环境工程课程设计教学论文

2022-04-16

摘要:为了使学生更好的理解理论知识,将理论与实践联系起来,本文就《环境规划学》课程设计教学体系进行了初步探索研究。本文选定学生学习、生活的大学校园作为规划对象,以理论课学习的方法、理论为基础,使学生系统地完成数据调查收集、环境现状评价、环境预测、规划目标指标确定、污染防治措施设计、规划实施措施等系统工作,并最终以规划报告书的形式体现工作内容。下面是小编精心推荐的《环境工程课程设计教学论文(精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。

环境工程课程设计教学论文 篇1:

特种能源技术与工程专业课程设计校企联合教学探索

摘 要 基于特種能源技术与工程专业的特点,进行了与企业实验室联合进行专业课程设计教学、共建教学资源的实践探索,将课程设计内容延伸到企业实验室,建立了专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合教学的专业课程设计教学模式,在很大程度上促进了专业课程设计内容向企业研发实际问题扩展,增进了课程设计与工业生产技术需要的联系,增强了工科学生专业基础理论应用于解决实际问题的能力,并充分拓展了实习基地的作用,促进了专业课程设计的实践教学建设和发展。

关键词 专业课程设计 校企联合 教学模式 特种能源技术与工程

Exploration on the Joint Teaching of School-Enterprise for the

Course Design of Special Energy Technology and Engineering Specialty

QI Xiufang[1], MA Zhigang[2], FAN Li[1], YANG Bo[1], LIU Cheng[1]

([1] School of National Defense Science and Technology, Southwest University of Science

and Technology, Mianyang, Sichuan 621010;

[2] Yahua Group Mianyang Industrial Co., Ltd., Mianyang, Sichuan 621000)

0 引言

专业课程设计作为工科专业一个重要的综合性实践教学课程,在教学过程中要求学生运用所学专业课程的理论知识和基本技术,结合设计题目相对独立地进行课题调研、方案设计和实验实施,培养学生的动手能力、解决实际问题的能力和创新设计的能力。工科专业的教学越来越强调对学生实践动手能力和工程设计能力的培养。目前工科专业的教学人员对专业课程设计的教学进行了积极的探索,包括:项目驱动教学法、[1]综合改进教学方法、[2]任务驱动教学法、[3]将教学与科研结合的研究型教学模式与关注过程的综合评定方法、[4]基于工程能力培养的专业课程设计一体化改革、[5]强化创新实践能力培养的实践课程体系建设、[6]扬州大学土木工程专业系列化课程设计模式将专业各相关课程设计联系连接起来成为一项系统工程、[7]工程管理专业课程设计系统化、[8]过程考核模式、[9]将项目管理方法运用于课程设计教学科学规范和管理课程设计流程、[10]基于胜任特征模型的教学对策、[11]以及其他实践实训类教学改革等,[12-14]他们的教学实践在各自的专业领域获得了良好的教学效果,为工科专业提供了有益的实践教学经验。我校特种能源技术与工程专业课程设计的教学已经建立了以毕业设计前训为导向、教学过程模拟毕业设计全过程的教学模式,强调培养学生的创新思维能力、实践动手能力、团队合作能力、论文写作和表达的能力,[15]实践表明这种教学模式可为后续的毕业设计打下有益的前期训练基础。

随着本专业毕业生进入专业相关领域工作的人才增多,反馈回来专业课程设计课程的学习过程中学到的知识、技能和受到的锻炼对他们的工作很有助益,为他们面对实际问题时的有知识能力储备、打开思维、不惧困难解决问题打下了良好的基础。这些积极的信息促使我们思考进一步提升我们的专业课程设计的教学内容和教学模式,以更好地培养学生的创新实践能力和解决实际问题的能力。

随着专业建设的持续发展,我校与四川雅化实业集团建立了校企产学研联合实验室,雅化集团绵阳实业有限公司成为本专业的实习实践教学基地。为了实现人才培养和人才需求的对接,校企之间交流密切。企业更需要动手能力和创新能力强的工程技术人才。企业研究所、实验室、车间具有学校所不具备的机器设备、实验条件和研发、生产过程中产生的需要解决的问题,企业工程师具有学校专业教师所不具备的工程实践经验和技术。充分考虑专业课程设计教学拓展的需要和实习实践基地的优势,我们与雅化绵阳公司爆破器材研究所达成共识,共同进行专业课程设计的教学,以探索、建立专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合进行教学的专业课程设计教学模式。

