以案例驅動為主導的《水質工程學》教學改革

許昶雯　張磊

摘? ?要：目前《水質工程學Ⅰ》存在教學內容陳舊、理論與實踐教學脫軌、教學方法落后等問題，通過采用案例驅動教學模式改革，將原有的以“課堂、教師、書本”為中心的架構轉變為以“案例、學生、應用”為中心，加強實踐教學環節，注重培養綜合實驗設計能力和對實際突發問題的應變能力，符合專業應用型辦學定位。

關鍵詞：水質工程學? 主題案例? 實踐應用

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）03（c）-0206-02

《水質工程學Ⅰ》作為給排水科學與工程專業的核心課程，課程內容涉及自來水廠飲用水處理工藝及原理，教學目的是使學生樹立水質保護的意識，培養學生水質分析、給水廠構筑物設計以及給水廠運行管理等方面的基本技能[1]。本課程的教學過程往往從水質和水質標準入手，分析水源水體中的雜質類型，系統講述給水處理方法包括凝聚和絮凝、沉淀、過濾、吸附和消毒等工藝原理和構筑物設計方法，并輔以實驗、給水廠實習以及課程設計和畢業設計等實踐環節。

1? 課程存在的問題和改革方向

1.1 教學內容陳舊

由于教學方式以書本為主，且課時安排無法滿足傳統工藝和新工藝的同時兼顧。因此，在傳統的教學中，《水質工程學Ⅰ》課程以傳統給水處理方法為主線，采用課堂講授基礎傳統工藝，課下學生自主拓展學習的教學模式。課堂教學內容較為陳舊，且無法保證學生課下拓展學習的效果，因此不能緊跟給排水學科發展的前沿，難以滿足地方應用型高校背景下專業基礎課教學的實際需要。

1.2 理論教學與實踐教學脫軌

實踐性教學環節可以培養學生實際操作與創新的基本技能和把握市場機會的技巧，從而為從事水廠運營管理、水處理科學研究等工作打下扎實的理論基礎，并培養良好的技術技能。本課程對應的實踐教學安排主要為課程實驗、課程設計、畢業設計以及給水廠實習。其中，課程實驗均為驗證性實驗，不利于培養學生水質分析和綜合實驗設計的能力;課程設計內容與書本的理論知識跳脫較大，雖然課堂上涉及的水廠設計內容包括各類設備的不同水力計算和設計方法，但學生對水處理設備的形體和內部組成沒有詳細深入的認識，導致理論計算和設計方法只能是紙上談兵，無法真正發揮課程設計的作用。

1.3 教學方法落后

教學中注重理論知識的講授，整本教材從頭講到尾，知識點多而雜，學生接受比較困難。教學內容講授過程中缺乏貫穿案例工程的思想，難以把重點放在如何解決水質惡化這種實際問題中來，且傳統的考試內容也更注重雜質處理原理，忽視了學生實際解決問題的能力培養。

因此針對當前存在的問題，確定教學改革的方向和目標：

（1）結合目前給水處理發展現狀更新教學內容，加強學生對新型工藝的認識。打破傳統教學中重點關注傳統工藝的局面，與時俱進，在傳統工藝的基礎上，隨著科學研究發展，通過實際案例的分析，培養學生的創新能力。

（2）做好理論與實踐教學的銜接。改變理論教學方法，從課本跳出來，提升對學生實踐能力的培養。增強學生實驗的綜合設計能力，以學生為主導，學生分組針對不同的實驗目的進行實驗過程設計，培養學生獨立思考和綜合設計能力。

（3）打破筆試考試只注重基本知識點，不注重應用的缺陷。考核方式采用多方面、多樣性考核，不只注重學生基礎理論原理的掌握，更注重學生分析解決實際問題能力的培養。

2? 教學改革的方法

案例驅動教學是一種“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”的教學方法，該理論認為知識可以在一定的條件下自主建構獲得，學習是知識、技能與行為、態度與價值觀等方面的長進[2]。進行“案例驅動”教學方法改革的目的就是改革傳統的教與學的模式，探索如何使學生學習的重點不僅僅是有關知識內容，更重要的是培養工程設計能力和創新意識，以及獨立解決復雜工程問題的能力[3]。

