孫英杰，王亞楠，王華偉，李衛(wèi)華，卞榮星，趙建偉，張大磊

(青島理工大學 環(huán)境與市政工程學院，山東 青島 266000)

引 言

中國工程教育認證按照國際“實質(zhì)等效”原則，經(jīng)過一個相對長期的探索與發(fā)展，到2013年加入“華盛頓協(xié)議”成為該協(xié)議組織的第21個成員國，已形成了與國際實質(zhì)等效的工程教育專業(yè)認證體系。認證體系以質(zhì)量保證和質(zhì)量改進為基本指導(dǎo)思想和出發(fā)點，注重學?；?qū)I(yè)的多樣性和鮮明特色，以學生為本，重視學生產(chǎn)出成就，建立了包括學生、培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、持續(xù)改進、課程體系、師資隊伍、支持條件等七要素的通用標準，并針對各專業(yè)形成補充標準，從而促進院校和專業(yè)的發(fā)展，規(guī)范教學質(zhì)量管理和過程監(jiān)控，增強高等教育界為工業(yè)界提供合格工程師的功能[1-2]。

青島理工大學環(huán)境工程專業(yè)于2018年向?qū)I(yè)認證委員會提交了工程教育專業(yè)認證的申請，并于2020年通過了國際工程教育專業(yè)認證。專業(yè)確立了“立足山東、面向全國，培養(yǎng)具有社會責任感、職業(yè)道德和可持續(xù)發(fā)展理念，服務(wù)國家和地方社會經(jīng)濟發(fā)展需要的環(huán)境工程應(yīng)用型工程技術(shù)人才”的培養(yǎng)目標。本專業(yè)培養(yǎng)目標的制定充分考慮了學校的發(fā)展和人才培養(yǎng)定位，依托環(huán)境科學與工程一級碩士點，基于污染控制與治理的工程背景，突出學生的工程實踐能力培養(yǎng)，強化學生解決復(fù)雜工程問題的能力提升[3]?！豆腆w廢物處理與資源化》是環(huán)境工程專業(yè)一門必修課，以本專業(yè)工程認證為契機，圍繞該課程授課體系優(yōu)化、教學方式多樣化以及師資隊伍提升等方面進行了改革與建設(shè)，以培養(yǎng)學生解決復(fù)雜環(huán)境工程問題提供重要支撐。

1 優(yōu)化課程體系，修訂、完善課程建設(shè)方案

1.1 課程內(nèi)容調(diào)整，緊密結(jié)合突出性固體廢物管理與污染控制問題

往年課程教學選用寧平主編的《固體廢物處理與處置》，該教材內(nèi)容體系包括固體廢物的來源與分類，固體廢物的收集、貯存和清運，固體廢物的預(yù)處理、物化處理、生物處理和熱處理，固體廢物的資源化和綜合利用，固體廢物的填埋處置及危險廢物的管理等。然而，近年來固體廢物處理與資源化領(lǐng)域發(fā)生了許多變化，如生活垃圾源頭分類已成為新時尚，生活垃圾從衛(wèi)生填埋為主開始向焚燒發(fā)電為主過渡，危險廢物的管理日趨嚴格，固體廢物的預(yù)處理、填埋、焚燒及綜合利用等處理技術(shù)也有了長足的發(fā)展，以及《固體廢物污染環(huán)境防治法》的重新修訂等，這些變化都促使我們在教學方面與時俱進[4-5]。因此，為了能夠使學生更全面深入了解固體廢物處理與資源化領(lǐng)域新技術(shù)、新理論及新方法，我們選用趙由才主編的《固體廢物處理與資源化》(第三版)作為課程教材。