1 前期准备阶段

1.1 明确教学目的

基于特种能源技术与工程专业的特点,切实加强理论教学与实践运用的有机统一,进行专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合进行专业课程设计教学的教学模式探索;将部分课程设计内容延伸到企业实验室,实现火工品设计的实验部分,更好完善課程设计的题目和内容,更利于特种能源技术与工程专业课程设计的实践训练教学;充分利用实习实训基地的作用,建立专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合进行合作教学的专业课程设计教学模式,在很大程度上实现专业课程设计向企业研发实际问题的拓展,同时增进课程设计与工业生产技术需要的联系,增强学生专业基础理论应用于解决实际问题的能力,为专业工程技术人才的培养打下一定基础。

1.2 编制设计任务书

按照课程大纲的规定和要求,设计任务书的内容同,[15]但突出强调专业理论知识应用于解决实际问题的创新设计和实践。

1.3 题目准备

校企联合进行教学,教学主要在企业进行,因此将出题的权限交于企业工程师,工程师根据研发和生产过程中的实际问题提出设计题目,由学校教师和企业工程师共同商定题目内容,确保设计题目具有一定难度的同时,具有可操作性和可实现性。雅化绵阳公司爆破器材研究所主要进行爆破器材用药剂和工业火工品的研发和改进,所提出的题目都是依据他们在研发和实验过程中遇到的有待解决的问题。这将很好地训练学生面向实际问题的思维、设计和解决问题的能力。

2 专业课程设计校企联合教学的实施

校企联合进行专业课程设计教学的过程分为三个阶段,即专业课程设计的准备阶段(指导课、企业安全教育、选题、下发任务书)、展开阶段(查阅文献、确定设计方案、实施方案、结果分析)和验收阶段(撰写报告、答辩)。 在整个教学过程中,充分以学生为主体,企业工程师和专业教师采用启发引导、小组合作学习和自主探究式教学方法,鼓励学生充分发挥自主能动性,充分训练学生的创新思维和运用所学知识及各种手段解决实际问题的能力。[15]不同的是,教学地点在企业的研究所和实验室、车间,设计的整个过程必须严格遵守企业安全规定和规范。

2.1 专业课程设计的准备阶段

校企联合专业课程设计准备阶段的教学内容包括专业课程设计指导课、企业安全教育、选题、下发任务书四个部分。

专业课程设计指导课由学校专业教师主持,主要讲解专业课程设计的内容、如何进行专业课程设计、专业课程设计要达到的目标及专业课程设计考核方式,并强调实验室的安全规范和实验注意事项。企业安全教育由企业工程师主持。由于民爆行业的特殊性,对进入企业实习实践的人员进行安全教育是非常重要和必须的,也是负责任的做法。学生必须严格遵守企业各部门、各车间和实验室的安全规章,使用仪器设备时,必须在专门人员的陪同和指导下进行操作和使用。选题部分,首先是企业工程师对多个设计题目进行讲解,说明题目的产生背景、内涵和意义、以及设计任务。学生在所学火工品相关课程和含能材料的基础理论知识基础上,与工程师进行详细地讨论交流,提出自己的认识、问题、思路和想法,对题目内容和内涵达到充分理解。然后已经分好组的设计小组选定题目,领到设计任务书。在此阶段,学生明确了设计的目的、意义、考核指标、方法步骤、设计思想和设计任务。

2.2 专业课程设计的展开阶段

展开阶段,采用问题驱动式和启发式教学,引导学生主动思维和行动,鼓励学生进行合作学习和自主探究,激发他们挑战困难的兴趣和信心。图1展示了专业课程设计校企联合进行教学展开阶段的详细过程。

在此阶段,企业工程师和专业教师起引导、指导和监督作用,充分利用企业实验室的有利条件,因地制宜地灵活采用恰当的教学方法和手段、以及心理鞭策,充分调动学生的主观能动性、创新思维、发现问题解决问题的能力、动手实践能力、团队协作能力。 在一定程度上,在条件允许的前提下,让有能力的学生充分发挥其创新思维和设计、动手能力。

