劉紅盼 丁戈 楊和山 朱江 李忠彬

摘 要：隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，大數(shù)據(jù)正以前所未有的方式改變?nèi)藗兊恼J(rèn)知。作為環(huán)境專業(yè)中主干課程之一的“固體廢物處理與處置”同樣面臨巨大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。文章通過對(duì)“固體廢物處理與處置”課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行了探索和改革，探討了大數(shù)據(jù)分析在“固體廢物處理與處置”課程教學(xué)中的滲透作用，提升課程教學(xué)內(nèi)容的前瞻性以提高人才培養(yǎng)的新模式，以期達(dá)到培養(yǎng)理論知識(shí)深厚，實(shí)踐能力強(qiáng)的人才目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；固體廢物處理與處置；教學(xué)新模式

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）01-0099-03

Abstract： With the rapid development of information technology， big data is changing people's perceptions in an unprecedented way. As one of the main courses in the environmental profession， "Solid Waste Treatment and Disposal" also faces enormous opportunities and challenges. This paper explores and reforms the teaching content and teaching mode of the "Solid Waste Treatment and Disposal" course， discusses the penetration of big data analysis in the teaching of "solid waste treatment and disposal"， and enhances the forward-looking nature of the course teaching content. Improve the new model of talent cultivation， in order to achieve the goal of cultivating talents with profound theoretical knowledge and strong practical ability.

Keywords： big data； solid waste treatment and disposal； new teaching model

數(shù)據(jù)是信息的載體，但信息不是目的，判斷與決策才是信息的意義，如何將具象或抽象的事物數(shù)據(jù)化處理已成大勢(shì)所趨[1]。時(shí)下“大數(shù)據(jù)”一詞已成為人們的流行語，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，對(duì)于大數(shù)據(jù)的研究及在各領(lǐng)域中的應(yīng)用給社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。對(duì)于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用目前更多的集中在對(duì)商業(yè)數(shù)據(jù)的分析，如阿里巴巴、京東、新浪等背后的云計(jì)算分析平臺(tái)，通過個(gè)人的行為來進(jìn)行預(yù)測(cè)和判斷進(jìn)而進(jìn)行精準(zhǔn)化服務(wù)。在環(huán)境專業(yè)的教學(xué)過程中也要適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革。

“固體廢物處理與處置”是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的主干課程之一。環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)是研究人類活動(dòng)與環(huán)境關(guān)系的交叉學(xué)科群，涉及到化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、地學(xué)、工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)和技術(shù)，形成了一個(gè)多學(xué)科到跨學(xué)科的龐大科學(xué)體系。而關(guān)于固體廢物資源化研究理論與方法已大大超越了傳統(tǒng)環(huán)境科學(xué)與工程、地質(zhì)與礦業(yè)科學(xué)等專業(yè)的范疇，而是基于礦物加工、地質(zhì)學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科相互交叉與滲透[2]。該門課程的教學(xué)效果直接關(guān)系到環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生能否掌握國內(nèi)外處理和處置固體廢物的基本理論及處理處置的方法和固體廢物資源化利用的途徑和方法。為適應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展，以解決固體廢物污染的問題，需要大量了解關(guān)于固體廢物處理的新技術(shù)、新方法以對(duì)具體問題提出最優(yōu)的解決方案，此時(shí)大數(shù)據(jù)分析在該分析過程中顯得尤為重要。本文以提升“固體廢物處理與處置”課程教學(xué)內(nèi)容的前瞻性和本科生綜合素質(zhì)為目標(biāo)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革探索研究，以期發(fā)現(xiàn)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的新模式。

