余 丽，端 允，曹 昉

(太原理工大学 环境科学与工程学院，山西 太原 030024)

环保设备是环境污染治理工程中的核心之一，是环境污染治理工程重要的物质技术基础和运行保障[1]。通过《环保设备基础》课程的学习，使学生建立环境污染治理技术与设备的宏观概念，掌握废水处理、大气污染防治、固体废弃物处理与处置等方面环保设备的原理与设计、运行与管理等基本知识的能力，为学生能够进一步独立分析和解决工程实践问题奠定基础，为毕业后从事环保设备设计、工艺设备选型以及设备开发打下较好的理论与实践基础。

环保设备是环保产业的重要内容之一，环保产业的快速发展必然带动我国环保设备制造业规模迅速扩大[2]。环保设备涉及范围广，并不是短时期能够集中掌握的。从认识实习到课程学习，再到课程结束后的生产实习、毕业实习等，在这些现场实习环节都能看到企业或工厂采用的环保设备，但是学生的串联式学习能力较弱。面对专业认证的严格要求，工程类毕业设计类别占70%以上，远超过论文类[3]。在进行毕业设计时，设计污染处理工程项目必然会对工艺中用到的环保设备进行选择，而环保设备的选型也是学生的弱点。

因此，环境工程专业的环保设备课程的教学改革，是工程教育认证的具体要求[4]。本文针对该课程现有的教学模式中存在的问题，提出了课程教学改进方法和建议，以期提高本科生课程教学水平、培养具有较强实践能力的优秀本科毕业生、更有效地实现环境工程专业本科的培养目标。

1 课程教学现状与突出问题

目前，环境工程专业的环保设备课程教学学时较少且考核要求较低，相关实习和实践环节被弱化。各大高等院校关于这门课的开设情况不尽相同，清华大学、山西大学、大连理工大学等环境工程专业没有开设这门课程，而是将涉及到的环保设备分散到水、大气、固废等相关课程进行讲解。沈阳理工大学、江苏城市职业学院等环境工程专业将环保设备基础作为专业必修课程，复旦大学等环境工程专业将环保设备基础作为专业选修课。太原理工大学环境工程专业将该课程作为学科基础课。

针对工程教育专业认证12条通用标准，根据该课程的理论教学目标与毕业要求的关系矩阵，进行课程达成度评价。虽然近三届学生的毕业要求综合达成度评价结果为达成，但其中还存在一些关键的问题，导致一小部分学生在根据污染特性选择合适的工艺设备等综合应用和深度理解性的问题上缺乏解决思路。

1.1 课程在相关专业课之前或同时开设

在学习该课程时，学生还未具备专业课知识，导致学生对环保设备在工艺中的定位认识不足，分析环境工程领域复杂工程问题的能力欠缺。环保设备基础课程是在第六学期进行，仅有24学时。此时，虽然与环保设备相关的专业课水污染控制工程、大气污染控制工程也在开设，但由于这些专业课学时长，学生还没有学到相关工艺，只能认识到环保设备的概念、原理和相关参数，而对这些单体设备在成套设备或生产线上的应用没有具体概念。

1.2 环保设备与工艺之间的脱节

专业课涉及的工艺相对固定，而环保设备每年都会推陈出新，导致环保设备开发全周期的脱节。水污染控制工程上成熟的工艺有A/O、A2/O、氧化沟、SRB等，而现在有一部分新型工艺已经投入市场应用，如太原汾东污水处理厂的纳米催化电解(NCE)和膜生物反应器(MBR)。新工艺的开发与应用推动了新型环保设备的研发与使用。若在学生对新型工艺没有认识基础的情况下，将新型环保设备引入课堂，会造成学生的疑惑，进而可能导致学生失去捕捉新鲜事物的灵敏度和好奇感。

1.3 “互联网+”时代对传统教育模式的冲击

面对“互联网+”时代的到来，以理论教学为主的传统教学模式已经无法“笼络学生的心”，学生注意力无法集中，学习兴趣较低。大篇幅介绍环保设备的工作原理及结构组成等内容对教师和学生来说都显得比较枯燥。单纯依靠理论教学培养学生，将会导致学生学习主动性差，遇到实际工程案例生搬硬套， 以后难以胜任环境工程领域设计、施工、规划等方面的工作。“互联网+”时代的到来，引起了“互联网+教育”的热潮，涌现出慕课、微课、翻转课堂和混合式教学等新兴教育教学模式，这势必对传统理论教学模式带来强大的冲击，进行教学改革也是大时代发展的必然之路。

1.4 理论与实践衔接不紧密

课堂学习与实践环节存在脱钩现象。对工科教学而言，检验教学效果的最好手段是实践环节。对环保设备课程进行实践安排时，由于该课程涉及设备类型众多，在有限的学时内难以进行合理的课程设计安排，对于课程所涉及的水、大气、固废、噪声等设备， 教师只能选择其中的部分内容进行设计考查。在进行校外实习环节中，大部分环保类企业都只侧重于某一种设备，或是针对某工艺应用的专用设备。因此，环保设备相关课程的实践环节安排困难，不利于学生解决实际工程问题能力的培养。

