淺談水污染控制工程課程教學模式的改革

郝桂珍+楊國麗

[摘 要] 從以學生為主體的角度出發(fā)對水污染控制工程課程的理論與實踐教學模式進行了探索。著重對課程設置、教學內(nèi)容和方法的應用進行了改革。提出了新的課程體系的教學模式，實踐表明取得了較好的效果。

[關鍵詞] 水污染控制工程；教學內(nèi)容；教學模式；課程體系

[中圖分類號] G642.0 [文獻標志碼] A [文章編號] 1005-4634（2014）04-0041-03

0 引言

水污染控制工程是給排水科學與工程、市政工程、環(huán)境工程專業(yè)的主要專業(yè)課程，具有很強的綜合性、實踐性和專業(yè)性[1]。河北建筑工程學院環(huán)境工程專業(yè)是依托給排水科學與工程專業(yè)而建立起來的，以基礎扎實、專業(yè)面寬、素質(zhì)好、實踐能力強、富有創(chuàng)新精神的應用型人才為培養(yǎng)目標，在培養(yǎng)具備城市和城鎮(zhèn)水、氣、聲、固體廢物等污染防治人才的基礎上以突出水為專業(yè)特色。因此水污染控制工程在整個專業(yè)課程體系中具有非常重要的地位，對培養(yǎng)具有河北建筑工程學院特色的環(huán)境工程專業(yè)應用型人才具有舉足輕重的作用[2]。

近年來，隨著污水處理工藝不斷創(chuàng)新，水污染控制工程課程的內(nèi)容越來越多，而課程講授的學時卻有所減少。為解決課時短內(nèi)容多的矛盾，河北建筑工程學院水污染控制工程課程建設組根據(jù)多年的講授經(jīng)驗，結合水污染控制工程課程的特點，對該課程教學方法的創(chuàng)新和改革進行了不斷探索研究，并取得了一定成效。

1 課程設置的內(nèi)容及意義

水污染控制工程是一門綜合性很強的專業(yè)課程，包括理論教學、實驗教學、課程設計、畢業(yè)設計、各種實習實踐環(huán)節(jié)等內(nèi)容，主要內(nèi)容以敘述性為主，復雜的理論推導較少，但課程的內(nèi)容較多，所涉及的基礎知識也較繁雜，涉及有機化學、無機化學、物理化學、流體力學、環(huán)境微生物學等。該課程的基本內(nèi)容包括兩大部分：即排水管網(wǎng)部分和污廢水處理部分。在河北建筑工程學院排水管網(wǎng)的內(nèi)容由開設的“城鎮(zhèn)給排水管道工程”這門課程講授，這樣環(huán)境工程專業(yè)的水污染控制工程課程主要講授污廢水處理部分，包括污水處理廠（站）工藝設計，通過該課程的學習，旨在培養(yǎng)學生解決水污染防治的綜合能力和創(chuàng)新能力。

2 教學內(nèi)容的改革

2.1 相關課程內(nèi)容與時間的整合

本課程在教學過程中遵循“以人為本”的教育理念，充分發(fā)揮教師的主導作用和尊重學生的主體地位，通過研究性學習、探究性學習來激發(fā)學生學習的興趣和欲望，調(diào)動學生思維的主動性、積極性，充分發(fā)揮學生的內(nèi)在潛能，引導學生走自學之路，鼓勵創(chuàng)新精神，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。

1）教材的選用。為了提高水污染控制工程的理論教學效果，教材的選擇非常重要。水污染控制工程課程可供選擇的教材較多，但各種教材良莠不齊，有的側重理論研究，有的編寫內(nèi)容較淺、條理性較差。河北建筑工程學院環(huán)境工程專業(yè)水污染控制工程教學從第一屆開始就選用高廷耀主編、高等教育出版社出版的“面向21世紀課程”的教材。該教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，教材編排的內(nèi)容既有理論又有工程實例，適合河北建筑工程學院培養(yǎng)學生的目標。

2）授課內(nèi)容側重點的調(diào)整。水污染控制工程課程內(nèi)容十分豐富，各種新工藝新技術也在不斷的開發(fā)和應用，根據(jù)河北建筑工程學院的實際情況，在授課內(nèi)容上重點做了以下調(diào)整：（1）對于基本概念和基本理論一定要講透徹，學生必須扎實掌握，而側重于科學研究的理論如勞倫斯和麥卡蒂模型只做簡單介紹即可；（2）重點講解各種類型構筑物的工作原理，而對其尺寸計算公式簡單講解，通過課后留大作業(yè)和課后輔導的形式，讓學生掌握各種構筑物尺寸的計算過程；（3）盡可能地反映學科領域中的新技術，如平流沉砂池，教材上示意圖的構造及排砂方式現(xiàn)在基本不用，因此在授課中要把現(xiàn)在常用的排砂方式和相應結構講清楚，同時教材上的設計計算公式也要做調(diào)整。