一、大數(shù)據(jù)時(shí)代下固體廢物處理與處置教學(xué)的機(jī)遇

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，云計(jì)算、千萬億次數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的廣泛應(yīng)用，“大數(shù)據(jù)”的時(shí)代浪潮正對(duì)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展和人們的生活質(zhì)量產(chǎn)生著革命性的影響。大數(shù)據(jù)擁有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)處理速度快、數(shù)據(jù)價(jià)值密度低等四個(gè)基本屬性[3]。由于大數(shù)據(jù)相對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)具有明顯的特性，其應(yīng)用和發(fā)展已引起了政府部門、科技界和產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注。大數(shù)據(jù)被認(rèn)為是“未來的新石油”，對(duì)大數(shù)據(jù)的研究亦上升為國家意志，這對(duì)未來的科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展必將帶來深遠(yuǎn)影響。進(jìn)入21世紀(jì)后，環(huán)境信息化進(jìn)入新的高速發(fā)展期，2016年年初環(huán)保部審議通過的《生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)總體方案》則是一個(gè)明證，該方案通過積極建設(shè)環(huán)境數(shù)據(jù)服務(wù)和環(huán)保云平臺(tái)，以借助大數(shù)據(jù)分析來推進(jìn)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、生態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)察等工作?！爸菐臁币辉~也同樣伴隨著“大數(shù)據(jù)”一詞的出現(xiàn)而日漸火爆，智庫又稱思想庫、智囊團(tuán)等。國務(wù)院在 2016年12月27日公布的《“十三五”國家信息化規(guī)劃》作出 “重點(diǎn)建設(shè)戰(zhàn)略性、綜合性的高端智庫”的重要指示。王寧江等[4]提出未來的智庫將以大數(shù)據(jù)為支撐，以大數(shù)據(jù)產(chǎn)品為主營。楊瑞仙等[5]對(duì)大數(shù)據(jù)環(huán)境下的智庫情報(bào)分析進(jìn)行了相關(guān)研究，并提出將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于課題研究以支持大數(shù)據(jù)在課題開展過程中的應(yīng)用。

固體廢物既是污染物質(zhì)的源頭也是其歸宿，其本身的處理處置涉及到水、氣及土壤污染的相關(guān)治理技術(shù)。固體廢物處理的技術(shù)難度在于其組分的復(fù)雜性，如何根據(jù)原料的組成成分選擇合適的處理技術(shù)是需要一直思考解決的難題？在經(jīng)過近幾十年的原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累，對(duì)自然界中大部分的固體廢物的組成成分變的日漸清晰，再加上信息技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)固體廢物處理技術(shù)的精準(zhǔn)化已日益成為熱點(diǎn)。

二、大數(shù)據(jù)時(shí)代下固體廢物處理與處置教學(xué)的挑戰(zhàn)

目前，固體廢物處理與處置課程教學(xué)的具有內(nèi)容繁多、理論性強(qiáng)、學(xué)時(shí)短；教學(xué)模式單一等特點(diǎn)?！肮腆w廢物處理與處置”是環(huán)境專業(yè)的專業(yè)技術(shù)必修課程之一，主要特征是以理論為前提，以應(yīng)用為目的課程。本門課程是使學(xué)生們能了解固體廢棄物的產(chǎn)生及其對(duì)環(huán)境的危害，掌握目前國內(nèi)外處理和處置固體廢棄物的基本理論及處理處置的方法，明確固體廢棄物管理的必要性和重要性，掌握固體廢棄物資源化利用的途徑和方法等。

我校結(jié)合本科教育實(shí)際情況，借鑒同類高校教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，選用大多數(shù)高等院校環(huán)境專業(yè)所用的教材為寧平教授主編的“十二五”普通高等教育本科國家級(jí)規(guī)劃教材“固體廢物處理與處置”，在我校的本科生培養(yǎng)方案中，該門課程理論教學(xué)為48學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)課時(shí)為16學(xué)時(shí)，理論學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)。根據(jù)環(huán)境科學(xué)專業(yè)教學(xué)大綱要求，我校固體廢物處理與處置課程教學(xué)內(nèi)容主要包括緒論；固體廢物的收集、貯存及清運(yùn)；固體廢物的預(yù)處理；固體廢物的物化處理；固體廢物的生物處理；固體廢物的熱處理；固體廢物的資源化與綜合利用；固體廢物的填埋處置；危險(xiǎn)廢物及放射性固體廢物等。通過調(diào)研，學(xué)生普遍反映課程學(xué)時(shí)不夠，課程內(nèi)容多，理論性強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)不易掌握。

