羅春梅，張春紅

(云南大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650500)

固體廢物處理與大氣、水、土壤污染防治密切相關(guān)，是整體推進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，建設(shè)生態(tài)文明不可或缺的重要一環(huán)?！肮腆w廢物處理與處置”課程是云南大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)核心課，教學(xué)知識(shí)點(diǎn)多，各個(gè)章節(jié)自成體系，各有特點(diǎn)。其中，一些基礎(chǔ)知識(shí)(堆肥、焚燒和填埋的定義)學(xué)生已熟知。選擇好的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生去探究未知知識(shí)，并提升學(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)積極性和參與度，才能獲得好的教學(xué)效果[1]。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是“以教材為中心、以教師為中心、以教室為中心”的教學(xué)，學(xué)生被邊緣化，缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不夠，處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)[2]。在國(guó)家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略和學(xué)?！半p一流”建設(shè)背景下，采用多種教學(xué)方法，貫徹“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式改革，符合教育人性化的要求，能夠全面地考慮到學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的需求，有助于促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和全面發(fā)展[3]。為培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)高的創(chuàng)新型環(huán)保人才，滿足社會(huì)對(duì)高素質(zhì)人才的需求，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及課程考核方式等方面進(jìn)行課程教學(xué)改革是有必要的[4]。

1 教學(xué)模式設(shè)計(jì)和實(shí)踐

“固體廢物處理與處置課程”學(xué)時(shí)少，知識(shí)涉及多個(gè)學(xué)科，單一的教學(xué)方法效果較差。課程以學(xué)生為中心，圍繞創(chuàng)新性、高階性和挑戰(zhàn)度的教學(xué)要求，根據(jù)各個(gè)章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容及特點(diǎn)將合適的教學(xué)方法融合在一起進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，將該課程劃分為4個(gè)教學(xué)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)：緒論、固體廢物的收運(yùn)、固體廢物處理與處置和固體廢物的資源化與綜合利用。

1.1 緒論

緒論的知識(shí)點(diǎn)多為理解性，主要包括固體廢物的定義、分類、污染特征、污染危害、污染控制的管理和技術(shù)。固體廢物的定義、污染危害等知識(shí)點(diǎn)在其他課程的學(xué)習(xí)中有所了解。為了加深學(xué)生對(duì)固體廢物的定義和污染危害的理解，同時(shí)身臨其境地感受固體廢物的種類繁多和處理工藝復(fù)雜，因此采用調(diào)查法，讓學(xué)生實(shí)地調(diào)查校園內(nèi)不少于4個(gè)部門的固體廢物，并回答校園內(nèi)產(chǎn)生的固體廢物有哪些？在調(diào)查完成后，教師在課堂上引導(dǎo)學(xué)生對(duì)調(diào)查的內(nèi)容進(jìn)一步延伸至工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)產(chǎn)生的固體廢物。

在調(diào)查完成后，在課堂上選用小組討論的方式進(jìn)行教學(xué)。首先設(shè)置討論主題：調(diào)查到的固體廢物如何進(jìn)行分類？固體廢物有哪些污染特征、污染危害？如何控制固體廢物的污染？

通過(guò)調(diào)查和小組討論使學(xué)生體會(huì)到隨著社會(huì)的發(fā)展，產(chǎn)生的固體廢物種類變得越來(lái)越多，處理也變得越來(lái)越困難，尤其是危險(xiǎn)廢物，污染危害影響甚大。環(huán)境保護(hù)可從自身做起，從身邊的小事做起，如按量點(diǎn)餐、減少一次性物品的使用、做好垃圾分類等，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保責(zé)任感及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的能力。

固體廢物的管理法規(guī)、管理制度、標(biāo)準(zhǔn)等理解記憶性的知識(shí)點(diǎn)，利用中國(guó)大學(xué)慕課：“固體廢物處置與資源化”固體廢物的管理原則、管理體系(北京師范大學(xué)、馬俊偉)進(jìn)行線上自學(xué)，線下則根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行歸納總結(jié)，并用雨課堂進(jìn)行隨堂測(cè)試，再補(bǔ)充講授中國(guó)的固體廢物的管理體系。線上+線下的教學(xué)模式不僅培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力，還培養(yǎng)了主動(dòng)學(xué)習(xí)獲得知識(shí)的能力。緒論的教學(xué)設(shè)計(jì)如表1。

