新工科视域下城市垃圾处理与处置课程改革探讨

◇洛阳理工学院 符 帅 黄志全 朱慧杰 杜艳强 王新文

城市垃圾处理与处置是给排水科学与工程专业一门重要的专业选修课程，具有很强的实践性，教学内容与当今国家要求的垃圾处理的无害化、减量化和资源化密切相关。针对市政工程“新工科”项目建设要求，课程教学与实践相结合，对城市垃圾处理与处置教学过程中面临的一系列问题展开讨论，旨在通过本论文的研究优化教学方式，促进各学科之间相互融合，实现课堂内容与工程实践的融合与验证，探索实践育人建设融合人才培养供给侧和行业企业需求侧要求。

1 引言

2017年2月以来，教育部大力推动新工科建设，先后形成“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，服务国家战略需求。立足于新工科建设理念与实践的前期探索，“以立德树人为引领，培养多元化、创新型卓越工程人才”为目标的新工科内涵建设应运而生，全面践行“学生中心、产出导向、持续改进”的质量理念，进一步完善新工科建设的理论体系和实施路径[1-3]。

当前新工科的研究领域主要集中于新工科的产生背景、现实瓶颈、内涵特征与建设思路等[4]；另外部分高校积极开展工程教育探索与创新试点，形成了新工科建设的一些实践成果，但对于城市垃圾处理与处置课程在新工科视域下的教学改革却鲜有研究。作为理工院校教师，本人长期从事城市垃圾处理与处置教学，发现对城市垃圾处理与处置这一课程的创新性教学研究不够重视，不利于新工科建设的厚积薄发和全面推进。

城市垃圾处理与处置课程的开设契合与国家方针政策改善城乡居住环境，提高人们群众生活质量，提高人们生活品质。近些年来，习近平总书记多次在全国重要会议上强调垃圾分类处理的重要性以及必要性，多项政策也相继出台，垃圾分类工作由重点突破进入全面推进，环卫一体化模式和村镇垃圾治理计划初见成效，垃圾热解气化和生化处理技术渐成热点，固废处理产业园区规划建设成为热门，新能源环卫车等先进装备发展前景看好，绿色低碳技术正迎来重要的政策风口期。碳中和背景下我国城镇垃圾处理领域正面临着一个全新的发展机遇期。

2 城市垃圾处理与处置课程教学中存在的问题

由于城市垃圾处理与处置课程面宽、点多的特点以及传统教学方法束缚等因素，城市垃圾处理与处置课程在教学过程中存在着一系列问题。

2.1 教学方式方法存在一定缺陷

城市垃圾处理与处置是面向给排水科学与工程专业开设的专业选修课程，目的是让学生掌握城市生活垃圾处理与处置的基本概念、方法原理及资源化技术，提高学生有关环境保护、废物综合利用的能力，为充分利用废物资源，创造新的经济价值，降低污染治理成本，促进环境保护事业的发展打下基础。但从目前我校城市垃圾处理与处置教学的现状来看，教学方法比较单一，即便有些教师使用现代化的教学手段，教学内容也较为丰富，但基本上不考虑学生接受能力，往往是满堂灌，导致老师讲的辛苦劳累，学生听的昏昏欲睡，教学效果非常不好，这对于学生能力的提高起不到多大的作用。

2.2 教师的知识储备有待提高

城市垃圾处理与处置是一门综合性较强的课程，对教师知识储备的要求极高，要求课程教师精通高等数学、物理化学、无机化学、有机化学、水质工程学以及环境保护概论等理论课程，这对教师是一个较大的挑战。

2.3 课程理论内容与工程联系不够紧密

城市垃圾处理与处置既有理论的引导，又与实际生产生活联系紧密，但往往在讲授过程中理论知识偏重，对于理论知识的工程应用偏少。比如垃圾分类，在讲授这部分知识的时候，大多数老师会详细讲授垃圾分类的背景、定义、意义以及分类方式，但是垃圾分类的实际处理方式以及对不同种类垃圾的处理应用却很少提及，这对生活中垃圾分类的执行造成较大的困难。对于生活垃圾填埋处理这部分内容，如果仅凭书本知识只能了解填埋场的概况以及简单的应用原理，只有亲自到填埋厂才能对填埋厂的整体布局和微观设计有清晰的认识，对渗滤液等实际问题有进一步的思考。而我们的课程缺少实践部分，学生仅仅依靠课本知识无法完全掌握理论，导致在毕业后在一线工作时不能很好的解决实际工程问题，不利于其工程意识的培养和实践应用能力的提高。

2.4 考核方式不够合理

城市垃圾处理与处置课程的考核通常按照传统式考核方法，即有平时成绩和期末考试成绩两部分构成，平时成绩由课堂考勤、课堂表现和随堂测试等构成，但是传统的考核方式不能有效的对应课程目标和毕业要求，期末考试的试卷考核方式更注重于试卷成绩，忽略了学生的形成性评价和工程实践能力的培养。

针对城市垃圾处理与处置课程存在的问题，以洛阳理工学院为例，在新工科视域下对课程改革进行探讨，旨在提高课程质量，同时提高给排水科学与工程专业学生的职业素养，以便更好的贡献社会，服务社会。

