《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》案例庫建設(shè)

郭 學(xué)，孫海濱，樂紅志，李 蛟，杜慶洋，楊贊中

(山東理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，山東 淄博 255049)

1 課程案例庫實施目的

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境問題日趨嚴(yán)重。如何有效解決工業(yè)發(fā)展和人類活動造成的環(huán)境破壞，成為制約我國經(jīng)濟(jì)良性發(fā)展的重要問題。我國高度重視環(huán)境工程材料的發(fā)展，國家在“十三五”規(guī)劃中將環(huán)境工程材料列為重點研究方向。大力發(fā)展環(huán)境工程材料，可有效解決我國目前存在的諸多環(huán)境問題，提升處理環(huán)境問題的能力。因此，國家需要培養(yǎng)大量環(huán)境工程材料領(lǐng)域的科研和應(yīng)用型人才。山東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院為契合國家需求，為學(xué)術(shù)型、專業(yè)型學(xué)位碩士開設(shè)《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程，旨在提高工程專業(yè)學(xué)位碩士的實踐創(chuàng)新能力，為國家培養(yǎng)環(huán)境工程材料領(lǐng)域人才。

《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程涉及范圍廣，涵蓋環(huán)境工程領(lǐng)域各個方面，同時又涉及材料的成分、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備工藝及原理、材料的應(yīng)用和最新發(fā)展動態(tài)等方面。本課程系統(tǒng)介紹環(huán)境工程材料及制備技術(shù)，通過對環(huán)境工程材料的學(xué)習(xí)，旨在希望研究生能夠正確理解環(huán)境工程材料中的基本概念和原理；通過對環(huán)境工程材料制備技術(shù)的學(xué)習(xí)，能夠使研究生掌握環(huán)境工程材料制備的基本方法和基本工藝。通過本課程的學(xué)習(xí)，使研究生能夠了解環(huán)境工程材料及制備工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，理解常用環(huán)境工程材料及制備工藝的方法、特點，掌握其應(yīng)用范圍，能夠掌握環(huán)境工程材料的應(yīng)用與發(fā)展趨勢。但是，目前在教學(xué)過程中，存在過于注重基礎(chǔ)理論知識，缺乏與實際案例的有效結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力弱，不能滿足國家在環(huán)境工程材料領(lǐng)域的相關(guān)需求。目前，國內(nèi)部分高校在《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程授課過程中，采用混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)改革措施，取得了一定效果。但是，《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程涉及的實踐案例多，需要培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，上述教學(xué)改革并不能從根本上解決現(xiàn)階段存在的問題。

案例教學(xué)法把課堂教學(xué)、科學(xué)研究和實際生產(chǎn)整合為教學(xué)案例，在教授過程中通過對案例的討論分析，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生判斷能力、分析能力、決策能力、協(xié)調(diào)能力、表達(dá)能力和解決問題的能力。目前，案例教學(xué)法是應(yīng)用較為廣泛的教學(xué)方法之一。但是，案例教學(xué)法在教學(xué)過程中仍存在一定的問題，其中在《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程中主要表現(xiàn)在案例庫現(xiàn)存資源少、質(zhì)量差、資源落后等方面。因此，要在《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程教學(xué)中推廣案例教學(xué)，必須要建立資源廣泛、質(zhì)量高、資源領(lǐng)先的案例庫?；谀壳按嬖诘膯栴}，山東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程組，結(jié)合科研前沿和課程基本原理建立《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》教學(xué)案例庫，旨在提高研究生教學(xué)質(zhì)量，滿足國家培養(yǎng)具有環(huán)境工程領(lǐng)域?qū)嵺`創(chuàng)新能力的科研人才需求。

2 課程案例庫建設(shè)方案

山東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程組針對目前環(huán)境工程材料領(lǐng)域教學(xué)案例庫存在的問題，設(shè)計教學(xué)案例庫的方案如下：

(1) 結(jié)合課程結(jié)構(gòu)，確定教學(xué)案例：針對環(huán)境工程材料課程教學(xué)需求，結(jié)合現(xiàn)階段所用教材內(nèi)容，首先在環(huán)境修復(fù)材料、環(huán)境替代材料、電磁波防護(hù)材料、大氣污染控制工程材料、水污染控制工程材料、電催化電極材料、光催化材料等6個方面建立教學(xué)案例庫。