對(duì)于“固體廢物處理與處置”這門課程普遍采用傳統(tǒng)的授課模式，即老師講課、學(xué)生聽課。這種模式很容易造成學(xué)生不能集中精力認(rèn)真聽講、感覺教學(xué)內(nèi)容枯燥、容易造成厭學(xué)情緒，從而影響該門課程的教學(xué)效果。目前該門課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目僅以傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺乏訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新方面的綜合性實(shí)驗(yàn)及研究性實(shí)驗(yàn)。

三、大數(shù)據(jù)時(shí)代下固體廢物處理與處置教學(xué)的策略

在時(shí)代飛速發(fā)展的今天，目前的本科教育已不僅僅是參考書上面的知識(shí)點(diǎn)，更應(yīng)該是多接觸時(shí)代的前沿知識(shí)。在此大數(shù)據(jù)展現(xiàn)出其巨大的優(yōu)勢(shì)，可在紛繁復(fù)雜、規(guī)模巨大的信息中，根據(jù)特定的應(yīng)用需求，從數(shù)據(jù)源中“汲取”精確的數(shù)據(jù)并歸納出前瞻性的內(nèi)容。

（一）教學(xué)內(nèi)容改革

在“固體廢物處理與處置”教學(xué)過程中，以打好學(xué)生理論基礎(chǔ)的前提下，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)將中文環(huán)境類數(shù)據(jù)庫和英文環(huán)境類數(shù)據(jù)庫的前沿信息和知識(shí)資源以新知識(shí)歸納出來進(jìn)行課程優(yōu)化?！肮腆w廢物處理與處置”課程課堂教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)可分為原理性內(nèi)容（基礎(chǔ)知識(shí)）、應(yīng)用性內(nèi)容（固體廢物處理與處置技術(shù)）、工程性內(nèi)容（儀器設(shè)備及處理工藝流程）、學(xué)科前沿內(nèi)容（熱點(diǎn)、關(guān)注點(diǎn)、新技術(shù)、新方法、新設(shè)備等）四大部分。對(duì)“固體廢物處理與處置”中“預(yù)處理”階段的“壓實(shí)”、“破碎”、“分選”及“固化”應(yīng)重點(diǎn)運(yùn)用礦物加工及冶金學(xué)科中的相關(guān)方法。在“焚燒”、“熱解”、“堆肥”、“填埋”及“生物處理”中的不同處理技術(shù)方法應(yīng)多借鑒案例，從案例中讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)加深理解。對(duì)固體廢物的綜合利用應(yīng)分類進(jìn)行總結(jié)分析探討，如生活垃圾、工業(yè)固體廢物、危險(xiǎn)廢物、城市礦產(chǎn)、農(nóng)業(yè)固體廢物及土壤修復(fù)等。對(duì)于固廢實(shí)驗(yàn)的開展，應(yīng)多開展綜合性和探究性實(shí)驗(yàn)，如“城市污泥中Cu、Zn和Ni的測(cè)定”、“城市垃圾固體廢物組成的測(cè)定”、“城市污泥的處理與綜合利用實(shí)驗(yàn)”、“電鍍污泥的電解法回收金屬實(shí)驗(yàn)”和“固體廢物熱解法制備活性炭實(shí)驗(yàn)”等培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力。

