān)著工程科學(xué)與工程技術(shù)的雙重教學(xué)任務(wù)。課程強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)、定量運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)技能及設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際的結(jié)合，以提高分析問題、解決問題的能力[2]。因此，構(gòu)建合理的環(huán)境工程原理課程體系及其監(jiān)督體系是課程建設(shè)改革的關(guān)鍵。

1.1 強(qiáng)調(diào)工程概念

作為環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，如何在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)向?qū)W生最大限度地傳授具有工程觀點(diǎn)的理論知識(shí)，是這門課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在《環(huán)境工程原理》的課堂教學(xué)中，首先給學(xué)生一個(gè)工程概念，使學(xué)生從感性上認(rèn)識(shí)到這門課程在整個(gè)專業(yè)中是解決什么問題的。在對(duì)某一單元進(jìn)行分析時(shí)，了解到當(dāng)物系狀態(tài)偏離平衡態(tài)時(shí)，物系將發(fā)生變化，平衡狀態(tài)表示過程變化的極限；工程實(shí)際問題就是研究從不平衡態(tài)到平衡態(tài)的過程速率問題。那么，過程速率越快，時(shí)間就越省，設(shè)備生產(chǎn)能力就越大，完成同樣的處理量所需的設(shè)備尺寸就越小。所以，實(shí)際生產(chǎn)過程都力求有較高的過程速率，要提高過程速率就應(yīng)設(shè)法提高過程推動(dòng)力或減小過程阻力。在學(xué)生每學(xué)完一個(gè)章節(jié)后，組織學(xué)生觀看“單元操作過程仿真模擬”軟件，以加強(qiáng)書本知識(shí)與工程實(shí)際之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn)。

1.2 例題與習(xí)題是學(xué)生學(xué)習(xí)期間理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁

通過例題和習(xí)題可以使學(xué)生深化對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和掌握。例題與習(xí)題不能局限于“題”本身，更重要的是通過例題與習(xí)題，能夠更深入一步了解例題與習(xí)題能夠說明的問題，分析評(píng)價(jià)其結(jié)論，透過問題看本質(zhì)，進(jìn)一步完善對(duì)工程觀點(diǎn)的理解，鞏固工程觀點(diǎn)。因此，教師在選擇例題與習(xí)題時(shí)，應(yīng)注意以下兩項(xiàng)原則：第一，加強(qiáng)題目的思想性，使學(xué)生在解題過程中深刻理解基本概念，確定觀點(diǎn)、掌握方法，使課堂上講授的各種基本概念和提煉的重要觀點(diǎn)以具體數(shù)字的形式加以再現(xiàn)。第二，加強(qiáng)題目的真實(shí)性，題成為學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間理論聯(lián)系實(shí)際的重要途徑。所以，例題與習(xí)題應(yīng)有一定的代表性和廣度，應(yīng)力求反映工作和生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種豐富多彩的實(shí)際情況，學(xué)生通過例題與習(xí)題體察到生產(chǎn)實(shí)際的主要方面。

2 轉(zhuǎn)變教學(xué)實(shí)施方式

為了改變學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)方式，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，課堂教學(xué)實(shí)施也要相應(yīng)改變，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極的思維，打破學(xué)科型課程主要進(jìn)行灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受、實(shí)踐與理論兩張皮的局面，形成主要進(jìn)行任務(wù)實(shí)施、學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建、實(shí)踐與理論一體化的實(shí)施方式，使學(xué)生在求知中得到解決問題能力的訓(xùn)練，常采用以下教學(xué)方法。