往年教學內(nèi)容以固體廢物的處理方法為主線講授，在講授某種處理技術(shù)時，主要以某一類固體廢物的處理技術(shù)展開。例如，在講授填埋(或焚燒)處理技術(shù)時，往往重點講授生活垃圾的填埋(或焚燒)處理，而對于危險廢物的安全填埋和焚燒處置講授較少，學生難以全面了解不同類型固體廢物的相關(guān)處理技術(shù)及其差異性，也難以全面掌握危險廢物從源頭鑒別到終端處置的所有技術(shù)，且固體廢物資源化處理的內(nèi)容整體相對薄弱。因此，教學內(nèi)容體系調(diào)整以固體廢物處理與資源化與兩條主線，圍繞處理對象重點講授生活垃圾、危險廢物和一般工業(yè)固體廢物的處理與資源化技術(shù)，同時力求全面完整地講授固體廢物處理與資源化技術(shù)在近些年的發(fā)展變革，突出新理論、新方法和新技術(shù)。

此外，結(jié)合我國當前固廢管理標準法規(guī)、突出性固體廢物處理與資源化問題開展專題研討教學。例如，開展“生活垃圾分類的發(fā)展與困境”“填埋場滲濾液處理工藝及現(xiàn)存問題”“從禁止洋垃圾進口政策看我國垃圾資源化利用的現(xiàn)狀”“危險廢物的全過程管理流程違規(guī)行為識別”“工業(yè)固廢資源化走高質(zhì)量發(fā)展道路”等專題教學，根據(jù)固體廢物管理、處理與利用與技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境和社會密切相關(guān)的特點，同時將思想政治教育融入專業(yè)知識講授中，培養(yǎng)學生的社會和行業(yè)責任感。

1.2 明細課程大綱，修訂課程目標，完善課程內(nèi)容及其對課程目標的支撐體系

原有課程大綱僅簡要概述了各章節(jié)內(nèi)容，課程目標不明確，課程目標與學生畢業(yè)要求之間的關(guān)系及課程內(nèi)容對課程目標的支撐體系也沒有明確要求，從而難以有效把握課程內(nèi)容在學生培養(yǎng)方面的側(cè)重性。以環(huán)境工程教育認證為契機，重新修訂了本課程大綱，大綱中進一步修訂了課程目標，明確了課程目標和畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系，完善了課程內(nèi)容及其對課程目標的支撐體系。

修訂后的課程目標包括：課程目標1：掌握固體廢物來源與分類、固廢管理標準法規(guī)和原則、堆肥與厭氧發(fā)酵、焚燒和熱解、衛(wèi)生和安全填埋、循環(huán)利用等技術(shù)的基本原理與基礎(chǔ)理論，能夠?qū)ι罾⑽ｋU廢物和一般工業(yè)固廢的處理與資源化問題的解決方案進行分析。課程目標2：掌握固體廢物堆肥與厭氧發(fā)酵、焚燒和熱解、衛(wèi)生和安全填埋、循環(huán)利用等技術(shù)的基本工藝流程，能夠分析環(huán)境工程問題的特定需求，并選擇合理的工藝流程或系統(tǒng)。課程目標3：掌握固體廢物處理與資源化等技術(shù)的工程設(shè)計與應(yīng)用，能針對固體廢物填埋、焚燒等工程項目的實施進行分析、預(yù)測和評估，能夠?qū)腆w廢物處置過程中存在的環(huán)境問題提出防治對策和措施，針對復(fù)雜工程問題提出獨特且具有一定創(chuàng)新意識的解決方案。課程目標4：掌握固體廢物樣品的采樣與制樣、危險廢物浸出毒性鑒別、填埋原理等技術(shù)，培養(yǎng)實驗技能和嚴格的科學作風，使學生具有分析、整理實驗數(shù)據(jù)和編制實驗報告的能力，具備初步的科研能力。修訂后的課程目標建立了課程體系與畢業(yè)要求指標點的關(guān)聯(lián)度矩陣，滿足對畢業(yè)生具備解決復(fù)雜環(huán)境工程問題的能力及設(shè)計/開發(fā)解決方案能力的培養(yǎng)。

