“層進式”教學模式在《水質工程學》中的研究與實踐

徐鳳　楊廣　李俊峰

摘要：《水質工程學》是給水排水專業核心專業主干課程，通過常規的教學方法很難達到預期的教學效果。因此，針對《水質工程學》課程特點，提出了“層進式”教學模式的構想。通過實踐，“層進式”教學模式以學生為本，改革課堂教學內容，強化理論與工程實踐相結合，開展課堂師生互動教學，有助于培養具有扎實的理論知識和廣泛的知識面的技術型人才，以適應新時代的需求。

關鍵詞：層進式；教學模式；水質工程學；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）14-0125-02

在科學技術迅速發展的時代，工科高等教育應適應現代科學技術的發展。目前，國內外很多高校的教育模式各有不同，但對學生的創新能力、自主學習能力、實踐能力方面的培養有很多共識之處。為培養出具有創新能力、自主創新能力、實踐能力的技術人才，實現新時代大學培養目標，改革教學中的傳統教學方法是提高專業課程教學質量的關鍵。水質工程學在排水工程專業中是一門主要的學科，在教學中占有重要地位。為了體現水處理理論的實用性和整體性，有關積水排水專業的專家建議高校對原《給水工程》和《排水工程》課程體系進行改革，建議開設《水質工程學》課程。

一、水質工程學課程概述

水質工程學是給水排水工程專業的主干課程，是各高校相關專業學習的重點內容。該課程以化學、生物、物理等課程內容為基礎，在研究給水和廢水處理的工程技術和工藝方面使用工程的方法，是一門涉及面廣、實踐性和理論性很強的綜合性課程。因此，我們要在不斷地摸索、實踐中提高有關水質工程學的教學質量

二、水質工程學教學現狀

1.教學內容以所選教材為主，內容較單一。水質工程學的教學內容以所選教材為主。教材對基本理論、基本概念、基本方法的講解比較有條理、系統，理論性比較強，但是由于理論性強，比較抽象，使學生很難理解。當然，只是通過教材內容，不利于體現課程的綜合性，使學生對實際工程的了解受到影響。

2.課程之間的聯系不夠緊密。為促使學生對基本理論、基本概念的深刻理解及對知識結構的掌握，許多高校還開設了給水排水工程專業實驗課程。實驗課程由驗證性實驗和演示性實驗組成。對于理論教學來講，實驗教學的時間比較長而且相對滯后，實驗老師對學生理論知識掌握的情況不了解，往往會出現對學生已經掌握的理論知識點，實驗課程上又再次講解，學生沒有掌握的知識點，實驗課程上又沒有講解的情況。導致實驗教學沒有發揮對理論教學補充的作用，既浪費了實驗老師和學生的時間和學校的資源，又沒有實現實驗教學的應有的作用，造成資源、人力、時間的極大浪費。

3.未充分利用實習中搜集的關于水質工程學的資料。為進一步加深學生對教材內容的理解和掌握，以便在課程設計、畢業設計及以后的工作中打下堅實的基礎，實習可以說是一個重要的教學手段。學校在大三上半年為給水排水工程專業的學生安排了大約1周的實習時期，暑假又安排了2周的實習。在實習過程中，學生在聽技術人員介紹實習內容時，可以用儀器記錄下見到的構筑物及設備，由于學生在還沒有學完理論知識的情況下進行學習，所以很難將理論知識和實習中遇到的情況聯系在一起，達不到實習教學的預期效果。同時，學生實習中拍攝資料僅僅為撰寫實習報告所用，勢必造成實習參觀內容及拍攝資料的浪費。

三、“層進式”教學模式在水質工程學課程中的實踐

1.“層進式”教學模式設計。“層進式”教學模式分過四個步驟：（1）由教師結合教材講解教學內容。學生通過這個過程的學習并不能對所學的知識全面理解、消化、吸收，在短時間內只能有個粗略的認識。（2）教師根據教學內容的需要帶領學生到給水排水工程專業實驗室結合水處理構筑物實物模型，再次有針對性地講解通過課堂講授學生難以理解的知識點。幫助學生對教材中的基本概念、原理、水處理構筑物結構形式特點及工作過程、設計參數等知識點進一步消化、吸收。（3）由學生整理實習過程中拍攝的水廠照片資料及在網上收集的資料，根據所學內容，制作幻燈片講解。學生通過收集整理資料，制作幻燈片，使所學的知識點通過自主學習的過程進一步深化。學生最后對制作的幻燈片進行專業表述的過程，就是學生對課程內容進一步深化的過程。學生在講解幻燈片的過程中，不僅能反映出學生所學知識點上的欠缺，還可以變相地反映出教師的教學效果及課堂教學中存在的問題等。（4）由教師根據學生制作的幻燈片及在講解過程中存在的問題及不足，以和學生討論的形式講解，從而彌補課堂教學中存在的缺陷和不足，給學生及時掃平學習過程中的障礙，提高學生的學習效果及興趣。

