水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗教學(xué)改革與實(shí)踐

尹兒琴，高雁

摘要：水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗是給水排水工程的專業(yè)實(shí)驗課，也是主干課程之一。為了充分調(diào)動學(xué)生實(shí)驗的積極性和主動性，我們必須在完善實(shí)驗指導(dǎo)書、優(yōu)化實(shí)驗項目和改革實(shí)驗方法的基礎(chǔ)上建立一套包括預(yù)習(xí)評估、設(shè)計性和創(chuàng)新性實(shí)驗網(wǎng)上預(yù)約和科學(xué)的成績評價體系在內(nèi)的實(shí)驗管理模式。教學(xué)實(shí)踐證明通過上述改進(jìn)和改革，水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗教學(xué)效果明顯提高。

關(guān)鍵詞：設(shè)計性實(shí)驗；預(yù)習(xí)評估系統(tǒng)；成績評價體系；實(shí)踐效果

中圖分類號：G642.0 ？搖文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）11-0051-02

水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗是給水排水工程的專業(yè)實(shí)驗課，也是主干課程之一。通過實(shí)驗不僅要求加深對水質(zhì)工程學(xué)基本概念、原理和規(guī)律的理解和應(yīng)用，更重要的是培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。所以我們非常有必要將先進(jìn)的教學(xué)理念、方式和技術(shù)設(shè)備運(yùn)用到實(shí)驗教學(xué)中，建立起層次合理、基本技能訓(xùn)練和創(chuàng)新能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合的實(shí)驗教學(xué)模式。這幾年水質(zhì)工程學(xué)教學(xué)體系逐步趨于完善，但在實(shí)驗教學(xué)方面仍存在一些問題。我們根據(jù)多年水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗教學(xué)的經(jīng)驗，對這些問題進(jìn)行分析并提出了改進(jìn)方法，希望對水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗教學(xué)的改革有所幫助。

一、優(yōu)化實(shí)驗項目，改革教學(xué)方法

1.優(yōu)化實(shí)驗項目。由于課時有限，水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗仍以基礎(chǔ)的驗證性實(shí)驗和少數(shù)的綜合性實(shí)驗為主，創(chuàng)新性實(shí)驗很難實(shí)施。這樣的實(shí)驗教學(xué)法，學(xué)生的積極性、動手能力和創(chuàng)新能力得不到充分發(fā)揮。為此我們對目前設(shè)置的實(shí)驗項目進(jìn)行優(yōu)化，刪除一些內(nèi)容重復(fù)、方法相近的基礎(chǔ)性實(shí)驗，結(jié)合近年來給水排水學(xué)科發(fā)展中出現(xiàn)的新理論、新工藝和新方法，增設(shè)綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗。如自由沉淀實(shí)驗和絮凝沉淀兩實(shí)驗的方法非常相似，我們刪除了自由沉淀實(shí)驗，增添MBR處理生活污水的實(shí)驗。

2.利用基礎(chǔ)性實(shí)驗，采用新的實(shí)驗教學(xué)方法。由于實(shí)驗課時有限，大量開設(shè)綜合性實(shí)驗和創(chuàng)新性實(shí)驗是不現(xiàn)實(shí)的。那么如何在有限的時間內(nèi)充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和實(shí)踐能力？我們將教學(xué)計劃規(guī)定的基礎(chǔ)性實(shí)驗項目又分為給定實(shí)驗和設(shè)計實(shí)驗。給定實(shí)驗即實(shí)驗指導(dǎo)書上已給出了實(shí)驗步驟的實(shí)驗，設(shè)計實(shí)驗要求學(xué)生跳出實(shí)驗指導(dǎo)書，根據(jù)自己對知識的理解，進(jìn)行設(shè)計。如混凝實(shí)驗即為設(shè)計實(shí)驗，學(xué)生可以選擇或配制不同的水質(zhì)，選擇不同的混凝劑和混合方式，通過實(shí)驗探尋最佳實(shí)驗參數(shù)。整個實(shí)驗從準(zhǔn)備到具體操作均由學(xué)生獨(dú)立完成，教師只起輔助作用。通過設(shè)計實(shí)驗使學(xué)生在有限的實(shí)驗課時內(nèi)充分發(fā)揮其主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和實(shí)踐能力。