表1 緒論的教學(xué)設(shè)計(jì)

1.2 固體廢物的收集及運(yùn)輸

固體廢物的收集及運(yùn)輸教學(xué)模塊主要包括生活垃圾的分類收集、收運(yùn)系統(tǒng)分析、收運(yùn)線路設(shè)計(jì)。選擇的教學(xué)方法包括：討論式和任務(wù)式教學(xué)法，教學(xué)設(shè)計(jì)思路，如圖1所示。

圖1 固體廢物收運(yùn)的教學(xué)設(shè)計(jì)

垃圾分類是目前全國(guó)上下都在關(guān)注的一個(gè)環(huán)保問(wèn)題，基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)生已耳熟能詳，因此選用討論式教學(xué)法。具體過(guò)程如下：針對(duì)如何解決垃圾分類中存在的問(wèn)題、解決的措施和管理方法設(shè)置討論主題。將學(xué)生分為兩個(gè)A組和B組，其中A組：針對(duì)垃圾分類提出問(wèn)題、并從B組提出的措施中找出問(wèn)題；B組：解決垃圾分類中存在的問(wèn)題。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師的作用是實(shí)時(shí)提示一些學(xué)生未想到的問(wèn)題或答案，引導(dǎo)和推動(dòng)討論的進(jìn)行。在教學(xué)實(shí)踐中，課堂討論很熱烈，每位學(xué)生都有話可說(shuō)，且能提出至少3點(diǎn)以上的觀點(diǎn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高。

針對(duì)生活垃圾的運(yùn)輸，選用的是任務(wù)式教學(xué)法，具體任務(wù)過(guò)程如下：結(jié)合校園某一區(qū)域規(guī)劃、地形地貌、人員分布情況，實(shí)地調(diào)查并設(shè)計(jì)一條校園生活垃圾收運(yùn)線路，完成如下思考題：

1)哪些位置需要設(shè)計(jì)放置垃圾桶？需要放置幾個(gè)？現(xiàn)在的擺放位置是否合理？2)收運(yùn)的系統(tǒng)有哪些？通過(guò)比選，哪一種方案比較合適？3)收運(yùn)的線路如何設(shè)計(jì)？

任務(wù)式教學(xué)中，把需要掌握重點(diǎn)及難點(diǎn)知識(shí)(收運(yùn)線路的設(shè)計(jì))先導(dǎo)入，再將需要了解和理解的一般知識(shí)點(diǎn)貫穿其中，解決學(xué)生分不清重點(diǎn)，知識(shí)點(diǎn)混淆的問(wèn)題。課堂學(xué)習(xí)完成進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，最終完成收運(yùn)線路的設(shè)計(jì)實(shí)踐。在收運(yùn)線路的設(shè)計(jì)中不僅需要學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)計(jì)算垃圾桶的數(shù)量、不同收運(yùn)系統(tǒng)的清運(yùn)時(shí)間，同時(shí)還要考慮清運(yùn)人員的配置、收集設(shè)備、收集頻率、經(jīng)濟(jì)成本等因素，完成方案的比選。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及設(shè)計(jì)實(shí)踐的教學(xué)中學(xué)以致用，鞏固所學(xué)知識(shí)理論，培養(yǎng)學(xué)生工程計(jì)算能力、解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力及高級(jí)思維。

1.3 固體廢物處理與處置

固體廢物處理與處置知識(shí)點(diǎn)有預(yù)處理、物化處理、生物處理和熱處理等技術(shù)，涉及技術(shù)原理、工藝方法、工藝計(jì)算、設(shè)備裝置等知識(shí)內(nèi)容，包括的教學(xué)方法及教學(xué)設(shè)計(jì)思路，如表2所示。

表2 固體廢物處理與處置工藝的教學(xué)設(shè)計(jì)