3）與實踐教學的銜接。在理論教學過程中要注重與后期課程設計、畢業(yè)設計及工程實踐聯(lián)系起來，對于各種形式的構筑物結構外形，采用DV、動態(tài)仿真模擬和圖片等形式將實際工程的資料直觀地展示給學生。對于課程設計和畢業(yè)設計中容易出現(xiàn)的問題要重點講解。構筑物的工藝尺寸設計要與工程實踐相結合，比如在計算構筑物的尺寸時，不能按手冊或課本的公式計算完是多少就是多少，而是要按設計時選用配套設備尺寸調(diào)整到合適的尺寸。

4）課程設置時間的調(diào)整。原教學計劃中水污染控制工程設置在第七學期講授，但近幾年由于考研學生越來越多，學生為了準備研究生復習考試，第七學期課程的學習投入精力較少，造成第七學期主要的專業(yè)課程學習效果較差。尤其是最后兩周的課程設計，準備考研的學生幾乎都是拷貝完成的。鑒于這種情況，在新教學計劃調(diào)整的時候，將具有河北建筑工程學院環(huán)境工程專業(yè)特色的主要專業(yè)課由原來的第七學期調(diào)到第六學期講解，其中包括水污染控制工程課程，而在第七學期適當增加選修課程。經(jīng)過這樣調(diào)整，學生在主干專業(yè)課學習時，相比在第七學期投入的精力要多，課程內(nèi)容學習效果良好。

2.2 實踐性教學環(huán)節(jié)的改革

與水污染控制工程理論教學相關的實踐性教學環(huán)節(jié)有認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、實驗教學、課程設計和畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)，這些實踐性教學環(huán)節(jié)與理論教學環(huán)節(jié)組成一個有機學習體系。理論教學是實踐教學的基礎，而實踐教學又是理論教學的應用和目標，因此，在教學中各環(huán)節(jié)要相互協(xié)調(diào)，有機結合，以避免出現(xiàn)脫節(jié)或重復。

1）認識實習的調(diào)整。河北建筑工程學院環(huán)境工程專業(yè)原教學計劃在第五學期初設置了兩周的認識實習教學環(huán)節(jié)，認識實習的目的是在接觸專業(yè)課和專業(yè)基礎課之前，到相關的單位參觀實習，對后續(xù)課程有一個總體的認識。由于學生進行認識實習的時候還未上專業(yè)課，在實習過程中缺乏對處理系統(tǒng)和工藝的基本認識，不知如何學習，加上實習人數(shù)較多，實習過程基本上是走馬觀花，實習效果不佳。新的教學計劃將認識實習改為在各專業(yè)課上課過程中穿插進行，不再集中實習。授課教師根據(jù)教學的要求，在課程講授過程中配合到污水處理廠實習，這樣實習效果較好，而且在授課過程中講構筑物和設備的構造形式和運行控制方法的時候，結合實習的內(nèi)容講起來更容易理解，且效果良好。

2）實驗課程的調(diào)整。水污染控制工程實驗教學是理論聯(lián)系實際的橋梁，對于鞏固理論知識、掌握實驗技術技能、培養(yǎng)學生的動手能力、提高學生的綜合素質(zhì)起著關鍵作用[3]。實驗教學可充分鍛煉學生的觀察和動手能力，補充完善學生的理論知識結構，訓練分析、判斷、綜合等邏輯思維能力和獨立解決問題的勇氣和能力，并初步培養(yǎng)開發(fā)學生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神。

原實驗課程教學安排集中在一周的時間內(nèi)進行，由于有些理論知識較早已講完，有的可能還未講，這樣在做實驗時就和理論教學有些脫節(jié)。針對這種情況，對實驗教學的安排做了調(diào)整，要求實驗室盡量配合主講教師在相關理論知識講授完后，再配合相應的實驗教學。經(jīng)過實踐證明，這樣既能使學生做到理論與實踐相結合，鞏固從課堂和書本上學到的專業(yè)知識，又可以通過實驗操作培養(yǎng)學生的專業(yè)技能與初步的科研能力，從而有利于提高學生的綜合能力和全面素質(zhì)。

3）畢業(yè)設計及課程設計。河北建筑工程學院環(huán)境工程畢業(yè)設計分為五個方向，水污染控制是其中一個。為了提高學生的工程實踐能力，指導教師要求具有一定的工程背景。在設計深度方面要求有3～5張圖能達到施工圖深度。根據(jù)經(jīng)驗，為了讓學生在畫施工圖時能更好地了解構筑物結構，畢業(yè)實習不能集中在兩周內(nèi)完成，而是根據(jù)畢業(yè)設計各階段需求穿插在畢業(yè)設計過程中進行，使實習和設計有機結合，充分發(fā)揮實習的作用。