二、完善實(shí)驗指導(dǎo)書，建立課程網(wǎng)站

一般訂購的實(shí)驗教材都是通用教材，很難和我們自己實(shí)驗室的儀器設(shè)備相吻合，這給實(shí)驗帶來了很大的困難，以往我們都會在實(shí)驗前有針對性地給學(xué)生重新講解，很浪費(fèi)時間。同時訂購的教材內(nèi)容單調(diào)，實(shí)驗步驟過于詳細(xì)，基礎(chǔ)性驗證實(shí)驗較多，缺乏探索性與設(shè)計性實(shí)驗，留給學(xué)生獨(dú)立思考的空間較小，很難培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時實(shí)驗教材沒有實(shí)驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理的相關(guān)內(nèi)容，也無其他配套課程進(jìn)行補(bǔ)充，使學(xué)生在實(shí)驗設(shè)計和數(shù)據(jù)處理方面存在盲區(qū)，所以有必要根據(jù)我們的實(shí)際情況完善適合我們自己的實(shí)驗指導(dǎo)書。同時建立包括大綱、課件、電子教案、操作視頻和實(shí)驗資源查詢數(shù)據(jù)庫等在內(nèi)的課程網(wǎng)站。學(xué)生通過此網(wǎng)站可以進(jìn)行實(shí)驗預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗?zāi)康?、原理、?nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)及儀器設(shè)備的使用方法，提高預(yù)習(xí)效果。教師可以利用此網(wǎng)站對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行考核，對學(xué)生的實(shí)驗預(yù)約進(jìn)行審查。

三、建立科學(xué)的實(shí)驗管理模式

1.強(qiáng)化實(shí)驗預(yù)習(xí)，建立預(yù)習(xí)評估系統(tǒng)。目前在實(shí)驗預(yù)習(xí)中，多數(shù)學(xué)生只是將實(shí)驗內(nèi)容簡單地看一遍，少量認(rèn)真的學(xué)生也只是將書中的實(shí)驗原理和內(nèi)容抄一遍，個別缺乏自覺性的學(xué)生根本不做預(yù)習(xí)。上實(shí)驗課時，機(jī)械地照著實(shí)驗書上的步驟做實(shí)驗，不僅影響了實(shí)驗課的教學(xué)質(zhì)量，而且也助長了學(xué)生的依賴心理和懶惰思想。為了從根本上改變這種現(xiàn)狀，我們對每一個實(shí)驗明確提出預(yù)習(xí)要求，寫出預(yù)習(xí)報告，布置思考題，指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)有關(guān)的理論知識，并在課程網(wǎng)站上建立預(yù)習(xí)評估系統(tǒng)，只有評估合格者才能進(jìn)行實(shí)驗，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的上進(jìn)心和責(zé)任感。

2.對設(shè)計性實(shí)驗和創(chuàng)新性實(shí)驗采用網(wǎng)上預(yù)約模式。設(shè)計性實(shí)驗和創(chuàng)新性實(shí)驗要求學(xué)生自己寫出實(shí)驗方案，包括實(shí)驗?zāi)康?、原理、儀器和設(shè)備、藥劑、步驟等，然后進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約，老師對預(yù)約實(shí)驗進(jìn)行審核，審核認(rèn)定可行的再組織與學(xué)生進(jìn)行討論，討論后學(xué)生進(jìn)行修改，最后由老師審定，方案審定合格即預(yù)約成功，學(xué)生可以進(jìn)行實(shí)驗。整個過程不僅培養(yǎng)了學(xué)生查閱資料和綜合分析問題的能力，更重要的培養(yǎng)他們縝密邏輯思維和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度。

