水質(zhì)工程學(xué)實驗教學(xué)改革的實踐與思考

鄧靖 馬曉雁

[摘 要] 水質(zhì)工程學(xué)實驗教學(xué)是給排水科學(xué)與工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的重要內(nèi)容，不斷提升實驗教學(xué)質(zhì)量是培養(yǎng)學(xué)生實踐技能和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵措施。針對目前水質(zhì)工程學(xué)實驗教學(xué)存在的問題，通過實踐新型實驗教學(xué)方法、增設(shè)綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗、合理安排實驗教學(xué)時間、建立多元化的實驗教學(xué)考核體系等途徑，探討提升水質(zhì)工程學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的方法。

[關(guān)鍵詞] 水質(zhì)工程學(xué);實驗教學(xué);教學(xué)改革

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）41-0186-02? ? [收稿日期] 2020-03-10

實驗教學(xué)是高等教育教學(xué)中銜接理論知識與工程實際的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生實踐技能和創(chuàng)新能力的重要途徑，因此深化實驗教學(xué)改革和提高實驗教學(xué)質(zhì)量是當(dāng)前高等教育改革的重要任務(wù)[1]。水質(zhì)工程學(xué)是給排水科學(xué)與工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，具有很強的工程實踐特性，其主要任務(wù)是利用工程手段對水污染問題進行有效的控制并解決。近年來，學(xué)校和學(xué)院日益重視本科生實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，針對實驗教學(xué)進行了不少改革嘗試，但是目前水質(zhì)工程學(xué)實驗教學(xué)仍主要是演示型實驗或者對課堂理論的驗證，缺乏發(fā)揮學(xué)生主觀能動性的創(chuàng)新性教學(xué)方法。

一、水質(zhì)工程學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)存問題分析

1.實驗教學(xué)方法程序化。目前，水質(zhì)工程學(xué)實驗項目是按照《高等學(xué)校給排水科學(xué)與工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》要求開設(shè)的，以基礎(chǔ)實驗項目為主，通常采用的灌輸式教學(xué)方法，教學(xué)形式化、程序化[2]。教師按照實驗指導(dǎo)書對實驗?zāi)康?、原理、步驟進行詳細(xì)講授，然后學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書的要求進行實驗操作。這種教學(xué)方法既不能激發(fā)學(xué)生對課程的興趣，也不能充分訓(xùn)練學(xué)生分析問題和解決問題的能力，導(dǎo)致部分學(xué)生實驗時態(tài)度不積極，操作時機械地重復(fù)實驗步驟，對實驗結(jié)果不深入分析、討論，難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。

2.實驗教學(xué)內(nèi)容缺乏綜合性和創(chuàng)新性。目前，水質(zhì)工程學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容以驗證重要理論知識為主，還包含少量演示性實驗，形式單一、方法單調(diào)，缺乏綜合性和創(chuàng)新性。雖然驗證性的實驗過程能夠幫助學(xué)生理解重要理論知識，夯實基礎(chǔ)知識，但是學(xué)生對實驗缺乏興趣，大部分學(xué)生是為了拿到學(xué)分而做實驗，無法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，無法提高學(xué)生的應(yīng)用實踐能力，不利于他們的未來發(fā)展。

3.理論教學(xué)和實驗教學(xué)的進度脫節(jié)。雖然理論教學(xué)和實驗教學(xué)有不同的教學(xué)特點和規(guī)律，但是二者之間存在著密切的聯(lián)系。理論教學(xué)是實驗教學(xué)的基礎(chǔ)，只有在理論教學(xué)中將相關(guān)重要知識點掌握好、理解透才能好做實驗。目前，水質(zhì)工程學(xué)實驗課程安排明顯滯后于理論課程，理論課程安排在大三下學(xué)期，實驗課程安排在大四上學(xué)期末段。在理論課程結(jié)束近半年后進行實驗操作，學(xué)生可能會遺忘前面學(xué)習(xí)的內(nèi)容，而大部分學(xué)生缺乏自覺性，不會在實驗前對相關(guān)的理論知識進行復(fù)習(xí)，造成實驗效果難以達(dá)到預(yù)期。

