陳坦 楊婷 金軍

摘? 要：“固體廢物處理與處置工程”課程在環(huán)境科學、環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)方案中具有重要意義，屬于專業(yè)核心課程、骨干課程。在人才競爭和工程實踐雙重需求的驅動下，以理論與實踐緊密結合為突破口，不斷設計“沉浸體驗式”教學環(huán)節(jié)，是提高教學質量、激發(fā)學生興趣的可行方式。以“新工科”建設為契機，帶領學生到工程現(xiàn)場授課，讓學生邊學邊看邊想，更直觀、更生動;課堂教學反思原理思維與知識能力的教學關系，將考核納入學習的環(huán)節(jié)中，引導學生不斷思考。后續(xù)建設中，還將配套開發(fā)實驗課，不斷整理工程實踐案例，努力加強課程思政元素的挖掘。

關鍵詞：固體廢物處理與處置工程;課程建設;實踐;持續(xù)改進;課程思政

中圖分類號：X705? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2022）11-0030-04

我國正在大力推動生態(tài)文明建設，不斷向可持續(xù)發(fā)展轉型，需要大量具有堅實知識基礎的環(huán)境科學與工程專業(yè)人才。應對現(xiàn)實和可能的環(huán)境問題，保障生態(tài)文明建設的落實，是當前環(huán)境保護人才培養(yǎng)的目標，廣大民族地區(qū)對這類人才的需求尤為迫切[1-2]。環(huán)境科學與工程是交叉綜合的新興理工科專業(yè)，隨著新材料、新工藝的開發(fā)和國家產業(yè)結構的調整，面對的環(huán)境問題將更加復雜，治理與管理需求將更加精細，對本專業(yè)培養(yǎng)的人才要在綜合能力方面有更高的要求，“新工科”建設勢在必行?！靶鹿た啤苯ㄔO，既是教學體系的變革，需要在人才培養(yǎng)過程引入產業(yè)方這一人才去向終端反向參與[3]，還要從課程銜接、課程內容、教學方式、課程資源等方面探討課程改革[4]。一方面是人才競爭的需求，對人才的定義更加多元，具備能夠勝任實際工作能力的人才往往更受重視，更有競爭力;另一方面是工程實踐的需求，現(xiàn)實中環(huán)境保護行業(yè)備受關注，環(huán)境保護的各個方向都急需大量具備勝任能力的專門人才。人才競爭和工程實踐的雙重需求驅動，共同促使環(huán)境科學、環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)方式持續(xù)變革，落實到課程中就是新教法、新觀點、新知識、新模式的有機整合。就業(yè)機會的外部壓力和質量提升的內在壓力，共同激勵高等院校自覺投入教學改革中。

固體廢物的污染控制與資源化利用是環(huán)境科學與工程專業(yè)重要的研究和實踐領域，資源豐富、開發(fā)較晚的民族地區(qū)對于本領域的需求更加突出[5]?！肮腆w廢物處理與處置工程”正是本專業(yè)本科生了解該領域知識和思路的入門課程，在專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的專業(yè)骨干課程、核心課程。如何設計教學環(huán)節(jié)讓該課程受到學生歡迎，為學生帶來更多收獲，讓學生的能力有更長足的提升，正是環(huán)境科學與工程專業(yè)教學改革探索的根本。本文將總結近年“固體廢物處理與處置工程”課程的教學情況，結合“新工科”的要求構思課程持續(xù)改進的方向和措施。

一、課程定位與現(xiàn)狀

本課程在專業(yè)知識體系框架的搭建中具有重要作用。環(huán)境科學專業(yè)主要面向環(huán)境問題的發(fā)現(xiàn)、溯源和環(huán)境評價管理培養(yǎng)人才，工程實踐是該專業(yè)知識體系中不可缺少的一條主線;環(huán)境工程專業(yè)主要培養(yǎng)污染控制和生態(tài)環(huán)境修復方面的工程人才，給排水工程、大氣污染控制工程、固體廢物全過程管理、環(huán)境模擬與評價等方面不同深度的課程逐漸開始橫向建構專業(yè)知識體系?！肮腆w廢物處理與處置工程”是環(huán)境科學專業(yè)工程實踐課程主線的組成課程，是環(huán)境工程專業(yè)一級專業(yè)骨干課之一，緊隨“環(huán)境微生物學”“環(huán)境監(jiān)測”“環(huán)境化學”和“環(huán)境工程原理”，與“水處理工程”“大氣污染控制工程”等課程共同為學生搭建專業(yè)知識體系。