（二）教學(xué)模式改革

在“固體廢物處理與處置”課程中應(yīng)首先向?qū)W生介紹固體廢物處理的基本原理及技術(shù)方法；其次對(duì)不同類型的固體廢物應(yīng)重點(diǎn)分析不同種類污染物的主要特征屬性、形成原因，以及國家、地方及行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；再次對(duì)處理該種類型固體廢物所涉及的技術(shù)方法、工藝流程、技術(shù)設(shè)計(jì)過程中的裝置設(shè)備等運(yùn)用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果對(duì)其進(jìn)行解讀；最后讓學(xué)生了解當(dāng)前國內(nèi)外在不同類型固體廢物處理處置及資源化的主要研究熱點(diǎn)，并結(jié)合這些熱點(diǎn)介紹固體廢物的發(fā)展趨勢(shì)。通過此種方式來梳理“固體廢物處理與處置”課程的內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系，讓學(xué)生更容易理解和把握知識(shí)脈絡(luò)。還可以通過項(xiàng)目的形式運(yùn)用專題小組討論教學(xué)模式、案例教學(xué)模式、虛擬仿真模擬教學(xué)模式來提高學(xué)生對(duì)污染事件過程產(chǎn)生直觀認(rèn)識(shí)，促進(jìn)其對(duì)基本概念的理解和基本原理的掌握，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決環(huán)境污染問題的能力。

還可通過建立“固體廢物處理與處置”課程交互式平臺(tái)課堂，在平臺(tái)課堂上分享國內(nèi)外最新的固廢處理技術(shù)方法，充分利用學(xué)生的課下碎片化時(shí)間，讓學(xué)生根據(jù)自己的時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、隨時(shí)鞏固和溫習(xí)教學(xué)內(nèi)容。通過平臺(tái)可讓學(xué)生們建立溝通交流的橋梁，教師可設(shè)定某一主題讓同學(xué)們開展辯論式的討論，同學(xué)們?cè)趨⑴c討論的過程中通過查閱大量的資料對(duì)該主題就有了更加清晰、深入的了解。

（三）教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)與改革

“固體廢物處理與處置”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)與改革可分為硬件設(shè)施建設(shè)與改革和軟件建設(shè)與改革。硬件設(shè)施主要是指能夠開展固體廢物大數(shù)據(jù)建設(shè)所需的技術(shù)能力、信息資源等，如相關(guān)固體廢物數(shù)據(jù)庫、SPSS/SAS/EXCEL等數(shù)據(jù)分析軟件的購買等。軟件的建設(shè)主要是指教學(xué)團(tuán)隊(duì)人員及相關(guān)制度的配置與制定上，對(duì)于“固體廢物處理與處置”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)以固體廢物大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，固體廢物處理技術(shù)為核心，充分發(fā)揮和挖掘固體廢物數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，以教學(xué)團(tuán)隊(duì)帶動(dòng)科研團(tuán)隊(duì)，打造成一支理論基礎(chǔ)扎實(shí)、交叉學(xué)科緊密融合、應(yīng)用成果豐富的專家隊(duì)伍?！肮腆w廢物處理與處置”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)分為團(tuán)隊(duì)帶頭人、骨干成員和普通成員三級(jí)，團(tuán)隊(duì)帶頭人主要負(fù)責(zé)“固體廢物處理與處置”課程的全面管理，骨干成員主要負(fù)責(zé)“固體廢物處理與處置”課程中數(shù)據(jù)的分析及運(yùn)用，普通成員主要負(fù)責(zé)“固體廢物處理與處置”課程中數(shù)據(jù)的收集及整理。

還可根據(jù)不同教師的研究方向總結(jié)其研究成果，通過學(xué)術(shù)報(bào)告的形式向?qū)W生開展某一主題或行業(yè)的講授。通過校企合作的方式選派教師去企業(yè)生產(chǎn)一線熟悉了解工藝流程、設(shè)備選型等，盡快成長為“雙師型”教師。也可聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的工程師來參與到“固體廢物處理與處置”課程團(tuán)隊(duì)的建設(shè)上來。

