水污染控制工程课程改革与实践

2012-01-29闫立龙代英杰

中国现代教育装备 2012年15期

闫立龙任源张颖代英杰

1.东北农业大学黑龙江哈尔滨 150030 2.哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨 150090

目前，我国有近300所高校开设了环境工程专业[1]，其中水污染控制工程课程是环境工程专业的核心课程之一，受到了普遍重视。水污染控制工程是环境工程本科专业一门重要的专业主干课程，同时又是一门多学科交叉、工程性质较强的课程。在整个教学过程中，如何在短学时内提高课堂教学效果与信息量，将理论学习与实践教学有机地结合起来，提高学生分析问题、解决问题的能力，是目前亟须解决的问题。笔者结合学校定位和专业特色，根据几年来水污染控制工程的课堂教学与实践教学的经验和体会，对水污染控制工程这门课程进行了积极改革和探索，取得了良好的教学效果。

1 改革教学方法，整合教学内容

1.1 改革教学方法，提高教学效率

水污染控制工程涉及化学、物理化学、流体力学、环境工程、微生物学等方面的知识，若在较少的学时内完成该课程的基本教学内容，必须改革教学方法，提高课堂教学效率。我们要求学生充分利用课外时间，做好课前预习，了解水污染控制工程所学内容的相关知识，这样授课教师不用对相关知识做过多阐述，明显提高了授课速度。与此同时，在具体教学过程中，为提高学生的学习兴趣，将理论教学与工程实例相结合，如在讲解污水水质指标和分类时，结合“松花江水污染”事件进行讲解；在教授污水生物处理工艺时，结合哈尔滨太平污水处理厂的具体工艺进行讲解，这样极大地提高了学生的学习兴趣和效率。

1.2 选择适宜教材，合理安排教学内容

在教材选择上，我们一贯坚持选用全国知名出版社的高水平教材，东北农业大学“水污染控制工程”课程选用高等教育出版社出版的高廷耀、顾国维主编的《水污染控制工程》(下册)，以建筑工业出版社出版的张自杰编写的《排水工程》作为辅助教材，并在教学与辅导中利用相关期刊及互联网资源构建立体化系列教材。

水污染控制工程课程是以生物、物理化学、化工等课程为理论基础，用工程学方法研究控制自然水体污染的途径以及废水处理的工艺和工程技术[2]。这门课程采用传统授课模式所用的学时数一般为60～80学时，一些学校甚至达到100学时以上[3]，而东北农业大学环境科学系则设定为48学时，明显存在学时数不足的问题。如何在有限的学时内尽可能多地教授给学生更多的知识是任课教师需要考虑的问题，对教学内容要进行取舍。我们坚持的原则是“统筹考虑，避免重复”，东北农业大学环境科学系在相关课程设置中，开设环境工程设计和环境工程综合实验两门课程，为避免课程内容重复，主要讲解污水处理部分，以物理处理方法—化学处理方法—生物处理方法为主线，重点讲解物理方法和生物处理方法，将课程涉及的设计性内容安排在环境工程设计上进行讲述；有些课程内容，如吸附部分安排到环境污染控制综合实验课程上；通过对新技术、新理论做适当的补充，拓宽了学生的知识面，明显地拓展了学生的思路，如讲述生物脱氮理论与技术时，将短程硝化-反硝化、厌氧氨氧化等知识点进行了补充。总之，通过合理地安排教学内容，使得学生在较短的时间内，尽可能全面地获得水污染控制工程方面的专业知识。

2 改革教学手段，注重传统教学与现代教学的结合

多媒体是一种集文字、图形、图像、动画、声音、视频等为一体的综合信息处理技术[4]，它具有直观、形象、生动及信息量大等特点，深受广大师生欢迎。相比于传统教育手段，多媒体教学在以下几个方面具有明显优势：教学容量大；调动学生积极性；激发学生学习兴趣；拓宽课堂教学形式；促进教学改革等。多媒体教学虽然有很多优势，但如果教师很少或几乎没有板书，一味地将多媒体作为“电子板书”，学生上课时几乎全是在记笔记，没有消化和吸收的时间，会导致师生之间缺乏有效的互动，影响教学效果。同时，学生长时间面对高亮度的投影银幕容易造成视觉疲劳，也会影响教学质量。

水污染控制工程这门课的教学内容构架较为复杂，其内容既包括很多叙述性的理论知识，又含有许多工艺流程图、仪器设备结构图等，一味采取一种教学手段，学生会感到厌烦。为激发学生的学习热情，可对基本文字理论部分采用传统板书式的教学手段，教师在书写过程中，学生即可对所学知识进行消化和吸收；对于工艺流程图、仪器设备结构图等则采用现代教学手段，如PPT，Flash，DV等，使该课程的知识架构具有很强的逻辑性，教学内容的诠释更加形象生动。

3 改革考核方式，提高平时成绩比重

考试是检验教师教学和学生学习效果的重要手段。传统的考试方法使学生更多地学会所谓“突击式”的学习方式，考试前几周乃至几天集中学习某门课程，以应对期末考试，这种考试方式不利于培养创新能力、分析及解决问题的能力，学生对所学内容也掌握得不够扎实，考试后头脑中相关知识所剩无几。针对这种状况，我们对考试方式进行了改革，在继承了传统考试方式的同时，也强调平时成绩的重要性，提高平时成绩在总成绩中的比重，达到30%，这部分成绩包括作业、随堂考试、课前预习、课前资料的收集与整理等。

4 改革实践教学环节，注重理论联系实际

水污染控制工程是一门实践性要求较高的课程，必须加强实践环节。课堂所学的理论知识与实验、实习结合起来，能够提高学生学习的兴趣，进而提高学习效率。

4.1 加强实验教学环节，提高学生的参与意识

教师在授课过程中将城镇污水、特殊工业污水处理工程实例，如工程图片及废污水处理工程现场录像直接引入到多媒体课件中，让学生对此有较为直观的认识。

在实验教学过程中，将水污染控制工程中的重点内容—生物处理部分设计成一个连续的实验，其中包括连续流活性污泥法处理污水实验，并通过调动学生的积极性，将实验课程改成SBR处理污水实验，同时测定活性污泥的污泥浓度、污泥沉降比和污泥体积指数，这样既明确了三者的关系，又对污水生物处理系统有了明确的认识和了解，并加深了对所学基础理论知识的掌握。

为加强实验教学环节，授课教师除完成实验课要求的基本内容外，还带领学生参观教师的科研室，对于实验室的模型进行讲解，包括实验模型的设计原理、注意事项等，进一步增强学生学习的兴趣。

为提高学生的参与意识，我校设有“大学生创新基金”，为有兴趣参与研究的学生提供实践平台，并配有专门教师对其进行指导，学生可自己设立科研项目或者参与教师的教学科研活动，从事力所能及的技术开发工作，使学生在实践活动过程中提高创新能力、动手能力、分析及解决问题的能力。

4.2 抓好学生实习基地的建设

在课程教学之后，我们带领学生走出课堂，选择有代表性的工业废水处理厂和城市污水处理厂作为实习基地，由现场工程师与任课教师共同介绍污水处理厂主要构筑物参数、运行情况、可能遇到的问题及解决措施等。这样可以让学生有机会深入生产实际，了解我国污水处理厂的基本状况，做到理论与工程实践相结合，收到了事半功倍的效果。