1.3 增設(shè)實驗教學，強化學生對固體廢物處理與資源化的認識和理解

針對固體廢物處理與資源化實踐教學較為薄弱，學生對該領(lǐng)域知識點掌握不夠深入，對于固體廢物樣品的采樣與制備、危險廢物浸出毒性鑒別、垃圾焚燒與填埋等技術(shù)原理與應(yīng)用缺乏深入的理解，因此，參考《固體廢物處理與資源化實驗》(第二版，趙由才主編)和《固體廢物處理處置實驗技術(shù)》(張大磊主編)教材增設(shè)了實驗教學內(nèi)容。具體的實驗名稱包括：垃圾組成與分類及填埋模擬實驗(認知性實驗、2學時)、垃圾熱值測定實驗(驗證性實驗、2學時)、固體樣品三組分實驗(驗證性實驗，2學時)及危險廢物浸出毒性與腐蝕性測定實驗(綜合性實驗，4學時)。增補實驗涵蓋了垃圾產(chǎn)生來源與分類、固體廢物性質(zhì)分析、危險廢物特性及毒性浸出分析、垃圾填埋處理等方面，但是由于學時限制，實驗項目未涵蓋垃圾焚燒、危險廢物物化處理、有機固廢堆肥處理等內(nèi)容，今后考慮將垃圾熱值與三組分實驗合并，同時增加垃圾焚燒仿真實驗、垃圾堆肥化處理、焚燒飛灰固化/穩(wěn)定化實驗等。通過實驗教學環(huán)節(jié)的鍛煉，加深了學生對專業(yè)知識的理解，提高了學生的實際動手能力，以及分析問題和解決問題的能力，包括制定實驗方案、樣品采集與測試、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析和報告撰寫能力等；同時，能夠培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、團隊合作能力和溝通能力，以及對復(fù)雜環(huán)境工程問題進行研究開發(fā)的能力。

1.4 強化課程設(shè)計過程管理，貫穿理論教學環(huán)節(jié)

固體廢物處理與資源化課程設(shè)計是課程教學的一個重要實踐性環(huán)節(jié)[6-7]。通過課程設(shè)計，使學生了解城市生活垃圾衛(wèi)生填埋(焚燒)的一般程序和基本步驟；熟悉生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測模式，不同主要處理處置技術(shù)的技術(shù)與經(jīng)濟優(yōu)勢及選擇原則，掌握生活垃圾衛(wèi)生填埋(焚燒)的基本設(shè)計要求；深化對固廢課程中基本概念、基本原理和基本設(shè)計方法的理解和掌握；掌握設(shè)計計算說明書的基本內(nèi)容和編制方法，能夠規(guī)范繪制圖件。通過較為全面的工藝設(shè)計計算與圖件繪制，為今后的畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)及從事固廢處理與資源化工作打下良好基礎(chǔ)。由于以往課程設(shè)計安排在理論教學結(jié)束之后，并要求學生在1周內(nèi)完成設(shè)計任務(wù)，造成課程設(shè)計僅僅圍繞設(shè)計說明書展開，未進行圖紙繪制。

為了培養(yǎng)學生具備工程設(shè)計的能力，對課程設(shè)計環(huán)節(jié)進行了改革，主要體現(xiàn)在：(1)課程理論教學貫穿工程設(shè)計，課程講授充分體現(xiàn)現(xiàn)場施工及工程運行等內(nèi)容。例如針對填埋場垃圾堆體剖面圖、滲濾液收集系統(tǒng)圖、導(dǎo)氣系統(tǒng)圖的設(shè)計，在課程講授時結(jié)合青島市某垃圾填埋場建設(shè)的運行的相關(guān)圖片和視頻，使學生更直觀地清楚垃圾填埋場的設(shè)計。(2)課程設(shè)計過程中，建立師生溝通平臺，及時解決學生在編制設(shè)計說明書和繪制圖紙遇到的問題，并提出修改意見。(3)加強考核環(huán)節(jié)，組織學生答辯，審核學生課程設(shè)計。