目前，本課程針對大三學生開授，共計2學分，每周2學時，為環(huán)境工程專業(yè)必修課、環(huán)境科學專業(yè)選修課，教材選用蔣建國編著的《固體廢物處置與資源化》（化學工業(yè)出版社，第二版）。課程主要介紹固體廢物的管理現(xiàn)狀與原則、產生與特性、收運、預處理、危險廢物的特殊處理方法和一般固體廢物的通用處置方法，本質上是固體廢物全過程管理的總論，為學生后續(xù)學習和工作中遇到固體廢物問題提供解決思路。本課程目前的特點主要有：（1）固體廢物的問題普遍，工程實踐背景強，政策對技術的導向性突出;（2）課時短，以固體廢物的客觀認識和管理原則理解為主要授課目標;（3）課堂講授內容需要配套實驗課、設計課和實踐實習類課程的支持。從課程的授課評價來看，學生比較歡迎，2016年秋季學期開設至今，學生對課程的評價分數(shù)分別為92.33、94.97、96.68、95.12和96.84分。

課程考核也是學習環(huán)節(jié)的一部分，由過程考核成績（平時成績、期中成績）和期末考核成績共同構成，命題具有一定的難度，側重考查學生對知識的理解，引導學生利用學到的知識去分析和解決實際問題。期末考核為命題設置具體情境，嘗試將學生角色變換為工程師和管理決策者，以“沉浸體驗式”考核傳導工程實踐的壓力和需求。同專業(yè)領域課程銜接上，碩士研究生階段的固體廢物管理課程側重政策—技術—管理的配合和特定處理處置技術方面的討論，本科生課程組層面，尚未開設配套實驗課程，配套設計課程側重培養(yǎng)學生對通用處置技術規(guī)范的了解和使用，配套實踐實習受專業(yè)實習課程組織安排影響，不連續(xù)開授。

二、“新工科”建設探索

“固體廢物處理與處置工程”是專業(yè)核心課程，在“新工科”建設中的改革迫切性和提升空間都較大[6]。“以學生為中心”，理工科人才培養(yǎng)的模式核心可能向“實踐+”轉變[7]。本課程的改革探索以增強實踐性和實用性為出發(fā)點，由授課教師團隊帶領學生赴民族地區(qū)某省級危險廢物和醫(yī)療廢物處置中心在工程現(xiàn)場授課，試驗“教師—工程師—學生互動”“理論+現(xiàn)場教學”的教學模式，學生邊學、邊看、邊討論、邊動手，將知識體系和工程實際緊密結合。

（一）教學過程組織

現(xiàn)場教學活動為期八天，教師合理安排授課、實地參觀、與工程師交流等環(huán)節(jié)，師生同吃同住，教師隨時答疑，促進學生深入、詳盡、準確了解課程所體現(xiàn)的本專業(yè)方向知識體系和主體工藝特點?，F(xiàn)場教學活動的開展探索了將工程實踐與課堂教學相融合的教學方式。

授課過程強調對學科基本原則的理解、基本思維方式的建立和通用工藝關鍵點的掌握?；诠腆w廢物概念范圍廣、種類更新快、技術專一性強的特點，弱化具體特種廢物的處理處置方法，著重夯實基礎。補充講解生活垃圾分類、全面禁止“洋垃圾”進口等固體廢物管理領域至關重要的新舉措，預測固體廢物處理與資源化領域的發(fā)展趨勢。強化師生互動，通過學術前沿、政策指導、重點問題的討論激發(fā)學生興趣，引導學生通過聯(lián)想、思辨構建知識體系，將環(huán)境倫理、愛國主義等思想政治要素體現(xiàn)在工學課程中。

為打通理論知識與實踐實際的銜接，現(xiàn)場教學活動安排了現(xiàn)場參觀和工程師交流，讓學生對工程實際建立直接認識，了解本專業(yè)的重要性，強化專業(yè)認同感和學習興趣。安排選課學生參觀了危險廢物的焚燒、物化處理、固化/穩(wěn)定化處理、安全填埋等工藝設施，使學生了解了危險廢物的鑒別方法和規(guī)范流程，認識到了物聯(lián)網、云智能等新理念、新技術對固體廢物管理水平全面提升的作用。危險廢物和醫(yī)療廢物處置中心各部門的負責工程師與學生面對面交流，從工藝原理、技術特點、日常運行到職業(yè)發(fā)展、從業(yè)體會等方方面面不斷溝通，學生踴躍提問，了解工程師們的工作方式和心態(tài)是工科在校生的迫切需求。