2.1 準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法

實(shí)踐教學(xué)在高職教育中占有重要地位，也是高職教育區(qū)別于普通高等教育的重要特征之一。但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可能完全復(fù)制出工程現(xiàn)場(chǎng)情境，只能在教學(xué)做一體化實(shí)驗(yàn)室由教師導(dǎo)盡力營(yíng)造一種生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的氛圍，用工程實(shí)踐本身的本質(zhì)、特點(diǎn)來組織教學(xué)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)方法。以填料吸收實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖橇私馓盍纤昭b置的基本結(jié)構(gòu)及流程，掌握總體積傳質(zhì)系數(shù)的測(cè)定方法，了解氣、液流量對(duì)吸收效果的影響。針對(duì)學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)狀，引入企業(yè)員工培訓(xùn)熟悉流程的做法—摸管子，沿著工藝管線實(shí)地踏勘，牢記流程，需提醒學(xué)生注意安全，不能真地用手去觸摸管線。裝置還配有電腦仿真實(shí)驗(yàn)，可以同步安排學(xué)生去操作。

2.2 項(xiàng)目教學(xué)法

“項(xiàng)目教學(xué)法”是通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。具體包括情景設(shè)置、操作示范、獨(dú)立探索、確定項(xiàng)目、協(xié)作學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，通過一個(gè)個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)行，使所有學(xué)生能夠了解和把握完成項(xiàng)目的每一環(huán)節(jié)的基本要求與整個(gè)過程的重點(diǎn)難點(diǎn)[3]。“項(xiàng)目教學(xué)法”最顯著的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”，改變了以往“教師講，學(xué)生聽”的被動(dòng)教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動(dòng)參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式，可以充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，同時(shí)促進(jìn)他們?cè)谔岣邉?dòng)手能力和推銷自己等方面努力實(shí)踐，對(duì)執(zhí)教老師的理論和實(shí)踐教學(xué)能力要求都更強(qiáng)了。根據(jù)環(huán)境工程職業(yè)行動(dòng)領(lǐng)域的典型工作任務(wù)，以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向，把《環(huán)境工程原理》的理論內(nèi)容進(jìn)行了理順，把七大基本單元操作，整合為六個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊，即《流體流動(dòng)及流體輸送》、《過濾與沉降操作》、《吸收過程的選擇與操作》、《吸附過程的選擇與操作》、《液—液萃取分離操作》和《膜分離技術(shù)》。每個(gè)模塊下設(shè)若干子項(xiàng)目，通過完成這些項(xiàng)目所包含的工作任務(wù)，來實(shí)現(xiàn)課程的能力目標(biāo)。

2.3 案例教學(xué)法

案例教學(xué)法，即運(yùn)用社會(huì)或身邊發(fā)生的事例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，說明道理，給學(xué)生的行為以啟發(fā)的教學(xué)模式。操作流程為：以例激趣——以例說理——以例導(dǎo)行。在案例教學(xué)法中，學(xué)生是課堂的主體，教師的作用是組織課堂、引導(dǎo)討論。事先向?qū)W生布置題目，要求學(xué)生閱讀案例，學(xué)生在辯論和教師指導(dǎo)中學(xué)到知識(shí)、鍛煉才干。同時(shí)教師可以通過隨機(jī)點(diǎn)名提問，發(fā)現(xiàn)問題，回答問題，總結(jié)提煉必要的理論知識(shí)和基本原理，引導(dǎo)學(xué)生充分運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)對(duì)具體的典型案例進(jìn)行思考、分析和討論，去尋求解決問題途徑的一種互動(dòng)式教學(xué)方法[4]。案例教學(xué)法實(shí)際上是強(qiáng)迫學(xué)生參與到課堂學(xué)習(xí)中去。要求學(xué)生真正從實(shí)際工作的角度來思考問題，必須全力以赴。除了積極參與課堂教學(xué)外，學(xué)生還必須組成學(xué)生小組，來緩解學(xué)習(xí)的巨大壓力。這種教學(xué)法重視學(xué)生的參與過程，而不是單純地進(jìn)行理論講授。其真諦在于把學(xué)生發(fā)言也作為全體學(xué)生學(xué)習(xí)的一個(gè)方面，從而最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。教師在開始講授一個(gè)新單元中，通過工程案例提出需要解決的工程問題，利用問題導(dǎo)出新課，使學(xué)生明確所要學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用背景，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如在介紹“吸收”時(shí)，以生活中喝啤酒為例。往杯中倒啤酒時(shí)，有的人，把瓶子拿得很高，有點(diǎn)像倒大碗茶似的，讓啤酒水柱沖向杯底，結(jié)果總是倒?jié)M一杯泡沫，待泡沫消失后，杯子里的啤酒卻所剩無幾。有的人則將杯子盡可能傾斜，將瓶口緊靠杯沿，讓啤酒緩慢地沿杯壁流向杯底，隨著杯子里啤酒增多，再徐徐將杯子傾角調(diào)正到豎直的位置，這樣可以倒?jié)M一杯啤酒而不產(chǎn)生多少泡沫。人們不無詼諧地把這種倒啤酒的竅門總結(jié)為三個(gè)含諧音的成語：“歪門斜倒(邪道)，杯壁(卑鄙)下流，改斜(邪)歸正。”

