将“三点三环节式”教学应用于环境工程学课程

摘要本文针对环境工程学教学特点，将“三点三环节式”教学方式，即以科技时事和热点问题为切入点，以科学技术与成果介绍为辅助点，以教学实验和科研为承载点，抓兴趣、思考、能力三个环节的教学新方法应用于该课程的教学中。

关键词三点三环节教学改革 环境工程学

环境工程学是人类同环境污染进行长期斗争，在保护和改善生存环境的过程中形成的工程科学学科，它以工程科学知识和方法为基础，具有学科交叉性的特点。自20世纪以来，随着全球性生态环境问题的突出，随着“以人为本”思想的深入人心，各学科的学者和工程技术人员都在运用自己掌握的知识和技术，在各自的专业领域，研究和解决与环境保护有关的问题，为环境工程学这门学科积累了广博的内容。简单来说环境工程学是研究运用工程技术和有关学科的原理和方法，保护和合理利用自然资源，防治环境污染，以改善环境质量的学科。

环境工程学是高等院校环境工程专业的一门必修专业课。主要研究内容包括大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和利用以及噪声控制等。除此之外，环境工程学还研究环境污染综合防治的方法和措施，以及利用系统工程方法，从区域的整体上寻求解决环境问题的最佳方案。因此，这是一门理论与实践密切结合的课程。然而有限的课时、内容的繁杂、以及传统的教学模式不仅割裂了理论与实际的关系，而且让学生失去了学习的兴趣和灵活应用的动力，最终达不到提高学生工程实践能力的目的。

为了改变教与学、学与用、用与教的关系，我们在教学实践中努力探索“三点三环节”的教学方式。即以科技时事和热点问题为切入点，激发学生的兴趣和责任意识。以科学技术与成果介绍为辅助点，拓展学生们的视野和培养学生们的创新能力。以教学实验和科研为承载点，提高学生灵活运用和实践能力。抓兴趣、思考、能力三个环节的教学新方法。几年的教学实践表明，这种兴趣引导、思路拓展和能力培养式的教学尝试在解决教与学的困扰中取得一定的成效。

一、以科技时事和热点问题为切入点，激发学生的兴趣和责任意识。

环境工程学课程的学习涉及许多其它学科的知识，如化学、物理学、生物学、地理学、医学等基础理论。同时需运用卫生工程、给排水工程、化学工程、机械工程等技术原理和手段，解决废气、废水、固体废物、噪声污染等问题。因此，一味的讲述只能增加课程的重复和乏味。如果在授课过程中根据学生具备一定的知识储备和自学能力的特点，将一些与当前授课内容关系密切的时事和科技知识作为课程的导入，学生的学习兴趣和学习热情就能得到很好提高。如，在讲授催化转化法净化气态污染物时，需重点给学生讲授催化剂主要由活性组分、助催化剂和载体组成，其中载体性能的优劣直接关系到催化效率及治理成本。此时若将 “康宁获美国国家科技勋章”这一时事新闻介绍给学生，告诉学生康宁公司是先进的催化转化器载体和微粒过滤器的顶尖商，客户涵盖全球汽油与柴油引擎以及汽车的主要制造商。康宁公司开发出一种全新的经济型、高性能的蜂窝陶瓷载体，为全球汽车催化转化效率设立了标准。自1975年迄今，车辆因装有催化转化器而减少的空气污染仅在美国就超过15亿吨，而全球总计则达30亿吨。正是因为这种神奇材料――载体顺应了催化转化器的极端温度和腐蚀性环境，这种材料演变成为今天先进的排放控制系统的关键推动角色。通过这一时事新闻，学生不仅听得兴趣盎然，而且对催化剂载体的性能有了深刻认识，对催化转化法在汽车尾气治理方面的应用有了深刻体会，为今后汽车尾气控制方面的学习打下了很好的基础。同时，让学生们了解国内在催化剂制造方面与国际水平存在的差距，强化每个学生的责任意识和职业精神，更启发他们作为一个中国未来环保工作者应有的责任感和使命感。

