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摘要：为了提高高校环境类专业人才培养质量，文章首先阐述了环保设备与仪表课程特点，然后分析了环保 设备与仪表课程存在的问题，接着论述了“双碳”背景下环保设备与仪表课程改革实践，最后说明了“双碳 ” 背景下环保设备与仪表课程改革效果。
关键词：环保设备与仪表课程,双碳,产教融合
环保设备与仪表课程是国内部分高校环境类学科特别是环境工程、给水排水工程专业开设的一门重 要的专业课，其主要内容包括水污染控制工程、大气 污染控制工程、噪声污染控制工程及固体废弃物处理 与处置工程中常用的环保设备的原理、安装、运营与 维护[1]。通过该课程的学习，学生能够基本掌握环境保 护领域使用的工程设备的工作原理、结构特点、成本 优劣及适用范围，逐渐熟悉环境保护设备在工程上的 安装、施工与采购，了解环境保护设备的内部构造、运 行原理、安装施工的技术工艺，最终具备环境保护设 备设计、改进、运营与维护能力及图纸识读能力，这为学生毕业后从事环境保护相关的工艺设计 、工程施 工、环保设备选型与安装、设备运营维护与调试等实 际工作打下了良好的理论基础[2]。
我国高校设立的环境工程 、给水排水工程等专业是促进经济发展和环境生态建设和谐发展的重要 专业 ， 而环保设备与仪表这门课程可帮助学生掌握 环境保护相关专业尤其是给水排水工程中经常使用 的环保设备设计与运行的基本原理 、基础知识和成 本评价方法[3]。我国正处于“十四五”时期经济建设的 高速发展阶段， 对于环保从业人员及科研人员的需 求量在逐年上升 ， 且对从业者的专业性要求也在不 断提高， 需要从业者不仅熟练掌握环保相关的技术 理论与知识 ， 还要掌握不断更新换代的常用环保设 备的原理、构造及使用方法，为我国环保事业的发展 打下坚实的工程基础[4]。为了培养满足我国社会所需 且掌握“ 双碳”技术的环保人才，国内部分高校环境 与市政类专业开设了环保设备与仪表课程， 且该课 程逐步成为环境与市政类专业特别是环境工程、给水排水工程等专业以培养与检验学生工程实践能力 的一 门重要的理论课程[5] 。随着环境保护产业的快速 发展及新理念、新技术、新设备、新材料的不断出现， 该课程的教学面临着极大挑战 。首先，需要在原有教 学大纲与教材的基础上增加与时俱进的教学内容;其 次，需要对学生的一线专业技能和职业技能进行深入 培养，提升学生实际环境工程现场施工能力[6] 。然而 环保设备与仪表这门课程在实际的教学过程中仍然 存在诸多不足之处，如教材使用不规范、教材老旧落 后、教学内容重理论而轻实践、教学方式与形式单一 且落后、考核方式过于简单等，这些问题会导致学生 对这门课程丧失学习兴趣，产生抵触心理[7] 。因此，针 对环保设备与仪表课程，本文旨在以国家提出的“ 双 碳”战略为时代背景，面向国家“ 十四五”时期环保行 业的人才要求，通过分析与研讨这门课程实际教学中 存在的诸多问题与难点，探究该课程急需的改革思路 与方向， 提出一些具有实践意义的改革方案与措施， 以深化学生对“ 双碳”方针的认知及培养学生对环保 行业与环保设备的兴趣，培养服务于我国新时期环保 事业的专业性人才，并通过多媒体与趣味性开放教学 设计，结合时事动态与产教融合，将理论知识讲解融 入工程技术实践，为高校环境与市政类专业培养优秀 的环保人才提供一定的参考价值。
一、环保设备与仪表课程特点
(一)工程实用性强
环保设备与仪表课程本身是一门工程实用性很 强的专业技术理论课程，其知识点虽然涉及多门交叉 学科，但宗旨是为环保设备设计、安装、运行等环保 (包括污水处理、固废处理、大气污染防治、噪声处理等方面)工程实践活动而服务的，最终目的是为国家 培养出具备未来工程师素质的高水平青年人才[8] 。 因 此，该课程在教学过程中，学生只有充分了解与掌握 环保设备与仪表在环境工程实践中生产、制造、使用 的经验与方法， 才能更好地掌握该课程的核心精髓。 笔者认为，该课程应当多引用实际工程项目案例与经 验 ， 这样不仅有助于学生理解相应章节的知识点，也 有助于其在掌握构造结构、设计原理、制造过程与操 作及维护方法之后，为将来从事相关环保产业技术工 作奠定理论基础与工程经验 。