设计的展开阶段是设计任务的实施和完成阶段,计划所用学时数为24,占课程总学时数(32)的四分之三。在这个阶段,指导教师采用恰当的教育教学方法、提供充分的设计条件,对学生保证质量地完成设计任务、充分锻炼学生的实践动手能力、创新设计能力和团队协作能力,尤其重要。

2.3 设计的验收阶段

学生各设计小组在规定的时间完成设计任务、获得设计结果后,按照规范撰写专业课程设计报告,在指导老师评阅、指导下将设计报告修改完善后,制作PPT,与所有设计小组一起做设计汇报和答辩,并对整个设计过程做总结。

成绩评定以设计小组为单位参考设计过程进行综合评定,评分标准参考专业课程设计教学大纲。[15]

3 教学效果

在选定设计题目、明晰设计要求和任务后,设计小组的学生表现出很高的设计兴趣和热情;学生思维活跃,在企业工程师和专业教师的引导、指导下,主观能动性被激发出来,积极运用自己的知识和技能积累,提出自己的设想,并与工程师和指导教师主动讨论,积极动脑动手,利用计算机软件辅助构图,有效利用企业车间和实验室的便利设备,将设计方案付诸实践,并对设计结果进行测试检验和评价,获得了很好的实践锻炼。其中有一位学生还运用了自学的有限元分析的知识编制程序对设计结果进行分析和评价,并將自己的的设计作品和设计报告用于自荐应聘军工企业,增强了自信,获得了军工企业的认可。另一位参加此次校企联合教学实践的学生也顺利进入该军工企业工作。这两位学生成为首次进入该军工企业工作的西南科技大学特种能源技术与工程专业的本科毕业生。因此,校企联合进行专业课程设计的教学模式是受到学生欢迎的,教学效果是值得肯定的,这种教学模式更好地锻炼了学生的创新实践和解决实际问题的能力。

通过探索实践,建立了良好的专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合进行合作教学的专业课程设计教学模式,有效促进了专业课程设计内容向企业研发实际问题的拓展,增进了专业课程设计与工业生产技术需要的联系,增强了学生专业基础理论应用于解决实际问题的能力,并充分利用实习实训基地的作用,获得联合共教、共建的实践经验和教学资源,促进了专业课程设计的教学建设和发展。

4 结束语

综上所述,我们对特种能源技术与工程专业课程设计的校企联合教学模式进行了探索实践,在教学过程中,专业教师与企业工程师、专业实验室与企业实验室联合进行专业课程设计的教学实践,学生针对企业研发和生产中产生的实际问题进行设计,充分训练了学生将所学专业理论知识和技能用于解决实际问题的创新思维能力、动手能力和团队协作能力,拓展了专业课程设计的教学内容和内涵。这种校企联合的专业课程设计教学模式有益于提高实践教学质量和专业工程师人才的培养,并促进专业课程设计教学资源的建设和发展。

参考文献

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[13] 张肖静,马永鹏,杜京京.面向行业现状的环境工程专业教学改革策略探讨[J].河南化工,2016.33(10):60-62.

[14] 王超.基于协同创新的土建创新人才培养研究[J].高教学刊,2017(2):34-35.

[15] 齐秀芳.作为毕业设计前训的专业课程设计教学探索实践[J].时代教育,2014(5):188-189.

作者:齐秀芳 马志刚 范立 杨波 刘成

环境工程课程设计教学论文 篇2:

《环境规划学》课程设计教学体系研究初探

摘要:为了使学生更好的理解理论知识,将理论与实践联系起来,本文就《环境规划学》课程设计教学体系进行了初步探索研究。本文选定学生学习、生活的大学校园作为规划对象,以理论课学习的方法、理论为基础,使学生系统地完成数据调查收集、环境现状评价、环境预测、规划目标指标确定、污染防治措施设计、规划实施措施等系统工作,并最终以规划报告书的形式体现工作内容。本课程设计体系不仅系统地涉及到了环境规划学的主要研究内容,同时还将环境监测、水污染防治技术、大气污染防治技术等多学科理论知识综合在一起,能够明显提高学生综合知识运用能力及独立分析、解决问题的能力。

关键字:环境规划学;课程设计;