二、以科学技术与成果介绍为辅助点，拓展学生们的视野和培养学生们的创新能力。

江泽民总书记指出，“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”。当今社会，正逢科学技术迅猛发展时期。面对日益严格的环保要求，各国政府都在制定相应的法规政策，都在努力的进行各方面的技术革新，各种科技成果不断涌现。现有的教材更新较慢，已满足不了现实教学的需要。因此适时的给学生们补充一些相关的科技知识与成果，有利于学生视野的拓展和创新能力的培养。例如：在讲述固体废弃物处理时，除给学生们讲授一些传统的塑料垃圾处理方法以及各自的优缺点外，还给学生介绍一些新的处理技术。如：塑料垃圾能源化技术（POET）是北京裂源环保技术设备有限公司自主开发的一项城市塑料垃圾能源化处理技术。POET技术针对各种转运、填埋、制肥和焚烧设施中不可回收的塑料垃圾，采用独特的多级裂解工艺，在密闭厌氧条件下，以非直接燃烧方式进行无害高效的连续化生产。以无新增能耗方式，实现大幅度垃圾体积减量，消除塑料垃圾引发的种种环保难题，获得质优价廉的燃油产品，极大增加项目的经济效益。POET技术对城市生活垃圾技术方案选择无疑是雪中送炭，它以能源自给贯穿设计目的，以综合利用创新环保概念，以根治污染满足社会要求，以经济效益带动投资兴趣，成为城市生活垃圾处理项目可以依赖的技术选择。通过这些内容的讲解，使学生们有耳目一新的感觉，因为在此之前，他们仅知道塑料垃圾大部分是通过填埋和焚烧的方式处理掉了，而没意识到塑料垃圾是城镇生活垃圾是最宝贵的能源资源，具有巨大的市场价值。很自然地，学生把POET技术和替代能源联系起来，而且对未来能源的发展趋势有了更进一步的把握。无疑，这种思维方式对培养学生的创新能力是至关重要的，

三、以教学实验和科研为承载点，提高学生灵活运用和实践能力。

对理论知识掌握较好，但不会灵活运用所学知识解决实际问题，这一现象在学工科的本科生中十分普遍。如何提高学生们对实际工程问题的认识和实践能力是我们的教学一直希望解决的问题。近年来，我们在这个方面的探索取得了一些收获。

我们已经建立起一系列紧扣教学内容的实验，给学生门安排了气体吸收、气体吸附、布袋除尘、静电除尘等实验，让他们亲自动手解决实际问题，深刻领会教学基本原理和内容。如：气体吸收、吸附是气态污染物净化的两大方法，其原理是大气污染控制工程课程的主要内容。为了加深学生们的理解，同时提高他们的实践能力，我们搭建了气体吸收、吸附实验平台。这是在“211”经费的支持下，由我们自行设计研制的一套仿实际工业用的中型装置，从整套装置的外观设计到核心的工艺流程，都和具体的工业用装置类似。而且我们采用透明的PVC材料作为吸收塔外壁，这样学生可以清楚地观察到塔内的气液流向和吸收状况。学生们亲自动手调节气液流量，使吸收、吸附处于稳定的操作状态，又经采样口测定分析气体浓度，最后计算出气体吸收率、吸附率。通过吸收、吸附实验，学生们基本掌握了溶液配制、气速控制、采样、分析计算等基本技能。通过这套装置，学生们能清晰地理解要完成气体吸收、吸附的过程，光靠一个吸附塔是不行的，还需要有风机作为动力，需要各种管道、管件作为气体的流动通道，需要烟囱作为净化后气体的出口。同时他们还发现在风机的底部和后部增加了减震装置和消音装置，能有效地控制系统运行过程中系统产生的噪音。这些内容都是环境工程专业的学生所必须掌握的。

在向学生们讲解理论知识时，不能忽视工程实际应用时可能会出现与理论知识相脱节甚至是与理论知识点相矛盾的地方，这就涉及到理论知识在实际工程中灵活运用的问题。在解释这种脱节或者矛盾时，学生们往往会感到很困惑，这时需要举出工程应用上的具体实例。例如，在教材及相关的教科书中关于气态污染物治理流程中，风机作为气流动的动力，常常放在气体净化装置的后面，这样可以使风机免受污染气体的腐蚀作用，从而延长使用寿命。然而，在工程实际应用时可能因为场地的限制，或者被处理的污染物浓度较低等情况下，风机的位置可以放到净化装置的前面，同时因为阻力降低，能给气体输送提供更强的动力。北京工业大学斥资百万元对环化楼楼顶改造就是这方面的实例，带领学生们实地参观一下，告诉他们理论知识的掌握固然重要，但在实际工程问题解决时一定不能拘泥于理论，要注意理论知识的灵活运用。

“环境工程学”三点三环节式的教学，与传统的教学相比，虽然在改革中初显成效，但和其它大学课程一样，都面临着从教学体系、教学内容到教学方法深入改革的艰巨任务。同时因为环境工程学是一个涉及面广泛而且复杂的技术体系，它不仅研究防治环境污染的措施，而且研究自然资源的保护和合理利用，探讨废物资源化及其综合利用技术，以及清洁的生产工艺等，以获得最大的环境效益和经济效益，这些都成为环境工程学的重要发展研究内容。因此，在今后的教学中应不断更新教学理念、教学内容、教学方法和教学手段，在注重社会现实、注重学科前沿、注重学生能力方面以及社会现实需求和学生能力要求方面做更深层次的探索，探索一条符合本课程教学的特有规律。