新鮮的啤酒，含二氧化碳愈多品質(zhì)就愈高，正是往杯中倒啤酒帶來麻煩的原因。二氧化碳溶解到水中的量，通常用單位體積水能溶解多少體積的二氧化碳來度量，稱為溶解度，是同溫度和壓強(qiáng)有關(guān)的量。溫度低時(shí)溶解度大，高時(shí)溶解度小。在高壓下溶解度大，低壓時(shí)溶解度小。如果在高壓強(qiáng)條件下新鮮啤酒突然減小壓強(qiáng)，就會(huì)分離出二氧化碳而冒泡。在密閉的容器里，冒出的氣泡使容器內(nèi)的壓力升高后，達(dá)到高壓下溶解度，氣泡就不再冒了。生活中也曾看到開啤酒瓶，瓶蓋飛出傷人的情況，這都是因?yàn)槿萜骼飰毫^高的緣故。這樣學(xué)生們就理解了加壓和降溫可提高氣體在溶劑中的溶解度，有利于吸收操作；反之，減壓和升溫則有利于解吸操作。

學(xué)生通過類似的案例把所學(xué)的理論知識(shí)跟工程實(shí)際結(jié)合起來，思維活躍了，由被動(dòng)學(xué)習(xí)變成主動(dòng)學(xué)習(xí)。講到過濾可以舉做豆腐的例子，講到離心泵可以舉農(nóng)村灌溉的例子等等。這種教學(xué)方式讓學(xué)生真正感受到了課程的重要性。

2.4 單元操作過程的仿真實(shí)訓(xùn)