TU984-4

一、引言

上个世纪以来,随着我国经济的急速发展,城市化进程不断加快[1-2]。然而,在经济快速发展、城市不断膨胀扩大的同时,资源、生态、环境、公众健康等问题也逐步凸显出来,雾霾、水体污染、“城市看海”等诸多“城市病”问题严重困扰人们的生活与工作[3-4]。因城市发展规划不合理而导致的环境问题日益明显。如何合理的规划城市发展,尤其是城市新区的环境规划,对于我国未来的城市发展具有极其重要的意义[2,5]。

环境规划是实现人类社会、经济与环境之间协调发展的重要手段与途径。环境规划目的在于有目的地预先调控人类自身的活动,减少资源浪费与破坏,预防或减缓污染和生态退化的发生,从而使人与环境协调发展[6]。环境规划学是环境科学的重要分支学科之一,是城乡规划专业及环境学专业学生的必修课程之一。该门课程具有很强的应用性与实践性,并具有学科交叉性、综合性和边缘性的显著特点,涉及到水文学[7]、数学[8]、经济学[9]原理等多学科理论知识。单纯的理论课程学习,无法让学生将理论知识与实际应用结合起来,而课程设计则能够很好的解决这个问题。如何科学、合理地制定《环境规划学》课程设计方案,并对其教学方法进行不断的改革优化,对于深化学生的理论知识、提高其实践动手能力、分析解决问题的能力具有极其重要的意义。然而,目前尚缺乏关于此方面的研究探索。

本文结合武汉理工大学环境科学专业本科“环境规划学”课程设计环节进行教学改革研究。对本环节的选题、内容、方法及考核等环节进行系统的优化,以提升本门课程的教学效果及质量。

二、《环境规划学》课程设计选题的确定

环境规划是针对某一规划区,在搜集社会、经济、环境数据信息的基础上,对规划区内未来一段时间内的环境变化进行预测,从而明确出主要环境问题,制定合理的环境目标及相应的污染防治方案[6]。规划区小到城市内的一个住宅小区,大到一个城市、区域、流域乃至整个国家,规划的对象及范围存在明显差别。环境规划工作的主要内容包括以下几个方面[6]:1)规划区内资源、社会、经济、环境现状数据资料的调查收集;2)规划区内未来环境发展变化趋势的预测;3)规划目标及指标体系的确定;4)污染防治规划方案的设计;5)规划方案实施与管理。就本科生而言,由于其所学内容及搜集信息资料的范围、能力有限,课程设计所选的规划目标区域不宜过大,且环境不宜过于复杂。因此,从规划区的规模及环境复杂程度来讲,城市内住宅小区及校园是较为合适的规划对象。

(一)城市内住宅小区的环境规划

城市住宅小区是市民居住生活的主要场所。随着生活水平的不断提高及人们住房成本的快速增加,人们住宅小区的舒适度及环境要求也随之明显提高[10]。小区内的环境问题按照环境要素来分,主要有生活污水排放、城市大气污染、交通噪声及小区居民的活动噪声、生活垃圾等几个方面。其中排放的污水直接进入市政污水管道由污水处理厂集中处理,因此可不考虑次问题。小区空气质量、噪声污染及生活垃圾的堆放及转运是小区居民主要关注的环境问题。因此,在该选题下,学生需对小区的楼栋布设、居住人口数量、垃圾的日生产量、噪音的来源及强度、空气质量状况、小区绿化率及小区周围环境状况等基础数据信息进行搜集、调查、实测等工作。

基于收集、实测的现状数据,对所规划的小区环境质量现状、污染物来源及强度进行综合评价。结合城市发展规划,对小区未来的环境发展状况作出预测分析,并制定合理目标。并针对主要环境问题,提出污染防治措施方案。

住宅小区的污水直接进入市政排水管网,由污水处理厂统一处理,因此,学生不需要对污水的排放及处理措施等进行相关调查、研究。而水环境污染是我国当前最主要的环境问题,也是环境学专业学生需重点掌握的内容。大气污染方面,小区的住户的厨房烟气统一经烟道高空排放,对本小区大气环境影响较小。噪声污染方面,新建小区绝大部分都是人车分流的设计,噪声污染主要来自于小区周边马路或其它邻近场所,小区内噪声污染相对较轻。因此,小区的环境规划所需数据尤其是实测数据相对较少。

(二)校园环境发展规划

校园是学生生活、学习的主要场所。对自己生活、学习的校园进行环境规划,选题更容易激发学生的兴趣与热情。另外,与住宅小区不同的是,校園的水、大气、噪声、生态环境相对复杂,学生需要自行设计实验,来获取现状数据。需要实验测定及走访调查的数据主要有:

