環境工程原理案例教學法研究

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摘要：“環境工程原理”是環境科學與工程專業一門理論性和系統性較強的專業基礎課，在教學過程中引入案例教學法，有利于培養社會緊缺的，具備系統的專業理論基礎、良好素質和綜合能力以及理論聯系實踐能力的環境領域專業技術人才。

關鍵詞：案例教學；環境工程原理；教學改革

“環境工程原理”于2004年被教育部相關教學指導委員會確定為高校環境工程專業的核心課程，隨后逐漸發展成為高校環境科學與工程專業一門重要的必修專業基礎課。該課程分析歸納總結了環境工程專業涉及的水、氣、固廢、環境凈化和生態修復等核心課程的技術原理，并對具有共性的基本原理、現象和過程進行系統和深入的闡述，具有較強的理論性和系統性。因此，該課程被認為是環境工程專業學生接觸和深入學習環境領域技術的基石和橋梁[1]。該課程于2019年秋季在重慶文理學院首次對“新工科”環境科學與工程專業學生開設，此前，重慶文理學院用“化工原理”課程作為環境工程專業的基礎課程。盡管兩者涉及的某些基礎原理性知識具有類似性，研究對象和體系卻有著較大區別。如“化工原理”關注的是化工生產過程中較高濃度的操作條件，而“環境工程原理”關注的是環境污染凈化和控制領域較低濃度的污染物，后者更符合環境專業的特色和需求。作為重慶文理學院一門新課，該課程自開設以來將在較長時間內處于不斷發現問題、解決問題的探索階段。本課題旨在闡述“環境工程原理”教學中應用案例教學法的可行性及其設計實施方法，以提高該課程的教學效率和培養具有解決實際環境問題能力的創新人才。

1案例教學法概況

案例教學法于1870年起源于美國哈佛法學院，并取得顯著的教學改革成果，受到了教育界的高度關注，隨后在全球各地得到快速推廣與普及[2，3]。改革開放之初，成熟的案例教學模式開始扎根于我國高等教育，并在各個專業領域的實踐中取得了廣泛成功。所謂“案例教學”，顧名思義是一種以案例為主的教學方法[4，5]，是教師根據教學目標和教學內容要求，通過引入合適的生活場景或模擬仿真場景，使學生置身于案例場景中，甚至產生身臨其境的效果，并根據實際教學內容，有針對性地引導學生將理論知識和案例問題相結合，鼓勵學生積極主動討論和分析問題，并提出解決問題的策略。期間教師要注重與學生的互動，及時對學生的過程行為給予肯定或評價矯正，以培養學生理論聯系實際的能力、分析問題和解決問題的能力以及創新能力。案例教學法主要有以下幾個方面的特點：首先，以案例為主。案例可以是真實的生活場景，也可以是虛擬的場景，但必須和教學內容高度一致；其次，強調師生交流互動。案例教學以學生主動參與為主，教師引領為輔，師生互動交流為保障，師生互動程度越高，則教學效率越高；再次，開放性。案例教學旨在培養學生理論聯系實際的能力、分析問題和解決問題的能力以及創新能力。同一案例，基于學生個體差異性和思維發散性的不同，學生可能會提出不同的解決措施；最后，啟發性。案例是為教學目標和內容服務的，案例應具備引導學生深思、啟迪學生思維的功能，進而達到實際聯系具體理論，加深學生對理論知識的理解。

2案例教學法在“環境工程原理”教學中的必要性

“環境工程原理”作為重慶文理學院環境科學與工程專業學生深入學習環境工程領域技術的基石和橋梁，必須要符合國家和學校對該專業學生的人才培養要求。在教育部積極推進“新工科”建設背景下，重慶文理學院環境科學與工程專業人才培養的目標是培養環境污染凈化和控制領域的高層次實用型人才[6-7]，特別是社會緊缺的，具備系統的專業理論基礎、良好素質和綜合能力的環境領域專業技術人才。因此，在教學過程中，除了讓學生掌握環境領域的專業知識和技能外，更重要的是使學生具備以理論知識為依據，分析解決實際環境工程問題的能力。作為一門理論性強的核心專業基礎課，在“環境工程原理”教學過程中如何使學生理論聯系實際，對培養應用創新型環境人才至關重要，這與案例教學法的目標相一致。因此，在“環境工程原理”教學中引入案例教學法是非常有必要的。此外，“環境工程原理”課程知識體系復雜、原理性和系統性強、內容抽象枯燥和難度大等特點，決定了該課程內容與學生的實際生活無太大聯系，這進一步加大了學生對知識內容的理解難度。因此，適當引入生活案例或者簡單的虛擬案例，既能激發學生的學習興趣，強化其自主學習能力，又能使學生由淺入深、循序漸進，加深對知識的認知和理解。因此，將案例教學和“環境工程原理”教學相結合非常有必要。