環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生接觸工程實(shí)踐的第一門坎，使用實(shí)驗(yàn)仿真可以讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前對(duì)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，仿真模擬實(shí)訓(xùn)是根據(jù)環(huán)境工程類人才所需的能力結(jié)構(gòu)而規(guī)劃的，是技術(shù)基礎(chǔ)能力的訓(xùn)練，也是為了培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)能力而開設(shè)的。因此，化工仿真模擬實(shí)訓(xùn)的目標(biāo)就是：“培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)和培訓(xùn)學(xué)生的職業(yè)技能。”仿真實(shí)訓(xùn)過程在計(jì)算機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)完成，使用“環(huán)境工程原理仿真實(shí)驗(yàn)”軟件，學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境下，通過鍵盤和鼠標(biāo)的操作，進(jìn)行環(huán)境工程原理各單元過程的“仿真”操作。仿真模擬訓(xùn)練的內(nèi)容選擇了生產(chǎn)過程中的一些典型裝置，以DCS操作為主。根據(jù)實(shí)際操作需要，對(duì)一些重要的現(xiàn)場(chǎng)也進(jìn)行了模擬，并根據(jù)DCS畫面設(shè)計(jì)一些現(xiàn)場(chǎng)圖，在此操作畫面上進(jìn)行部分重要的現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)和泵的啟動(dòng)、停止。對(duì)DCS的模擬，以化工廠提供的DCS畫面和操作規(guī)程為依據(jù)，并對(duì)重要回路和關(guān)鍵設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)圖上進(jìn)行了補(bǔ)充。每個(gè)工段都分為冷態(tài)開車、正常停車、事故處理三個(gè)部分。在每個(gè)部分都要嚴(yán)格按照操作規(guī)程，充分結(jié)合所學(xué)，讓理論與實(shí)踐相結(jié)合，在每一個(gè)階段的操作中都要仔細(xì)認(rèn)真地進(jìn)行操作，避免事故的發(fā)生。為了訓(xùn)練學(xué)生的應(yīng)急能力，人為地制造各種生產(chǎn)事故，學(xué)生自行采取適當(dāng)?shù)拇胧?，解決生產(chǎn)中會(huì)隨時(shí)出現(xiàn)的故障。借助仿真技術(shù)，模擬實(shí)驗(yàn)操作，貼近真實(shí)生產(chǎn)操作系統(tǒng)的界面很強(qiáng)的交互性、重復(fù)性，在仿真系統(tǒng)上可反復(fù)進(jìn)行開車、停車訓(xùn)練、事故訓(xùn)練，學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生可以根據(jù)自己的能力有選擇性地學(xué)習(xí)，靈活地掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度，使得個(gè)性化教學(xué)成為可能。仿真系統(tǒng)的智能教學(xué)功能，對(duì)學(xué)生的操作過程可進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)評(píng)，并指出其操作過程的對(duì)、錯(cuò)，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。學(xué)生在仿真系統(tǒng)上實(shí)訓(xùn)不會(huì)發(fā)生人身危險(xiǎn)、設(shè)備損壞、環(huán)境污染等經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。貼近真實(shí)生產(chǎn)操作系統(tǒng)的界面，為學(xué)生畢業(yè)后盡快適應(yīng)工作環(huán)境提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

以網(wǎng)絡(luò)和多媒體為核心的數(shù)字技術(shù)已成為拓展學(xué)生能力的創(chuàng)造性工具和教學(xué)資源的重要部分[5]。教師應(yīng)充分利用數(shù)字技術(shù)和數(shù)字資源與教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)構(gòu)建來實(shí)現(xiàn)課程資源的優(yōu)化整合。新的教學(xué)模式標(biāo)志著實(shí)驗(yàn)由“驗(yàn)證型”向“技能培訓(xùn)型”轉(zhuǎn)變。高等職業(yè)教育肩負(fù)著神圣而又艱巨的歷史使命，職業(yè)教育又是教育領(lǐng)域當(dāng)中難題最多的領(lǐng)域。現(xiàn)在教育改革已經(jīng)進(jìn)入了深水區(qū)，難題很多，投入問題、體制問題、統(tǒng)籌問題、人才培養(yǎng)模式等問題解決起來都非常困難。我們只有在專業(yè)、課程教學(xué)改革上多下功夫，努力打造精品專業(yè)、課程，進(jìn)一步明確新時(shí)期賦予高等職業(yè)教育新任務(wù)，抓住機(jī)遇、迎接挑戰(zhàn)，才能推動(dòng)高等職業(yè)教育事業(yè)在新時(shí)期實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展。

[1]余國(guó)琮，等.化工類專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[J].化工高等教育，2006，(1).

[2]柴誠(chéng)敬，陳常貴，等.環(huán)境工程原理課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)[M].天津：天津大學(xué)出版社，2003.

[3]周愛鵬.行為導(dǎo)向教學(xué)法的理論及其實(shí)踐模式[J].交通職業(yè)教育，2004，(6)：33～35.

[4]程燕，牟新利.案例教學(xué)法在《環(huán)境工程企業(yè)管理》中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油環(huán)境工程，2009，(24)：118.

[5]賴萬東，鐘理.多媒體及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在環(huán)境工程原理教學(xué)中的開發(fā)與實(shí)踐[J].高教論壇，2006，(2):49～50.