（四）教學(xué)評(píng)價(jià)改革

目前對(duì)于課堂教學(xué)評(píng)價(jià)存在評(píng)價(jià)方式單一、評(píng)價(jià)體系缺乏學(xué)科的針對(duì)性等缺點(diǎn)，“固體廢物處理與處置”課程評(píng)價(jià)主要是采用統(tǒng)一的閉卷考試，閉卷考試主要考察學(xué)生對(duì)基本概念的理解，但對(duì)于其綜合實(shí)際運(yùn)用情況很欠缺。在電腦和手機(jī)智能化設(shè)備的普及以及微信、QQ、微博等網(wǎng)絡(luò)媒體的推動(dòng)下，“固體廢物處理與處置”課堂的大數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)有了一定的硬件保障。課堂教學(xué)本就是師生互動(dòng)的過程，學(xué)生是知識(shí)的受體也是教學(xué)效果的體現(xiàn)者，而教師則是課堂教學(xué)的實(shí)施者和組織者?！肮腆w廢物處理與處置”課程的教學(xué)效果的好壞受教師認(rèn)知投入、情感投入以及行為投入的影響。大學(xué)階段是學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的重要階段，如何讓學(xué)生更好的管理好自己的學(xué)習(xí)過程以及如何讓老師更精確的了解每一位學(xué)生接受知識(shí)的程度顯得尤為重要。這些可利用問卷星等進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集，再運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和挖掘。可通過在線做題的方式對(duì)學(xué)生掌握的本節(jié)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考察，對(duì)于題目的設(shè)計(jì)上除了考核學(xué)生對(duì)基本原理和基本概念理解的基礎(chǔ)上，還應(yīng)增強(qiáng)對(duì)學(xué)生具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、計(jì)算過程的實(shí)際能力，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解及運(yùn)用情況。通過問卷的形式讓學(xué)生進(jìn)行每節(jié)課的自我評(píng)價(jià)和學(xué)生之間的互評(píng)，讓學(xué)生更好的了解自己，老師可據(jù)此進(jìn)行專門個(gè)性化的輔導(dǎo)以提高學(xué)生掌握和運(yùn)用知識(shí)的能力，讓每位學(xué)生體驗(yàn)到進(jìn)步的喜悅。對(duì)于“固體廢物處理與處置”課程教師教學(xué)的評(píng)價(jià)應(yīng)采用五個(gè)維度對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)[6]：課前準(zhǔn)備（10%）、基本素質(zhì)（20%）、教學(xué)內(nèi)容（30%）、教學(xué)方法（10%）以及教學(xué)效果（30%）。對(duì)于這五個(gè)維度教學(xué)的評(píng)價(jià)應(yīng)有所偏重，古語有云“師者，傳道授業(yè)解惑也”。教學(xué)的主要目的不僅僅是傳授知識(shí)，更多的是還要教授學(xué)生做人的道理以及思考問題的思維方式，所以對(duì)于教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果的權(quán)重應(yīng)有所增加。對(duì)于“固體廢物處理與處置”課程的評(píng)價(jià)主體應(yīng)分為管理者、教師和學(xué)生三部分，同時(shí)對(duì)于教學(xué)效果應(yīng)保證多元化和人性化，這也是素質(zhì)教育以人為本的基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語

大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來為固廢行業(yè)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，作為高校教育工作者應(yīng)站在時(shí)代的風(fēng)口、緊跟時(shí)代的潮流，充分利用大數(shù)據(jù)的分析優(yōu)勢(shì)，把“固體廢物處理與處置”課程由傳統(tǒng)的知識(shí)記憶改革發(fā)展到利用信息資源，充分發(fā)展和挖掘其優(yōu)勢(shì)，豐富教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式，改革教學(xué)團(tuán)隊(duì)和教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制，全面提升學(xué)生理論知識(shí)和實(shí)踐能力。

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