3.提高實(shí)驗報告質(zhì)量，防止抄襲。近幾年學(xué)生人數(shù)的大幅度增加，導(dǎo)致實(shí)驗硬件嚴(yán)重不足。實(shí)驗教學(xué)只能將學(xué)生分組，參加實(shí)驗的學(xué)生，經(jīng)常是4～6人圍著一套儀器一起進(jìn)行實(shí)驗，往往是少數(shù)人動手，多數(shù)人旁觀。怎樣提高學(xué)生的實(shí)驗熱情，使他們愿意動手成了最棘手的問題。為此對實(shí)驗過程的監(jiān)控固然重要，但實(shí)踐發(fā)現(xiàn)突出實(shí)驗報告的重要性和區(qū)別性更加有效。實(shí)驗報告不再強(qiáng)調(diào)完整性，而更加突出實(shí)驗收獲和問題分析。要求學(xué)生以實(shí)驗為依據(jù)，重點(diǎn)總結(jié)實(shí)驗的收獲，分析產(chǎn)生問題的原因及解決方法，寫出自己的心得體會，從根本上防止學(xué)生互相抄襲實(shí)驗報告。對設(shè)計性實(shí)驗和創(chuàng)新性實(shí)驗，指導(dǎo)學(xué)生以研究論文的形式對自己所做的實(shí)驗進(jìn)行總結(jié)，讓學(xué)生按照科技論文的格式寫出實(shí)驗報告。由于每個學(xué)生對同一實(shí)驗的認(rèn)識不同，設(shè)計思路、實(shí)驗方法、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析、實(shí)驗現(xiàn)象的解釋等都不盡相同，所寫的總結(jié)報告都各有特點(diǎn)。這樣不僅鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力、分析問題和解決問題的能力，同時也逐步培養(yǎng)了學(xué)生的科研素質(zhì)。

4.改進(jìn)實(shí)驗成績評價體系。水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗成績評定不再僅由終端的實(shí)驗報告決定，而是貫穿于整個實(shí)驗過程，從實(shí)驗預(yù)習(xí)到實(shí)驗準(zhǔn)備、實(shí)驗至完成實(shí)驗報告（論文），進(jìn)行全過程評價。一般預(yù)習(xí)成績占20%，實(shí)驗占50%，實(shí)驗報告（論文）占30%，重點(diǎn)突出實(shí)驗過程，使給定成績更加科學(xué)合理。

四、實(shí)踐效果

1.增強(qiáng)了學(xué)生對實(shí)驗的興趣，提高了動手能力。由于實(shí)驗內(nèi)容比較豐富，硬件投入也得到了加大，使學(xué)生動手操作的機(jī)會大幅度提高，學(xué)生自主性加強(qiáng)，避免了以往少數(shù)學(xué)生做多數(shù)學(xué)生看的被動局面。同時設(shè)計實(shí)驗的提出，提高了學(xué)生對實(shí)驗的興趣。他們很想早點(diǎn)得出自己設(shè)計的實(shí)驗的結(jié)論，所以做實(shí)驗很認(rèn)真，也很投入。實(shí)驗自主完成后，大多數(shù)同學(xué)有一種成就感與自豪感，這也增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的動力，提高了他們的動手能力和創(chuàng)新能力。

2.轉(zhuǎn)變了教師觀念，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用。在設(shè)計性實(shí)驗過程中充分發(fā)揮學(xué)生的自主權(quán)，放手讓學(xué)生動手操作，真正讓學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗。創(chuàng)設(shè)一種民主、平等、和諧、自由的教學(xué)氛圍，最大限度地提高學(xué)生實(shí)驗的自由度，讓學(xué)生的創(chuàng)造個性得到充分自由的發(fā)展。轉(zhuǎn)變權(quán)威教學(xué)觀念，實(shí)驗指導(dǎo)教師只在實(shí)驗進(jìn)行過程中給予及時有益的引導(dǎo)和指導(dǎo)，使學(xué)生在實(shí)驗活動中得到更多的嘗試機(jī)會、歷練和收獲，讓他們體會到創(chuàng)新探究帶來的喜悅，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。經(jīng)過上述改革，絕大多數(shù)學(xué)生對這水質(zhì)工程實(shí)驗的教學(xué)效果反映良好，這樣的實(shí)驗課給他們留下非常深刻的印象。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾薇，王淑瑩，等.改革水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗教學(xué)，培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才[J].實(shí)驗技術(shù)與管理，2010，27（7）：127-129.endprint