課程設計是水污染控制工程教學中一個重要的實踐性環(huán)節(jié)，其目的是要求學生綜合運用所學的有關知識完成污水處理廠的初步設計，通過設計掌握解決實際工程問題的能力，并進一步鞏固和提高理論知識。根據(jù)幾年來課程設計環(huán)節(jié)的經(jīng)驗教訓，新計劃將課程設計的時間調(diào)整為兩周，在內(nèi)容上也有所調(diào)整，為了讓學生在短時間內(nèi)能掌握污水處理廠初步設計階段的內(nèi)容，將重點放在訓練構筑物工藝設計計算和畫圖方面[4]。這樣即使后期畢業(yè)設計階段學生不做污水處理廠的設計，又能通過課程設計掌握一定的相關基本知識。

3 教學方法的改革

3.1 多媒體輔助教學

多媒體教學方法可以在一定程度上突破時間和空間的限制，擴大直觀視野，充實直觀內(nèi)容，強化直觀效果，豐富感知材料。但是為了避免教師過分依賴多媒體而失去展現(xiàn)個性魅力的空間，根據(jù)水污染控制課程內(nèi)容特點，在教學中理論性強的以傳統(tǒng)的黑板教學為主，實踐性強的以多媒體教學為主。因此筆者在PPT制作的過程中不是簡單的將書本內(nèi)容機械的編排，而主要是讓學生們觀看一些構筑物或設備的形式、運行過程及原理等直觀的教學，對于基本概念和理論還需要教師認真仔細地用板書進行推導和講解。比如在介紹格柵的時候，首先應用Flash動畫模擬格柵的工作原理，再通過圖片展示實踐中各種形式的格柵類型，應用DV播放格柵的運行過程，再通過學習CAD圖讓學生掌握格柵施工圖的畫法及尺寸計算過程。這樣能調(diào)動學生的學習興趣，增加學生的感性認識，解決了板書教學的缺點，提高了教學效果，同時也為后續(xù)的課程設計和畢業(yè)設計奠定了良好的工程實踐基礎。

3.2 多渠道和學生溝通

除了采用課堂講授教學方式外，還采用網(wǎng)絡教學彌補課堂教學時間有限、內(nèi)容講授不充分等不足。將水污染控制工程相應的資料（如教學大綱、仿真動畫、圖片、課件PPT、習題和作業(yè)、工程設計實例以及相應的水污染控制工程精品課程網(wǎng)站鏈接等）放在網(wǎng)絡教學平臺上，學生可以按自己的學習需求下載相應的資源進行學習。除了定期到教室進行每周一次的集中輔導以外，還利用手機、E-mail和QQ等方式隨時和學生進行溝通交流，及時解答學生在學習過程中遇到的問題。這種課堂講授和網(wǎng)絡教學相結合、板書和多媒體動態(tài)仿真相結合的教學方法，使理論教學富有樂趣，知識更直觀，內(nèi)容更充實，便于學生理解和記憶，教學效果良好。

3.3 充分利用學術講座開闊學生的視野

通過聘請知名大學教授來做學術講座，讓學生了解水污染處理的前沿技術，及時地反映學科領域中的新成就和發(fā)展動態(tài)，以開闊學生的視野[5]。鑒于近年來廢水處理新工藝的開發(fā)十分迅速、活躍，不可能在課程中進行全面詳盡的講述，為此安排本校資深的教師以學術講座的形式，讓學生了解專業(yè)領域的發(fā)展動態(tài)及科研成果，介紹相關的法律法規(guī)、管理手段、排放標準和水質(zhì)基準、膜分離理論與技術、高濃度降解有機廢水治理等領域。淵博的知識、精彩的講解使得學生對該領域的知識產(chǎn)生濃烈的興趣與求知欲望。

4 結束語

經(jīng)過不懈的努力，水污染控制工程在課程體系和教學內(nèi)容、教學模式和教學方法、實踐教學、學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面已形成了一套完善的教學系統(tǒng)，使得水污染控制工程課程體系各環(huán)節(jié)在銜接上不斷優(yōu)化，授課內(nèi)容和方法不斷改進，較好的教學效果彰顯了河北建筑工程學院環(huán)境工程培養(yǎng)的目標與特色。

參考文獻

[1]吳小寧，馮晉陽，等. 水污染控制工程課程教學方法研究[J].教學研究：2012，35（5）：65-66.

[2]解清杰，黃衛(wèi)紅，等. 環(huán)境工程專業(yè)“水污染控制工程”課程建設探析[M]. 北京：中國電力教育出版社，2009.

[3]成官文.水污染控制工程國家精品課程教育方法和手段的改革與實踐[J]. 理工高等教育：2008，27（5）：134-136.

[4]《面向21世紀高等工程教育教學內(nèi)容和課程體系改革計劃》工作指導小組.挑戰(zhàn)探索實踐[M]. 北京：高等教育出版社，1997.

[5]李凡修，張竹青.水污染控制工程課程建設的實踐與設想[M]. 北京：高等教育出版社，2008.