1.人工湖湖水水质情况;

2.实验室废水的排放量及主要污染物;

3.校园内NOx的浓度;

4.食堂灶头数量,燃料类型及使用强度;烟气NOx的浓度;

5.校园内车流量;

6.校园绿化率及主要植物类型;

因此,相对于住宅小区,以校园环境规划为选题,更加有利于学生锻炼专业技能。

综上所述,校园环境规划均更适合做为学生的课程设计选题。

三、“环境规划学”课程设计教学体系

整个校园作为规划对象,要求学生在一个星期的时间内完成整个课程设计内容。需完成的内容有:1)基础数据的调查、实测;2)现状综合评价;3)环境预测分析;4)规划指标的确定;5)污染防治方案的制定;6)保障措施制定等。

(一)基础数据

与校园未来环境变化有紧密关系的社会、经济发展规划、学校发展规划;学校基本概况;环境质量现状、污染源现状等,详见表1。由于所要收集的数据内容广泛,数据量较大,可让学生分组完成数据收集、测验内容,每组3-4人,不能过多。具体时间安排参照表3-2。

(二)设计要求

要求学生独立完成校园的规划设计内容,并最终以规划方案的形式给出结果。规划期内校园的主要环境问题要明确体现,污染防治方案要详实且具有可操作性。具体内容及要求見表3-3。

(三)考核标准

1.考核方式:

考勤、环境规划报告,加上平时提问,对学生成绩进行综合考核。重点了解学生信息获取能力及效率、综合知识运用、理论联系实际的能力。

2.评分办法:

根据所给实验进度表,课程设计结束后,学生需提交校园规划报告书及相关材料,并按评分标准进行批阅最终给出综合成绩。

参考文献:

[1]潘家华,魏后凯.中国城市发展报告.北京:社会科学文献出版社,2012:1–5

[2]都小尚,阳平坚,盛虎,刘慧,郭怀成,刘永,于鲁冀.城市新区环境规划的“响应–调控”模型研究北京大学学报(自然科学版),51(5):913-922.

[3]段小梅.城市规模与“城市病”:对我国城市发展方针的反思.中国人口·资源与环境,2001,11(4):133–135.

[4]Hezria AA,Dovers SR. Sustainability indicators,policy and governance: issues for ecological economics.Ecological Economics, 2006, 60(1): 86–99.

[5]孙慧洁,陈可石. 荷兰环境规划政策及其对我国的借鉴意义.开发研究,2013(6),40-43.

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[7]欧阳志宏,郭怀成,王婉晶,高伟.1982--2012年滇池水质变化及社会经济发展对水质的影响.中国环境监测,2015,31(2):68-73.

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[9]盛虎,刘慧,王翠榆,等.滇池流域社会经济环境系统优化与情景分析.北京大学学报:自然科学版,2012,48(4):648–656.

[10]邵磊.浅论住宅小区的环境规划设计.河南科技,2010(16),1003-5168.

作者简介:吴丽,武汉理工大学资源与环境工程学院讲师,环境科学博士,承担环境科学专业《环境规划学》理论课程和课程设计的教学工作。

作者:吴丽 杨列 刘静萱 刘艳丽

环境工程课程设计教学论文 篇3:

固体废物处理工程课程设计教学研究

[摘 要]工程教育专业认证和卓越工程师教育培养计划,都要求加强对实践教学的重视程度。研究以固体废物处理工程课程设计为例,分析课程设计教学中存在的问题,并从完善教学资料,制定课程设计任务书,改革教学方法,建立多元的考核评价体系,合理安排教学进度等方面开展教学研究,为培养出具有实践能力的学生提供合适的教学方法。

[关键词]固体废物处理工程;课程设计;教学研究

在当前的时代背景下,一味注重纯理论教学的教学方式已经不适应人才培养要求。随着工业化进程的不断推进,社会对实践型人才的需求逐渐增多。因此,我们应积极按照工程教育专业认证和卓越工程师教育培养计划,改革并完善各类课程教学,特别应加强对实践教学的重视程度[1-2]。课程设计是本科教学中重要的实践教学环节,工科专业尤其如此。曾有学者指出:课程设计应遵循以就业为导向,以项目任务为载体,以培养能力为主线,以学生为主体,以全面发展为目的这几个原则[3]。

