面向安全工程专业的《环境工程概论》教学改革探讨*

李金亮，陆 伟，李金虎

(安徽理工大学安全科学与工程学院，安徽 淮南 232001)

《环境工程概论》是安徽理工大学为安全工程专业本科生开始的一门专业基础课。课程在介绍人类生存的环境、环境保护和我国的环境保护法等内容的基础上，系统地阐述了水、大气和固废等环境污染与控制的基本知识。该课程内容多、涉及环境污染方向多、环境污染基础知识多且繁杂，造成面向安全工程专业的教学难度大。

同时，安全工程专业注重培养学生综合应用各种专业知识的能力和工程实践解决问题的能力，要求培养的学生能够利用所学知识解决安全生产过程中遇到的不同的安全问题[1]，尤其是由安全问题引发的环境问题，能够及时防护和处理，这就要求环境工程的学习并非简单的掌握环境问题的基本概念，而是熟知环境污染治理技术，从而能够及时的提出解决和缓解措施。因此，环境工程的开设目标是培养安全工程专业的学生具有将相关环境治理的知识用于解决现场遇到实际环境及安全问题的能力。

1 教学过程中存在的问题

课程的目的是运用工程技术和有关学科的原理和方法，防治环境污染，以改善环境质量，使得该课程涉及的知识面非常广，与化学、环境科学等具有广泛联系。因此，该课程具有学科交叉多、涉及行业多的特点，这也使得环境工程概论的教学难度较大。近年来，作者通过开展环境工程概论课程的教学实践活动，发现该课程存在如下问题和不足。

1.1 课程内容多、体系性不强

安徽理工大学安全工程专业必修课主要包括矿山安全、化工安全等课程，这些课程与环境工程联系性较小，造成很难结合安全工程专业的特点进行讲授。安全工程专业学生毕业后多数从事建筑、化工等与安全相关的行业，各行业产生的环境污染的种类和治理手段千差万别，如石油化工行业会产生大量的废气和废水，治理手段以大气、水防治为主；建筑行业主要产生噪声污染，治理手段以防治噪声为主。如此多的行业背景、不同类型污染源的产生及治理手段等明显地增加了学生学习的难度。例如要想深入理解石化企业污染防治措施，就必须熟悉石化企业生产工艺流程，且对每个产污环节要熟悉，这就要求学生在有限的课堂中快速领会和应用。这不仅对授课老师的综合素质提出了很高的要求，同时也增加了学生的学习难度，如何在32学时中，合理聚焦相关行业背景的同时优化教学内容，构建更加合理的课程体系显得尤为重要。

1.2 教学方法较为落后，事故案例和仿真模拟教学不足

本课程主要内容有水污染与控制、空气污染与控制、固体废物的处理和利用、其他物理污染与防护、环境影响质量评价等内容。而本课程课时仅仅为32学时，在如此有限的学时情况下，教师只能按照课程教学大纲中规定的每周学时加快授课进度，压缩了课堂上学生和老师相互交流的时间。其次目前教学方式陈旧，以老师讲述PPT和板书为主，未结合事故案例和仿真模拟进行教学，难以形成立体教学的效果，从而进一步降低了学生学习的兴趣，这也是课堂教学效果不好的主要原因之一。

1.3 课程思政内容融入不足

***总书记在全国高校思想政治工作会议上明确指出，要把“把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”，要“使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”[2]。随后教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》[3]，全面推进课程思政建设。课程思政作为一种新的教育理念，将思想引导与人格培育潜移默化到课堂中，拓展了课程的广度和高度，同时也对教师提出了更高的要求。然而传统的教学过程，重知识技能培养而轻思政教育。同时，在本课程中，尽管思政元素较为丰富，但是针对每一章节的课程思政却融入不够，尤其是习总书记关于环境保护的最新论述并未融入至课堂教学中。

2 课堂教学优化

针对以上问题，根据现有的环境工程概论教学大纲以及安全工程专业的培养方案，结合我校安全工程课程体系特征，积极开展课程教学体系优化，教学方法和实践内容的提升，一方面将课程思政内容融入至每一个章节，做到润物细无声；另外一方面结合手机和iPad逐渐走入课堂，积极探索高效的教学和实践方法，从而增强学生学习兴趣，提高教学效率，培养面向安全工程专业的合格人才。

