《水质工程学》课程理论教学体系改革与探讨

黄 健

（安徽建筑工业学院 环境与能源工程学院，安徽 合肥 230601）

1 课程概述

《水质工程学》课程是随着我国给水排水工程专业的方向改变而设置的课程，作为部分院校给水排水工程的一门专业核心课程.在给水排水工程专业指导委员会的引导下，我校引入该课程，作为给水排水工程专业的一门必修课程.该课程于2007年成为省级精品课程，并且在我校2007年给水排水工程专业评估和2012年复评中通过专家对本课程教学和设计的检查，目前该课程的建设和教学改革正逐步进入优化完善阶段.

《水质工程学》课程是给水排水工程专业本科学生完成了基础知识学习后接触的主要专业课之一，它与给排水管网系统、建筑给排水系统等一起构成了给排水科学与工程专业主干课程体系.

2 课程体系建设

《水质工程学》课程理论建设包括教学大纲、教材、课程设计任务书及指导书、实习指导书、师资队伍建设及相关实验建设等内容.目前随着精品课程建设，已经具有较好的课程理论体系.

2.1 课程教学内容和教学要求

本课程教学内容和要求如下：了解水的性质、饮用水水质与水质标准及其与人体健康的关系等；了解水的污染指标、污水特性、污水排放标准与法规、污水处理现状与发展等；掌握水体（河流、湖泊.海洋、地下水等）污染的规律和危害、水体自净过程，水体质量评价及水污染防治措施等；了解反应器的基本概念，掌握水的物理化学处理法、生物处理法以及污泥处理与处置的基本概念、基本理论与基本方法；基本掌握城市水质工程和工业企业水质处理工艺技术、方法以及新工艺与新技术的应用条件，具有水质工程的设计、运行管理与科学研究的基本能力；熟悉城市和工业企业水质工程设计中的方案选择、设计计算的基本原理和基本方法，了解水质工程设计特点、原则和设计标准；熟悉污泥处理与处置设施的设计原理与计算方法；熟悉典型的特种水处理工艺及单体构筑物的设计计算；了解主要水处理设备的工作原理和设计选型.

2.2 教学目的

通过本课程的学习，使学生全面系统地了解水和废水的水质特征与水质指标、水体污染与自净的基本概念与理论，较扎实地掌握水处理的基本理论与方法，基本掌握主要水处理工艺，了解水处理工艺技术的最新发展，为将来从事本专业的工程设计、科研及水处理设施的运行管理工作奠定必要的理论基础.

2.3 课程特点

本课程是一门培养学生有关水处理技术的基础理论和设计能力的专业必修课程.课程内容广泛，涉及到不同专业学科理论和技术，如物理、化学、生物、工程技术等课程.用工程学的方法研究给水和废水处理的工艺和工程技术.

3 课程教学存在不足

3.1 学时数有待优化

高校在“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的培养目标要求下，普遍压缩了专业课的学时数.《水质工程学》课程目前主要有两个学期进行授课，并增加了两周课程设计内容，安排的课时数为84学时，每学期42学时；《水质工程学1》周学时为3个学时，14周课程完成理论教学；《水质工程学2》周学时为6学时，7周课程完成理论教学.这对于一门核心课程来说，难度较大，学生在课程学习出现课时紧迫的感觉，教师也难以在有限的学时内完成规定的教学内容.

3.2 教学内容有待充实

由于《水质工程学》已经发展成为一门理论和应用性都很强的学科，随着水处理理论和技术的快速发展，许多新理论、新技术、新设备等不断涌现，并在实际工程规划、设计和施工中得以广泛应用.但是教材的改革滞后，教师在教学中有必要将其纳入教学内容，使得教学内容的增加.

3.3 教材内容需更新

目前《水质工程学》教材中采用的规范是旧版本，部分学生在自学过程中没有发现这样的问题，以致在课程设计和毕业设计出现引用规范的错误.《水质工程学》教材内容以理论为主，缺少设计方面内容，学生学习普遍感到枯燥乏味，作为工程类的学生，学生比较感兴趣于工程设计.

3.4 学生动手能力需进一步加强

给排水科学与工程专业在培养计划改革后，《水质工程学》课程有给水工程和污水工程课程设计.在近几年的设计中发现，学生对于绘图的基本知识欠缺，存在图纸表达能力较差，对标准和规范了解不足等现象，学生在设计中的创造性不强，缺少设计思想.造成这种现象的原因很多是因为对课程基础理论知识掌握不足，不会在应用中融会贯通.

4 课程理论教学改革

4.1 课程内容及教学设置

依据1999年建设部给排水科学与工程专业指导委员会提出的专业教学基本框架和培养方案，在理顺学科内相关课程教学内容和不影响10门主干课程的基础上，包括《水质工程学》在内，要使课程结构内容合理、整体优化.课程组确定了《水质工程学》课程与其他课程的联系与分工，加强其前续课程包括《普通化学》、《水分析化学》、《有机化学》、《水力学》、《环境微生物学》《环境监测》等学习，对学生入学进行专业教育时应重点强调课程间的联系.课程教学共有五位教师共同完成，每位教师按照自己专业和研究方向确定授课内容，把自己研究方向和课程内容联系，使学生更好地掌握课程内容.

