馬 東 吳 娟 辛言君 胡春光
(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,山東 青島 266109)
環(huán)境工程學(xué)是環(huán)境科學(xué)學(xué)科的一個重要分支,它運用工程技術(shù)的原理和方法,保護和合理利用自然資源,防治環(huán)境污染,以達到改善環(huán)境質(zhì)量的目的。作為一門工科學(xué)科,主要內(nèi)容包括水質(zhì)凈化與水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理處置及物理性污染控制工程等四個方面[1-3]?!董h(huán)境工程學(xué)》是環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生的一門重要必修課程,是環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生了解掌握污染控制工程與實踐的重要課程[4-5]。我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案中,《環(huán)境工程學(xué)》課程設(shè)有64 個理論教學(xué)學(xué)時,配套有32 學(xué)時的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)和1 周的實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié),所占比重較高。在多年的教學(xué)實踐過程中,課程組對該課程的教學(xué)積累了一些實際經(jīng)驗,采取了一些提高教學(xué)質(zhì)量的舉措,以期進一步改善教學(xué)效果,讓學(xué)生更好的掌握這門專業(yè)技能。
在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師講解多以黑板板書為主,教學(xué)形式單調(diào),知識信息量小,不容易充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效果也不十分理想。與傳統(tǒng)教學(xué)形式相比,目前的多媒體授課方式已經(jīng)有了非常大的進步。在現(xiàn)代教學(xué)中,運用多媒體教學(xué)手段,將授課內(nèi)容以幻燈片的形式展現(xiàn)給學(xué)生,融入水處理、廢氣處理和固廢處理處置裝置、設(shè)施的大量高清圖片、視頻錄像等,教學(xué)素材較之以前變得非常豐富。但是,過多的用多媒體講課,往往也會為教學(xué)帶來負面效果的影響。一方面,教師把授課內(nèi)容都以幻燈片的形式展示出來,課堂上過度依賴多媒體課件,甚至個別教師把講課當成了“讀課件”,這樣學(xué)生自然就會產(chǎn)生疲勞和厭倦情緒甚至產(chǎn)生抵觸,大大影響教學(xué)效果。另一方面,多媒體課件承載了非常大的信息量,以致教師授課過程中語速變快,課件翻頁速度快,學(xué)生在課堂上疲于記錄,而沒有了思考和消化的時間,這樣使得學(xué)生難以抓住重點,甚至有時不知所云。針對以上方面的問題,教師應(yīng)在制作課件時重點突出,避免教學(xué)內(nèi)容的簡單羅切,保證課件內(nèi)容既要有深度也要有廣度。在具體講解中,要采用傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體相結(jié)合的方法,時刻注意學(xué)生的聽課反應(yīng)與知識的接受情況,給同學(xué)留出充足的思考與消納時間,這樣才能到達更好的教學(xué)效果。
與傳統(tǒng)教學(xué)手段相比,多媒體教學(xué)固然優(yōu)勢明顯,但在課堂教學(xué)過程中,學(xué)生仍是單憑想象去感知各種裝置和設(shè)施的結(jié)構(gòu)單元與工藝流程,使得教學(xué)效果仍然不太理想。為此,我們做了如下兩點改進:一是購買了全套的環(huán)境工程三維仿真模擬動畫,二是購置了大量的污染治理單元和設(shè)施的有機玻璃立體模型。通過三維仿真動畫的播放,學(xué)生可以直觀的看到各工藝單元的進出水、氣體、污泥、浮渣等的清晰流向,再結(jié)合立體模型,可以更形象、深入的了解工藝單元的內(nèi)部構(gòu)造,進而更好的掌握工藝原理等理論知識。教師通過三維仿真模擬動畫和立體模型,講解起來也更加直觀高效,學(xué)生在了解了工藝單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理基礎(chǔ)上,就會提出更深刻的問題,與教師或?qū)W生之間進行更深入的交流探討,這樣就很容易形成活躍的課堂氣氛,大大提高教學(xué)效果。