固体废物处理工程课程设计是环境工程专业实践性专业的必修课。课程围绕固体废物处理处置工程,综合利用有关的先修课程的知识,通过生活垃圾转运站、生活垃圾卫生填埋场或生活垃圾焚烧厂的设计计算和制图,对学生进行较全面的工程设计训练,培养学生分析和解决固体废物处理处置及资源化工程实际问题的能力,提高其对所学知识综合运用的能力,培养其创新思维能力。本文以固体废物处理工程课程设计为例,分析了课程设计教学中存在的问题,并从完善教学资料,优化教学内容,改革教学方法,建立多元的考核评价体系和标准,合理安排教学进度等方面开展教学研究,为培养出具有实践能力的学生这一目标提供合适的教学方法。

一、固体废物处理工程课程设计教学现状

传统的课程设计教学过程是在教师的组织指导下,学生围绕某一设计题目,按照课程设计任务书的具体要求,通过查阅资料、确定设计方案、设计计算、绘制图纸、编制计算说明书等一系列工作,进行的一次综合的练兵。

相比于水处理和大气处理,我国的固体废物处理处置处于发展上升阶段,相关研究和资料需要不断完善,与固体废物处理工程课程设计相关的教学资料和案例不多,缺少合适的课程设计教材,课程设计所需的工程项目资料有限,存在课程设计的选题与工程实际联系不够紧密的问题[4]。

在教学过程中我们发现,由于课程设计时间紧、内容多、涉及的知识面广,计算和绘图工作量均较大,存在设计对象庞大与课程设计学时较短的矛盾,加之部分学生对课程设计认识不足,有敷衍了事的现象;学生运用设计手册、设计规范的能力较弱,不能在设计手册和设计规范的指导下设计出符合要求的工程项目;学生普遍缺乏工程设计的综合概念,收到课程设计任务书后,通常感到茫然和不知所措,有的学生只是单纯地将各个设计步骤和内容拼接起来,或者根据类似的方案墨守成规地套用,不能根据实际情况进行合理的选择,对设计的整体性和合理性考虑较少,设计方案缺少适用性;评价体系对学生的过程考核较弱,少数学生存在平时疏于学习,只在短时间内突击完成设计任务的现象,但教师评分时却无法对这种模式给出负面反馈。

二、固体废物处理工程课程设计教学研究

(一)完善教学资料

可以通过查阅翻译外文文献,拓展丰富现有的教学资料库。收集并整理各种设计参考资料、标准、设计技术规范、设计手册、工程案例等,包括国外设计手册(如《固体废弃物填埋场设计手册》等);制定课程设计管理文件,使整个课程设计的参考资料完整化、时效化和前沿化,为学生开展课程设计提供教学参考资料库,同时,这也是对固体废物处理工程课程教学内容的补充。

(二)制定课程设计任务书

固体废物处理工程课程设计任务书,是引导学生完成课程设计过程的依据,应不断完善。固体废物处理工程及其相关的先修课程是进行课程设计的基础,根据理论进行设计计算和运用CAD制图,是课程设计的基本要求。课程设计任务书涉及固体废物处理工程中的常见处置方法,包括生活垃圾转运站、生活垃圾焚烧厂或生活垃圾卫生填埋场,具体内容如下。

1.转运站设计:收集并熟悉设计基础资料(包括设计手册、技术规范、相关法律法规);厂址的选择;工程技术方案设计,包括转运站设计参数、设备布置、收集路线等;转运站处理工艺流程、总平面布置图、高程图及主要构筑物工艺图。

2.焚烧厂设计:收集并熟悉设计基础资料(包括设计手册、技术规范、相关法律法规);厂址的选择;工艺方案论证,包括处理规模及能力、焚烧生产线的配置、垃圾设计热值确定、绘制燃烧图、垃圾贮存和进料系统的设计和布置、焚烧炉的选择与计算(发热量、燃烧室热负荷、燃烧空气量、烟气产生量及组成、所需炉排面积、焚烧温度、烟气停留时间、排渣量及飞灰量)、焚烧炉性能指标及参数、焚烧过程物料平衡、焚烧过程热量平衡、烟气处理等;工程技术方案设计包括焚烧处理工艺流程、总平面布置图、高程图、主要构筑物工艺图、设备布置等。

