基于卓越工程師培養(yǎng)的水污染控制工程課程體系改革探討

高林霞　張會琴　黃磊　李祝

卓越工程師培養(yǎng)是促進高校培養(yǎng)適應社會和經(jīng)濟發(fā)展需要人才的一項質(zhì)量工程。該計劃是一種全新的人才培養(yǎng)理念和模式，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的各類高質(zhì)量工程技術(shù)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國[1]。

湖北工業(yè)大學是一所省屬的工科院校，于2011年10月獲批成為教育部第二批卓越工程師教育培養(yǎng)計劃高校，環(huán)境工程專業(yè)有幸成為其中的一份子。因此作為一名專業(yè)課老師，思考在卓越工程師的培養(yǎng)模式下，如何構(gòu)建新的課程體系、優(yōu)

化課程設置、調(diào)整教學內(nèi)容、創(chuàng)新教學方法、強化實踐教學訓練使其符合卓越工程師人才培養(yǎng)要求。水污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)的重要主干課程之一，主要講授污水處理中最常用的物理、化學、物理化學及生物的處理方法，將污水水質(zhì)指標、污水處理理論、原理和工藝技術(shù)設計計算緊密結(jié)合[2-3]，并對常見的處理工藝進行系統(tǒng)介紹，使學生對不同水質(zhì)的水處理理論的方法有全面、系統(tǒng)的認識。水污染控制工程是一門綜合性很強的課程，涉及化學、物理、物理化學、環(huán)境工程微生物和流體力學等學科。課程的設置不僅包括理論與實驗教學，而且還涉及課程設計以及實習實踐等環(huán)節(jié)的內(nèi)容。該課程作為一門實踐性較強的課程，對學生的動手能力，工程設計能力有著更高的要求，因此，如何提高學生自身的素質(zhì)和競爭力，為學生今后的發(fā)展奠定了堅實的基礎，需要我們教師根據(jù)課程特點，結(jié)合社會的需求不斷改進教學方法和手段，培養(yǎng)出合格的人才。主要采取以下措施。

一 課程教學內(nèi)容改革探索

1 調(diào)整優(yōu)化教學內(nèi)容，增加課程的先進性

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)排放的廢水越來越復雜，傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)已經(jīng)不能滿足處理的要求。因此隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，水污染控制新技術(shù)和新裝備也日新月異。教師在上課時必須緊跟科技發(fā)展，積極掌握水污染控制技術(shù)及設備的最新進展，及時將新技術(shù)、新工藝和新理念融入教學內(nèi)容，如高級氧化法、生物絮凝劑、復合絮凝劑、膜生物反應器等高效新型的技術(shù)納入到課程中。學生在掌握傳統(tǒng)技術(shù)的基礎上，掌握最新的行業(yè)技術(shù)，使他們在以后的就業(yè)和學習中，立于較高的基點。

2 面向工程，強化特色

水污染控制工程作為環(huán)境工程專業(yè)的一門核心課程，其課程建設與改革應根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，面向工程，加強學生的動手能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與教育，做到教學、科研和實踐的有機結(jié)合，不斷豐富實踐教學的內(nèi)容、方式和途徑，以有效提高學生面向環(huán)保產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)一線的工程素質(zhì)[4]。教師在課堂上介紹一些工程實例，通過講解其工藝原理及工藝參數(shù)的選取特點，強化學生理論聯(lián)系實際意識和工程意識，同時根據(jù)我校輕工特色，增加大量的輕工行業(yè)的污水治理的實例如造紙廢水、食品廢水等。同時工程案例和項目要不斷更新，緊扣學科熱點問題，密切跟蹤企業(yè)發(fā)展急需解決的問題，真正做到企業(yè)需要什么，學校就教什么。并結(jié)合《室外排水設計規(guī)范》根據(jù)其給出的廢水工程的設計原則和設計的指導，跟蹤行業(yè)發(fā)展，樹立規(guī)范意識。

3 與職業(yè)資格考試相互結(jié)合

注重授課內(nèi)容與注冊環(huán)保工程師考試的要求相適應。隨著2005年9月1日起《注冊環(huán)保工程師制度暫行規(guī)定》的施行、2007年注冊環(huán)保工程師資格考試的首次實施，中國在環(huán)保行業(yè)逐步實行執(zhí)業(yè)注冊制度。水污染防治（即水污染控制工程）是注冊環(huán)保工程師資格考試的四個專業(yè)方向之一。

