《水污染控制工程》課程教學改進與評價研究

閆金霞,宋剛福,成慶利,郭宇杰,李 威,付艷峰

(1.華北水利水電大學 環境與市政工程學院，河南 鄭州 450046；2.河南華北水利水電勘察設計有限公司，河南 鄭州 450011)

《水污染控制工程》是環境工程專業的一門專業核心課。本課程系統地介紹了國家有關水污染防治的技術政策、污染控制技術的原理和方法、污染控制設備的設計和計算等。通過本課程的教學，使學生掌握城鎮污水處理的基本原理、工藝和方法；能夠根據污水的水質指標以及排放標準，依據實際的處理需要設計工藝流程、進行設備選型以及構筑物的設計計算，為后續工程技術專業課的學習和今后從事相關工作奠定基礎。作者基于對《水污染控制工程》課程十余年的教學研究實踐，針對該課程目前現狀和存在問題，提出了課程教學改進方法和建議，探討了課程教學評價方式，以期為提高本科生課程教學水平、培養具有較強實踐能力的優秀本科畢業生提供參考與借鑒。

1 《水污染控制工程》相關課程概述

華北水利水電大學環境與市政工程學院《水污染控制工程》課程主要包含課堂講授和課程設計兩部分，其他相關的課程有實驗和認識實習。實驗部分由環境實驗中心承擔，內容包括顆粒自由沉淀、曝氣充氧、污泥性質測定、容器壓力氣浮、混凝及城市污水處理模擬實驗等，共30學時。認識實習安排在第四學期，為期2周，地點為城鎮污水處理廠。本文重點探討該課程課堂講授和課程設計兩部分。

2 《水污染控制工程》課程講授現狀及存在問題

2.1 《水污染控制工程》課堂講授現狀

我校《水污染控制工程》課程所用教材為張自杰主編《排水工程》(下)第五版。該教材系統介紹了城市污水的性質與污染指標、水體自凈的基本規律、城鎮污水的物理、生物處理與深度處理工藝、污泥的處理與處置等內容。水處理技術發展日新月異，而教材的更新相對較慢。這就需要教師不斷調研資料，補充最新理論和技術，提高學生對新方法、新技術的認知[1]。如傳統的脫氮工藝，采用硝化反硝化工藝，最新的技術如厭氧氨氧化、短程亞硝酸鹽氧化等理論工藝，在講解時加以補充，學生對這些新的知識點好奇心很強，很容易掌握。

課程授課方式為課堂講授，采用黑板板書與PPT相結合。該課程污水處理構筑物和工程設備較多，多媒體輔助教學能取得較好效果。在開始介紹構筑物及其類型、內部結構時，通過動畫與仿真視頻展示其運行方式，配以水流方向示意；然后采用大量細節圖片，展示如進出水管、出水堰、溢流槽、排泥裝置等。例如講解曝氣沉砂池時，采用動畫方式講解曝氣沉砂池工作流程，學生可以很直觀的看到曝氣沉砂池的水砂分離、排砂過程。對曝氣沉砂池的具體構造，也有清晰的認知。

但對一些內部結構復雜的構筑物或設備，這種直觀的講解方式仍然 效果不佳，因為這需要較強的抽象思維和空間思維才能理解[2]，學生掌握仍有難度。另外，個別學生上課時玩手機，對旁邊的學生造成干擾，影響其他學生學習效果。

2.2 課程設計現狀及存在問題

課程設計是實踐教學的重要一環，它是連接基礎知識、基本理論學習和生產實際的橋梁和紐帶[3]。課程設計開始前幾周，老師會將課程設計任務書發給學生，附有設計題目、設計要求、設計內容等。設計周第一天，設計老師講解具體設計內容，指導學生進行課程設計計算，設計說明書編寫、設計圖紙繪制等內容。此后每天進行答疑，指導學生利用相關設計規范，查閱工程設計手冊，網上檢索相關圖書、電子資料，完成課程設計。在此過程中，學生能夠運用所學知識，獨立完成城鎮污水處理廠工藝流程的選擇，主體構筑物設計計算、相關設施設計及選型、水力計算、污水處理廠平面布置和高程布置等內容。因此，通過課程設計，學生能夠綜合運用所學基礎知識和專業知識，解決實際問題；熟悉環境工程工程設計的基本程序和設計方法，并提高使用各種規范及設計資料的能力，運用計算機進行計算及繪圖能力。

但在課程設計過程中，存在如下問題：(1)個別學生不認真做，也不請教同學和老師，抄襲別人的成果，有時甚至錯別字都一樣。(2)盡管課設期間每天答疑一上午，還是有部分學生的設計成果錯誤較多，學生意識不到自己錯誤在哪里，在做畢業設計時接著犯同樣的錯誤。

3 《水污染控制工程》課程改進方法

3.1 《水污染控制工程》課堂講授改進方法

盡管課堂上采用板書結合PPT對構筑物進行講解，但對結構復雜的構筑物或設備，學生掌握仍有難度。為了提高教學效果，學院購置了一批構筑物模型，模擬構筑物工藝流程，如A2O水處理模擬裝置，離子交換除鹽裝置，壓力容器氣浮裝置等。在課堂上先講解主要構筑物的構造，然后帶領學生參觀實體模型，加深學生對構筑物的理解，從而達到真正掌握。另外，為了讓學生理論聯系實踐，編制《水污染控制工程》實踐案例，與教材同步，講解構筑物時讓學生參照實踐案例，了解主要構筑物的設計參數，主要附屬設施的型號、臺數等情況，對構筑物整體有全面的認知。第三，多采用互動式教學。在課堂講解時，觀察學生是否跟上老師講解，調整講課速度。采用提問方式檢查學生對知識點掌握情況，促使學生復習，提高上課專注度。采用播放構筑物流程動畫、適時插入幽默語言等方式活躍課堂氣氛，提高上課效果。

