基于创新能力培养的环境工程原理课程教学改革与实践

　　摘 要：本研究针对环境工程原理课程在课程规划、教学内容、实验特色、教学形式及考核方式等方面存在的问题，分析课程改革的必要性，提出教学改革方案，即在充分体现环境工程学科特色的基础上，科教结合，使教学内容体系得到优化;校企联合，构建新型教学模式;考核学生学习全过程。通过教学改革与实践，学生可以在掌握环境工程原理基本理论和知识的基础上，达到思维创新和能力培养的目的。

　　关键词：环境工程原理;创新能力;教学改革

　　2015年11月5日，国务院发布《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》文件。文件围绕“中国特色”“世界一流”的核心要求，在建设方面提出了“培养拔尖创新人才”的任务，要“坚持立德树人，突出人才培养的核心地位，着力培养具有历史使命感和社会责任心、富有创新精神和实践能力的各类创新型、应用型、复合型优秀人才”。同时，在改革方面提出要“实现关键环节突破。加快推进人才培养模式改革，推进科教协同育人，完善高水平科研支撑拔尖创新人才培养机制”。可见，“双一流”建设的重要任务之一——拔尖创新人才的培养至关重要。课程作为大学教育的基本单元，是培养人才的核心要素。因此，课程的规划和设计能力是大学教师乃至一所大学的核心竞争力。

　　一、环境工程原理课程教学的现状分析

　　环境工程原理是我国高校环境学科的专业基础课，主要研究工业及生活排污治理技术中各单元过程的基本原理、典型设备的构造与操作原理，以及各单元过程的设计计算。它以高等数学、物理、物理化学等为基础课程。该课程不仅适用于环境治理工程，而且在化工、冶金、电子、医药、轻工、航空等行业也发挥着效能。在高校教学计划中，环境工程原理是自然学科到应用学科的桥梁。因此，对于环境工程专业而言，环境工程原理课程的规划直接影响着专业学科的建设和发展，其教学设计对提高学生综合素质、实现创新人才的培养目标意义重大。

　　目前，中原工学院环境工程专业在环境工程原理课程的建设方面还存在着许多亟待改进和改革之处，具体体现在以下五个方面：

　　(一)课程规划

　　环境工程原理课程内容虽多源于物理化学、生物化学及化工原理等课程，但这些学科的知识点并不能很好地反映环境工程学科本身的理论以及环境工程领域的复杂工程问题。因此，基于环境工程学科的专业需求特色，环境工程原理的教学规划不能等同于以上三门学科的简单组合。

　　(二)教学内容

　　中原工学院环境工程专业选用的教材是清华大学胡洪营教授主编的《环境工程原理》。该教材属于国家级规划教材。在教学过程中，环境工程原理的教学内容多局限于该教材，对相关相近学科知识并未涉及，这必然限制课程的发展更新及学生学术视野和思维的拓展。

　　(三)实验特色

　　现有的环境工程原理实验多以基础性实验为主，以单一知识点为内容进行验证性实验，缺乏综合性、系统性和连续性。此类实验的设置不仅限制了学生对理论知识的融会贯通，而且也不利于创新思维和能力的培养。

　　(四)教学形式

　　教学只限于在限定的时间内在教室授课，一般是完全按照教材既定方案进行课堂教学。此种教学形式不利于培养学生独立思考的能力。

　　(五)考核方式

　　在实施教改前，环境工程原理课程作为专业基础课，其考核方式为平时成绩与期末成绩相结合。平时成绩由出勤率和作业成绩构成，作业内容为章节后的练习题，平时成绩占综合成绩的20%。期末成绩即为试卷成绩。单一的考核方式既不能全面考查学生的学习效果，也不能体现学生的学习过程。

　　因此，扩展教学内容、改进教学形式、开展多样的学生学习评价模式势在必行。

　　二、环境工程原理课程教学改革实践

　　(一)注重理论系统构建，规划知识模块

　　作为环境科学与工程学科的专业基础课程，环境工程原理与大气污染控制工程、水污染控制工程及环境工程微生物学等研究方向及课程都密切相关，其知识源于物理化学、生物化学及化工原理的有机结合。在教材内容的规划上，环境工程原理更倾向于基本原理和理论在典型設备、典型工艺及环境工程中的应用。因此，环境工程原理的课程规划，不能完全参照以上三门学科的内容，要以建设一流学科为目标，在遵循该课程自身课程理念的基础上，更多地体现学校本专业的学科特色，充分考虑后续专业课程的衔接性和延续性，从而激发学生学习的热情及参与科研的积极性，培养并增强学生灵活运用理论知识分析和解决复杂工程问题的创新意识和能力。

　　因此，在教学内容的规划中，避免相关课程教学内容的重复，明确环境工程原理的教学内容与重点难点，优化课程教学体系格外重要。例如，热量传递、质量传递、过滤、吸收、吸附、萃取等操作单元的基本原理及典型设备的设计计算等内容在化工原理课程中为主要讲授内容，而环境工程原理则是针对知识体系规划课程相关知识模块。教学规划中可以将相互联系的知识点重新组合，使教学内容系统化。例如，选取基础理论部分的质量传递与分离过程原理的吸收、吸附及其他分离过程为模块，该模块的规划突出体现了基本理论和操作单元实践应用的有机结合。

　　(二)科教结合，优化教学内容体系

　　随着环境工程中单元操作的新技术、新工艺的发展，环境工程原理的相关教学内容也应及时更新。2012年，中共中央、国务院印发《关于深化科技体制改革加快国家创新体系建设的意见》，强调要“大力推进科技与教育相结合的改革，促进科研与教学互动、科研与人才培养紧密结合”。在环境工程原理教学实践中，教师应及时采用前沿科技成果优化课程体系，更新教学内容，及时了解环境工程领域科技发展的最新动态。例如，在膜分离教学过程中，将前沿海水淡化技术引入其中，不仅可以使学生了解膜分离的机理，掌握相关的分离理论，而且可以培养学生的科研理念。将科技前沿理念应用于理论教学中，可以开拓学生的视野，培养学生的创新思维能力。

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