淺談水污染控制工程課程教學(xué)模式的改革

郝桂珍+楊國麗

[摘 要] 從以學(xué)生為主體的角度出發(fā)對水污染控制工程課程的理論與實踐教學(xué)模式進行了探索。著重對課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和方法的應(yīng)用進行了改革。提出了新的課程體系的教學(xué)模式，實踐表明取得了較好的效果。

[關(guān)鍵詞] 水污染控制工程；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)模式；課程體系

[中圖分類號] G642.0 [文獻標志碼] A [文章編號] 1005-4634（2014）04-0041-03

0 引言

水污染控制工程是給排水科學(xué)與工程、市政工程、環(huán)境工程專業(yè)的主要專業(yè)課程，具有很強的綜合性、實踐性和專業(yè)性[1]。河北建筑工程學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)是依托給排水科學(xué)與工程專業(yè)而建立起來的，以基礎(chǔ)扎實、專業(yè)面寬、素質(zhì)好、實踐能力強、富有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標，在培養(yǎng)具備城市和城鎮(zhèn)水、氣、聲、固體廢物等污染防治人才的基礎(chǔ)上以突出水為專業(yè)特色。因此水污染控制工程在整個專業(yè)課程體系中具有非常重要的地位，對培養(yǎng)具有河北建筑工程學(xué)院特色的環(huán)境工程專業(yè)應(yīng)用型人才具有舉足輕重的作用[2]。

近年來，隨著污水處理工藝不斷創(chuàng)新，水污染控制工程課程的內(nèi)容越來越多，而課程講授的學(xué)時卻有所減少。為解決課時短內(nèi)容多的矛盾，河北建筑工程學(xué)院水污染控制工程課程建設(shè)組根據(jù)多年的講授經(jīng)驗，結(jié)合水污染控制工程課程的特點，對該課程教學(xué)方法的創(chuàng)新和改革進行了不斷探索研究，并取得了一定成效。

1 課程設(shè)置的內(nèi)容及意義

水污染控制工程是一門綜合性很強的專業(yè)課程，包括理論教學(xué)、實驗教學(xué)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、各種實習(xí)實踐環(huán)節(jié)等內(nèi)容，主要內(nèi)容以敘述性為主，復(fù)雜的理論推導(dǎo)較少，但課程的內(nèi)容較多，所涉及的基礎(chǔ)知識也較繁雜，涉及有機化學(xué)、無機化學(xué)、物理化學(xué)、流體力學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)等。該課程的基本內(nèi)容包括兩大部分：即排水管網(wǎng)部分和污廢水處理部分。在河北建筑工程學(xué)院排水管網(wǎng)的內(nèi)容由開設(shè)的“城鎮(zhèn)給排水管道工程”這門課程講授，這樣環(huán)境工程專業(yè)的水污染控制工程課程主要講授污廢水處理部分，包括污水處理廠（站）工藝設(shè)計，通過該課程的學(xué)習(xí)，旨在培養(yǎng)學(xué)生解決水污染防治的綜合能力和創(chuàng)新能力。

2 教學(xué)內(nèi)容的改革

2.1 相關(guān)課程內(nèi)容與時間的整合

本課程在教學(xué)過程中遵循“以人為本”的教育理念，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和尊重學(xué)生的主體地位，通過研究性學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和欲望，調(diào)動學(xué)生思維的主動性、積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的內(nèi)在潛能，引導(dǎo)學(xué)生走自學(xué)之路，鼓勵創(chuàng)新精神，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。

1）教材的選用。為了提高水污染控制工程的理論教學(xué)效果，教材的選擇非常重要。水污染控制工程課程可供選擇的教材較多，但各種教材良莠不齊，有的側(cè)重理論研究，有的編寫內(nèi)容較淺、條理性較差。河北建筑工程學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)水污染控制工程教學(xué)從第一屆開始就選用高廷耀主編、高等教育出版社出版的“面向21世紀課程”的教材。該教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，教材編排的內(nèi)容既有理論又有工程實例，適合河北建筑工程學(xué)院培養(yǎng)學(xué)生的目標。