對(duì)于設(shè)備裝置，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生聽課的興趣，采用集“聲、像、畫、字”于一體的高質(zhì)量仿真多媒體課件，將復(fù)雜的知識(shí)立體化、形象化、直觀化，不僅可吸引學(xué)生注意力，而且也便于學(xué)生理解和記憶[5-6]。但多媒體教學(xué)速度快，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易疲憊，記不住。例如，破碎設(shè)備有顎式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、剪切式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、低溫破碎機(jī)和濕式破碎機(jī)等，學(xué)生看完多媒體課件只記住了名字，工作原理和如何選用沒有理解和掌握，因此利用雨課堂先設(shè)置問(wèn)題：塑料、廢輪胎、廢電路板、包覆電線、煤矸石、冶煉爐渣、廢電視機(jī)、冰箱、廢舊汽車、廢銅礦石和含紙類等固體廢物如何破碎？學(xué)生帶著問(wèn)題觀看教學(xué)視頻，完成測(cè)試考核，加深對(duì)各種破碎機(jī)工作原理的理解。

選取相關(guān)的工程案例(如生活垃圾焚燒、填埋)或一些固體廢物處理和資源化利用相關(guān)的新的研究和應(yīng)用作為課程導(dǎo)入，提出工藝原理、工藝組成、影響因素、工藝計(jì)算的相關(guān)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考并進(jìn)行講授。對(duì)處理工藝知識(shí)延伸，引導(dǎo)學(xué)生思考工藝改進(jìn)方案，針對(duì)某一固體廢物(如餐廚垃圾)性質(zhì)設(shè)計(jì)處理方案。在多元化和混合式的教學(xué)中培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基本理論和方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

1.4 固體廢物的資源化與綜合利用

固體廢物的資源化與綜合利用是處理與處置方法的應(yīng)用，將固體廢物分為電子垃圾、尾礦、粉煤灰(煤矸石)、冶煉廢渣、化工廢渣、脫硫石膏、醫(yī)療廢物、餐廚垃圾資源化利用及無(wú)廢城市建設(shè)九個(gè)專題，采用翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行教學(xué)。

設(shè)計(jì)思路如圖2所示，具體教學(xué)組織如下：

圖2 固體廢物資源化與綜合利用的教學(xué)設(shè)計(jì)

一是將學(xué)生進(jìn)行分組明確責(zé)任。①組長(zhǎng)1名：負(fù)責(zé)組織組員查找資料、制作小組匯報(bào)PPT、安排人員匯報(bào)、協(xié)調(diào)溝通等工作；②組員2名：查找資料，協(xié)助組長(zhǎng)完成本組工作；③記錄員1名：記錄本組的工作安排、工作情況、其他組的匯報(bào)情況；

二是利用雨課堂進(jìn)行分組。4人一組，組長(zhǎng)抽簽確定匯報(bào)主題。

三是要求學(xué)生對(duì)匯報(bào)內(nèi)容提出問(wèn)題或進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，教師對(duì)學(xué)生匯報(bào)的內(nèi)容及時(shí)進(jìn)行總結(jié)歸納，引導(dǎo)學(xué)生思考。

通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)，一方面檢查了學(xué)生對(duì)前面知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況，另一方面也培養(yǎng)了學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)能力、同伴學(xué)習(xí)能力、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力及保護(hù)環(huán)境的責(zé)任感。

1.5 教學(xué)效果

課程以學(xué)生為中心構(gòu)建的多種教學(xué)方法融合的教學(xué)模式，充分發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，創(chuàng)造學(xué)生積極思考、主動(dòng)發(fā)言的教學(xué)環(huán)境，把課堂交給學(xué)生[7]。學(xué)生在課堂上聽課、計(jì)算、查資料、討論和答題忙碌了起來(lái)，課堂上玩手機(jī)、睡覺的現(xiàn)象減少了，學(xué)習(xí)興趣提高了。對(duì)近三年該課程期末考核結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)(圖3)，通過(guò)教學(xué)改革，學(xué)生的優(yōu)秀率和良好率有了很大的提升。

圖3 近三年該課程期末考核情況

2 結(jié)語(yǔ)

依據(jù)“固體廢物處理與處置”課程特點(diǎn)構(gòu)建了多種教學(xué)方法相融合的創(chuàng)新性教學(xué)模式：線上+線下混合式教學(xué)、問(wèn)題討論式教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、設(shè)計(jì)實(shí)踐、案例教學(xué)、多媒體教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂等，在多元化和混合式的教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)習(xí)過(guò)程中的參與度有了很大提高，也培養(yǎng)了學(xué)生綜合能力及環(huán)保素養(yǎng)和勇于承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。