例如,在幅流式沉淀池一節(jié),結(jié)合三維仿真動畫和立體模型,學(xué)生在了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工藝流程的基礎(chǔ)上,對泥水分離過程、刮泥機運行、三角溢流堰甚至表層擋渣板都提出了各種疑問和見解,這是在原來教學(xué)過程中都涉及不到的更具體、更實際的問題。這從側(cè)面說明了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的大幅提升,教學(xué)效果明顯改善。
環(huán)境工程學(xué)課程配套有32 學(xué)時的教學(xué)實驗,在理論知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,進行幾種重要工藝的實驗驗證,同時對常見的工藝單元進行簡單運行與管理,并對出現(xiàn)的各類問題進行分析解決。實驗課程中,設(shè)置了包括混凝、自有沉淀、污泥脫水、粉塵密度、固體廢物理化性質(zhì)等一系列基礎(chǔ)驗證性實驗,旨在進一步加強學(xué)生重點基礎(chǔ)知識的掌握。此外,我們特意將典型的工藝單元操作引入實驗教學(xué)中,如氣浮池、虹吸濾池、離子交換床、生物濾池、序批式生物反應(yīng)器、一體化氧化溝、旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器、填料吸附塔、篩板吸附塔等等,讓學(xué)生輪流開機運行管理,更加直觀的接觸各工藝單元的運行過程。
比如在旋風(fēng)除塵器預(yù)處理含塵氣體的運行實驗過程中,學(xué)生通過透明的有機玻璃材質(zhì),可以清晰的看到粉塵顆粒在旋風(fēng)除塵器中的整個行進過程,直觀的感覺到粉塵顆粒的外旋流、內(nèi)旋流軌跡,學(xué)生對此會有及其深刻的印象。當學(xué)生畢業(yè)多年回校座談時,仍對這些實驗內(nèi)容記憶猶新??梢?,實驗課程中典型工藝單元的實際操作,結(jié)合理論知識,可以達到事半功倍的教學(xué)效果。
環(huán)境工程學(xué)作為實踐性很強的專業(yè)課程,與之相輔相成的實踐環(huán)節(jié)是理解和鞏固理論知識的重要手段,是環(huán)境科學(xué)專業(yè)必修課的重要組成部分。為配合理論和課程實驗,本課程還配套設(shè)置了為期1 周的教學(xué)實習(xí)實踐課程。在實習(xí)基地方面,我們在市政污水處理廠、熱電廠、垃圾填埋場等多家典型企業(yè)掛牌建設(shè),實現(xiàn)了良好的合作關(guān)系。在實習(xí)基地的實踐教學(xué)過程中,學(xué)生可以參觀整個城市生活污水處理流程,脫硫除塵廢氣處理工藝流程,生活垃圾清運、分選、填埋、焚燒以及垃圾滲濾液處理流程等多個工藝單元與環(huán)節(jié)。
環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后,大部分會作為專業(yè)技術(shù)人員,從事環(huán)保專業(yè)工程設(shè)計、技術(shù)咨詢、項目管理、施工指導(dǎo)及相關(guān)業(yè)務(wù)活動。自從國家注冊環(huán)保工程師執(zhí)業(yè)資格考試啟動后,通過考試獲得執(zhí)業(yè)資格證書將是證明其專業(yè)能力的一個重要參考。專業(yè)考試中的專業(yè)知識,在課堂教學(xué)中往往都比較重視,一般都作為重點進行講解。但從考生的實際答題情況來看,專業(yè)案例考試是最難通過的一個科目,也是距離實際應(yīng)用最近的一個方面。環(huán)境工程專業(yè)會設(shè)置有水、大氣污染控制與固廢處理處置工程的設(shè)計課程,但環(huán)境科學(xué)專業(yè)一般均不涉及工程設(shè)計內(nèi)容。為了突出該課程的實際應(yīng)用性質(zhì),同時結(jié)合注冊環(huán)保工程師的執(zhí)業(yè)資格考試,本課程在教學(xué)過程中,對一些重要污染處理構(gòu)筑物的設(shè)計原則與具體設(shè)計步驟,也作為重點做講解,如沉淀池、曝氣池、硝化池、污泥濃縮池、除塵器等的設(shè)計計算。
為達到良好的教學(xué)效果,在《環(huán)境工程學(xué)》課程的理論與實踐教學(xué)過程中,應(yīng)充分利用多媒體工具,并可將三維仿真動畫和立體模型引入課堂教學(xué),將典型工藝單元操作引入實驗教學(xué),并全方位的開展實習(xí)教學(xué)。同時,還應(yīng)結(jié)合注冊環(huán)保工程師執(zhí)業(yè)資格考試,突出典型工藝案例的設(shè)計。希望本文的幾點思考能為《環(huán)境工程學(xué)》課程教學(xué)效果的提高提供一些新思路。
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