另外，针对大部分环境 工程专业学生，其毕业论文(设计)多为设计具体环境 工程工艺流程，如大型污水处理厂 。在学生撰写毕业 论文(设计)之前，该课程可作为一个初步的模拟演练 环节，具体而言，学生需要根据设计与建设环保工程 项目的特点， 以及其所在地复杂的区域环境特征，分 析项目的经济效益、能耗、成本及碳排放等因素，并开 展专业且细致的分析、计算与评估，这就要求学生将 课堂中所学的理论知识灵活地运用于实际工程操作， 最终做到学以致用。
(二)内容迭代性快
随着我国对于环境生态保护工作的日益重视， 环保相关产业也在飞速发展，尤其是在“ 十四五”时 期，秉承“ 绿水青山就是金山银山”的可持续发展观 念，在响应“ 双碳”方针的背景下，环境工程、给水排 水工程专业中的新理论、新技术、新工艺所体现出的 科研创新水平日新月异， 以往一些传统老旧的知识 与技术工艺及相应的环保设备已被市场逐渐淘汰， 需要及时将新知识反馈到环保设备与仪表课程教学 内容的更新上 。同时，我国各地新的生态环境保护政 策与排污标准也相继颁布 ， 在一定程度上提高了环 保设备的设计与运行要求， 这些新内容的更新迭代 也使该课程教学出现了一定的滞后性[9] 。 因此，教师 在教学过程中要随时关注环境工程学术圈的科研动 态，产业界新技术、新工艺的科研创新，以及相关环 保政策的变化 ， 结合时事将最新的知识体系及时融 入课程教学大纲。
二、环保设备与仪表课程存在的问题
(一)教材内容时效性滞后
随着我国迈入新时期， 相关的环保技术工艺和 环保设备产品随着环境与市政类专业学术 、科研水 平的逐年提升 ， 早已进行了多轮的技术更新与版本换代，相关的环保法律法规、排放规范与评估方法等 也都进行了数次更新与修正 ， 然而环保设备与仪表 课程相关的教材内容却十分落后 。在一些高校中，该 课程的教材版本早已落后当前的行业水平， 尤其是 新时期的生态环境保护观念及“ 双碳”方针未能及时 融入教材 。例如，部分高校至今采用的《环保设备与 仪表》教材依然是“ 十二五”规划时期的老旧教材，书 中对于“ 双碳”及绿色低碳的环保处理技术工艺没有 涉及 ， 同时一些重要的环保设备与仪表早已更新换 代了数个版本，或者一些老旧的设备早已在近 10 年 被市场淘汰 ， 然而这些新的知识却没有在教材中得 到体现[10]。如果该课程的教师在授课过程中不能做到 知识体系的与时俱进 ， 不能及时了解与掌握最新版 本的专业信息，一本老旧的教材重复多年使用，那么 学生学到的知识就必定是落后的内容 。同时，这种模 式下培养出来的学生 ， 会在实际工作中产生信息脱 节，也无法顺利地被培养成掌握“ 双碳”理念技术的 新时期社会所需的专业环保人才 。因此，高校环境工 程 、给水排水工程专业的教师应当在教学过程中及 时关注教材的版本及知识体系的完善 ， 留意环境保 护政策及国家与地方的污染排放标准的更新， 也要 注重了解本领域学术圈热门的新技术与新工艺，始 终保证该课程教学内容跟得上时代的步伐。
(二)教学方式不合理
环保设备与仪表课程以单一的教师课堂讲授为 主要教学方式， 教师只是按部就班地按照教学大纲 进度进行逐章讲解，其思维被教学大纲所局限，而教 学大纲上的很多章节安排并不符合学生实际的学习 能力 。例如，噪声污染控制设备这部分内容被安排在 课程早期， 然而学生同一学期学习的噪声污染控制 这门课程要晚于环保设备与仪表课程教授的噪声污 染控制章节，因此教师在课堂教学时需要灵活变通， 按照学生的知识储备及时更改章节授课顺序 。 由于 环保设备与仪表课程的信息量较大， 针对不同环保 设备的知识内容多偏于机械性的介绍 ， 这也导致教 师的教学方式是给学生“ 灌输”知识，即在讲台上机 械性地介绍各种环保设备的 PPT，导致学生在台下只 能硬着头皮听课，无法与教师互动，因此很多学生反 映课程较为乏味，缺乏对课程的兴趣，课堂上容易开 小差 。尤其是该课程需要一定的高等数学基础，对环 保设备与仪表的参数进行统计与计算 ， 其中一些公式较为复杂，这更是让部分学生感到厌烦，导致学生 对课程的知识产生懈怠感 。