2 课程教学改革的探索

基于上述课程现状和存在的突出问题，从实践教育环节入手，通过将认识实习巧妙融入课堂、将课堂内容深入生产实习和毕业实习等实践环节，探索环保设备基础的互动教学模式，提高学生的学习兴趣和实践能力，使其能够胜任污染控制工程的设计及运营管理等工作，具备解决环境工程领域中复杂工程问题的能力。

2.1 将认识实习内容巧妙融入课程学习

以“问题导入-积极参与-互为教学主角”的互动教学模式将认识实习内容融入课程学习。认识实习安排在第四学期，选择的实习地点分为水、气、固废和监测等几个方向，与环保设备基础课程内容匹配。到第六学期上环保设备基础课程，采用“问题导入-积极参与-互动教学主角”的互动教学模式将认识实习涉及到关于该课程的相关知识内容巧妙融入课程学习。将学生分小组进行讨论，由组长发言，组员补充，其他组提问。这种方法能够实现：①让老师更充分的掌握学生的学习情况和存在的主要问题，保证课堂教学有的放矢；②提高学生学习热情，学习基础好的学生带动学习基础弱的学生更好参与课堂；③以认识实习实践环节辅助教学，通过课程的学习加深对认识实习内容的理解。

2.2 课程中提前引入生产实习和毕业实习内容

将生产实习和毕业实习内容提前引入课堂中，使学生能够有针对性地进行生产实习和毕业实习，保证课程学习的延续性。学生对课堂知识的灵活应用能力较弱，不能及时把问题反馈给老师，使得理论与实践存在脱钩现象。例如，虽然课堂上讲到潜污泵的特点，但是学生对设备的具体安装和维护却缺乏认识。第六学期上这门课时，老师已经带队参与了大四学生的生产实习和毕业实习，能够走入学生群体中，及时得到问题反馈，以大四学生的问题来反思和改进对本届学生的教学，具有十分重要的意义。通过对实习过程中遇到与课程内容相关问题的归纳总结，在课堂中强调理论与实践有机结合，提高学生对所学知识的灵活掌握，建立“课前实习—课堂学习—课后实习”的学习链。结合学生关心的注册环保工程师考试和就业等方面，从实际出发将所学知识内化。

2.3 以“互联网+教育”模式活跃课堂氛围

信息化技术已经渗透到社会的各个方面。在教育领域中，也在进行着信息化颠覆性变革。目前，我国鼓励发展的环保设备主要有八大类，环保设备种类达到10000种之多。课堂枯燥的文本教学会导致学生丧失学习兴趣从而应付考试。因此，以“互联网+教育”模式活化课堂气氛势在必行[5]。第一种方法是教学仿真动画，在教授环保设备的结构、原理等内容时，可利用仿真动画并结合生活中的实例，吸引学生的注意力。第二种方法是思维导图，课堂板书尽可能采用思维导图形式将知识点关联起来，以便增强学生记忆，并鼓励学生用思维导图做笔记，定期选取优秀的笔记进行展示。第三种方法是反馈练习类教学动画，采用ppt、flash等软件制作二维教学动画，通过鼠标点击、文本输入等方式与动画进行交互，动画反馈回答问题的对错情况，并给予相应的鼓励或惩罚，实现双向互动，巩固学生学习成果。

2.4 教师提高自身工程素养和教学水平

教师通过交流学习、参与学生实践教育等方式参与企业污染治理的生产实践活动，不断提高自身的工程素养和指导工程实践的水平，及时捕捉企业中应用的新型环保设备，并将相关内容引入课堂中，及时填补课本中关于新工艺的开发与应用所带来的新型环保设备的研发与使用的内容空缺；积极参加大学环境类课程报道论坛，向其他高等院校教师学习优秀的教学改革实例；注重教育部全国高校教师网络培训中心主办的教师教学基本功大赛和网络平台上“慕课”、“金课”的在线开放课程，不断提升自身的教学水平。

3 结语

《环保设备基础》是环境工程专业理论性与实践性都较强的课程之一，与认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计等环节联系紧密。本文分析了课程教学中存在的关键问题，根据工程教育专业认证提出的课程达成度评价结果，对课程进行教学改革，提出了相应的课程改革措施和方法。提出“问题导入-积极参与-互为教学主角”的互动教学模式，强化了学生的自主学习能力；将不同性质的实践巧妙融入课程学习过程中，将理论知识与实践过程紧密结合，构建“课前实习-课堂学习-课后实习”的学习链；借助信息化技术解决传统教学不利于知识内化的难题，实现“课堂与实践中学习知识，课上进行知识内化”。实施结果表明，学生的积极性得到很大程度的提高，主动学习的学生比例增加，对课堂讨论、提交作业和期末成绩的情况进行分析，学生对环保设备选型、复杂工程问题的分析与处理能力得到明显地提高。