2.“層進式”教學模式的特點。（1）“層進式”教學模式使課程教學內容更豐富。“層進式”教學模式使教學內容以單一的所選教材為主，擴充為以所選教材為基礎、以實踐內容為補充、以網絡資源為拓展的結合水處理學科發展要求的教學內容，即：教材內容——實踐教學中的水處理內容——學科前沿的水處理動態的層進形式。“層進式”教學模式是教學內容從抽象難懂的基本理論到學科前沿的層進，不僅體現水處理技術迅速發展，而且突顯出了課程的綜合性，使課堂教學內容不斷更新。（2）“層進式”教學模式使理論教學與實踐教學緊密結合，突出課程的工程性。《水質工程學》中基本概念多，水處理方法基本原理抽象，理論性強，水處理構筑物結構復雜、工作過程煩瑣，較扎實地掌握水處理的基本概念、基本理論、基本方法是熟練運用處理方法解決水處理問題的前提。過去，教師僅僅想通過查閱大量的書籍，找尋便于學生理解的教學方法，收效甚微。又試圖通過實習、實驗等實踐教學深化課堂理論知識了理解，結果也與預期相差甚遠。而“層進式”教學模式巧妙地將理論教學與實踐教學緊密結合，以理論教學為基礎，充分發揮了實踐教學對理論教學的有益補充作用。同時，在課堂教學中通過添加實踐教學“元素”突出課程的工程性，增強了課程與課程的相關性。（3）“層進式”教學模式增強學生的自主學習能力、創造能力。“層進式”教學模式的實施，需要學生在實習實踐中拍攝構筑物及設備，在課余時間結合所學專業借助網絡了解學科發展動態，收集水處理的最新處理方法、處理工藝、處理設備等。根據課堂上所學的知識，與同組同學討論、整理相關資料，制作成幻燈片，最后在課堂中進行講解的過程使學生的自主學習能力得到淋漓盡致地發揮。同時，也增強了學生學習的主人翁意識，大大提高了學生的學習興趣，最終增強了學生對知識的求知欲，使學生的創造能力大大提高。

四、“層進式”教學模式實施效果

1.促進學生綜合能力提高。“層進式”教學模式實施3年中，參與實施計劃的學生人數180人。學生的學習積極性明顯增強，語言表達能力、團隊合作能力、動手能力顯著提高。學生參加的以《水質工程學》教學內容為基礎的各種科研課外活動明顯增加。改革實施過程中給水排水工程專業的學生參加實踐活動17項，獲得優秀團隊稱號4次，學生個人獲獎9人次，以學生為第一作者發表文章5篇，學生獲得國家授權的專利1項，學生獲得中華環保基金會TOTO水基金2012年節水專利資助活動資助1項，學生制作水處理專業模型2個。在“層進式”教學模式實施過程中參與學生達144人次，占學生總數的80%。

2.促進教師綜合能力增強。“層進式”教學模式的順利實施，就需要授課教師有扎實的理論知識，同時還要有豐富的工程實踐能力，以及較強的科研能力。這就推動了教師自我能力提高的過程。課題組教師在“層進式”教學模式實施3年中，獲得國家授權的多項專利和課題。課題組教師獲得石河子大學教學類獎項4人次。課題組發表教學法論文8篇。課題組教師獲得石河子大學青年骨干教師資助計劃項目3人，受聘為石河子大學水利建筑工程學院“水藍社團”指導教師3人。出國深造攻讀博士研究生教師1人，攻讀國內博士研究生1人。

3.推動課程體系建設。在“層進式”教學模式實施過程中，課題組教師以學生為本，通過整合課程內容，強化理論與工程實踐相結合，開展課堂師生互動教學，逐步建立科學合理的課程體系，推動專業課程的建設。通過課題組教師的共同努力，《水質工程學》獲2012年度校級二類課程。

五、總結

水質工程學課程教學需要不斷地摸索和完善。通過“層進式”教學模式的實踐，整合課程內容，逐步建立科學合理的課程內容體系，對提高教學質量具有現實意義。同時，通過“層進式”教學模式的實踐，激發學生的學習熱情和興趣，發揮學生的主觀能動性，對培養具有扎實的理論知識又具有寬泛知識面的社會需要的工程技術人才具有重要意義。

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