工程專業(yè)認(rèn)證背景下的水污染控制工程課程體系研究與實踐

張潔 李燕 田立江 何士龍

摘要：在工程專業(yè)認(rèn)證的背景下，構(gòu)建了“課堂教學(xué)—實驗教學(xué)—課程設(shè)計—實習(xí)”一體化實踐教學(xué)模式。以解決復(fù)雜環(huán)境問題為導(dǎo)引，解構(gòu)與重構(gòu)課堂教學(xué)，實現(xiàn)教學(xué)理論與工程實踐的統(tǒng)一，實現(xiàn)了理論教學(xué)與實踐教學(xué)的協(xié)同提升。

關(guān)鍵詞：專業(yè)認(rèn)證；水污染控制工程；復(fù)雜環(huán)境問題；理論教學(xué)；實踐教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）33-0183-02

我國的工程教育認(rèn)證始于2006年，并于2016年成功加入《華盛頓協(xié)議》?！度A盛頓協(xié)議》的順利加入，為我國職業(yè)工程師制度的實施、工程技術(shù)人才的國際流動打下了基礎(chǔ)。開展工程教育專業(yè)認(rèn)證，對加強(qiáng)工程實踐教育、提高工程教育人才對工業(yè)產(chǎn)業(yè)的適應(yīng)性、實現(xiàn)國際互認(rèn)具有重要意義。我校環(huán)境工程專業(yè)始建于1983年，于2015年順利通過全國工程教育專業(yè)認(rèn)證。至此以工程專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，確立了以培養(yǎng)解決復(fù)雜環(huán)境問題高級工程技術(shù)人才的目標(biāo)，而“水污染控制工程”作為環(huán)境工程專業(yè)主干課，在進(jìn)一步強(qiáng)化工程實踐能力和解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)上將成為重要的核心推動力。

一、工程專業(yè)認(rèn)證背景下本課程的培養(yǎng)目標(biāo)解析

本課程的培養(yǎng)目標(biāo)主要包含兩個部分的內(nèi)容：一是在掌握基本原理和基本技術(shù)的基礎(chǔ)上，有效培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜水污染問題的解決能力；二是以課堂教學(xué)、課程實驗、課程設(shè)計以及實習(xí)共同構(gòu)建我校水污染控制工程的課程體系，在“課堂教學(xué)—實驗教學(xué)—課程設(shè)計—實習(xí)”的一體化實踐教學(xué)模式下，全面提升學(xué)生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力。解決復(fù)雜環(huán)境問題和提高實踐能力的培養(yǎng)是專業(yè)認(rèn)證的兩大主題，也是與人才培養(yǎng)目標(biāo)完全吻合的，為此，我們主要從課堂教學(xué)和實踐課程構(gòu)建兩個方面加以有重點地解決。

二、以解決復(fù)雜環(huán)境問題為導(dǎo)引，解構(gòu)與重構(gòu)課堂教學(xué)

解構(gòu)課堂教學(xué)就是透視教學(xué)知識點，將其分解并放大具體分析，更多地著眼于微觀視角，并最終落實到工程實踐層面；而重構(gòu)是在解構(gòu)的基礎(chǔ)上，將分解后的知識點重新歸并、整合，整體把握并將教學(xué)知識點進(jìn)一步顯化、深入，更多地著眼于宏觀視角，關(guān)注于理論層面。課堂教學(xué)的解構(gòu)與重構(gòu)就是強(qiáng)調(diào)教學(xué)理論與工程實踐的統(tǒng)一，解構(gòu)是重構(gòu)的前提和基礎(chǔ)，重構(gòu)是解構(gòu)的凝練和升華，以此將復(fù)雜環(huán)境問題由微觀到宏觀、由理論到實踐加以系統(tǒng)解決。以脫氮除磷機(jī)理及相關(guān)工藝的篇章介紹為例。首先，由教師提供城鎮(zhèn)生活污水A2O處理工藝的應(yīng)用案例，將學(xué)生引入一個特定的環(huán)境工程問題中；繼而，詳細(xì)介紹該目標(biāo)廢水的進(jìn)出水水質(zhì)情況、工藝運(yùn)行狀況以及實際運(yùn)行中出現(xiàn)的問題等工程背景，經(jīng)過深入地分析后，找出該工藝處理的重點和難點，即為氮磷的同時去除；進(jìn)而引入脫氮除磷機(jī)理這一知識點，同時結(jié)合該工程案例進(jìn)行細(xì)化分析，至此完成對知識點解構(gòu)的過程；最后，在深入分析脫氮和除磷機(jī)理、工程案例的實現(xiàn)手段以及在兩者實現(xiàn)同時達(dá)標(biāo)可能出現(xiàn)的問題的基礎(chǔ)上，引出脫氮除磷的矛盾以及基于該矛盾可采用的改進(jìn)工藝等問題，從而完成對脫氮除磷知識點的歸并、整合和提升，實現(xiàn)對該知識點的重構(gòu)。如此，使得課堂教學(xué)不再僅限于理論層面，而是使得抽象的理論教學(xué)有了工程實踐做附著點，也使得課堂教學(xué)的具體過程不再流于經(jīng)驗層次，而是有了教學(xué)實踐作為理論教學(xué)的支撐點。

