基于開放式教學(xué)+地方特色的水污染實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

蔡奉穎 何秋香（福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院）

水污染控制工程是高校環(huán)境工程專業(yè)的核心課程，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是該課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)和組成部分，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁。專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對加強(qiáng)學(xué)生理論學(xué)習(xí)、掌握工程設(shè)計(jì)的基本理念，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)自主創(chuàng)新能力具有重大意義[1]。實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容、方法及考核辦法是教師在課程實(shí)施的過程中引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問題，提出問題、探尋解決問題的途徑和方法，從而掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、授課方式及考核角度出發(fā)，重點(diǎn)探討如何通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐動(dòng)手能力，獲取該專業(yè)知識(shí)，并將知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閭€(gè)人能力。

一 水污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)及考核中存在的不足

1 學(xué)生主動(dòng)性難以調(diào)動(dòng)

目前水污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式比較單一，實(shí)驗(yàn)操作步驟詳細(xì)而且明確，學(xué)生按部就班操作即可，這樣只是對學(xué)生在某一原理或某一操作技術(shù)的單一訓(xùn)練[2,3]。

2 重視程度不夠

實(shí)驗(yàn)多以單人授課，授課形式單一。教師理論知識(shí)比較豐富，實(shí)驗(yàn)教師技術(shù)操作能力較強(qiáng)，應(yīng)該結(jié)合各方面的優(yōu)勢，成立實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，真正體現(xiàn)出對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視。

3 考核手段比較片面

一般實(shí)驗(yàn)課程的考核都以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，結(jié)合學(xué)生上課的表現(xiàn)。水污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以分組進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)報(bào)告在小組內(nèi)無較大差別，這樣就很難。

二 教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與考核手段的改進(jìn)

1 根據(jù)地方及學(xué)校特色，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

根據(jù)《環(huán)境工程專業(yè)規(guī)范》的基本要求，我們環(huán)境工程水污染控制工程實(shí)驗(yàn)總共21課時(shí)，安排了包括自由沉降、混凝、過濾、活性炭吸附、氣浮、活性污泥生物處理等6個(gè)以驗(yàn)證型為主的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)用水多為實(shí)驗(yàn)室自行配置。

地方高校的人才培養(yǎng)自然要適應(yīng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)特色發(fā)展，所以學(xué)校在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革的過程中針對福建省山區(qū)養(yǎng)殖業(yè)比較發(fā)達(dá)，而農(nóng)林大學(xué)跟很多地方的大型養(yǎng)殖場都有校企合作，學(xué)校以此去調(diào)整實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容[4]。采用地方養(yǎng)殖廢水為實(shí)驗(yàn)用水，利用包括物理方法、化學(xué)方法、物理化學(xué)方法、生物化學(xué)方法以及電化學(xué)方法以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主讓學(xué)生掌握各種處理單元的技術(shù)指標(biāo)以及運(yùn)行條件。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為選修內(nèi)容或融合到綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中去。為此我們給出了如表1所示改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

表1 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[5]

除了驗(yàn)證性及演示實(shí)驗(yàn)外，每組學(xué)生自由選擇2個(gè)綜合性的課題，通過查閱文獻(xiàn)資料提出完整的處理工藝流程并對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)定。然后制定實(shí)驗(yàn)步驟及監(jiān)測所需要的指標(biāo)，經(jīng)與指導(dǎo)老師討論后開展。最后通過所獲得的數(shù)據(jù)寫報(bào)告討論處理結(jié)果。這樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)涵蓋了基礎(chǔ)環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境微生物學(xué)、水污染控制工程等相關(guān)核心課程的內(nèi)容。這不僅使學(xué)生的專業(yè)技能和工藝實(shí)踐能力能得到全面的綜合訓(xùn)練，同時(shí)也有效地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性，從而進(jìn)一步開闊學(xué)生視野，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力[6]。

2 授課方式的改變

實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般是采用集中授課方式，針對新變革的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該實(shí)施開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。強(qiáng)調(diào)科研與教學(xué)相結(jié)合，“優(yōu)化課內(nèi)、強(qiáng)化課外”的意識(shí)，積極提供“科研與教學(xué)相結(jié)合”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式[7]。導(dǎo)師是學(xué)生所選專業(yè)方面的指導(dǎo)者與引路人，重在對學(xué)生因材施教，開展專業(yè)思想及個(gè)性化教育，挖掘?qū)W生潛能，有意識(shí)地引導(dǎo)和提高學(xué)生的科研興趣、科研能力、創(chuàng)新能力和社會(huì)實(shí)踐技能、生產(chǎn)實(shí)踐能力，并指導(dǎo)完成相應(yīng)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)等教學(xué)任務(wù)。導(dǎo)師制的施行讓學(xué)生在學(xué)校的學(xué)習(xí)更具有目的性和方向性。

同時(shí)借鑒現(xiàn)代超市運(yùn)作模式，學(xué)生在課程學(xué)習(xí)以及導(dǎo)師的培養(yǎng)下已經(jīng)具有一定的理論實(shí)踐操作能力，開放式教學(xué)能讓學(xué)生在其中自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間、申請項(xiàng)目考核和學(xué)分結(jié)算[8]。導(dǎo)師制結(jié)合開放式教學(xué)就是學(xué)生根據(jù)自己選擇課題，查閱文獻(xiàn)提出完整的處理工藝流程并對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)定。碰到問題可以跟導(dǎo)師探討，方案設(shè)計(jì)好后跟任課老師申請安排上課時(shí)間，自己準(zhǔn)備好需要的實(shí)驗(yàn)用品，在任課老師的幫助下完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)(包括取樣、實(shí)驗(yàn)、測試、結(jié)果分析),并要求學(xué)生記錄做好整個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄[9]。這種綜合式的教學(xué)方式不僅訓(xùn)練學(xué)生掌握基本原理，同時(shí)也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)興趣，而不是簡單的機(jī)械式和依賴式學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)室開放能促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍的建設(shè)，加快引進(jìn)高層次人才擔(dān)任實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)[10]。

此外我們還采購了一套水污染控制工程仿真教學(xué)軟件，后期還希望展開虛擬仿真教學(xué)與水污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合方式授課，讓學(xué)生對工藝流程圖中各參數(shù)的改變對后期設(shè)備運(yùn)行的影響具有更直觀的認(rèn)識(shí)。

3 多元化考核方式

對應(yīng)于教學(xué)方式的多樣性，課程考試考核方式也應(yīng)多元化，教與學(xué)的效果由此可以互相促進(jìn)和完善，引導(dǎo)學(xué)生有效改進(jìn)學(xué)習(xí)方法[11-12]。針對教學(xué)方式的多元化應(yīng)該采用不同實(shí)驗(yàn)課程的考試考核方法見表2.

表2 不同實(shí)驗(yàn)課程的考試考核方法[8]

三 結(jié)語

通過對水污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)的探討，結(jié)合地方特色改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，增加了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，教學(xué)方式以及考核方式也變得多元化，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生由專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)向應(yīng)用型創(chuàng)新能力培養(yǎng)的側(cè)重轉(zhuǎn)變。同時(shí)建立以學(xué)生為主體、滿足開放式教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境與條件，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革提供強(qiáng)有力的后盾。