（二）經驗與思考

第一，有必要提前做好工程實踐思維培訓。大部分學生第一次走進工程現(xiàn)場，一方面有學生非常興奮，表示這就是自己想象中的職業(yè)，將來就想在這里工作，另一方面有學生會感到失望，覺得工程實踐現(xiàn)場沒有實驗室、電視里那么“高大上”。教師有必要在出發(fā)前為學生做好工程實踐思維培訓，引導學生認識工程實踐，認同自己的專業(yè)。一是介紹工程現(xiàn)場與實驗室的不同，不僅僅是對于實驗室的簡單放大，而是多工序、多部門的組織協(xié)調;二是告訴學生工程實踐中的工藝都是從實驗室走出來的，但在實際應用中會遇到各種各樣的困難，需要現(xiàn)場的工程技術人員創(chuàng)造性解決;三是養(yǎng)成良好的工程現(xiàn)場工作習慣，養(yǎng)成良好的安全意識。

第二，授課內容如何與其他先修課程、后續(xù)課程銜接，如何在集中授課中突出重點，如何引導學生構建全過程思維方式，值得進一步探討。部分學生反映，授課方式雖新穎，但是授課集中，一旦分神就無法跟上，突然集中上課抓不到課程的重點，不了解為什么上這門課、這門課與其他課程有什么關系。這就為授課教師團隊提出了新問題，新的授課方式要能解決部分工科課程脫離實際的問題，但也要在教學方法、教學素材篩選、教學進度安排方面深入探討、改革。

第三，返校后繼續(xù)開展教學實驗、集中答疑、重點知識串講，有利于學生進一步消化吸收知識并學以致用。按照現(xiàn)有的教學管理制度，集中授課后需要等待相當長時間才能開展考核，學生反映知識內容遺忘較多，集中在考前復習效果不好。本次教學試驗活動采用集中授課返校后穿插教學實驗、集中答疑、重點知識串講等方式，繼續(xù)促進學生思考課程知識，認識知識在實際中應用的方式。

三、授課和考核的嘗試

授課過程中，是講授具體的知識、培養(yǎng)必需的能力重要，還是在大學階段了解更抽象宏觀的原理、訓練科學辯證思維方式更重要，一直是教師不斷反思的難題。側重前者，授課過程可能囿于具體的公式、圖表;側重后者，則有空中樓閣之嫌，不利于學生理解原理和思維都是來源于實踐，還應回到實踐的道理。目前的授課以前者為基礎，不斷加強對后者的引導。課程中注意引入設問，采用師生問答、學生辯論等方式，不斷促進學生去從不同角度思考，體會工程實踐中往往不是去構建“唯一解”，而是去尋找“最優(yōu)解”。如結合工程實例，請學生討論“某生活垃圾焚燒設施的煙氣處理順序為熱交換回收熱量→粉末炭吸附+布袋除塵→濕法脫酸”的工藝設計原因和優(yōu)劣勢。

本課程工程性、實踐性強，要求學生在學習過程中盡量參與，投入足夠多的時間和精力思考、觀察，要求學生在理解知識原理的基礎上，嘗試學以致用，去認識和解決實際問題?；诖耍菊n程擬在考核方式上進一步改革：（1）課程總成績由平時成績、期中成績和期末成績構成，為強化學生進一步重視學習過程，成績比例分別調整為25%、35%和40%。（2）期末成績以考查方式給出，學生可在下列三項中任選其一完成：A.回答習題集，B.專題研究匯報，C.十分鐘面試?？己朔绞紸給出某城市的固體廢物處理處置情況作為背景，要求學生“作為B市固體廢物管理的主要技術負責人”回答開放、綜合的問題，重點考查學生對知識的理解和運用，讓學生帶著身份有責任感地思考答案。考核方式B要求學生緊密圍繞固體廢物處理、處置與資源化領域選題，可涉及廢物鑒別、投放收運、處理處置、資源利用、綜合管理等方面的新理論、新技術、新方法、新政策，側重考查原理的運用和設計?？己朔绞紺以必答題和選答題結合的方式進行，考查學生對知識理解的深度和短時間解決問題的能力。

