信息化背景下高職課程項目化教學(xué)改革與實踐
——以水污染治理與資源化技術(shù)課程為例

翟 建，姜春華

（1．上海城建職業(yè)學(xué)院，上海 200438；2．南京科技職業(yè)學(xué)院，江蘇 南京 210048）

《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)國家職業(yè)教育改革實施方案的通知》[1]明確提出，職業(yè)教育與普通教育是兩種不同教育類型，具有同等重要的地位，具有不同的培養(yǎng)目標。高職教育環(huán)境工程技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)理想信念堅定，德、智、體、美、勞全面發(fā)展，具有一定的科學(xué)文化水平，良好的人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和創(chuàng)新意識，精益求精的工匠精神，較強的就業(yè)能力和可持續(xù)發(fā)展能力，掌握本專業(yè)知識和技術(shù)技能，從事環(huán)境工程工藝設(shè)計、環(huán)境治理工程實施及環(huán)境監(jiān)測服務(wù)等工作的高素質(zhì)技術(shù)技能人才[2]。這些人才作為新時代中國特色社會主義建設(shè)者和接班人，將肩負著我國生態(tài)文明建設(shè)的重任。但鑒于目前高等職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)年限以及各個學(xué)校培養(yǎng)體系所限，環(huán)境工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生動手能力還有所欠缺[3]，與社會需求還存在一定的差距。本文采用信息化耦合項目化教學(xué)方法[4-10]，線上學(xué)理論，線下練實踐，克服了培養(yǎng)時間不足、理論基礎(chǔ)不扎實、動手能力不強的頑疾痼瘴。

一、課程概述

水污染治理與資源化技術(shù)課程是高職環(huán)境工程技術(shù)專業(yè)核心課程之一，在廣泛、深入的企業(yè)基層工作崗位調(diào)研的基礎(chǔ)上，我們確定了本門課的培養(yǎng)目標：培養(yǎng)學(xué)生污水處理與資源化工藝輔助研發(fā)的基本技能，在環(huán)境工程技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)體系中承擔(dān)污水處理與資源化能力的培養(yǎng)。該門課程的先修課程主要有基礎(chǔ)化學(xué)、化工單元操作技術(shù)、環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用技術(shù)、環(huán)境微生物技術(shù)，后續(xù)課程主要包括環(huán)境工程設(shè)計和污染治理設(shè)備運行與維護。基礎(chǔ)化學(xué)課程、化工單元操作技術(shù)課程、環(huán)境微生物技術(shù)課程是基礎(chǔ)，環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用技術(shù)課程是手段。學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課時，需要利用先修課程的基本技能來評價研發(fā)的污水處理與資源化工藝實施效果是否達到了預(yù)定的目標。在掌握污水處理與資源化工藝研發(fā)的基礎(chǔ)之上，進一步學(xué)習(xí)污水處理與資源化工藝的設(shè)計、設(shè)備的選型以及后續(xù)的運行、管理與維護。

二、課程教學(xué)目標分析

基于課程的內(nèi)容及其在課程體系中的地位，該門課程主要培養(yǎng)學(xué)生污水處理與資源化工藝輔助研發(fā)的基本技能，使學(xué)生能勝任環(huán)保企事業(yè)單位污水處理與資源化工藝研發(fā)崗位。具體的能力、知識與素質(zhì)目標如下。

（一）能力目標

在工藝研發(fā)主管的指導(dǎo)下，能查閱、收集、分析污水處理與資源化工藝資料；能根據(jù)污水水質(zhì)、水量特點進行治理與資源化技術(shù)小試實驗；能根據(jù)小試結(jié)果集成創(chuàng)新污水處理與資源化工藝。

（二）知識目標

掌握污水處理與資源化工藝國內(nèi)外文獻的查閱、收集與分析方法；掌握污水處理與資源化常規(guī)技術(shù)；掌握污水處理與資源化集成技術(shù)。

（三）素質(zhì)目標

培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、綜合運用知識的能力；培養(yǎng)學(xué)生實事求是、科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)；培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作、開拓創(chuàng)新的精神；讓學(xué)生樹立安全生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)、經(jīng)濟生產(chǎn)的意識；讓學(xué)生樹立崗位責(zé)任意識、競爭意識與生態(tài)文明理念。