另外，环保设备与仪表这 门课程如果不深入了解与掌握的话 ， 会导致后续的 毕业论文(设计)产生一定的缺陷，且毕业后学生也 会更加难以满足工作岗位的专业技术需求 。因此，在 该课程的实际教学中， 教师应当合理地安排教学大 纲的流程，放弃机械式的课堂说教模式，增加多媒体 教学的比重，并结合时事政治与工程案例，选取学生 感兴趣的网络视频搭配生动活泼的讲解引入教学， 让学生对实际的环保设备工程案例进行具象化分 析，这样不仅可以使学生提高对课程的兴趣，而且能 够调动学生的积极性，起到良好的课堂反馈作用。
三、“双碳”背景下环保设备与仪表课程改革实践
(一)课程内容的及时更新
部分高校采用的《环保设备与仪表》教材版本过于 老旧，有些版本甚至是“十二五”时期的知识内容，早已 不适合“十四五”时期的指导思想，尤其是强调“双碳 ” 背景下以低碳、节能、资源化为核心技术的环保设备 ， 早已完成了更新换代，然而却没有呈现在教材上 。同 时，老版本教材的知识内容多偏重对环保设备优缺点 与参数性能的机械性介绍与列举， 并没有对相应环保 设备的设计原理与选择原因进行细致的拆解与说明 ， 这导致教材内容枯燥乏味，如同阅读某家环保设备公 司的宣传手册一般，且这种老旧的教材本身内容不够 翔实，不利于培养学生对课程的兴趣，因此需要及时对 教材的版本进行更新，挑选最新出版的教材或与之内 容相近的教材，尤其需要关注教材中环保设备与仪表 的插图是否匹配到位[11] 。另外，教材中很多关于环保设 备的技术理念与知识点早已落后市场数十年。环保设 备就如同日常生活中的家电一样， 随着科研技术水平 的提升日新月异，一些设计理念老旧的环保设备成本 高、能耗大、维护不方便，早已被市场淘汰[12] 。在“十二 五”时期提出的一些新技术与新工艺，如膜生物反应器 等环保设备，在当时的环境下虽然处于理论研发阶段， 然而在“十四五”时期，这些环保新技术已经具备应用 性，逐步形成了产业，产品设备也投入实际工程中使 用，而老旧的教材只是简略地介绍一下，无法让学生对 新技术有充分的了解。对此，教师应当搜集最新的知识 对教材进行补充，且在情况允许的条件下，应当选用最 新出版的教材进行备课。若环保设备与仪表课程教材 没有最新版本，高校应当考虑出版新教材，或者结合内容相近的教材进行补充，如《泵与泵站》《水处理技 术》等 。此外，在教材原本的知识体系基础上，教师要 搭配时政与实际工程案例，且应当多关注环境领域的 科研活动，大量阅读科研文献与著作，参加学术会议， 引用最前沿的学术研究成果，并在课堂上配合多媒体 加以讲解，以弥补老版本教材知识老旧的缺点[13]。
(二)增强教学方法的趣味性
环保设备与仪表这门课程由于知识量过大，教 材上的知识点多为机械性的介绍与列举 ， 因此课程 教学手段较为单一， 即教师只是在课堂上原封不动 地对着课本或 PPT 进行讲解 ， 这使得学生被局限于 课堂之上，思维也被限制在教材或课件里，逐渐对课 程丧失了积极性 。 因此，对于这门课的改革，需要授 课教师增强教学方法的趣味性， 以实现实践与理论 的有机结合 。在教学中，教师需要充分借助信息时代 的多媒体力量来丰富教学方法， 培养学生对课程的 兴趣，活跃课堂氛围，从而让学生对课程产生好感， 而不是抵触情绪 。例如，在讲解专业基础知识时，教 师应当摒弃照本宣科的方式 ， 不应该制作有过多文 字的 PPT，让学生产生厌烦的情绪，而是应当多使用 多媒体来优化课件的内容 ， 通过放映新闻图片或影 像资料等， 借助声与画的优势来强化学生对抽象理 论概念的理解 。 同时，教师应当充分利用网络资源。 一是在网络上学习与课程相关的内容或观看教学名 师的视频来提升自己的教学水平， 提高活跃课堂气 氛的能力;二是做到接地气，站在学生的角度考虑增 强教学的趣味性 ， 这样可以提高学生在课堂上的注 意力与关注度 ， 如通过网络与学生一起观看专家学 者的讲座直播 ， 或者播放年轻人最感兴趣的科普短 视频等，还可结合时政与新闻，辅助讲解课程内容 。 