2.1 构建“四位一体”课程，优化教学体系

结合我校安全工程专业课程体系和现有环境工程概论教学过程中存在的问题，对环境工程概论的知识结构和体系进行了优化，提出了“基础知识+融入思政+虚拟仿真+真实案例”的四位一体的课程体系，如图1所示。新的课程体系主要聚焦与安全工程专业联系紧密的环境问题，主要分为五个部分，分别为生态环境保护概论、水污染与控制、空气污染与控制、固体废物污染与控制、环境质量评价和应用。

第一部分生态环境保护概论属于环境工程概论的基础知识，起到统领整个课程知识体系的作用。由于我校安全工程专业的学生对于生态环境的相关知识相对缺乏，因此部分内容着重增加了环境的概念、生态系统与环境、生态环境与安全工程专业的关系等内容。同时，此部分很好的将***总书记提出的“绿水青山就是金山银山”、“生态环境保护是功在当代、利在千秋的事业”等思政内容融入课程之中。通过此部分内容学习，让学生对生态环境保护及与安全工程专业的关系逐步深入理解，为后续内容学习奠定坚实的基础。

图1 环境工程概论课程体系结构

第二部分属于环境工程概论中的关键知识内容，此部分重点讲解与安全工程专业紧联系密的水污染与控制、空气污染与控制和固体废物污染与控制。在这一部分内容的教学过程中，通过将思政内容融入基础知识中，并结合虚拟仿真和典型案例进行教学，提高学生学习的兴趣。通过此部分内容学习，让学生掌握水污染、空气污染和固体废物污染的防控技术，并能够与安全工程专业不同行业的特点相结合，掌握其应用场景。

第三部分为环境工程概论知识的综合运用，主要将前两部分的内容融会贯通，培养安全工程专业学生所必须具备的能够应对突发环境应急事件和进行环境质量评价的能力。

2.2 融入思政元素，优化教学内容

基于图1构建的课程体系，将环境工程概论中主要内容的讲授进行优化，结合课程内容，挖掘主体内容相关的思政元素，通过适当引导，使学生潜移默化的接受思政教育。因此，挖掘与《环境工程概论》新构建的课程体系相匹配的思政元素至关重要。为此，笔者在教学过程中实时关注中华人民共和国生态环境部官方网站信息，及时了解、补充新出台的生态环境保护方面的相关法规政策，并对每年的环境质量报告进行分析，将报告中水、大气等环境质量的改善数据进行图表化，以环境污染治理与控制为切入点，讲述我国在生态环境方面的改善，并将上述内容作为该课程的思政元素融入实际教学过程中，更有利于学生加深对生态文明实现的理解。

本课程具体的思政元素紧紧围绕“深入打好污染防治攻坚战，集中攻克老百姓身边的突出生态环境问题”为课程核心思政元素。以***生态文明思想为指导，坚决打好污染防治攻坚战，是党中央基于党和国家发展全局，顺应人民群众对美好生活的期待做出的重大战略部署[4]。水、大气、土壤污染防治是“坚决打好污染防治攻坚战”的三大重点战役，对应《环境工程概论》多章节内容可以作为核心思政元素进行挖掘。如水污染与控制，可以结合“做好厕所下水道管网建设和农村污水处理，不断提高农民生活质量”的思政内容进行讲解水环境的污染源和治理技术，并基于我国江河湖泊水质改善情况说明我国着力打好“碧水保卫战”的决心[5]。大气污染与控制内容，可以将我国雾霾天气数量的减少过程的演变及时空分布作为课堂案例，引导学生深入分析我国雾霾天数降低的原因和所做工作的成效，同时基于烟尘处理技术和气体污染处理技术，讲解我国在气体类污染物减排，特别是推进重点行业、重点区域大气污染治理，加强区域联防联控方面付出的努力[6]。类似的，固废污染控制与技术也可以结合“实行垃圾分类，关系广大人民群众生活环境，关系节约使用资源，也是社会文明水平的一个重要体现”[7]进行阐述，详细讲解固废的危害，尤其是对土壤、水和大气的污染途径，让学生懂得生活垃圾分类的必要性，并从生活细节进行培养，让垃圾分类深入潜意识中。因此，结合课程节内容与“坚决打好污染防治攻坚战”三大战役相结合，将其作为核心课程思政元素，不仅符合安全工程专业培养要求，还可以帮助学生建立科学的环境观、发展观和生态文明观。