3 城市垃圾处理与处置课程教学改革

3.1 教学方式有待丰富

新课程背景下，课堂教学手段更加依赖于教师的知识结构、能力水平、思想观念的改进和提高。教学过程中可采用加强理论知识学习，重视结合工程案例的教学方法，紧紧围绕课程目标，将学生培养成基础扎实、工作踏实、作风朴实、具有开拓创新精神的建设者。在教学过程中可采用启发式教学[5]、混合式教学[6]以及案例式教学[7]等方式。对于启发式教学，教师可以通过引导学生质疑问难、有意创设问题，打开学生心灵之扉、促使他们开动脑筋。混合式教学可以充分利用城市生活垃圾处理与处置的线上教学资源，进行线上线下混合式教学。课前要求学生利用线上平台预习课程，课中利用智慧教室和板书结合进行讲解，发布问题讨论和问卷，课后进行随堂测验和布置课外作业，实现课前、课后、课后三方面监控，以此加强学生的学习主动性，不断提高教学效果。案例教学的着眼点在于学生创造能力以及实际解决问题的能力的发展，而不仅仅是获得那些固定的原理、规则。课堂理论讲授结合生活垃圾处理实际案例，按照提出工程问题→讲授有关理论→分析工程问题→运用理论解决问题→回顾总结的方式组织课堂教学，培养学生对生活垃圾问题识别、表述以及解决能力，使学生具有分析、解决相关工程问题的思维方法和实践能力。

3.2 具备多学科的交叉融合能力

多学科的交叉融合能力，面对多元环境的创新思维、创新精神和创新能力，是创新型卓越工程人才最根本的素质要求。传统意义上的学科之间的边界越来越模糊、淡化，国内外高校纷纷把培养交叉学科复合型人才作为当前首要而紧迫的任务。以城市垃圾处理与处置教材第六章“生活垃圾焚烧处理”为例，知识点包含了多个学科内容：①焚烧的基本原理由燃烧的反应过程、燃烧机理、燃烧影响因素等构成，主要体现了物理、化学门类的知识点；②在焚烧设计计算章节，物料平衡计算要求学生具备较强的高等数学功底，同时通过计算的结果反馈到设备工艺（焚烧炉设计），要求学生具备工程设计思维；③焚烧相关技术标准包括了垃圾及焚烧产物的分析方法标准、焚烧厂设计标准、焚烧工程项目建设标准、工程技术标准以及污染物控制标准等等，要求学生掌握相应的国家标准以及法律法规，渗透了法学的知识点。通过对教材其中一章节的剖析，可以看出教材知识点是由多学科知识交叉融合的。

3.3 构建跨学科教学体系

创新教学理念把握跨学科融合垃圾处理专业涉及面比较广，是文化、地域、社会等方面的集合体。一方面，转变教学观念。教师要从实际出发，总结垃圾处理专业的特点，注重垃圾处理专业内容，从单一教学模式转向专业融合，全新设计课程和大纲，构建垃圾处理专业学科建设，促进专业教学质量。另一方面，开展专业融合。教师要以现代眼光审视垃圾处理专业，弱化垃圾处理专业独立教学的观念，将数学、文学、政治、法学等融入到垃圾处理专业中，将垃圾处理专业单一化转向于综合化、多元化、融合化的趋势，以此促进垃圾处理专业教学的发展。

3.4 课程实践环节有待增强

工程实践是背景下一个很重要的环节，是工科专业实践教学的基础，这就要求高等院校必须对工程实践教学进行改革，从而使给排水科学与工程专业的改革与发展保持持久而积极的推动作用。为满足工程实践教学的需要，工程实践基地是高校开展实践教学活动和实施创新创业教育的必要场所和重要依托。在此背景下，城市垃圾处理与处置作为实践性很强的工科课程，进行课程实践基地建设模式探索与运行机制研究势在必行，也符合当前我国高等教育内涵式发展需要。在新工科背景下，开展城市垃圾处理与处置课程实践基地建设模式与运行机制研究，不仅培养本科生工程实践能力、双创能力，而且通过探索基地建设模式，研究基地运行机制，优化和拓展实践基地资源，创新人才培养途径，构建多元化实践基地平台，融合人才培养供给侧目标和行业企业需求侧要求，为社会输送具有工程实践能力的高素质创新创业，对于全面提高给排水科学与工程专业办学水平和人才培养质量具有重要的现实意义。

3.5 优化课程考核机制

城市垃圾处理与处置具有较强的实践性课程属性，因此可以弱化期末试卷理论考核，提升课程实践能力培养。期末考试题类型宜多样化，合理搭配，试卷内容增加分析题和工程应用题等，侧重对基本知识灵活运用的题目，着重考核学生对力学基本概念和基本理论的理解及应用力学知识解决工程实际问题的能力。重视对学生的学习过程考核，通过对平时学生的随堂测试、分组讨论、线上章节测试题及课后作业完成情况等多方面进行考核，培养学生学习的自律性，进一步提高学生的专业素养。

4 结束语

根据城市垃圾处理与处置课程的学科特点，在新工科视域下从教学体系、方式、课程实践以及课程考核机制等方面入手，对城市垃圾处理与处置课程的教改展开初步探讨。城市垃圾处理专业教学体系的构建主要取决于学科融合、教师队伍、学生反馈以及跨学科课程安排。应注重分析垃圾处理专业与其他学科的关系，促进各学科之间相互融合；强调实践，强化教师综合知识能力，促进学生的多维度全面发展。