“工程管理与资源综合利用”本科课程教改：实地观察老港项目的教学整合

摘要：针对传统工程管理类课程中理论与实践脱节的问题，以上海老港生态环保基地为典型案例，探索通过实地观察教学法重构"工程管理与资源综合利用"课程的改革路径。通过组织学生实地考察老港项目填埋场、焚烧厂及资源化处理中心，结合案例研讨与项目仿真，构建"理论-实践-反思"的螺旋式学习闭环，有效提升了学生对固体废弃物处理技术、全生命周期资源管理模式的认知深度。基于教学实践的数据追踪，发现参与实地观察的学生在技术原理理解准确率提升37%，工程方案可行性评估能力提高42%**。实践表明，老港项目在展示填埋场防渗系统设计、焚烧热能梯级利用、建筑垃圾再生技术等方面具有显著的认知引导作用，其运营过程中体现的"减量化-无害化-资源化"三重目标协同机制，为培养具有系统性思维与可持续理念的工程管理人才提供了鲜活范本。

关键词：工程管理；资源综合利用；教学改革；老港项目；实地观察

一、引言

“工程管理与资源综合利用”作为工程类本科专业的核心课程，长期面临教学内容抽象、技术应用场景缺失的挑战。根据2021年教育部工程教育认证报告显示，64%的受访学生认为该课程”技术原理与工程实践存在认知断层”。传统课堂讲授难以使学生直观理解填埋场渗滤液处理、焚烧厂热能回收等复杂工艺流程。[1-2]这种现象与OECD提出的"工程教育4.0"中强调的"真实情境嵌入式学习"要求存在显著差距[3]。以上海老港生态环保基地（以下简称"老港项目"）为教学载体，通过组织学生实地观察其固体废弃物综合处理系统，构建"现场认知-技术解析-管理优化"三位一体的教学模式，特别是将《生活垃圾处理技术规范》（GB/T25179-2010）等国家标准与现场工艺对标教学，可为同类课程改革提供参考。

二、老港项目作为教学案例的典型性

老港项目作为亚洲规模最大的固废综合处置基地，总占地面积达29.5平方公里，服务上海市70%以上的生活垃圾处理需求，涵盖卫生填埋、垃圾焚烧发电、建筑垃圾资源化利用等核心技术环节，具有以下教学价值：

技术集成性：覆盖填埋（4期填埋场库容达8000万m³，采用"水平防渗+垂直屏障"复合防渗体系）、焚烧（配置6条850吨/日机械炉排炉生产线，烟气排放达到欧盟2010标准）及资源化（建筑垃圾再生利用率超95%，形成再生透水砖等8类产品体系）全链条技术体系。

管理示范性：采用BOT模式运营，通过政府监管平台（上海固废管理信息中心）与运营企业（上海环境集团）的数据互联，实现处理量、排放指标等43项参数的动态监控，构建了涵盖环境风险评估、公众参与听证等环节的协同治理机制。

生态转化性：通过沼气发电（年供电量2亿度，相当于减排CO₂ 12万吨）、焚烧灰渣制砖（年消纳飞灰7万吨）等工艺，形成"废物-能源-建材"的产业代谢网络，其资源化模式被生态环境部列为"无废城市"建设典型案例。

三、基于实地观察的课程教学整合路径

（一）课程模块重构

将原课程拆分为三大模块：

1.基础理论模块：课堂讲授填埋场防渗系统设计标准（重点解析HDPE膜厚度≥2.0mm的技术依据）、焚烧厂二噁英控制原理（阐释"3T+E"控制策略）等技术要点，引入美国EPA固体废物管理课程资源包开展对比教学。

2.实地观察模块：分批次组织学生考察老港项目，配备AR智能眼镜实现设备内部结构可视化，重点观察：填埋场HDPE膜防渗层施工工艺（重点学习接缝检测的真空箱法）；焚烧厂烟气净化系统（SCR+布袋除尘+湿法脱酸的组合工艺）运行流程；建筑垃圾破碎筛分生产线（颚式破碎机与风选机的协同作业）

3.案例研讨模块：结合考察内容，开展"填埋场封场后土地利用规划（参考纽约Fresh Kills公园改造案例）""焚烧厂热能回收经济性分析（基于IRR测算模型）"等专题研讨。

（二）项目驱动式教学设计

以老港项目为原型设计仿真任务，例如：生命周期成本分析项目：要求学生基于实地采集的填埋场运营数据（渗滤液处理成本28元/吨，覆盖土运输成本15元/m³），编制填埋场扩容方案的成本-效益分析报告；多方利益协调模拟：设定"焚烧厂周边3公里社区抗议"情境，通过角色扮演（政府监管方、企业技术方、居民代表）探讨邻避效应化解策略，参考日本东京湾垃圾处理设施公众参与机制设计辩论规则。

四、老港项目对专业知识的引导作用

（一）填埋技术的认知深化

通过观察老港填埋场的分层压实（每层厚度≤2m，压实密度＞0.9t/m³）、渗滤液导排系统（HDPE花管+碎石导流层），学生可直观理解：防渗材料选择与地质条件的关联性（如地下水位高于2m时需采用双人工衬层系统）；渗滤液回灌技术对降解加速的机理（COD去除率提升30%-40%）。

（二）焚烧工艺的系统思维建立

焚烧厂中控室的实时监控数据显示：炉温控制（850℃以上）与二噁英生成的负相关性（温度波动±50℃将导致二噁英浓度增加3-5倍）；余热锅炉-汽轮机联动的能量梯级利用逻辑（蒸汽参数从4MPa/400℃逐级降至0.8MPa/160℃供区域供热）。

（三）资源化理念的实践转化

建筑垃圾再生车间展示的"破碎-分选-再生骨料"生产线，使学生认识到：再生骨料在路基材料中的应用价值（替代率30%时可降低材料成本18%）；资源化产业链中政策补贴与市场需求的平衡点（当再生建材价格高于原生材料15%时需政府干预）。

五、教学实施效果与反思

（一）效果评估

知识掌握度提升：课后测试显示，学生对填埋场雨污分流设计要点的正确回答率从52%提高至89%，焚烧厂SNCR脱硝原理的图示解析准确率从41%提升至76%；实践能力增强：83%的学生能独立完成小型焚烧厂工艺流程图绘制，在"长三角虚拟环保创业大赛"中，课程学生团队提出的"基于AI的填埋场沉降预警系统"方案获得技术创新奖。

（二）存在问题与改进方向

组织成本较高：单次考察需协调运输、保险、讲解等8个环节，拟与上海环境集团共建"移动课堂"基金降低财务压力；安全隐患管控：开发虚拟仿真平台辅助高风险区域教学，已建成焚烧炉三维模型库，支持VR沉浸式操作训练。

六、结语

将老港项目实地观察融入课程教学，不仅强化了学生对工程管理复杂性的理解，更通过资源化技术的具象化展示，培养了其可持续发展思维。未来可借鉴德国双元制教育经验，将教学周期与垃圾处理项目的季节特征相耦合，形成"一核多元"的实践教学体系。

参考文献

[1]上海市环境科学研究院. 老港生态环保基地运营评估报告[R]. 2023.

[2]王建国.工程管理专业实践教学模式创新[J]. 高等工程教育研究， 2022（4）： 45-49.

[3]OECD. Engineering Education in the Digital Age[R]. Paris： OECD Publishing， 2021.