3.2 課程設計改進方法

為了達到較好課程設計效果，課程第一天詳細講解課程設計的步驟、需要完成的任務、設計說明書、計算書的編寫、設計圖紙繪制等事項，然后每天固定時間到設計教室答疑，并點名查看設計進展情況，對一些不到設計教室、不主動提問的學生，重點查看其設計計算情況，督促學生認真完成課程設計。為了防范學生之間相互抄襲，制定題目時，每小組一題，設計的水量和水質參數不同，并且每一組在選擇工藝時，盡量不要重復。修改設計圖紙時，盡管在答疑時一再強調，一些同學仍然犯錯誤，如平面布置圖中，生活區設置在主導風向的下風向；廠區沒有設置道路，或者道路過于寬闊；構筑物之間的布置過于松散，不緊湊；沒有標注比例尺；高程圖整體布局不合理等。這些問題沒有及時反饋給學生，導致在后續做畢業設計時，錯誤再現。建議學生課設成果完成后，組織幾個本專業教師，讓學生進行設計成果現場答辯，及時全面的將出現的錯誤告訴學生，修改后的設計成果再統一提交。

4 《水污染控制工程》課程評價方法

目前課程按照平時成績+考試成績的方式進行教學評價，其中平時成績占20%，考試為閉卷考試，卷面成績占80%。平時成績主要依據平時作業的完成情況進行評價，每次作業全部批改，依據答案評判優良中差，綜合幾次作業的情況，計算平均分得出最終平時成績。在批改學生作業過程中，發現個別學生為了應付作業，在上課期間補寫作業，甚至抄襲別人作業，竟連錯誤的標點符號都一樣，僅憑單向的有限信息對學生所做的教學評價是比較片面的。另外，課堂授課規模為50～60人，教師無法全面對每個學生進行有效連續評價[4]，如何采取措施調動學生積極性，促使學生認真聽講，提高課堂教學效果，需要進一步思量。

課程設計目前主要按照設計成果進行評價。設計成果主要為設計計算書、設計說明書、平面布置圖和高程圖，其中設計計算書和說明書各占30%，平面布置圖和高程圖各占20%。在進行課程設計時，要求學生每天到設計教室，教師每天在固定時間進行答疑，除此之外，學生之間往往互相借鑒和交流，有的甚至是抄襲，這使僅僅通過提交的設計成果評價學生的結果令人質疑，也容易挫傷認真做設計學生的積極性。單一的評價方式不適合實踐類教學評價，也不利于對創新型學生的培養。

5 《水污染控制工程》課程評價改進方法

為了激發學生上課興趣，把學生上課期間表現納入評價體系，并提高平時成績比例，如平時成績占30%，卷面成績占70%。平時成績由課堂考勤、平時作業、學習態度(包括課堂提問、回答問題、是否注意聽講等)三部分組成。每次或隔周課間點到，缺勤扣分，扣完為止。課前進行課程回顧，隨機點名找學生回答問題，檢查學生知識掌握程度，課堂認真聽講、積極回答老師問題等酌情加分，上課講話、玩手機酌情減分。作業根據上交次數和質量確定得分。

課程設計評價加入了平時成績，包含每天考勤、設計每天進展情況、學習態度等，占20%，設計計算書和說明書各占20%，平面布置圖和高程圖各占20%。對設計抄襲零容忍，提高學生學習積極性。

這兩種方式均考慮了學習過程的有效性，將學習過程與結果同時納入評價體系，使評價結果更為全面。

6 實施效果與體會

改進的授課方法及評價方法已在環境工程2015級使用，效果良好。很多同學反映，學習了構筑物的構造，對構筑物認知較為模糊，但看完PPT動畫及實體模型后，對水處理構筑物的構造及工藝流程有著清晰的認知。《水污染控制工程》實踐案例的同步使用，讓學生了解實際的工程設計案例情況，對城鎮污水處理廠工藝流程有著更為全面和深刻的理解。平時課堂表現納入評價體系后，學生上課的積極性提高了，課前復習上節課內容的習慣得以加強，課程知識掌握的更牢固。尤其是課程設計，每天在設計教室，學生之間討論的積極性很高，討論不出結果時，再問老師，從學生提問的問題大致可以判斷學生對知識的理解和深入程度。對設計成果進行答辯，當面指出錯誤，學生能及時修改錯誤地方，加深記憶，后續做畢業設計時不會再犯同樣的錯誤。總之，學生學習的積極性和學習效果明顯提升，但該課程仍需要在以下幾方面予以完善。

(1)水處理技術發展迅速，需不斷更新完善課程及實踐案例內容，進一步提高課程教學實用性。

(2)建立學生自測系統，在課后練習，復習檢測每單元知識的掌握程度。

(3)完善課程評價體系，改變過度注重結果，忽視過程的評價體系，使評價結果更全面合理。