提高實驗教學效果，提升學生應用能力

劉強++閆軍偉

摘 要：為提高學生的理論水平和實際應用能力，同時使學生具備一定的創新能力，培養出更多的優秀給排水科學與工程專業應用型人才，文章以“水質工程學”實驗課為例，對實驗課在整個教學過程中的切入點進行合理安排，將實驗課與課堂教學進行有機結合，充分發揮學生在實驗課上的主體作用以及優秀學生的模范帶頭作用，取得了很好的教學效果。

關鍵詞：水質工程學；給排水科學與工程；應用型人才；實驗教學

中圖分類號：TU991；TU992 文獻標識碼：A

徐州工程學院（以下簡稱“本校”）位于江蘇省徐州市，是一所全日制市屬本科院校。學校堅持地方性、應用型的辦學定位，實施“錯位發展”戰略，致力應用型人才的培養。學校給排水科學與工程專業現在每屆招收學生120人左右，分3個班。為達到“應用型人才的培養目標”，充分提升學生的應用能力和創新能力，本校借鑒相關經驗并結合學校自身特點，對相關專業課程進行了精心組織與安排，取得了良好的教學效果，現以“水質工程學”實驗課為例予以說明。

一、“水質工程學”實驗課的背景介紹

水質工程學課程的特點就是強調在掌握各種理論知識的同時，注重理論和實踐之間的結合，讓學生能夠在工作的過程之中擁有解決實際問題的能力。為此，對于水質工程學來講實驗教學與課堂教學都是教學之中所不可或缺的環節。特別是水污染的治理本身就是一個較為復雜的過程，其所研究的領域也是相當寬廣，各種新理論、新技術以及新工藝層出不窮，這些都要求實驗教學必須從內容上進行更新，要從方法上進行改變，力爭在實驗教學的內容以及結構上都能夠緊跟當今科技發展的潮流，讓學生能夠在學習的過程之中掌握一門綜合技術，形成解決實際問題的能力，以滿足社會發展對于人才的需要。

本校“水質工程學”課程分為兩部分：一部分是“水質工程學1”，學時數為48，主要講述給水處理技術；另一部分是“水質工程學2”，學時數為64，主要講述污水處理技術。為了提高教學效果，在“水質工程學”課程的教學過程中安排了混凝、沉淀、好氧生物處理等8個實驗，每個實驗占用2個學時，實驗課總學時數為16。

二、“水質工程學”實驗課的改革與探索

1. 對實驗課在教學過程中的切入點進行精心組織安排

實驗課的教學效果會因每個實驗在教學過程中切入點的不同而有明顯差異。切入點若超前，學生對該實驗的基本原理還沒有搞清楚就進實驗室，在做實驗的過程中就會懵懵懂懂，實驗效果肯定要大打折扣；切入點若滯后，學生在課堂上本來已經掌握的知識可能由于時間間隔較長而遺忘或淡化，同樣起不到理想的教學效果。為了解決該問題，筆者對每個實驗在“水質工程學”教學過程中的切入點進行了精心組織與安排。以“混凝”實驗為例，該實驗所對應的內容在《水質工程學》中為獨立的一章，名為“混凝”。為了使學生深入理解該章的內容，同時提升其實際應用能力，筆者對該章的學時進行了如下安排：該章內容的教學學時總計為8個學時，其中4個學時為課堂教學，主要講授混凝機理、影響因素等基本理論；2個學時為設計計算，主要講授加藥間內溶解池、溶液池的設計計算以及機械攪拌絮凝池、水力攪拌絮凝池的設計計算（由于實際水廠中一般采用管式混合器進行混合，因此混合構筑物的設計可以一帶而過）；2個學時進行實驗。

由于實驗課的切入點緊跟在理論課（課堂教學）與設計計算課之后，學生剛剛掌握了基本原理，并且對相關構筑物的功能及工藝特點也有了一定的了解，此時做實驗更有利于學生對理論知識及相關構筑物的深入理解，實驗教學效果最好。

2. 實驗課一定要以課堂教學成果為依托

做實驗時一定要以課堂上的教學成果為依托，切忌為了做實驗而做實驗。教師可以拿出一包混凝劑，告訴學生該混凝劑的名稱，請學生注意觀察該混凝劑的顏色，要求學生回答其混凝機理以及在混凝過程中可能會受哪些因素的影響。在混凝劑的稱重、溶解與定容過程中，要求學生回答該步驟在生產中對應的是哪幾道工序（可以根據學生的回答情況進行提示，例如，可以提示學生聯想加藥間內的溶解池和溶液池）。由上述實驗要求可知，學生若想真正做好混凝實驗必須有扎實的理論基礎。因此，教師要有重點、有計劃、有目標地把相關知識在課堂上講清、講透。