2.3 嵌入互联网+，改进教学方法

随着信息技术的发展，手机已经逐渐走入课堂，目前都是要求学生将手机放入教室的手机袋内，但是效果并不好，因此，堵不如疏，即对课程教学方法进行优化，基于互联网云技术，结合雨课堂等新型智慧教学工具[8]，实现了学生与老师的实时互动，同时更加方便的实现对学生课堂学习的全过程管理与监控，不仅提高了学生在课堂上的学习兴趣和热情，而且还实现了信息技术对PPT和板书教学方法的支撑，大幅地提高了课堂教学的效果。

此外，现在多数学生都是携带iPad或者笔记本上课，同时安徽理工大学校园智慧网络已经全部覆盖所有教室，因此，为环境污染防治工艺流程的虚拟仿真和案例的视频讲解提供了基础条件。为此，在《环境工程概论》课程教学中，引入虚拟仿真课程的教学模式，可以让学生更加直观的观察到课程中水、大气和固废处理设备的内部构造，以第一视角去接触相关设备、工艺，提升对课程学习的兴趣。同时，依据环境治理工艺将污染治理技术模块化，然后在课堂上根据不同类型的污染源将学生分成不同小组，并分组进行污染治理技术模块化的组合，从而实现了理论知识的虚拟仿真应用，使学生工程实践能力迅速提高。另外，还可以通过虚拟仿真向学生展示环境、化工生产中涉及到的一些突发事故的处置过程，提高学生实际处理问题的能力及安全意识。

2.4 增加案例分析，巩固教学效果

案例教学是以环境污染治理过程中的真实案例为中心，将课本知识围绕案例中心内容进行应用和拓展，进一步明确教学的目标导向性，培养学生应用所学环境治理相关知识独立分析和解决复杂问题的能力，有助于学生将理论知识和工程实践相结合[9]。为此，基于图1中新的课程体系，在每个章节或者完整的知识体系讲解完成后，进行真实的案例教学，从而有利于学生更好地理解和消化知识点。例如，在空气污染与控制这一章节，依据我国能源结构以煤为主的国情，重点讲解“伦敦烟雾事件”和“洛杉矶光化学烟雾事件”，在讲解过程中融入大气污染产生的原因、大气污染源运移规律及治理技术，让学生明白人类活动导致的大气环境污染的成因、特征及规律，熟悉气体污染治理技术及其应用场景，从而实现了有效地把章节理论知识融会贯通地应用到工程实践中，促进知识的实战化，增加和巩固学习效果。

3 结 论

针对目前环境工程概论教学中存在课程内容多、课程体系性不强、教学方法落后和思政内容融入不足等问题，本文结合笔者近年来的在环境工程概论授课与科研方面的相关探索与实践，提出了该课程教学的优化思路与方案，得出如下结论。

(1)提出了将课程体系优化为生态环境保护概论、水污染与控制、空气污染与控制、固体废物污染与控制、环境质量评价和应用等5部分主要内容，并构建了“基础知识+融入思政+虚拟仿真+真实案例”的四位一体的课程体系。

(2)将环境工程概论中主要内容的讲授进行优化，融入思政元素，形成紧紧围绕“深入打好污染防治攻坚战，集中攻克老百姓身边的突出生态环境问题”为课程核心的思政元素，使学生潜移默化的接受思政教育。

(3)提出了基于雨课堂和仿真模拟相结合的教学方法，将基础知识讲解和治理技术仿真模拟相结合，同时结合先进的信息技术工具，形成了立体教学方法，提高了课堂教学效果。

(4)章节融入真实案例进行总结，进一步将基础知识和污染治理技术融入其中，培养学生应用所学知识独立分析和解决问题的能力。