(2) 結(jié)合科技前沿，建立教學(xué)案例：在確定教學(xué)案例方向的基礎(chǔ)上，通過查閱文獻(xiàn)、新聞等方式建立和健全具有科技領(lǐng)先水平的教學(xué)案例，有效解決目前《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》相關(guān)課程案例庫科學(xué)水平滯后的問題。

(3) 結(jié)合生產(chǎn)實際，開展實踐教學(xué)：通過學(xué)院或者學(xué)校組織，課程組老師帶領(lǐng)學(xué)生深入環(huán)境材料領(lǐng)域企業(yè)，參與實際生產(chǎn)過程。通過對環(huán)境工程材料實際生產(chǎn)過程的學(xué)習(xí)，達(dá)到將理論與實際結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)研究生實踐創(chuàng)新的能力。

3 課程案例庫建設(shè)內(nèi)容

現(xiàn)階段，《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程教學(xué)組已完成6項教學(xué)案例庫的建設(shè)?！董h(huán)境工程材料及制備技術(shù)》教學(xué)案例庫主要講解了材料選擇、材料性能、材料分類、材料制備工藝、材料性能表征、材料應(yīng)用現(xiàn)狀、材料發(fā)展前景等內(nèi)容。具體教學(xué)案例庫建設(shè)項目如下：

(1)環(huán)境修復(fù)材料教學(xué)案例庫：包括大氣污染和土壤污染修復(fù)材料、水域石油污染治理技術(shù)與材料。

(2)環(huán)境替代材料教學(xué)案例庫：包括氟利昂替代材料、無磷洗衣粉的開發(fā)與應(yīng)用、新型環(huán)境相容性材料、開發(fā)環(huán)境友好型材料。

(3)電磁波防護(hù)材料教學(xué)案例庫：包括電磁波污染危害、電磁輻射的機(jī)理、電磁波防護(hù)、電磁波屏蔽織物、電磁波吸收材料、電磁波防護(hù)涂料、電磁波防護(hù)材料開發(fā)歷程和展望。

(4)大氣污染控制工程材料教學(xué)案例庫：包括大氣污染物及其分類、氣態(tài)污染物治理材料。

(5)電催化電極材料教學(xué)案例庫：包括電催化材料概論、電催化電極材料的制備與表征、電催化在環(huán)境工程中的應(yīng)用。

(6)光催化材料教學(xué)案例庫：包括催化的基礎(chǔ)知識、光催化在氣相污染中的應(yīng)用、光催化在降解水中污染物中的應(yīng)用。

4 課程案例庫實施效果

《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程案例庫的建設(shè)，極大豐富和提升了本課程在研究生教學(xué)過程中的效率和效果。由于環(huán)境工程材料相關(guān)教科書相較于現(xiàn)階段環(huán)境材料的發(fā)展現(xiàn)狀日趨落后，而《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程案例庫緊跟前沿材料發(fā)展的腳步，為材料科學(xué)與工程專業(yè)領(lǐng)域?qū)W術(shù)、專業(yè)學(xué)位研究生提供最前沿的知識。此外，結(jié)合課程案例庫中的實例，可以讓學(xué)生更加直觀和深刻的了解環(huán)境工程材料的原理與應(yīng)用，顯著提高了研究生在實際生產(chǎn)過程中的實踐創(chuàng)新能力。

5 結(jié)語

《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》是材料科學(xué)工程專業(yè)領(lǐng)域?qū)W術(shù)、專業(yè)學(xué)位研究生中一門專業(yè)必修課，環(huán)境工程材料及制備技術(shù)是環(huán)境工程的重要研究方向。通過《環(huán)境工程材料及制備技術(shù)》課程案的建設(shè)，能夠?qū)h(huán)境工程材料及制備技術(shù)的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合，旨在提高研究生對環(huán)境工程材料及制備技術(shù)的理解和認(rèn)知，培養(yǎng)研究生在實踐創(chuàng)新等方面的能力。該案例庫的建設(shè)將有助于提高教師的教學(xué)效率與質(zhì)量，為國家培養(yǎng)大量環(huán)境工程材料領(lǐng)域的科研和應(yīng)用型人才提供支持。