3案例教學的設計和應用

在案例教學法中，案例選擇是關鍵，案例必須與具體教學內容緊密聯系，既能體現“環境工程原理”的專業知識，也能說明環境污染凈化和控制技術現狀和發展趨勢的案例才是好案例。環境工程案例教學的設計和應用應當體現出以下4個方面的內容：3.1案例結合教學目標和教學內容。案例的優劣直接決定了案例教學的成敗。在教學設計時，必須認真分析教學目標和教學內容，認真考慮哪些知識點引入案例最合適，案例如何擴展、延伸到教學內容，案例分析討論和理論教學的學時分配，如何有的放矢地引導學生對案例的分析等，這些都是需要結合教學目標和教學內容進行考慮的。如首節緒論課的目的是使學生明白為什么學習“環境工程原理”，而“環境工程原理”是學生接觸的第一門專業課，學生對專業認識和專業知識都不深。此時，在進行案例設計時可以選擇學生較了解的熱點環境事件，引導學生做事件應急處理人，分析污染物的來源和去向，提出解決策略，并與事件處理方案對比，不僅可以使學生明白“環境工程原理”的重要性，還能培養其思維創新能力。3.2案例新穎。教材一般滯后于工程應用，因此，案例只有與工程技術同步，才能使學生掌握與時俱進的專業知識。例如吸收章節，環境工程領域吸收法主要用于脫硫脫硝。石膏法是煙氣脫硫應用最廣、最成熟的技術，但其現在面臨著脫硫產物處理處置的問題，導致該處理處在轉型階段。此時選擇該案例作為增強吸收傳質過程是不錯的，但可能會導致學生與新知識、新技術脫節。3.3案例源于生活場景。“環境工程原理”涉及的知識是各種環境技術原理具有共性的基本原理知識，實際主要應用于污水處理廠、火電廠和給排水等方面，與學生實際生活契合度較小，選擇這方面的案例較難激發學生的興趣。如講授保溫層內容時，可以選擇如何讓學生將一杯開水盡可能維持較高溫度作為案例教學。此時，大多數學生會基于生活方式給出使用密封容器或者保溫杯的方法。3.4案例具有創新啟發性。根據具體教學內容，教師可以選擇自己的科研方向或者環境領域熱點創新技術作為案例。如在吸附章節，可以從綠色化學概念出發，選擇反向案例展開探討，如污水中重金屬用吸附劑是否可以完全去除？教師在和學生互動的過程中可以從自身科研或全球先進技術角度說明現狀以及啟迪學生改進的思路，不僅可以使學生掌握吸附知識，還可以激發其科研創新興趣。案例教學的核心是案例的選擇，但案例教學的高效實施還需要其他幾個方面。首先，指導學生課前積極思考。由于“環境工程原理”的知識較深奧、難理解，教師在課堂上突然引入案例，學生可能難以提出專業性的策略。教師可以把需要引入的案例作為課前作業，給予學生充足的時間預習或參閱文獻資料，教師可以有針對性地在某些方面作一些要求，以引導學生較全面地查閱。其次，根據學生個體差異性和成績分布等，合理地安排學生進行分組交流。教師要作好小組交流考評，制定恰當的要求和制度，促使盡可能多的學生參與探討。最后，在進行案例教學時，教師要積極和學生互動，并及時對學生討論的結果進行指導，對好的方案給予肯定和鼓勵，對錯誤的觀點進行糾正，并選擇合適的時機，使教學過程從案例分析過渡到相應的教學內容上，提高學生理論聯系實踐的能力。

4結語

將案例教學法應用到“環境工程原理”教學中，有利于培養具備系統的專業理論基礎、良好素質和綜合能力的環境領域專業技術應用型人才。選擇合適的案例，以教師為引領，以學生主動參與為主導，以師生互動交流為保障，案例教學法才能取得真正顯著的教學成效。

[參考文獻]

[1]侯彬，盧靜，王海芳.《環境工程原理》課程教學體系的改革與優化[J].教育教學論壇，2019，405（11）：103-104.

[2]廖曉斌，馬紅芳，苑寶玲.案例教學法在“環境工程概論”課程教學中的應用[J].科技文匯，2016（5）：42-43．

[3]黃梓睿.談案例教學法在環境工程專業教學中的運用[J].智庫時代，2018，157（41）：237，239.

[4]鄭金洲.案例教學指南[M].上海：華東師范大學出版社，2000.

[5]胡兵，萬端極，范明霞，等.案例教學法在化工原理課程中的應用[J].化工時刊，2010（11）：76-78.

[6]張潤.案例法在環境工程教學實踐中的應用[J].課程教育研究，2018（51）：130-131.

[7]蔣艷紅，蒙冕武，鄧華.案例教學法在“環境工程學”教學中的應用研究[J].中國電力教育，2009（23）：70-71.

作者:何克杰 賀小龍 劉紅盼 陳泉洲 單位:重慶文理學院