2 建設(shè)教學團隊，探索教學方法和手段，加強課程建設(shè)

2.1 教學團隊建設(shè)

團隊實施實施“以老帶新計劃”，由老教師負責對青年教師進行傳、幫、帶。通過定期指導(dǎo)、檢查教案、課前試講、跟班聽課、課后交流等形式，提升他們的教學能力，幫助青年教師盡快成長。鼓勵教師積極申報教研項目、重點課程、精品課程項目，定期舉行教學交流和教學研究活動，不斷提高青年教師的教學水平和教師素質(zhì)。此外，有計劃、有步驟地安排青年教師到生產(chǎn)一線指導(dǎo)實習，在結(jié)對培養(yǎng)教師的指導(dǎo)下，協(xié)助指導(dǎo)本科生的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計，有效提高青年教師的實踐能力。

2.2 教學方法的創(chuàng)新探索

傳統(tǒng)教學方法主要是“教為主、學為輔”的特點，課堂討論比較缺乏，課后主要以作業(yè)為主，學生之間、師生之間缺乏深度的討論交流，而且由于教學手段比較單一。為了更大程度的調(diào)動學生的積極性，加強師生之間的討論交流，就固體廢物處理與資源化教學方法進行創(chuàng)新探索，形成了課堂講授-課堂討論-課后討論-實驗/實踐教學一體化的方法。例如，課堂講授：教師主要介紹堆肥與厭氧發(fā)酵、焚燒、填埋等主流技術(shù)，學生講解典型固體資源化利用技術(shù)與垃圾分類等。教師以介紹為輔、總結(jié)分析為主；學生以講解為輔、討論為主。課堂討論：采取設(shè)計問題→提供資料→啟發(fā)思路→得出結(jié)論；就“垃圾分類”“垃圾資源化利用”“固體廢物的管理”等問題的難點與發(fā)展趨勢展開討論，激發(fā)學生的自主學習和探究問題的熱情。課后指導(dǎo)：利用騰訊、微信等交流工具，對當前重要的固體廢物處理問題進行討論和指導(dǎo)。實驗教學：開展固體廢物處理與資源化相關(guān)實驗，充分發(fā)揮學生的動手能力及團隊協(xié)作能力。實踐教學：參加相關(guān)實習實訓(xùn)基地的課題或方案討論，參加課程教學團隊科研課題討論，如“鉻污染場地的調(diào)查與治理”“生物反應(yīng)器填埋場溫室氣體的產(chǎn)生特性”“垃圾焚燒飛灰的特性及處理處置”等，延伸了學生的知識體系和構(gòu)架。

2.3 教學手段的創(chuàng)新探索

在傳統(tǒng)“多媒體技術(shù)”教學手段的基礎(chǔ)上，課程團隊建設(shè)了校級《固體廢物處理與資源化》網(wǎng)絡(luò)課程，學生能夠利用網(wǎng)絡(luò)自主在線學習。同時，利用網(wǎng)絡(luò)交流工具，向?qū)W生重點推送固體廢物處理與資源化的相關(guān)公眾號，如環(huán)境評論、啟迪桑德固廢中心、固廢觀察、危廢鑒定利用、無憂固廢等，公眾號推送的文章緊密結(jié)合當前固廢領(lǐng)域存在的問題及發(fā)展前沿，使學生對相關(guān)固廢企業(yè)的實際生產(chǎn)、運行情況有所了解，更加準確的把握當前固體廢物處理與資源化領(lǐng)域的發(fā)展動向，也促進學生從政府、企業(yè)、科研單位等多層面了解我國固體廢物處理與資源化存在的問題、發(fā)展動態(tài)及前景。

3 教學實踐科研相互促進，產(chǎn)學研有機結(jié)合，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

