清洁生产课程教学的探索与实践
时间：2023-04-22 12:55:05 来源：千叶帆 本文已影响人
李明晖，陈良军，高志芳
(安徽工业大学 冶金工程学院，安徽 马鞍山 243002)
冶金工业是我国国民经济的重要基础产业，同时也是典型的高污染、高能耗产业。随着近年来国家对环境保护力度的加大，实施清洁生产已经成为冶金工业实现环境友好和健康有序发展的重要途径，也是新时代“碳达峰、碳中和”背景下对于冶金行业的必然要求[1-2]。清洁生产课程是我校资源循环科学与工程专业的学科基础类选修课程，共32学时。冶金工业流程一般较长且生产工艺复杂，清洁生产课程内容较多，但在相对较少的课时内，难以让学生掌握清洁生产课程的知识，不利于培养适用于冶金行业清洁生产的合格的专业技术人员和管理人员[3-4]。
(一)课程设置背景
作为解决国民经济发展面临的环境污染和资源短缺等问题的新兴战略专业，资源循环科学与工程专业是2010年经教育部批准设置的涉及环境科学、管理和经济等诸多学科交叉的新兴学科[5]。近年来，在可持续发展和“碳达峰”“碳中和”战略背景下，国家和社会对于资源的再生和循环利用技术也越来越重视。国家统计局于2018年将资源循环相关产业全部纳入国家战略新兴产业目录，进一步加快了资源循环行业的发展速度。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中也重点强调要加快发展方式绿色转型，构建资源循环利用体系。目前，我国资源和循环相关产业专业人才仍存在较大缺口，全国仅有40多所高等院校开设了资源循环科学与工程专业。安徽工大学资源循环科学与工程专业面向冶金过程固废资源(废旧钢铁、废旧有色金属及废渣等冶金二次资源)的循环，同时逐步向其它行业可循环资源渗透的新型学科，致力于培养知识面广、综合素质高、适应能力强，能够在政府部门、企事业单位从事资源循环利用规划设计、技术研发及管理，并具备解决该领域复杂工程问题的高级应用型工程技术人才。
对于工业生产活动排放的废水、废气等采取末端污染治理的传统模式，不仅存在成本高、污染物转移等问题，更无法从根本上彻底解决上述问题，是一种被动的、消极的“先污染、后治理”的思维方式，存在诸多弊端[6]。清洁生产可合理地使用自然资源和能源，将废物减量化、资源化和无害化或消灭于生产过程中。清洁生产是对传统污染防治末端治理和传统发展模式的根本变革，是发展新型工业和实现企业经济效益和环境效益双赢、可持续发展的重要途径。清洁生产的顺利实施，离不开高素质、高水平的专业人才。清洁生产课程作为资源与循环科学工程专业的基础类选修课，课程教学内容主题为将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程中，以减少对人类社会和自然环境的影响。
(二)课程目标设计
安徽工业大学资源循环科学与工程专业在人才培养上一直非常注重突出自身的行业特色，利用多年来积累起来的如学科资源、行业资源和就业优势等要素，结合学校的冶金相关优势学科平台，确定了专业的培养目标：培养既能适应冶金行业又能满足社会发展和区域经济建设等需要的高层次工程技术人才。根据人才培养目标和方向，清洁生产课程的教学改革和设计紧紧围绕冶金行业特色来开展，课程的教学目标为：通过本课程的学习，使学生对清洁生产概论、清洁生产与可持续发展、清洁生产与循环经济、清洁生产实施与环境管理体系、冶金可持续发展理论、冶金循环经济理论等内容有较全面的了解，并能够结合具体的冶金工程类清洁生产项目，进行冶金清洁生产的案例分析，掌握冶金可持续发展与循环经济理论的相关知识，使学生形成从事清洁生产项目的基本能力。引导学生全面了解钢铁冶金行业、有色冶金行业及矿业工业中的清洁生产工艺、节能减废技术、污染物控制技术和资源综合利用技术等内容及其在相关领域的应用，为其毕业后从冶金清洁生产类项目打下扎实的基础。
(一)课程内容设置