3.填埋場设计:收集并熟悉设计基础资料(包括设计手册、技术规范、相关法律法规);计算垃圾填埋总量和库容、覆盖土需求量;计算填埋气体产生量、渗滤液产生量;填埋场主体工程工艺设计计算:设计计量设施、垃圾坝、填埋气体收集与利用、防渗与地下水导排、渗滤液收集与处理、防洪和排水、封场与覆盖的工艺参数,确定主要尺寸;辅助工程、填埋作业与管理、环境保护与劳动卫生;垃圾填埋处理工艺流程、填埋场总平面布置、高程图及主要构筑物工艺图。

(三)改革教学方法

课程设计是连接理论知识和实际应用的重要纽带,是实践性教学环节的重要组成部分。课程设计教学以培养学生正确的设计思想与方法、严谨的科学态度和良好的工作作风为目标,锻炼学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力,提高学生文字、语言表达能力及合作工作能力,深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。所以,在课程设计教学方面,教师应改变以往“注入式”的教学方法,采用“启发式”教学方法,引导学生查找资料、设计方案、设计图纸,并写出较为详尽的报告,而教师主要解答实验的疑难问题。在此基础上,学生的自主思考能力得到锻炼。教学方法的改革主要体现在以下方面。

1.加强专业课教学与课程设计的交汇融合。将固体废物处理工程专业课教学与课程设计有意识地融合,在专业课教学阶段,把课程设计任务书和设计要求布置给学生,让学生带着问题学习。将课程设计内容渗透到专业课教学中,加强专业课教学与课程设计的联系,使专业课教学变成类似于“案例教学”[5]。采用案例教学法可以激发学生的学习兴趣,强化学生的知识储备,有利于理论知识的吸收转化,促进理论教学与工程实际相结合,培养学生分析和解决固体废物处理处置及资源化工程实际问题的能力,使学生对课程设计有初步的认识和准备,这拓展了课程设计时间,有利于学生创造性的发挥。

2.提高学生在课堂的参与度和代入感。例如,在讲到填埋场设计章节时,教师可以举一个已经建成的填埋场案例,讲述填埋场的选址依据和设计依据,有意识地培养学生按照设计的技术手册开展设计的观念,树立学生的工程观,并与学生讨论参数设置是否正确。通过这样的互动教学,使学生积极参与到课堂中来,让学生学到更多的设计理论,将来在进行课程设计时能做到心中有数,而不是毫无准备。

为了提高学生的学习积极性,可以设置合理的情景案例,提高课堂的趣味性,让学生在思考问题时有很好的代入感[6]。比如,当你成为某填埋场的设计工程师时,你将如何开启设计之旅?通过这样的案例设置能让学生设身处地地考虑,逐步理清设计思路。如此,一方面有助于锻炼学生的思维能力,为将来的课程设计打下良好的基础;另一方面,这也提高了学生的学习兴趣以及学习效果,使课堂教学变得更为开放,有利于学生发挥创造力。

(四)建立多元的考核评价体系

课程设计的考核历来是教学的重要环节。可以通过建立过程控制与目标考核相结合的评价体系,加强对设计过程中平时表现的考察;进行课程设计完成后的答辩,扩展考核内容,以此保障课程设计的完成质量。课程设计应注重对学生综合应用知识能力的考核,这与理论课以考试成绩为核心的考核评价有明显区别。评价内容应尽可能多地覆盖多种相关能力要素,包括理论知识、绘图技能、设计经验、语言文字表达、分工协作、责任意识等,而不是仅以最后的设计成果为考核标准。通过对课程设计过程的控制,提高学生的集体协作能力,避免他们出现最后时刻突击完成和滥竽充数的现象。

多元的考核评价体系,兼顾设计说明书、制图和答辩环节等因素,将教师评价和同学互评相结合。最终成绩由设计计算(25分)、写作与结构(10分)、图纸(25分)、答辩(20分)和平时成绩(20分)组成。其中设计计算要求能运用设计手册和设计规范等资料,完成设计任务;方案合理,计算准确。写作与结构要求层次清楚,格式规范,语言通顺。图纸要求分为纸质版和电子版,纸质版要求比例合适,绘图线条清晰,填充完整,尺寸标注及高度要符合要求,字体也要符合要求;电子版要求图层设置合理,标注设置及关联性符合要求。答辩要求设计思路表述清楚、逻辑性强、能正确回答问题。平时成绩由学生互相评分和出勤率决定。