三、基于項目化教學(xué)的課程內(nèi)容改革

教學(xué)情境：某化學(xué)工業(yè)園區(qū)，為達到環(huán)保部門的要求，擬委托我單位進行該園區(qū)污水處理與資源化工藝研發(fā)。

基本思路：先企業(yè)預(yù)處理，后接管網(wǎng)集中處理。

基本理念：源頭控制、資源化，與末端處理相結(jié)合。

本門課程摒棄了傳統(tǒng)的“先理論后實踐”的授課模式，而是通過“分析水質(zhì)、總結(jié)特點、匹配技術(shù)”的方法，引出污水處理技術(shù)。線上重點講授基本原理、主要影響因素；線下通過實際污水處理小試實驗，培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能。本門課程在充分調(diào)研的基礎(chǔ)之上，篩選出了14項典型工作任務(wù)（如圖1所示），涵蓋了目前常用污水處理技術(shù)。結(jié)合學(xué)習(xí)情境，將14項典型工作任務(wù)按照污水處理工藝流程對授課內(nèi)容進行重新整合，即先講授預(yù)處理技術(shù)，隨后是主體處理技術(shù)，最后則為深度處理技術(shù)，使教學(xué)既符合工程實際，又滿足由淺入深、循序漸進的理念。

圖1 課程內(nèi)容圖

四、基于信息化教學(xué)背景下的教學(xué)方法改革與實踐

（一）教學(xué)策略改革

授課地點由傳統(tǒng)教室轉(zhuǎn)移至信息化平臺支撐下的理實一體化實訓(xùn)室，采用“虛實有機結(jié)合”“線上線下融合互補”教學(xué)方法、“做中學(xué)-教師指導(dǎo)-學(xué)中做”模式，以學(xué)生做為主、教師教為輔，依托理實一體化實訓(xùn)室，借助信息化的教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生在實訓(xùn)過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題并積累實踐經(jīng)驗，實現(xiàn)學(xué)生實踐技能的培養(yǎng)。

（二）授課組織模式設(shè)計

本門課的授課組織模式包括課前學(xué)習(xí)、課堂實施與課后拓展三個部分（如圖2所示）。

圖2 課程組織模式圖

1．課前學(xué)習(xí)

首先，由企業(yè)教師依據(jù)實際工況發(fā)布本堂課的工作任務(wù)；其次，學(xué)生登錄藍墨云平臺，進行自主學(xué)習(xí)并制定實踐方案；再次，由專業(yè)教師進行課前答疑。

2．課堂實施

首先，進行課前學(xué)習(xí)效果評價；其次，學(xué)生按照擬定的方案分組實踐、發(fā)現(xiàn)問題、師生交流、解決問題；再次，進行小組匯報與教師點評。

3．課后拓展

鼓勵學(xué)生嘗試運用所學(xué)知識解決生活中的實際問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，幫助學(xué)生在實踐過程中不斷獲得成就感。

五、教學(xué)過程設(shè)計

本文以混凝技術(shù)預(yù)處理高濁度廢水內(nèi)容為例。課前學(xué)習(xí)、課堂實施、課后拓展的時間分配為1:3:1。其中課堂實施其4節(jié)課，共計180 min，包括課前學(xué)習(xí)效果評價（30 min）、分組實訓(xùn)（45 min）、教師指導(dǎo)（30 min）、分組再實訓(xùn)（45 min）以及小組匯報與教師點評（30 min）5個環(huán)節(jié)（如圖3所示）。

圖3 教學(xué)過程設(shè)計圖

（一）課前學(xué)習(xí)

企業(yè)教師下達“采用混凝技術(shù)預(yù)處理火力發(fā)電廠高濁度廢水”工作任務(wù)。學(xué)生登錄“藍墨云平臺”水污染治理與資源化技術(shù)課，自主學(xué)習(xí)混凝技術(shù)的基本原理、影響因素等理論基礎(chǔ)知識，觀看混凝技術(shù)預(yù)處理高濁度廢水演示視頻，開展混凝技術(shù)的仿真訓(xùn)練。并通過“藍墨云平臺”，向教師請教知識盲點，制定本組實踐方案。教學(xué)團隊會在課前及時解答，幫助學(xué)生初步掌握該項污水處理技術(shù)所涉及的基本操作步驟與設(shè)備使用方法。

（二）課堂實施

課堂實施以學(xué)生的“學(xué)”為中心，采用“實踐—指導(dǎo)—再實踐”的課堂組織模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題的能力（如圖4所示）。

圖4 課堂實施圖

1．課前學(xué)習(xí)效果評價

教師提問，隨機選擇學(xué)生進行回答。教師整理歸納在“藍墨云平臺”里學(xué)生提出的問題，并給予重點講解。

2．分組實踐

主要任務(wù)為確定最佳混凝劑投加量。分組要堅持男女生搭配、文科理科生搭配的原則，并在實踐過程中反復(fù)強調(diào)實驗安全事項、實驗規(guī)范、團隊協(xié)作與創(chuàng)新。所用儀器包括六聯(lián)程控混凝實驗攪拌儀；使用的方法為“藍墨云班課”視頻提供的操作方法；所用試劑包括聚合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）與高濁度廢水。補充內(nèi)容是，如何判斷聚合氯化鋁品質(zhì)好壞？通過顏色判斷：顏色越黃越好；顏色越紅說明含鐵量越高，品質(zhì)越差。