針對高校給排水科學與工程專業課程的教學，案例驅動教學方法的研究和實驗尚在初步的探索當中，尤其是以實際工程案例貫穿課堂教學、通過工程案例的引入進行專業知識教學的研究更是鳳毛麟角。《水質工程學Ⅰ》作為傳統工程類專業——給排水科學與工程專業的核心課程，積極探索與本專業教學培養目標相匹配的課堂教學模式，如何使案例驅動教學方法與本專業給水工程應用完美契合，從而更符合給排水科學與工程專業教育的教學規律，是本次教學改革的最終目標。

3? 教學實施的具體舉措

3.1 改進教學設計，設置專題教學

根據課題研究的實際需要，進行案例設計時，以學生為中心，教師為主導，興趣為主線，使學生在完成任務的過程中掌握知識、技能和方法，并學以致用，觸類旁通。案例設計根據學生的實際，以應用為著眼點，從簡單到復雜，做到有較強的針對性和操作性。

例如，課堂教學內容可聯系當前實際給水廠中的處理新工藝進行分析講解，針對目前水質問題，講解水質改善方法及效果;實驗教學中增加設計性實驗項目，加強學生實驗設計能力;后期課程設計教學時可邀請給水廠工程師針對水廠實際構筑物設備進行案例分析。

3.2 增加主題案例，開展課堂討論

在案例的教學實施階段著重強調案例的導入、任務的驅動、分析任務、制定計劃、完成任務、展示成果、評價交流等內容。例如可選取“消毒”這一章，通過問題導入，學生查找資料，分組匯報目前水廠的消毒方法有哪些？特點是什么？如何運行？有什么改進方法？可選擇文獻查找或工程實例來加強案例說明，之后引導學生圍繞該案例進行討論評價，投票選出最佳案例匯報，最后回歸“消毒”主題，進行總結。

3.3 綜合實驗實踐，改革考核方式

案例教學考核應根據案例要求精心設計學習任務，制定評價標準，以便學生在學習過程中，有明確的學習目標，評價既要注意對技能和成果進行評價，也要對學生的態度和方法進行評價。例如，課堂教學的評價方式可以考核學生在做某種水處理方法的主題匯報時，其研究現狀分析、優點、針對性、必要性、方法手段以及實際中的應用等這種匯報內容是否全面，邏輯上是否條理清晰;進行設計實驗時，學生是否能夠明確實驗目的，合理設計實驗，并在實驗操作過程中思路清晰，將實驗結果與理論分析結合，完成實驗目標;課程設計時是否對設備構造深入了解，并可以針對水廠水質突發情況分析原因，找到解決方法。最終成績組成為主題匯報表現占20%，結課考試成績30%，實驗20%，課程設計30%。在結課考試題目設置上，更注重對學生應用能力的考核，應用性題目分值比例增加至60%，理論性題目分值比例則降低至40%。

4? 結語

通過使用案例驅動教學法，將原有的以“課堂、教師、書本”為中心的架構變為以“案例、學生、應用”為中心的架構，將所學知識與實際應用緊密結合，學生既學到了知識又得到應用鍛煉，教師既完成了教學又培養了學生的能力，達到了“教書、育人”的雙重目的。以案例驅動，啟發教學，使學生初步掌握給水處理的基本工藝和新工藝原理以及水廠設計的思想和方法，提高學生文獻查閱能力、實驗設計和分析能力，注重培養綜合實驗設計能力和對實際突發問題的應變能力。同時，在教學與實踐過程中使用該方法力爭提高教學的效果，豐富學生的感性知識，培養學生嚴謹的工作作風和思維能力、提高學生的創新意識和創新能力。

參考文獻

[1] 胡雪菲，王閃，尤永軍，等.創新驅動下水質工程學實驗課程體系的構建[J].廣東化工，2018，45（17）：203-204，215.

[2] 田立江， 張潔， 王麗萍. 工程類專業“案例驅動式”教學方法改革與實踐[J]. 煤炭高等教育， 2017，35（5）：105-112.

[3] 金漫彤， 孫燁. 以項目式教學推進人才培養模式改革——噪聲污染控制工程教學方法改革[J]. 教育教學論壇， 2013（14）：8-10.