2）授課內(nèi)容側(cè)重點的調(diào)整。水污染控制工程課程內(nèi)容十分豐富，各種新工藝新技術(shù)也在不斷的開發(fā)和應(yīng)用，根據(jù)河北建筑工程學(xué)院的實際情況，在授課內(nèi)容上重點做了以下調(diào)整：（1）對于基本概念和基本理論一定要講透徹，學(xué)生必須扎實掌握，而側(cè)重于科學(xué)研究的理論如勞倫斯和麥卡蒂模型只做簡單介紹即可；（2）重點講解各種類型構(gòu)筑物的工作原理，而對其尺寸計算公式簡單講解，通過課后留大作業(yè)和課后輔導(dǎo)的形式，讓學(xué)生掌握各種構(gòu)筑物尺寸的計算過程；（3）盡可能地反映學(xué)科領(lǐng)域中的新技術(shù)，如平流沉砂池，教材上示意圖的構(gòu)造及排砂方式現(xiàn)在基本不用，因此在授課中要把現(xiàn)在常用的排砂方式和相應(yīng)結(jié)構(gòu)講清楚，同時教材上的設(shè)計計算公式也要做調(diào)整。

3）與實踐教學(xué)的銜接。在理論教學(xué)過程中要注重與后期課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及工程實踐聯(lián)系起來，對于各種形式的構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)外形，采用DV、動態(tài)仿真模擬和圖片等形式將實際工程的資料直觀地展示給學(xué)生。對于課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中容易出現(xiàn)的問題要重點講解。構(gòu)筑物的工藝尺寸設(shè)計要與工程實踐相結(jié)合，比如在計算構(gòu)筑物的尺寸時，不能按手冊或課本的公式計算完是多少就是多少，而是要按設(shè)計時選用配套設(shè)備尺寸調(diào)整到合適的尺寸。

4）課程設(shè)置時間的調(diào)整。原教學(xué)計劃中水污染控制工程設(shè)置在第七學(xué)期講授，但近幾年由于考研學(xué)生越來越多，學(xué)生為了準備研究生復(fù)習(xí)考試，第七學(xué)期課程的學(xué)習(xí)投入精力較少，造成第七學(xué)期主要的專業(yè)課程學(xué)習(xí)效果較差。尤其是最后兩周的課程設(shè)計，準備考研的學(xué)生幾乎都是拷貝完成的。鑒于這種情況，在新教學(xué)計劃調(diào)整的時候，將具有河北建筑工程學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)特色的主要專業(yè)課由原來的第七學(xué)期調(diào)到第六學(xué)期講解，其中包括水污染控制工程課程，而在第七學(xué)期適當增加選修課程。經(jīng)過這樣調(diào)整，學(xué)生在主干專業(yè)課學(xué)習(xí)時，相比在第七學(xué)期投入的精力要多，課程內(nèi)容學(xué)習(xí)效果良好。

2.2 實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

與水污染控制工程理論教學(xué)相關(guān)的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)有認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、實驗教學(xué)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)，這些實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)與理論教學(xué)環(huán)節(jié)組成一個有機學(xué)習(xí)體系。理論教學(xué)是實踐教學(xué)的基礎(chǔ)，而實踐教學(xué)又是理論教學(xué)的應(yīng)用和目標，因此，在教學(xué)中各環(huán)節(jié)要相互協(xié)調(diào)，有機結(jié)合，以避免出現(xiàn)脫節(jié)或重復(fù)。

1）認識實習(xí)的調(diào)整。河北建筑工程學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)原教學(xué)計劃在第五學(xué)期初設(shè)置了兩周的認識實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)，認識實習(xí)的目的是在接觸專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課之前，到相關(guān)的單位參觀實習(xí)，對后續(xù)課程有一個總體的認識。由于學(xué)生進行認識實習(xí)的時候還未上專業(yè)課，在實習(xí)過程中缺乏對處理系統(tǒng)和工藝的基本認識，不知如何學(xué)習(xí)，加上實習(xí)人數(shù)較多，實習(xí)過程基本上是走馬觀花，實習(xí)效果不佳。新的教學(xué)計劃將認識實習(xí)改為在各專業(yè)課上課過程中穿插進行，不再集中實習(xí)。授課教師根據(jù)教學(xué)的要求，在課程講授過程中配合到污水處理廠實習(xí)，這樣實習(xí)效果較好，而且在授課過程中講構(gòu)筑物和設(shè)備的構(gòu)造形式和運行控制方法的時候，結(jié)合實習(xí)的內(nèi)容講起來更容易理解，且效果良好。