考核评价体系将注重学生课程设计答辩表现,要求每个学生讲出自己的设计特色和亮点,提高答辩环节在整个课程设计中的权重,督促学生全过程认真开展课程设计,培养学生解决实际问题的能力。学生互评主要针对平时成绩,根据在设计过程中每一位学生的认真程度、贡献度和任务完成出色度来评价。由于在设计过程中,学生对各人任务的完成情况有详细的认知,评价结果相当中肯。

(五)合理安排教学进度

在固体废物处理工程课程开课伊始,就将固体废物处理工程课程设计任务书下达给学生,并进行选题分组;由教师讲解设计要求和评分标准,并规定初稿、二稿和终稿的提交时间;要求学生根据设计任务书的要求,分组阐述设计思路,逐步掌握设计思路和方法;在条件允许时可带学生进行实地参观,或观看相关视频资料和照片,让学生对将要进行的设计项目有更加直观的了解,培养学生的工程设计意识,树立学生的工程观。

查阅相关资料后,小组成员在课堂上集合讨论并起草设计方案,分组阐述初步的设计方案,由指导教师及助教进行点评,指出其中的缺陷和错误。此后在初稿、二稿和终稿的审核中,学生对设计进行完善,指导教师及助教对学生的疑问进行解答和指导,在方案确定后,进行图纸绘制,整合设计成果,上交作为评分依据。

最后进行答辩时,学生以组为单位汇报设计方案,每个小组成员都要进行汇报并接受指导教师的质询。一方面,通过答辩准备,学生要对整个设计进行分析和整理,这个过程学生对课程设计所得收获再一次进行吸收归纳,将知识条理化,得到进一步的提高,有的学生甚至会重新发现问题,有新的收获,课程设计训练的广度得以拓展;另一方面,答辩过程能使学生的综合能力得到锻炼,让学生在表达沟通方面有所提高。

三、结语

随着经济的快速发展、社会的不断进步,人才的核心内涵也在不断转变。社会的需求对人才培养提出了更高的要求,我们的教育培养方向也要随之不断调整才能跟上时代的步伐[7]。固体废物处理工程课程设计的教学研究意义在于以下几个方面。

(一)推进固体废物处理工程课程设计教学研究和改革

固体废物处理工程课程设计是环境工程专业课程设计的重要组成部分,通过完善教学资料,优化教学内容,改革教学方法,建立多元的考核评价体系,合理安排教学进度等方面开展教学研究,推进固体废物处理工程课程设计教学改革,将有助于提高师生在课堂上的互动交流程度,有利于学生的积极思考和创造发挥,激发学生的设计热情、主动性和积极性,减少课程设计中的敷衍现象,也有利于教师更客观、科学、公平地评定课程设计成绩。

(二)树立学生的工程观

学生在开展固体废物处理工程课程设计前,普遍缺乏对工程的基本认识,没有运用好设计手册、设计规范的能力,在设计过程中经常出现设计方案与实际需求不相符的情况。优质的课程设计能让学生培养实践能力,树立工程观,这对学生今后的学习和工作将有很大帮助。

[ 参 考 文 献 ]

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[2] 李娜,贾方,杨瀚宇,等.我国高校实践教学改革的困境及对策[J].大学教育,2015(1):16-19.

[3] 杨蓉,郑平卫,叶勇军.基于全过程管理的课程设计考核体系研究[J].中国地质教育,2016(1):59-61.

[4] 蒋家超,王立章,杨德军,等.面向创新型人才培养的固体废物处理与处置课堂教学改革探讨[J].教育教学论坛,2016(9):15-16.

[5] 章丽萍,何绪文,张春晖,等.案例法在环境影响评价课程教学中的改革初探[J].大学教育,2013(5):67-68.

[6] 张永涛,山宝琴,张琰图,等.情境模式的案例教学法在《固体废物处理与处置》中的应用[J].延安职业技术学院学报,2014(4):74-76.

[7] 方法林.中國高等教育供给侧改革研究:起源、核心、内涵、路径[J].大学教育,2016(9):25-27.

[责任编辑:陈 明]

作者:孙秀云 黄中华 张轩 曾铭轩

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