在学时安排上，目前分两个学期进行讲授，两个课程设计主要安排在下一学期.而目前培养计划中安排在第七学期完成，在第七学期中还有《水处理新技术》双语教学课程，该课程需要在《水质工程学》课程完成后进行，以致安排《水质工程学2》周学时为6学时，7周课程完成理论教学，课时较紧，学生接受比较困难.如果将《水质工程学》课程安排在第六学期讲授，我校04给排水专业实施过，但教学效果很不理想.所以需要优化培养方案，合理安排《水质工程学》课程学时，对于学生接受知识比较重要.

4.2 教学方法和教学手段改革

该门课程的与工程实践联系密切，在教学方法和教学手段的使用上要达到提高学生的兴趣、增强学生对教学内容的理解、提高学生的能力等效果.通过课程组教师多年的探索和努力，将课程内容课程教学逐渐由讲授为主转变为讲授、课堂讨论、课堂教学与实践性教学穿插进行、理论与实际工程相结合、举办学术报告等多种形式的教学方式，提高了学生的学习兴趣，加强了学生创新能力和解决实际问题能力的培养.

在教学改革上，主要采取了以下措施：将大量的工程实例引入教学过程，通过工程实例把要讲授的知识有机地组织在一起；每学期举办不少于两次学术报告，开阔学生的视野；在课程进行的若干阶级，开展专题讨论；注意运用现代化教学手段，如使用投影仪、多媒体进行教学，扩大了信息量，提高了教学效果；在课程教学中，安排了教学实习，使学生对课程中涉及到的水处理设施有感性的认识；改变传统式教学方式，使学生的学习从被动接纳转为主动吸收.

4.3 教材改革

前已叙述目前教材建设的滞后，需要进一步完善课程教材的建设，把新理论、新方法、新设备等加入到教材中，在逐步规范教学内容和积累经验基础上，完成相关课程的教材编写工作.积极与专业同行交流，参加课程研讨会议，使本课程成为水处理理论和适用性很强的教材.

为更好地配合基础理论知识学习，应加快编写水质工程学辅助设计教材，以便于学生掌握设计理论知识.目前由哈工大编写的《水处理工程设计计算》中有较多的工程设计知识，该书可以作为课程设计、毕业设计的参考教材.

4.4 加强与实际结合

根据我校实际情况，给水排水工程专业人才的培养目标是具有从事给水排水工程规划与设计、水质分析与监测、给排水工程施工组织与管理、给排水工程技术经济分析、给排水工艺运行与管理等本专业业务工作的能力与素质；具有一定的相近专业业务工作的能力与素质；具有水工艺与工程方面的科学研究与技术开发的基本能力与素质.因此，基础理论的学习对加强学生的工程实践能力有重要的意义.

目前，给水排水工程注册公用设备工程师执业资格考试于2005年正式开始，其考试内容中对于水质工程学偏重于理论知识，所以要在教学过程中加强与注册工程师考试的要求相适应.

对于现有教材中的一些规范及标准知识要在理论教学中传达给学生.例如2006年6月实施的《室外给水设计规范》（GB50013-2006）和《室外排水设计规范》（GB50013-2006），在教学过程中需要及时将修订内容结合在PPT上，对后面的课程设计、毕业设计等实践性环节均按照新规范执行.

4.5 数据库建设

多媒体建设：随着现代技术的发展，特别是多媒体的出现为教学带来很大益处.所以在课程教学改革中要积极开发和利用现代教学手段如电子教材、电子课件（录像、图片、模型、幻灯等）、多媒体课件、等等，运用多媒体技术，可以将抽象的概念、原理，难以理解的设施、构筑物及流程等形象生动地表达出来，极大地提高了学生学习欲望和兴趣，调动了学生的积极性.在一定程度上，多媒体教学还弥补了现有课时的不足.

试题库建设：在精品课程建设的基础上，完善试题库的建设，在编写试题要注重学生对于理论知识的把握，重点考查学生的基础理论，并结合工程进行理论计算.使学生在平时的教学过程中可以通过试题库更好的了解课程知识，并在每一章节结束后布置课程作业.

5 结语

根据安徽建筑工业学院给排水科学与工程专业教学实践的要求，在《水质工程学》这门课程建设上做的一些试探性改革方法并进行探讨.按照课程建设的可持续发展要求，对教学内容进行优化设置，积极开发利用多媒体教学手段，通过实践培养学生的设计和工程能力.要提高《水质工程学》的理论教学质量，需要在师资队伍、教学大纲、教学计划、教材建设、教学体系以及教学方法和过程等方面进行全面的改革探讨，以期使其成为国家级精品课程，更好地服务于学生适应当前社会对给排水专业人才的需求.

〔1〕李圭白，张杰.水质工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

〔2〕张建峰、黄廷林.基于“卓越工程师”目标下的给水排水工程专业实践教学改革[J].西安建筑科技大学学报（社会科学版），2011，30（5）：93-96.

〔3〕高等学校土建学科教学指导委员会，给水排水工程专业指导委员会. 全国高等学校土建类专业本科教育培养目标和培养方案及主干课程教学基本要求——给水排水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

〔4〕韩洪军，杜茂安.水处理工程设计计算[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.