由于该课程的知识内容多为枯燥的信息介绍， 学生 在长时间机械性地听课后会产生厌恶感 ， 因此教师 应当采用翻转课堂等教学方法 ， 注重师生之间的互 动与角色互换，让学生积极参与课堂，这样既调动了 学生的积极性 ， 又有助于提高学生对于知识点的关 注度 。例如，在教学完重要的章节之后，教师可抽出 1—2 个课时让学生自行组队，学习、搜集有关环保设 备的知识内容与工程案例，让所有组员参与其中，按 照不同分工完成任务，像搜集资料、制作 PPT、制作视 频及演讲等， 在此过程中可以锻炼学生搜集资料与 信息的能力 。这样不再是教师单向地“灌输”知识，让学生死记硬背，且教师可从搜集信息能力、知识内容 量、工作量、发表能力等方面对学生进行综合评分， 并对难点进行细讲 ， 这样也可以提前培养学生的答 辩能力，为将来的毕业答辩做一个预演[14] 。在翻转课 堂的汇报过程中，学生通过自己搜集信息，自己对自 己的发言负责 ， 开始逐渐对课程知识产生兴趣 。 同 时，汇报成绩可记入平时成绩，学生也会更加重视这 种学习形式 。笔者认为，翻转课堂可以促使学生对案 例进行分析，培养学生独立思考与团队合作的能力， 也有助于学生今后成为新时期社会所需的人才。
(三)加入产教融合环节
正是由于环保设备与仪表这门课程的知识点呈 现出一种类似于“ 产品简介”一样的机械性的介绍与 列举 ， 如某个型号的水泵适用于处理哪一种污水及 哪一种工况，这使得教师可以反过来思考，既然课程 是以介绍环保设备与仪表为主要表现方式的， 那么 是否可以采用产教融合的方式，增强课程的专业性， 以营造良好的课堂气氛 。针对这门课程的改革，高校 可以聘请环保设备企业的专家来举办简短的讲座， 如在教学完重要章节后留出 1—2 个课时聘请环保 设备企业的技术人员对学生进行更加专业与细致的 讲解，让学生可以掌握产业界的第一手信息与知识， 这样其接触到的信息都是最新的技术 ， 不仅弥补了 教材老旧的缺陷，也能够让学生进 一 步了解实际工 程中的环保设备[15] 。条件允许的情况下，高校应当在 学期末由教师牵头 ， 组织学生对具体的环保设备企 业进行实地的参观与实习， 以实现产教融合在课程 中的完美应用。
四、“双碳”背景下环保设备与仪表课程改革效果
笔者所在学校环保设备与仪表课程经过改革之 后，与上学期相比，取得了明显的成效 。未改革之前， 因课程知识内容枯燥，存在大量死记硬背的知识点及 复杂的公式计算， 教师上课时大部分时间都在读 PPT，导致学生期末考试的挂科率达到了 17.6%，且由 于学生对课程内容较为抵触 ， 因此学期缺勤率也较 高，导致平时成绩也偏低。由于卷面成绩占 70%，综合 总分的情况下，学生依然有 13.4%的挂科率，学生平均 成绩仅为 70.6 分 。改革后，教师在老教材的基础上增 加了新知识内容 ， 并摒弃了一部分死记硬背的考点， 增加了一部分让学生在学习过程中可以用自己的语 言理解概括的简答题内容 ， 同时利用多媒体辅助教学，课堂气氛明显活跃，学生的注意力更加集中，学期 缺勤率明显更加降低，且学生对于翻转课堂中口头汇 报表现得较为积极， 大部分学生都认真准备且做的 PPT 较为精美，平时成绩也取得了高分，在综合总分 的情况下，课程的平均成绩上升至 82.4 分，没有学生 不及格，教改效果显著。
五、结语
本文针对“ 十四五”时期“ 双碳”背景下环保设备 与仪表课程教学过程存在的问题进行探讨，针对实际 问题提出了较为有效的改革方案与措施。环保设备与 仪表课程设计着重培养学生工程实践能力与创新思 维，促进学生对环境工程专业知识的综合运用，以及 对环保设备原理、设计、安装、运行与维护的理解与掌 握，力求为高校环境与市政类专业培养出“十四五”规 划下符合“双碳”环保理念的优秀人才。
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其他作者简介：顾晓丹(1986— )，女，讲师，博士 。研究方向：水处 理技术与资源化。
陈逸阳(1990 — )，男，副教授，博士。研究方向：自动化，人工智能。
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