結(jié)合注冊環(huán)境工程師的考試要求，將相關(guān)內(nèi)容整合到教學過程中，保持教學軟件與工程實際應用軟件的同步，使學生所學內(nèi)容能夠和工程設計與管理實踐相接軌，從而構(gòu)建理論教學、實踐教學以及注冊環(huán)境工程師培養(yǎng)三位一體的課程內(nèi)容體系和實踐教學體系。

二 采用多種靈活的教學方法

1 多媒體與傳統(tǒng)板書相結(jié)合

水污染控制工程作為專業(yè)主干課，公式和工藝流程多，基本原理和工程技術(shù)應用多，針對這一特點，教學中選擇了傳統(tǒng)板書和多媒體課件并重的教學方式。多媒體教學可以集文字、圖像、動畫、聲音于一體，把相關(guān)的內(nèi)容和圖像生動、直觀地投影到屏幕上，通過聲、光對信息的傳遞將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化，激發(fā)學生學習興趣，調(diào)動其主動學習的積極性。例如在講述構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)時，既有實際構(gòu)筑物的圖片，又引入AUTOCAD圖紙，使學生不僅了解構(gòu)筑物的外觀形式，而且深入了解構(gòu)筑物內(nèi)部構(gòu)造和關(guān)鍵的設計點，這有利于增加學生對構(gòu)筑物構(gòu)造的感性認識，加深印象，從而強化學生對相關(guān)知識點的學習和理解。又如在介紹處理工藝流程時，既可先借助流程圖的圖片介紹流程的工作原理，然后又引入實際污水處理廠的FLASH和DV，使學生對工藝流程的理解從感性和理性上都會得到強化。

傳統(tǒng)板書傳遞給學生的是一種視覺信息，是教師在課堂上利用視覺形象與學生交流信息、傳遞知識的重要教學方式。科學研究表明，在進入人腦的各種信息中視覺信息約占75%，可見板書在課堂教學中非常重要。因此將傳統(tǒng)板書和多媒體相結(jié)合，使學生不僅學習積極性很高而且接收的信息量大大增加。

2 討論式教學

為了避免“填鴨式”的教學，可以采用討論式教學，即教師首先提出問題，將學生分為幾個學習小組，每組分配一個問題。經(jīng)過充分的查閱資料、認真討論和總結(jié)后，各小組派代表發(fā)言給出總結(jié)，教師在此基礎上進行點評，并給予優(yōu)秀學習小組的肯定和獎勵。這種教學方式不僅可以激勵每位學生都熱情飽滿地參與到學習活動中，還有效避免上課思想拋錨的情況發(fā)生，通過討論可以使重要知識點明朗化，有助于學生的記憶，達到事半功倍的效果。

3 采用教學團隊進行教學

教師是課程建設的關(guān)鍵，教師的能力和水平?jīng)Q定了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。為了更好地實現(xiàn)該精品課程的教學目標與建設目標，改變傳統(tǒng)教學方式——“一個教師教一門課”，采用教學團隊進行教學，教學團隊由教授、 副教授、 講師組成，由工程經(jīng)驗豐富、教學水平高的帶頭人領(lǐng)銜負責，以中青年教師為主體，建立知識、年齡、學歷結(jié)構(gòu)合理的教學團隊。任課教師不僅具有豐富的理論知識，而且具有實際工程經(jīng)驗。教學團隊建設的過程不僅要提高團隊成員整體素質(zhì)，而且要優(yōu)化組合，有效促進水污染控制工程課程教學改革與建設，不斷提高教學效果，提升教學水平。

三 加強實踐性教學環(huán)節(jié)，提高學生綜合素質(zhì)

1 整合實驗內(nèi)容，提高學生動手能力[5]