四、課程持續(xù)改進設想

第一，針對配套實習實踐環(huán)節(jié)仍然薄弱的問題，加快配套實驗課程開設準備，是本課程下一階段的重點工作之一。結合學院實際條件和課程授課內容，擬開設生活垃圾的基本性質分析、含重金屬危險廢物的浸出毒性、生物質廢物好氧堆肥與產品評價、易降解有機物的最大產甲烷潛勢測定等實驗，在考慮可操作性的基礎上盡可能覆蓋課程知識體系。實驗擬采用半開放形式，由授課教師設置主題、給定主要器材，學生分組后根據自己的興趣設計具體實驗目標和方案，師生討論確定再具體操作。以綜合探索型實驗為主，條件允許時以工程實際問題為背景，開設長時間開放式綜合實驗（如暑假開設2周的綜合實驗）。

第二，針對本領域技術發(fā)展快，授課內容與工程實踐脫節(jié)的問題，編制工程案例集，這也是本課程改進探索的緊迫需求。工程案例集具有包容性，可隨時增加新的內容，反映工程實踐的最新進展，也便于其他課程師生選用和補充。內容上，不僅展現(xiàn)固體廢物處理處置與資源化領域的工程措施與效果，還可以梳理固體廢物管理方面政策、法規(guī)、指導思想的演進路徑，總結本領域具有里程碑意義的公共事件和應急處置的實踐經驗。案例集不僅包括上述內容的文字和圖像描述，還應有課程知識點載體、授課引導方式、思政元素挖掘與融入等設計。

第三，針對本領域技術發(fā)展和落地具有鮮明的政策主導性特征，但課程講授長期以技術思路和細節(jié)為主的問題，結合課程思政建設加強政策法規(guī)的梳理和介紹，是本課程下一步改進的方向之一。重點使學生理解不同發(fā)展階段和發(fā)展訴求對環(huán)境質量和管理措施的認識是動態(tài)變化的，由此，固體廢物管理的指導思想、總體原則、法律法規(guī)、技術規(guī)范、技術經濟政策等都需要逐步在授課體系中體現(xiàn)。尤其是黨的十八大以來，生態(tài)文明建設被提上新的高度，“綠水青山就是金山銀山”理念落實到社會經濟發(fā)展上，近年來，碳達峰、碳中和目標正進一步倒逼產業(yè)結構和發(fā)展方式轉型，固體廢物管理領域的政策法規(guī)介紹日益重要。

五、結語

“固體廢物處理與處置工程”課程是環(huán)境科學與工程專業(yè)培養(yǎng)方案中重要的專業(yè)核心課程和骨干課程，上承“環(huán)境微生物學”“環(huán)境監(jiān)測”“環(huán)境化學”“環(huán)境工程原理”等專業(yè)基礎課，與“水處理工程”“大氣污染控制工程”等并行，開啟學生對固體廢物管理方向的基本認識，積累基礎知識。固體廢物管理領域的實踐快速發(fā)展，對問題的認識也愈發(fā)深入和多樣。如何建設“固體廢物處理與處置工程”課程，使學生感興趣并能學到知識、培養(yǎng)能力，是課程不斷改革的動力和目標，理論與實踐更緊密地結合是本文嘗試的思路。教學全過程側重“沉浸體驗式”師生、生生互動，所有教學環(huán)節(jié)都作為引導學生思考的重要契機。融合“新工科”建設將課堂講授安排在工程現(xiàn)場，將授課與參觀實習相結合，教師講解和工程師交流相結合;改革考核方式，嘗試習題、專題研究、面試相結合，重在考查學生對知識的理解和應用，強調能力培養(yǎng)和思維方式的訓練。配套建設實驗課程，將工程實踐案例作為課堂教學的素材和補充材料，不斷深入課程思政建設，是持續(xù)提高課程建設效果的重要方向。

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基金項目：本文系2020年度中央民族大學“一流本科課程”建設項目“環(huán)境科學大類專業(yè)化學原理課程組建設”（項目編號：KC2050）;2021年度中央民族大學“一流本科課程”建設項目“理論與實踐融合的環(huán)境化學課程組建設”（項目編號：KC2112）研究成果之一。

作者簡介：陳坦（1986—），男，博士，中央民族大學生命與環(huán)境科學學院副教授，研究方向為環(huán)境科學與工程專業(yè)教學及科研;楊婷（1989—），女，博士，中央民族大學生命與環(huán)境科學學院副教授，研究方向為環(huán)境科學與工程專業(yè)教學及科研;金軍（1971—），男，博士，中央民族大學生命與環(huán)境科學學院教授，研究方向為環(huán)境科學與工程專業(yè)教學及科研。