水污染控制工程課程改革與實(shí)踐

閆立龍 任 源 張 穎 代英杰

1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 黑龍江哈爾濱 150030 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 黑龍江哈爾濱 150090

目前，我國(guó)有近300所高校開設(shè)了環(huán)境工程專業(yè)[1]，其中水污染控制工程課程是環(huán)境工程專業(yè)的核心課程之一，受到了普遍重視。水污染控制工程是環(huán)境工程本科專業(yè)一門重要的專業(yè)主干課程，同時(shí)又是一門多學(xué)科交叉、工程性質(zhì)較強(qiáng)的課程。在整個(gè)教學(xué)過程中，如何在短學(xué)時(shí)內(nèi)提高課堂教學(xué)效果與信息量，將理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，是目前亟須解決的問題。筆者結(jié)合學(xué)校定位和專業(yè)特色，根據(jù)幾年來水污染控制工程的課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，對(duì)水污染控制工程這門課程進(jìn)行了積極改革和探索，取得了良好的教學(xué)效果。

1 改革教學(xué)方法，整合教學(xué)內(nèi)容

1.1 改革教學(xué)方法，提高教學(xué)效率

水污染控制工程涉及化學(xué)、物理化學(xué)、流體力學(xué)、環(huán)境工程、微生物學(xué)等方面的知識(shí)，若在較少的學(xué)時(shí)內(nèi)完成該課程的基本教學(xué)內(nèi)容，必須改革教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效率。我們要求學(xué)生充分利用課外時(shí)間，做好課前預(yù)習(xí)，了解水污染控制工程所學(xué)內(nèi)容的相關(guān)知識(shí)，這樣授課教師不用對(duì)相關(guān)知識(shí)做過多闡述，明顯提高了授課速度。與此同時(shí)，在具體教學(xué)過程中，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將理論教學(xué)與工程實(shí)例相結(jié)合，如在講解污水水質(zhì)指標(biāo)和分類時(shí)，結(jié)合“松花江水污染”事件進(jìn)行講解；在教授污水生物處理工藝時(shí)，結(jié)合哈爾濱太平污水處理廠的具體工藝進(jìn)行講解，這樣極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率。

1.2 選擇適宜教材，合理安排教學(xué)內(nèi)容

在教材選擇上，我們一貫堅(jiān)持選用全國(guó)知名出版社的高水平教材，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)“水污染控制工程”課程選用高等教育出版社出版的高廷耀、顧國(guó)維主編的《水污染控制工程》(下冊(cè))，以建筑工業(yè)出版社出版的張自杰編寫的《排水工程》作為輔助教材，并在教學(xué)與輔導(dǎo)中利用相關(guān)期刊及互聯(lián)網(wǎng)資源構(gòu)建立體化系列教材。

水污染控制工程課程是以生物、物理化學(xué)、化工等課程為理論基礎(chǔ)，用工程學(xué)方法研究控制自然水體污染的途徑以及廢水處理的工藝和工程技術(shù)[2]。這門課程采用傳統(tǒng)授課模式所用的學(xué)時(shí)數(shù)一般為60～80學(xué)時(shí)，一些學(xué)校甚至達(dá)到100學(xué)時(shí)以上[3]，而東北農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)系則設(shè)定為48學(xué)時(shí)，明顯存在學(xué)時(shí)數(shù)不足的問題。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)盡可能多地教授給學(xué)生更多的知識(shí)是任課教師需要考慮的問題，對(duì)教學(xué)內(nèi)容要進(jìn)行取舍。我們堅(jiān)持的原則是“統(tǒng)籌考慮，避免重復(fù)”，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)系在相關(guān)課程設(shè)置中，開設(shè)環(huán)境工程設(shè)計(jì)和環(huán)境工程綜合實(shí)驗(yàn)兩門課程，為避免課程內(nèi)容重復(fù)，主要講解污水處理部分，以物理處理方法—化學(xué)處理方法—生物處理方法為主線，重點(diǎn)講解物理方法和生物處理方法，將課程涉及的設(shè)計(jì)性內(nèi)容安排在環(huán)境工程設(shè)計(jì)上進(jìn)行講述；有些課程內(nèi)容，如吸附部分安排到環(huán)境污染控制綜合實(shí)驗(yàn)課程上；通過對(duì)新技術(shù)、新理論做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，明顯地拓展了學(xué)生的思路，如講述生物脫氮理論與技術(shù)時(shí)，將短程硝化-反硝化、厭氧氨氧化等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充。總之，通過合理地安排教學(xué)內(nèi)容，使得學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)，盡可能全面地獲得水污染控制工程方面的專業(yè)知識(shí)。

2 改革教學(xué)手段，注重傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)的結(jié)合

多媒體是一種集文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、聲音、視頻等為一體的綜合信息處理技術(shù)[4]，它具有直觀、形象、生動(dòng)及信息量大等特點(diǎn)，深受廣大師生歡迎。相比于傳統(tǒng)教育手段，多媒體教學(xué)在以下幾個(gè)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)：教學(xué)容量大；調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性；激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；拓寬課堂教學(xué)形式；促進(jìn)教學(xué)改革等。多媒體教學(xué)雖然有很多優(yōu)勢(shì)，但如果教師很少或幾乎沒有板書，一味地將多媒體作為“電子板書”，學(xué)生上課時(shí)幾乎全是在記筆記，沒有消化和吸收的時(shí)間，會(huì)導(dǎo)致師生之間缺乏有效的互動(dòng)，影響教學(xué)效果。同時(shí)，學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間面對(duì)高亮度的投影銀幕容易造成視覺疲勞，也會(huì)影響教學(xué)質(zhì)量。