學(xué)生分組進行小試實驗，在實踐過程中發(fā)現(xiàn)“形成的絮體較小與藍墨云班課視頻中呈現(xiàn)的結(jié)果不一致”，組內(nèi)討論，無法找到原因，則將遇到的問題上傳至“藍墨云班課”，咨詢教師。

3．教師指導(dǎo)

教師帶領(lǐng)小組成員梳理實訓(xùn)過程的每個環(huán)節(jié)，查找問題根源，然后指導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)知識解決實際問題，并將解決方案上傳至“藍墨云平臺”，做好實踐案例的積累，以備學(xué)生后期自主學(xué)習(xí)之用（如圖5所示）。

圖5 基于信息化平臺實訓(xùn)指導(dǎo)圖

4．分組再實踐

學(xué)生根據(jù)教師的指導(dǎo)意見，解決未調(diào)節(jié)pH值至中性和攪拌過快等問題，完成工作任務(wù)。

5．分組匯報與教師點評

整理實驗結(jié)果，進行小組匯報。教師根據(jù)授課過程中存在的共性問題，再次強調(diào)：pH值未調(diào)節(jié)到中性，會導(dǎo)致混凝劑水解不充分，影響混凝效果；攪拌速度過快，且沒有進行快攪和慢攪，使得形成的絮體被打碎，影響混凝效果；等等一些知識與技能要點。

（三）課后拓展

舉例在今后的實際生活中遇到渾濁的水源，不適合飲用，可運用所學(xué)的混凝技術(shù)，制作簡易凈水器，降低水體濁度，達到凈化的目的。其凈化過程如圖6所示。

圖6 簡易凈水器凈水過程圖

首先向其中加入適量食用級明礬，然后先進行15～20 s的快速攪拌，再進行15～20 min的慢速攪拌，靜止10 min。再將上部水倒入用礦泉水瓶自制的簡易過濾器（填充不同粒徑的鵝卵石與石英砂）中，即可實現(xiàn)混濁污水的凈化。

六、考核方案設(shè)計

本課程采用形成性考核，學(xué)生的綜合成績由14項工作任務(wù)成績與其對應(yīng)的權(quán)重乘積相加所得。具體計算方法如式1所示，項目權(quán)重見表1。

工作任務(wù)成績=課前學(xué)習(xí)×30%+課堂實施×50%+課后拓展×20%

表1 項目權(quán)重表

（一）課前學(xué)習(xí)

登錄藍墨云信息化教學(xué)平臺，學(xué)習(xí)六聯(lián)程控混凝攪拌儀與濁度計的使用方法，進行仿真訓(xùn)練，查閱文獻。

（二）課堂實施

團隊發(fā)現(xiàn)并能在教師指導(dǎo)下解決實踐過程中出現(xiàn)的問題，能依據(jù)出水濁度曲線圖確定聚合氯化鋁最佳投加量，能整理實驗結(jié)果并進行匯報；團隊具備良好的課堂紀律、 實驗安全與衛(wèi)生意識、團隊合作意識、污水處理與資源化理念以及生態(tài)文明理念。

（三）課后拓展

運用所學(xué)混凝技術(shù)，解決水源混濁不宜飲用的問題。

綜上，本課程以某化工園污水處理與資源化工藝研發(fā)為項目背景，實現(xiàn)了學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)新。通過分析常見污水的來源與特點，引出對應(yīng)的處理技術(shù)。這一教學(xué)方式擯棄了傳統(tǒng)先理論后案例的授課模式，使工作任務(wù)具有較強的畫面感與故事感，充分激發(fā)了廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，實現(xiàn)了授課內(nèi)容的創(chuàng)新。整個授課過程包括課前學(xué)習(xí)、課堂實施與課后拓展三個階段。

課前學(xué)習(xí)階段，通過信息化教學(xué)平臺提供教學(xué)PPT、實驗演示視頻和仿真軟件，便于學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)，模擬訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)知識盲點。

課堂實施過程階段，在理實一體化實訓(xùn)室進行，采用“虛實有機結(jié)合”“線上線下融合互補”的教學(xué)方法，采用“做中學(xué)—教師指導(dǎo)—學(xué)中做”的教學(xué)模式，讓學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，師生互動解決問題，再實踐完成工作任務(wù)。學(xué)生借助“藍墨云平臺”向指導(dǎo)教師請教實踐過程中遇到的問題，教師則可通過平臺進行解答。有效破解了人數(shù)偏多，教師不能面面俱到的難題，又積累了大量的實踐案例，豐富了師生的實踐經(jīng)驗，同時還解決了因培養(yǎng)周期短導(dǎo)致學(xué)生動手能力不足的問題，實現(xiàn)了授課方式的創(chuàng)新。

課后素質(zhì)拓展則是鼓勵學(xué)生運用所學(xué)污水處理技術(shù)解決實際問題，實現(xiàn)了培養(yǎng)方式的創(chuàng)新。