清洁生产课程除了包括清洁生产概论、清洁生产与可持续发展、清洁生产与循环经济、清洁生产实施与环境管理体系等传统内容外，还增加了生命周期评价、冶金可持续发展理论、冶金循环经济理论等内容，并结合具体的冶金工程类清洁生产项目，进一步拓展了冶金清洁生产的案例分析。在授课过程中，有机增加了关于碳达峰、碳中和等与清洁生产课程密切相关的当下热点问题的授课内容，并对相关概念和相关政策进行了进一步的解读，使学生充分了解清洁生产的重要性。重点介绍作为高能耗高污染的冶金行业“双碳”目标实现的急迫性和难度，进一步激发学生的学习热情和使命感。
(二)课堂教学
为了使学生能够充分掌握清洁生产的核心思想，课程教学采用多媒体视频、翻转课堂以及团队授课等多种形式有机结合。利用多媒体教学的生动、直观和共情等特点，让学生内心产生强烈的学习愿望和能动性。如在清洁生产课程的引言阶段通过国内外触目惊心的污染实例，特别是雾霾污染和钢铁行业污染等视频，使学生深刻认识到清洁生产课程的重要性和我国开展清洁生产的急迫性。在冶金行业清洁生产实例分析阶段，将全班分为若干个讨论小组，聚焦冶金行业中的清洁生产实例，采取翻转课堂等教学方法，使学生在清洁生产案例构思、文献检索、PPT制作和现场演讲等多个环节中对清洁生产预防为主的核心思想有更加深刻的理解；
学生汇报结束后，通过教师点评、同学提问和课堂讨论等环节，使学生对冶金行业的清洁生产问题、发展现状和面临的挑战等进行更加全面深入的了解。通过冶金行业清洁生产实例教学阶段翻转课堂的实施，训练了学生的逻辑思维，使学生发现问题、分析问题和解决问题的综合能力有所提高。为了培养学生利用交叉学科的思维方式处理清洁生产复杂问题的能力，课程教学采取团体授课方式讲授，3位任课教师主要研究领域分别涉及冶金工艺、冶金资源固废和矿物加工等，便于学生在学习过程中多维度加深对冶金行业清洁生产知识的理解和掌握。
思想政治教育是立德树人的灵魂工程。将思想政治教育始终融入和贯穿课堂教学过程中，具体来讲，就是在教学过程中要将课程内容中隐藏的德育要素和思政元素，通过提炼深化，自然融入到清洁生产的知识、原理和核心思想的讲解过程中，让学生充分认识到清洁生产的重要性，并能从自身做起，提高环境保护意识，树立正确的世界观、人生观、价值观。例如，在课程概述和引言授课过程中，从全球气候变化与人类经济社会发展关系着手，引入“双碳目标”主题，使学生进一步深刻认识到清洁生产的重要性，做到思政教育和课程理论知识相辅相成、互相促进。
(三)课程考核
课程考核是检验教学质量和教学效果的重要手段，同时也为教师进行教学反思提供支持。围绕“培养适用于冶金行业清洁生产的合格的专业技术和管理人员”的教学目标，为了达到使学生深层次理解清洁生产核心思想、掌握清洁生产的基本概念和了解清洁生产前沿理论与技术等教学效果，课程考核主要由考勤、课堂表现、翻转课堂表现和课程论文四部分组成。其中，考勤分数占比15%，主要考察学生的课堂出勤情况，通过课堂点名来记录学生的出勤表现；
课堂表现分数占比15%，主要考察学生课堂上的表现，包括学生的听课情况、是否积极思考并提出问题以及回答教师所提问题的质量等；
翻转课堂表现分数占比20%，主要考察学生翻转课堂上的选题、PPT制作、讲述质量和回答问题情况；
课程论文要求学生独立撰写关于冶金清洁生产新工艺、新技术、新设备等综述性论文，分数占比50%，主要考察学生课程论文的选题、撰写和对清洁生产基本概念、基础理论和前沿技术的掌握情况等。通过上述课程考核，特别是翻转课堂和课程论文的考察，充分激发了学生主动学习的热情，锻炼了学生自学的能力，培养了他们发现问题、分析问题、解决问题的能力，使他们初步具备了解决冶金行业清洁生产问题的能力。
冶金行业是典型的高污染、高能耗产业，实施清洁生产既是钢铁企业逐步实现环境友好的重要途径，也是新时代“碳达峰”“碳中和”背景下对于钢铁行业的必然要求。通过教学改革提高清洁生产课程的教学效果，为行业培养清洁生产合格的专业技术人才和管理人员是冶金行业特色型大学清洁生产教学的重要任务。通过多年的教学实践和改革，从课程内容、课堂教学和课程考核三个方面进行了一些有益的探索，目的是使学生深层次理解清洁生产的核心思想，熟练掌握清洁生产的基本理论，熟悉清洁生产特别是冶金行业清洁生产的特点以及前沿技术。
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