水污染控制工程這門課的教學(xué)內(nèi)容構(gòu)架較為復(fù)雜，其內(nèi)容既包括很多敘述性的理論知識(shí)，又含有許多工藝流程圖、儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)圖等，一味采取一種教學(xué)手段，學(xué)生會(huì)感到厭煩。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，可對(duì)基本文字理論部分采用傳統(tǒng)板書式的教學(xué)手段，教師在書寫過程中，學(xué)生即可對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行消化和吸收；對(duì)于工藝流程圖、儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)圖等則采用現(xiàn)代教學(xué)手段，如PPT，F(xiàn)lash，DV等，使該課程的知識(shí)架構(gòu)具有很強(qiáng)的邏輯性，教學(xué)內(nèi)容的詮釋更加形象生動(dòng)。

3 改革考核方式，提高平時(shí)成績(jī)比重

考試是檢驗(yàn)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段。傳統(tǒng)的考試方法使學(xué)生更多地學(xué)會(huì)所謂“突擊式”的學(xué)習(xí)方式，考試前幾周乃至幾天集中學(xué)習(xí)某門課程，以應(yīng)對(duì)期末考試，這種考試方式不利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力、分析及解決問題的能力，學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容也掌握得不夠扎實(shí)，考試后頭腦中相關(guān)知識(shí)所剩無幾。針對(duì)這種狀況，我們對(duì)考試方式進(jìn)行了改革，在繼承了傳統(tǒng)考試方式的同時(shí)，也強(qiáng)調(diào)平時(shí)成績(jī)的重要性，提高平時(shí)成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中的比重，達(dá)到30%，這部分成績(jī)包括作業(yè)、隨堂考試、課前預(yù)習(xí)、課前資料的收集與整理等。

4 改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，注重理論聯(lián)系實(shí)際

水污染控制工程是一門實(shí)踐性要求較高的課程，必須加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。課堂所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)結(jié)合起來，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。

4.1 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的參與意識(shí)

教師在授課過程中將城鎮(zhèn)污水、特殊工業(yè)污水處理工程實(shí)例，如工程圖片及廢污水處理工程現(xiàn)場(chǎng)錄像直接引入到多媒體課件中，讓學(xué)生對(duì)此有較為直觀的認(rèn)識(shí)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，將水污染控制工程中的重點(diǎn)內(nèi)容—生物處理部分設(shè)計(jì)成一個(gè)連續(xù)的實(shí)驗(yàn)，其中包括連續(xù)流活性污泥法處理污水實(shí)驗(yàn)，并通過調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，將實(shí)驗(yàn)課程改成SBR處理污水實(shí)驗(yàn)，同時(shí)測(cè)定活性污泥的污泥濃度、污泥沉降比和污泥體積指數(shù)，這樣既明確了三者的關(guān)系，又對(duì)污水生物處理系統(tǒng)有了明確的認(rèn)識(shí)和了解，并加深了對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握。

為加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，授課教師除完成實(shí)驗(yàn)課要求的基本內(nèi)容外，還帶領(lǐng)學(xué)生參觀教師的科研室，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的模型進(jìn)行講解，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)原理、注意事項(xiàng)等，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

為提高學(xué)生的參與意識(shí)，我校設(shè)有“大學(xué)生創(chuàng)新基金”，為有興趣參與研究的學(xué)生提供實(shí)踐平臺(tái)，并配有專門教師對(duì)其進(jìn)行指導(dǎo)，學(xué)生可自己設(shè)立科研項(xiàng)目或者參與教師的教學(xué)科研活動(dòng)，從事力所能及的技術(shù)開發(fā)工作，使學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)過程中提高創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力、分析及解決問題的能力。

4.2 抓好學(xué)生實(shí)習(xí)基地的建設(shè)

在課程教學(xué)之后，我們帶領(lǐng)學(xué)生走出課堂，選擇有代表性的工業(yè)廢水處理廠和城市污水處理廠作為實(shí)習(xí)基地，由現(xiàn)場(chǎng)工程師與任課教師共同介紹污水處理廠主要構(gòu)筑物參數(shù)、運(yùn)行情況、可能遇到的問題及解決措施等。這樣可以讓學(xué)生有機(jī)會(huì)深入生產(chǎn)實(shí)際，了解我國(guó)污水處理廠的基本狀況，做到理論與工程實(shí)踐相結(jié)合，收到了事半功倍的效果。

5 結(jié)束語

水污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)的主干課程之一。教學(xué)過程中，我們通過整合教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法、教學(xué)手段與考核方式；同時(shí)注重理論課與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的緊密結(jié)合，顯著提高了教學(xué)效果，提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，為學(xué)生的畢業(yè)、就業(yè)及深造打下了良好基礎(chǔ)。

[1] 楊林,李偉,李宏.我國(guó)地方高校發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].國(guó)家教育行政學(xué)院學(xué)報(bào),2009(11):3-7.

[2] 解清杰,黃衛(wèi)紅,吳向陽.淺談地方高校“水污染控制工程”課程雙語教學(xué)[J].中國(guó)電力教育,2010(33):131-133.

[3] 李潛,吳春篤,劉宏.水污染控制工程課程體系改革探討[J].教學(xué)研究,2009,32(4):61-64.

[4] 成官文,解慶林,朱義年.水污染控制工程課程改革與實(shí)踐[J].理工高教研究,2006,25(1):102-103.