2）實驗課程的調(diào)整。水污染控制工程實驗教學(xué)是理論聯(lián)系實際的橋梁，對于鞏固理論知識、掌握實驗技術(shù)技能、培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)起著關(guān)鍵作用[3]。實驗教學(xué)可充分鍛煉學(xué)生的觀察和動手能力，補充完善學(xué)生的理論知識結(jié)構(gòu)，訓(xùn)練分析、判斷、綜合等邏輯思維能力和獨立解決問題的勇氣和能力，并初步培養(yǎng)開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神。

原實驗課程教學(xué)安排集中在一周的時間內(nèi)進行，由于有些理論知識較早已講完，有的可能還未講，這樣在做實驗時就和理論教學(xué)有些脫節(jié)。針對這種情況，對實驗教學(xué)的安排做了調(diào)整，要求實驗室盡量配合主講教師在相關(guān)理論知識講授完后，再配合相應(yīng)的實驗教學(xué)。經(jīng)過實踐證明，這樣既能使學(xué)生做到理論與實踐相結(jié)合，鞏固從課堂和書本上學(xué)到的專業(yè)知識，又可以通過實驗操作培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能與初步的科研能力，從而有利于提高學(xué)生的綜合能力和全面素質(zhì)。

3）畢業(yè)設(shè)計及課程設(shè)計。河北建筑工程學(xué)院環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計分為五個方向，水污染控制是其中一個。為了提高學(xué)生的工程實踐能力，指導(dǎo)教師要求具有一定的工程背景。在設(shè)計深度方面要求有3～5張圖能達到施工圖深度。根據(jù)經(jīng)驗，為了讓學(xué)生在畫施工圖時能更好地了解構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)，畢業(yè)實習(xí)不能集中在兩周內(nèi)完成，而是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計各階段需求穿插在畢業(yè)設(shè)計過程中進行，使實習(xí)和設(shè)計有機結(jié)合，充分發(fā)揮實習(xí)的作用。

課程設(shè)計是水污染控制工程教學(xué)中一個重要的實踐性環(huán)節(jié)，其目的是要求學(xué)生綜合運用所學(xué)的有關(guān)知識完成污水處理廠的初步設(shè)計，通過設(shè)計掌握解決實際工程問題的能力，并進一步鞏固和提高理論知識。根據(jù)幾年來課程設(shè)計環(huán)節(jié)的經(jīng)驗教訓(xùn)，新計劃將課程設(shè)計的時間調(diào)整為兩周，在內(nèi)容上也有所調(diào)整，為了讓學(xué)生在短時間內(nèi)能掌握污水處理廠初步設(shè)計階段的內(nèi)容，將重點放在訓(xùn)練構(gòu)筑物工藝設(shè)計計算和畫圖方面[4]。這樣即使后期畢業(yè)設(shè)計階段學(xué)生不做污水處理廠的設(shè)計，又能通過課程設(shè)計掌握一定的相關(guān)基本知識。

3 教學(xué)方法的改革

3.1 多媒體輔助教學(xué)