三、以培養(yǎng)解決復(fù)雜環(huán)境問題高級工程技術(shù)人才為目標(biāo)，構(gòu)建實踐課程體系

在以往以傳授知識為主要任務(wù)教育思想的指導(dǎo)下，教學(xué)過程中往往是重知識積累，輕知識的運(yùn)用和能力的培養(yǎng)，這種現(xiàn)象在本課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)上表現(xiàn)尤為突出。在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，設(shè)置實驗課時相對較少，且多為驗證性實驗，僅能滿足鞏固基本理論知識，掌握基礎(chǔ)實驗技能，對于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力起不到應(yīng)有的作用；在課程設(shè)計環(huán)節(jié)，形式較為單一，學(xué)生積極性不高；在生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)，由于資金投入不足，加之現(xiàn)場條件的限制，大多是走馬觀花，收效甚微。這對于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力起不到應(yīng)有的作用，也未以解決復(fù)雜環(huán)境工程問題為指向，無益于復(fù)合型工程人才的培養(yǎng)。為此，本課程在強(qiáng)化課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改革和完善以水污染控制為主線的教學(xué)體系，構(gòu)建了“實驗教學(xué)—課程設(shè)計—三大實習(xí)”一體化實踐教學(xué)模式。

1.實驗教學(xué)。綜合設(shè)計性實驗建立在實驗室現(xiàn)有實驗設(shè)備可開展設(shè)計性實驗題目的基礎(chǔ)上，由學(xué)生查閱相關(guān)資料以分組的形式提交實驗方案初稿，經(jīng)教師和學(xué)生充分論證后，對原有實驗方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，繼而學(xué)生按照既定的實驗方案在實驗室完成相關(guān)實驗內(nèi)容，并完成對數(shù)據(jù)的分析處理以及后續(xù)實驗報告的撰寫。綜合設(shè)計性實驗是多個教學(xué)知識點的有機(jī)統(tǒng)一，從方案的制定到數(shù)據(jù)的原始記錄設(shè)計以及最后的數(shù)據(jù)分析，可充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)獨立分析問題、解決問題的能力，從而逐步培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜環(huán)境問題的能力。

2.課程設(shè)計。水污染控制工程課程設(shè)計是在完成課程學(xué)習(xí)后進(jìn)行的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，在教學(xué)中起著承上啟下的作用，是連接基礎(chǔ)知識、基本理論學(xué)習(xí)和生產(chǎn)實際的紐帶和橋梁。具體方法為將課程設(shè)計與生產(chǎn)實習(xí)交叉進(jìn)行：首先，由指導(dǎo)教師參照現(xiàn)場實例，給出設(shè)計要求和部分設(shè)計參數(shù)，學(xué)生分組或自由組合，協(xié)作或單獨做出設(shè)計方案和設(shè)計圖件；然后，組織學(xué)生現(xiàn)場參觀，對其優(yōu)缺點進(jìn)行討論比對，在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)建議；最后，完成對課程設(shè)計的修正。兩者的融合交叉使學(xué)生在設(shè)計實踐中遇到的問題到現(xiàn)場得以解決，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，實現(xiàn)理性—感性—理性的升華。

3.三大實習(xí)。三大實習(xí)包括認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)，認(rèn)識實習(xí)主要是感性認(rèn)識；生產(chǎn)實習(xí)是專業(yè)主干課程之后的一次重點實習(xí)環(huán)節(jié)；畢業(yè)實習(xí)是畢業(yè)設(shè)計（論文）之前的本科階段最后一個實習(xí)環(huán)節(jié)。本課程組針對每一個實習(xí)階段均開展了“三階段”模式，即分別在實習(xí)前、實習(xí)中和實習(xí)后采取相應(yīng)措施強(qiáng)化實習(xí)效果，具體做法是：實習(xí)前，教師在生產(chǎn)實習(xí)前把有關(guān)課程中實踐性比較強(qiáng)的內(nèi)容與實習(xí)結(jié)合起來進(jìn)行教學(xué)，甚至加講少量必不可少的新知識，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性；在實習(xí)過程中，可安排參觀和相互交流，或請專家和師傅舉辦一些專題講座；實習(xí)結(jié)束后，再分小組討論，并撰寫實習(xí)報告。通過以上做法切實提高了實習(xí)效果，實現(xiàn)了理論知識與實踐教學(xué)的有機(jī)融合，形成了理論知識點的閉環(huán)反饋和層層遞進(jìn)。

四、結(jié)束語

在工程專業(yè)認(rèn)證的背景下，本課程構(gòu)建了“課堂教學(xué)—實驗教學(xué)—課程設(shè)計—實習(xí)”的一體化實踐教學(xué)模式。一方面，解構(gòu)與重構(gòu)課堂教學(xué)內(nèi)容，深化教學(xué)理論與工程實踐的統(tǒng)一，以此將復(fù)雜環(huán)境問題由微觀到宏觀、由理論到實踐加以系統(tǒng)解決；另一方面，從實驗教學(xué)、課程設(shè)計、三大實習(xí)三個主要實踐環(huán)節(jié)入手，以解決復(fù)雜環(huán)境問題為導(dǎo)向：不斷更新和充實實驗教學(xué)內(nèi)容，提高實驗的研究性和設(shè)計性，增加綜合設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力；將課程設(shè)計與生產(chǎn)實習(xí)交叉進(jìn)行，強(qiáng)化課程設(shè)計的效果；采用“三階段”模式，強(qiáng)化認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)環(huán)節(jié)與解決工程實際問題的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，實現(xiàn)理論知識與生產(chǎn)實踐的有機(jī)結(jié)合。

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