隨著我國科研水平的不斷提高，本科教學與科研的結(jié)合更為緊密?？蒲腥谌虢虒W，有助于學生深入掌握固體廢物處理與資源化的前沿成果，能夠更好的融入到課程教學實踐中，使學生對該課程的前沿及未來發(fā)展前景有更加深刻的認識[6-7]。因此，科學研究與工程實驗結(jié)合課程建設(shè)，有助于進一步提升課程品質(zhì)。

課程團隊依托“青島市固體廢物污染控制與資源化工程研究中心”，針對工程中心的研究方向(如生活垃圾分類與源頭控制、固體廢物填埋過程中二次污染物產(chǎn)生與控制、固體廢物生物處理與工程化應(yīng)用、農(nóng)村廢物資源化與工程化利用、危險廢物鑒別、特性分析與處置、建筑垃圾資源化與工程化利用等)進行了工程實踐與科學研究，這些領(lǐng)域的理論和實踐研究均有助于教師能夠更好地將產(chǎn)研成果融入到課程教學實踐中，使學生深入掌握固體廢物處理與資源化的前沿成果。此外，環(huán)境工程專業(yè)的部分學生參與團隊中教師的科研項目，加強了教學與科研的實踐融合，同時也針對科研項目的前沿、發(fā)展與存在的問題與學生溝通交流，使學生對該課程的知識體系有了更全面和深刻的理解與把握。

4 基于課程目標達成分析，反饋持續(xù)改進

課程建立了過程考核和質(zhì)量評價機制，通過統(tǒng)計學生成績(如過程考核成績、期中和期末考試成績)，賦值考核方式對課程目標的支撐權(quán)重，計算各個課程目標達成度，以分析學生整體、個體對課程的理解掌握程度；并以此反向分析講授內(nèi)容、上課方式、考核方式等環(huán)節(jié)是否存在問題，提出課程持續(xù)改進的措施，反饋到下一級學生的課程講授中。課程建設(shè)實施方案如下圖所示，具體從優(yōu)化課程體系、創(chuàng)新教學理念和方法以及產(chǎn)學研的有機結(jié)合等方面系統(tǒng)開展，并通過課程的持續(xù)改進，加強學生對固體廢物處理與資源化項目實施中出現(xiàn)的技術(shù)問題的理解能力，分析問題和歸納總結(jié)的能力有所提升，并進一步認識到固廢及環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域自主和終身學習的必要性。課程的建設(shè)始終秉承工程教育專業(yè)認證理念，即“學生為中心的教育理念，成果導(dǎo)向的教育取向，持續(xù)改進的質(zhì)量文化”，促進了《固體廢物處理與資源化》課程的內(nèi)涵式建設(shè)。

圖 課題建設(shè)實施方案Fig. Project construction implementation plan

5 結(jié) 論

5.1 針對《固體廢物處理與資源化》課程教學存在的問題，通過調(diào)整課程教學內(nèi)容，明細課程大綱，增設(shè)實驗教學及強化課程設(shè)計等環(huán)節(jié)優(yōu)化課程體系，課程目標與畢業(yè)要求有機地融入課程教學，全面提高教學質(zhì)量。

5.2 探討了提高學生參與度的教學方法和手段，突出課堂教學的討論、探究和學生講授，強調(diào)信息化教學手段的運用，充分發(fā)揮學生的主動探究問題的意識，促進學生整體素質(zhì)的全面提高。

5.3 加強教學與科研的融合，提高教師綜合素質(zhì)，轉(zhuǎn)變教師教育教學觀念，培養(yǎng)教師富有創(chuàng)新和勇于實踐的教學精神，促進教師的專業(yè)化發(fā)展。

5.4 通過課程目標達成分析評價形成持續(xù)改進機制，反饋課程教學，培養(yǎng)學生具備解決復(fù)雜環(huán)境工程問題的能力以及設(shè)計與開發(fā)解決方案能力。