所謂重點，指的是本專業學生必須理解、不得不掌握的知識點。既然有的內容是重點，那么有的內容肯定就是非重點，教師一定要搞清楚哪些內容是重點，哪些內容是非重點。對于重點的內容要深入講、反復講，對于非重點的東西可以一帶而過甚至省略不講，不能“眉毛、胡子一把抓”。在課堂教學過程中，一般在每節課開始前要告訴學生這節課主要講什么內容，對講課內容盡量精簡，原則上是一節課講清楚一件事即可，切忌貪多，要分清主次。例如，對于“混凝機理”這部分內容，計劃用2個學時來講述，第1學時講膠體的性質，讓學生明白“什么是膠體？”“為什么膠體在水中具有穩定性？”；第2學時講混凝機理，讓學生明白為什么投加混凝劑后膠體會失去穩定性而產生絮凝。只有讓學生先把相關的基本原理搞清楚了，才能保證學生順利完成實驗，取得良好的實驗教學效果。

所謂計劃，即教師在講課過程中要有層次、分步驟地講，先講什么，后講什么，要有一個整體的規劃。在講“水質工程學1”（給水部分）時，先告訴學生給水處理的常規工藝是“混凝—沉淀—過濾—消毒”，然后順著這條線開始講，每講完一章的內容再給學生強調一下常規處理工藝，然后繼續下一章的內容。

所謂目標，即教師希望學生掌握哪些內容，學生對各部分內容的掌握程度是什么，要有一個明確的目標。

3. 實驗課要將理論知識形象化、具體化

實驗課上對相關理論知識的講授不是對課堂教學的簡單重復，而應是對課堂教學內容的升華，使抽象的理論知識形象化、具體化。例如，將稱重完的混凝劑先溶解，然后再用容量瓶定容，告訴學生這兩個步驟分別對應水廠加藥間里的溶解池和溶液池，那么學生自然就能明白溶解池和溶液池的功能是什么；在用混凝攪拌儀模擬絮凝過程時，將攪拌漿的轉速設定為2～3檔，每檔轉速由快變慢，同時要求學生注意礬花粒徑的變化情況。做完實驗后，學生自然就能理解在礬花由小變大的過程中，攪拌速度若不減小就很容易把礬花打碎，最終影響絮凝效果。也可以將問題擴展到實際的水廠，給學生提問，讓學生思考，以提高學生的分析能力以及解決問題的能力。例如，對于一個新建的水廠或剛恢復供水的水廠，應先進水還是先加藥？讓學生在做實驗的過程中自己思考。

實驗課的目的應該是以視覺、觸覺、聽覺等刺激手段對學生形成強烈的沖擊，將抽象的理論知識形象化、具體化，以加深學生對理論知識的理解。

4. 使學生在實驗課上成為主體

在實驗開始前，教師要把實驗的原理、方法、步驟、注意事項等講清楚，此時，教師的角色是指導者。在實驗開始以后直至實驗結束，在確保學生人身安全、儀器設備安全的前提下，教師應盡量作為一個旁觀者的角色出現，使學生真正成為實驗課上的主體。

有的教師喜歡緊盯著學生，一旦學生在某個環節上出現錯誤就趕緊去制止、去糾正，其實這不利于學生獨立思考、分析以及應用能力的培養，學生的自信心會受到打擊，也容易養成依賴的習慣。在實驗過程中，教師不要擔心學生會犯錯，只要這個錯誤不妨礙人身安全和設備安全，就應該放手讓學生去做。出錯誤不怕，實驗失敗也不怕，關鍵是要善于引導學生分析失敗的原因，然后找出解決問題的辦法。很多時候，犯幾個錯誤對學生的印象更深，實驗失敗對學生而言是一種另類的收獲。

5. 充分發揮優秀學生的模范帶頭作用

由于本校給排水科學與工程專業實驗室成立時間較短，實驗室專職教師極為匱乏，如果僅僅依靠任課教師對上百位學生進行實驗課的管理，工作量會非常大，而且也力不從心。為了解決該問題，我們充分發揮優秀學生的帶頭作用，將每個班劃分為若干小組，每個小組4～6人，任命平時課堂表現好、理論基礎扎實、動手能力強、樂于奉獻的學生為組長，由組長帶領大家完成實驗任務。

為了充分利用實驗室資源，本校還規定，學生如果在實驗課上完不成實驗，可以在組長的帶領下利用業余時間來實驗室繼續做實驗，前提是跟實驗室老師提前預約。

三、結語

實驗課是“水質工程學”課程的一個重要組成部分，其教學效果的好壞直接影響到學生對該課程的掌握程度以及應用能力、創新能力。根據學校的培養目標要求，從課程的整體安排及授課方式上進行了一系列的改革與嘗試，在后續的教學過程中也會根據實際教學效果進行調整，希望能夠為社會輸送更多的理論基礎扎實、動手能力強、有一定創新能力的優秀給排水科學與工程專業人才。同時還需要認識到學生的專業技能以及綜合能力并不是一朝一夕就可以形成的，需要貫穿于學生的整個學習過程，而實驗教學則是培養學生這些能力的重要手段。社會經濟以及科學技術的發展都對專業人才有著更高的要求，特別是如今，對于人才的要求已經不再局限于對理論知識的要求，同時對人才獨立處理問題與解決實際問題的能力也有著較高的要求，這些都需要我們在教學改革的過程之中進行綜合的考慮。

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