4.考核方式單一。目前的考核方式以實驗報告為主，教師僅僅對學(xué)生實驗報告的書寫內(nèi)容是否規(guī)范、實驗結(jié)果是否正確、實驗結(jié)果有無分析等進行評價，缺少量化標(biāo)準(zhǔn)。我們在評閱實驗報告時發(fā)現(xiàn)，這種單一的考核方式存在諸多弊端，存在弄虛作假和投機取巧的行為。有的學(xué)生雖然態(tài)度認(rèn)真，但是不知道該如何對實驗結(jié)果進行分析討論，只是機械地把實驗指導(dǎo)書的實驗原理、實驗步驟等抄寫在實驗報告上;有的學(xué)生為了追求實驗成績，把同學(xué)的實驗結(jié)果或者網(wǎng)絡(luò)上的實驗分析直接照搬，甚至有少數(shù)學(xué)生擅自篡改實驗數(shù)據(jù)。

二、水質(zhì)工程學(xué)實驗教學(xué)改革的思考

1.探索和實踐新型實驗教學(xué)方法。除了采用傳統(tǒng)的課堂講授外，教師還可以嘗試微課和虛擬仿真等方式進行教學(xué)[3，4]。選拔既具有扎實專業(yè)基礎(chǔ)知識，又具備較強的實驗動手能力的優(yōu)秀碩士研究生錄制水質(zhì)工程學(xué)實驗教學(xué)視頻，將實驗?zāi)康?、基本要求、操作要領(lǐng)及注意事項等穿插在實驗演示過程中，以微課的形式引導(dǎo)學(xué)生在課余時間進行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，最大化發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。在微課視頻中還可以加入與實驗內(nèi)容相關(guān)的工程實例，逐步培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。大部分學(xué)生對水處理過程的認(rèn)識局限于抽象的觀察層面，很難直觀地感受水處理的工藝細(xì)節(jié)，因此可以選擇水質(zhì)工程學(xué)實驗中的部分重點實驗構(gòu)建虛擬仿真系統(tǒng)。比如將混凝實驗和活性污泥實驗的虛擬仿真和實操進行結(jié)合，它們分別是飲用水和污水處理的經(jīng)典方法，在水質(zhì)工程學(xué)實驗中十分重要。

2.增設(shè)綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗。針對所有學(xué)生增設(shè)綜合性實驗，拔尖學(xué)生增設(shè)創(chuàng)新性實驗，使學(xué)生成為實驗的主動承擔(dān)者，老師則轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒灲虒W(xué)的評價者。根據(jù)教師的科研項目，將多個基礎(chǔ)實驗項目融合為一個綜合實驗項目，學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識，查閱相關(guān)資料，通過討論確定最終方案并分工完成實驗操作。創(chuàng)新性實驗則由學(xué)生自愿組隊，獨立提出設(shè)想，教師給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，學(xué)生利用課余時間自主設(shè)計實驗方案，完成實驗操作，處理實驗數(shù)據(jù)和撰寫研究報告。比如2019年學(xué)生立項的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目“亞鐵/過氧化鈣體系改善污泥脫水的性能研究”，能夠與基礎(chǔ)實驗項目中的污泥比阻測定實驗很好的銜接。

3.合理安排實驗教學(xué)時間。水質(zhì)工程學(xué)實驗教學(xué)改革中，調(diào)整實驗進度也是關(guān)鍵，這既關(guān)系到實驗教學(xué)目標(biāo)能否實現(xiàn)，也關(guān)系到實驗教學(xué)成效是否顯著[5]。水質(zhì)工程學(xué)理論課程安排在大三下學(xué)期，實驗教學(xué)環(huán)節(jié)可以調(diào)整到大三下學(xué)期的末段。雖然水質(zhì)工程學(xué)理論課程內(nèi)容還未完全結(jié)束，但是與實驗教學(xué)相關(guān)的內(nèi)容已經(jīng)講授。

4.建立多元化的實驗教學(xué)考核體系。探索多元化的實驗教學(xué)考核體系，側(cè)重于以學(xué)生為中心的全過程考核，主要包括平時成績（出勤情況、師生互動、實驗預(yù)習(xí)、實驗態(tài)度、實驗衛(wèi)生等，占10%）、自主設(shè)計性實驗（實驗方案的創(chuàng)新性和可行性、實驗完成情況、查閱和應(yīng)用文獻(xiàn)情況、小組討論和合作情況，占25%）、實驗操作技能（每個小組隨機抽取3個實驗項目，考查學(xué)生實驗操作的規(guī)范性、正確性和熟練程度，占25%）以及實驗報告（實驗報告撰寫的規(guī)范性、實驗數(shù)據(jù)處理的正確性、結(jié)果分析的合理性，占40%）。此外，為了鼓勵學(xué)生勤于思考、大膽創(chuàng)新，對于在實驗過程中能夠提出創(chuàng)新性觀點和見解的學(xué)生，應(yīng)該給予適當(dāng)?shù)募臃帧?/p>

參考文獻(xiàn)

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