在授課過程中，安排驗證性實驗，此類實驗以加深學生對水污染控制技術(shù)基本概念、基本原理、基本方法的理解，以及基本實驗技能的培養(yǎng)。在授課結(jié)束后，安排設計性實驗、綜合性實驗，讓學生對所學的內(nèi)容進行綜合運用，充分調(diào)動學生的探索積極性，培養(yǎng)其獨立思考能力、綜合運用所學知識解決問題的能力以及創(chuàng)新能力和團隊合作精神[6]。根據(jù)我院的特色專業(yè)——造紙、食品等專業(yè)，可選取造紙、食品生產(chǎn)廢水，通過水質(zhì)分析、設計出自己認為最佳的處理方案，再通過實驗加以驗證。

水污染控制工程涉及的實驗內(nèi)容多而廣，通常所用的時間較長，傳統(tǒng)的實驗課程無法滿足學生對實驗的全面了解。因此可在傳統(tǒng)實驗課程的基礎上，設立開放實驗室。讓學生在實驗室統(tǒng)一開放的時間，利用課余時間進行實驗，如氧化溝處理廢水實驗，進行實驗的設計、參數(shù)的選擇、污泥的培養(yǎng)、裝置的運行、處理后廢水指標的測定等過程。 這樣不僅能培養(yǎng)學生的責任心和自我管理能力，而且能最大限度地讓實驗室資源得到更充分的利用。

2 課程設計選用實際工程案例

該課程的課程設計主要是針對完成水污染控制工程課程學習后進行的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，也是一個總結(jié)性的教學環(huán)節(jié)。 其目的是使學生在掌握了水污染控制工程的基本原理、基本理論和設計方法后有針對性地進行模擬設計，學會查閱資料、使用手冊、選用數(shù)據(jù)和公式、合理確定工藝流程、正確進行設計計算、用技術(shù)經(jīng)濟的觀點評價設計結(jié)果，用AUTOCAD畫出合理的平面、高程圖。另外還要結(jié)合認識實習，將認識實習安排在水污染控制工程理論課結(jié)束后，課程設計前進行，這樣使學生已經(jīng)對污水處理廠有了一個初步的認識，課程設計更加合理，符合實際。

3 開展多渠道實習形式

在傳統(tǒng)的認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習的基礎上，拓展更多的實習渠道，如學術(shù)講座、校企合作等。舉辦專題講座，邀請工程實踐豐富的技術(shù)人員或?qū)＜医o學生做專題報告，結(jié)合工程實例講授工程設計、施工、運營過程等實際問題，啟發(fā)和引導學生去尋求解決問題的方法。

與一些污水處理廠、環(huán)保公司建立長期實習合作關(guān)系，選派學生到公司進行長期實習，參與公司污水處理廠設計、營運的整個過程。同時，結(jié)合湖北工業(yè)大學膜技術(shù)研究所的研發(fā)和工程實踐，讓學生參與多項課題的立項、研究、項目實施和項目運行。

總之，高等工科學校卓越工程師培養(yǎng)計劃是實現(xiàn)建設具有中國特色新型工業(yè)化國家、建設創(chuàng)新型國家、人才強國等國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要教育舉措[7]。水污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)重要的一門專業(yè)課，因而課程的建設應以培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力為目標，采用恰當?shù)慕虒W方法，豐富教學內(nèi)容和加強實踐環(huán)節(jié)，切實提高教學質(zhì)量，把學生培養(yǎng)成真正高素質(zhì)的技術(shù)應用型人才，對于“卓越工程師”的培養(yǎng)有重大意義。

參考文獻

[1]黃玲.基于工程實踐能力培養(yǎng)的《水污染控制工程》實驗教學初探[J].科教導刊，2011（6）：40-41.

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

[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].理工高教研究，2008，27（5）：134-136.

[4]徐進，李紅藝.水污染控制工程課程教學改革初探[J].時代教育，2011（9）：50-51.

[5]劉艷娟，沈麗，張志眾.水污染控制工程課程教學與實踐[J].廊坊師范學院學報（自然科學版），2011，11（3）：126-130.

[6]潘楊，黃勇，沈耀良.水污染控制工程實驗教學改革初探[J].實驗科學與技術(shù)，2011，9（2）：139-140.

[7]吳向陽，劉宏，李潛.環(huán)境工程專業(yè)“水污染控制工程”課程建設[J].教育與職業(yè)，2012（2）：131-133.