多媒體教學(xué)方法可以在一定程度上突破時間和空間的限制，擴大直觀視野，充實直觀內(nèi)容，強化直觀效果，豐富感知材料。但是為了避免教師過分依賴多媒體而失去展現(xiàn)個性魅力的空間，根據(jù)水污染控制課程內(nèi)容特點，在教學(xué)中理論性強的以傳統(tǒng)的黑板教學(xué)為主，實踐性強的以多媒體教學(xué)為主。因此筆者在PPT制作的過程中不是簡單的將書本內(nèi)容機械的編排，而主要是讓學(xué)生們觀看一些構(gòu)筑物或設(shè)備的形式、運行過程及原理等直觀的教學(xué)，對于基本概念和理論還需要教師認真仔細地用板書進行推導(dǎo)和講解。比如在介紹格柵的時候，首先應(yīng)用Flash動畫模擬格柵的工作原理，再通過圖片展示實踐中各種形式的格柵類型，應(yīng)用DV播放格柵的運行過程，再通過學(xué)習(xí)CAD圖讓學(xué)生掌握格柵施工圖的畫法及尺寸計算過程。這樣能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生的感性認識，解決了板書教學(xué)的缺點，提高了教學(xué)效果，同時也為后續(xù)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計奠定了良好的工程實踐基礎(chǔ)。

3.2 多渠道和學(xué)生溝通

除了采用課堂講授教學(xué)方式外，還采用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)彌補課堂教學(xué)時間有限、內(nèi)容講授不充分等不足。將水污染控制工程相應(yīng)的資料（如教學(xué)大綱、仿真動畫、圖片、課件PPT、習(xí)題和作業(yè)、工程設(shè)計實例以及相應(yīng)的水污染控制工程精品課程網(wǎng)站鏈接等）放在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，學(xué)生可以按自己的學(xué)習(xí)需求下載相應(yīng)的資源進行學(xué)習(xí)。除了定期到教室進行每周一次的集中輔導(dǎo)以外，還利用手機、E-mail和QQ等方式隨時和學(xué)生進行溝通交流，及時解答學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。這種課堂講授和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合、板書和多媒體動態(tài)仿真相結(jié)合的教學(xué)方法，使理論教學(xué)富有樂趣，知識更直觀，內(nèi)容更充實，便于學(xué)生理解和記憶，教學(xué)效果良好。

3.3 充分利用學(xué)術(shù)講座開闊學(xué)生的視野

通過聘請知名大學(xué)教授來做學(xué)術(shù)講座，讓學(xué)生了解水污染處理的前沿技術(shù)，及時地反映學(xué)科領(lǐng)域中的新成就和發(fā)展動態(tài)，以開闊學(xué)生的視野[5]。鑒于近年來廢水處理新工藝的開發(fā)十分迅速、活躍，不可能在課程中進行全面詳盡的講述，為此安排本校資深的教師以學(xué)術(shù)講座的形式，讓學(xué)生了解專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)及科研成果，介紹相關(guān)的法律法規(guī)、管理手段、排放標準和水質(zhì)基準、膜分離理論與技術(shù)、高濃度降解有機廢水治理等領(lǐng)域。淵博的知識、精彩的講解使得學(xué)生對該領(lǐng)域的知識產(chǎn)生濃烈的興趣與求知欲望。

4 結(jié)束語

經(jīng)過不懈的努力，水污染控制工程在課程體系和教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法、實踐教學(xué)、學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面已形成了一套完善的教學(xué)系統(tǒng)，使得水污染控制工程課程體系各環(huán)節(jié)在銜接上不斷優(yōu)化，授課內(nèi)容和方法不斷改進，較好的教學(xué)效果彰顯了河北建筑工程學(xué)院環(huán)境工程培養(yǎng)的目標與特色。

參考文獻

[1]吳小寧，馮晉陽，等. 水污染控制工程課程教學(xué)方法研究[J].教學(xué)研究：2012，35（5）：65-66.

[2]解清杰，黃衛(wèi)紅，等. 環(huán)境工程專業(yè)“水污染控制工程”課程建設(shè)探析[M]. 北京：中國電力教育出版社，2009.

[3]成官文.水污染控制工程國家精品課程教育方法和手段的改革與實踐[J]. 理工高等教育：2008，27（5）：134-136.

[4]《面向21世紀高等工程教育教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計劃》工作指導(dǎo)小組.挑戰(zhàn)探索實踐[M]. 北京：高等教育出版社，1997.

[5]李凡修，張竹青.水污染控制工程課程建設(shè)的實踐與設(shè)想[M]. 北京：高等教育出版社，2008.