浅谈水污染控制工程课程教学模式的改革

郝桂珍+杨国丽

[摘 要] 从以学生为主体的角度出发对水污染控制工程课程的理论与实践教学模式进行了探索。着重对课程设置、教学内容和方法的应用进行了改革。提出了新的课程体系的教学模式，实践表明取得了较好的效果。

[关键词] 水污染控制工程；教学内容；教学模式；课程体系

[中图分类号] G642.0 [文献标志码] A [文章编号] 1005-4634（2014）04-0041-03

0 引言

水污染控制工程是给排水科学与工程、市政工程、环境工程专业的主要专业课程，具有很强的综合性、实践性和专业性[1]。河北建筑工程学院环境工程专业是依托给排水科学与工程专业而建立起来的，以基础扎实、专业面宽、素质好、实践能力强、富有创新精神的应用型人才为培养目标，在培养具备城市和城镇水、气、声、固体废物等污染防治人才的基础上以突出水为专业特色。因此水污染控制工程在整个专业课程体系中具有非常重要的地位，对培养具有河北建筑工程学院特色的环境工程专业应用型人才具有举足轻重的作用[2]。

近年来，随着污水处理工艺不断创新，水污染控制工程课程的内容越来越多，而课程讲授的学时却有所减少。为解决课时短内容多的矛盾，河北建筑工程学院水污染控制工程课程建设组根据多年的讲授经验，结合水污染控制工程课程的特点，对该课程教学方法的创新和改革进行了不断探索研究，并取得了一定成效。

1 课程设置的内容及意义

水污染控制工程是一门综合性很强的专业课程，包括理论教学、实验教学、课程设计、毕业设计、各种实习实践环节等内容，主要内容以叙述性为主，复杂的理论推导较少，但课程的内容较多，所涉及的基础知识也较繁杂，涉及有机化学、无机化学、物理化学、流体力学、环境微生物学等。该课程的基本内容包括两大部分：即排水管网部分和污废水处理部分。在河北建筑工程学院排水管网的内容由开设的“城镇给排水管道工程”这门课程讲授，这样环境工程专业的水污染控制工程课程主要讲授污废水处理部分，包括污水处理厂（站）工艺设计，通过该课程的学习，旨在培养学生解决水污染防治的综合能力和创新能力。

2 教学内容的改革

2.1 相关课程内容与时间的整合

本课程在教学过程中遵循“以人为本”的教育理念，充分发挥教师的主导作用和尊重学生的主体地位，通过研究性学习、探究性学习来激发学生学习的兴趣和欲望，调动学生思维的主动性、积极性，充分发挥学生的内在潜能，引导学生走自学之路，鼓励创新精神，培养创造能力。

1）教材的选用。为了提高水污染控制工程的理论教学效果，教材的选择非常重要。水污染控制工程课程可供选择的教材较多，但各种教材良莠不齐，有的侧重理论研究，有的编写内容较浅、条理性较差。河北建筑工程学院环境工程专业水污染控制工程教学从第一届开始就选用高廷耀主编、高等教育出版社出版的“面向21世纪课程”的教材。该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，教材编排的内容既有理论又有工程实例，适合河北建筑工程学院培养学生的目标。

2）授课内容侧重点的调整。水污染控制工程课程内容十分丰富，各种新工艺新技术也在不断的开发和应用，根据河北建筑工程学院的实际情况，在授课内容上重点做了以下调整：（1）对于基本概念和基本理论一定要讲透彻，学生必须扎实掌握，而侧重于科学研究的理论如劳伦斯和麦卡蒂模型只做简单介绍即可；（2）重点讲解各种类型构筑物的工作原理，而对其尺寸计算公式简单讲解，通过课后留大作业和课后辅导的形式，让学生掌握各种构筑物尺寸的计算过程；（3）尽可能地反映学科领域中的新技术，如平流沉砂池，教材上示意图的构造及排砂方式现在基本不用，因此在授课中要把现在常用的排砂方式和相应结构讲清楚，同时教材上的设计计算公式也要做调整。

3）与实践教学的衔接。在理论教学过程中要注重与后期课程设计、毕业设计及工程实践联系起来，对于各种形式的构筑物结构外形，采用DV、动态仿真模拟和图片等形式将实际工程的资料直观地展示给学生。对于课程设计和毕业设计中容易出现的问题要重点讲解。构筑物的工艺尺寸设计要与工程实践相结合，比如在计算构筑物的尺寸时，不能按手册或课本的公式计算完是多少就是多少，而是要按设计时选用配套设备尺寸调整到合适的尺寸。

4）课程设置时间的调整。原教学计划中水污染控制工程设置在第七学期讲授，但近几年由于考研学生越来越多，学生为了准备研究生复习考试，第七学期课程的学习投入精力较少，造成第七学期主要的专业课程学习效果较差。尤其是最后两周的课程设计，准备考研的学生几乎都是拷贝完成的。鉴于这种情况，在新教学计划调整的时候，将具有河北建筑工程学院环境工程专业特色的主要专业课由原来的第七学期调到第六学期讲解，其中包括水污染控制工程课程，而在第七学期适当增加选修课程。经过这样调整，学生在主干专业课学习时，相比在第七学期投入的精力要多，课程内容学习效果良好。

2.2 实践性教学环节的改革

与水污染控制工程理论教学相关的实践性教学环节有认识实习、生产实习、毕业实习、实验教学、课程设计和毕业设计等环节，这些实践性教学环节与理论教学环节组成一个有机学习体系。理论教学是实践教学的基础，而实践教学又是理论教学的应用和目标，因此，在教学中各环节要相互协调，有机结合，以避免出现脱节或重复。

1）认识实习的调整。河北建筑工程学院环境工程专业原教学计划在第五学期初设置了两周的认识实习教学环节，认识实习的目的是在接触专业课和专业基础课之前，到相关的单位参观实习，对后续课程有一个总体的认识。由于学生进行认识实习的时候还未上专业课，在实习过程中缺乏对处理系统和工艺的基本认识，不知如何学习，加上实习人数较多，实习过程基本上是走马观花，实习效果不佳。新的教学计划将认识实习改为在各专业课上课过程中穿插进行，不再集中实习。授课教师根据教学的要求，在课程讲授过程中配合到污水处理厂实习，这样实习效果较好，而且在授课过程中讲构筑物和设备的构造形式和运行控制方法的时候，结合实习的内容讲起来更容易理解，且效果良好。

2）实验课程的调整。水污染控制工程实验教学是理论联系实际的桥梁，对于巩固理论知识、掌握实验技术技能、培养学生的动手能力、提高学生的综合素质起着关键作用[3]。实验教学可充分锻炼学生的观察和动手能力，补充完善学生的理论知识结构，训练分析、判断、综合等逻辑思维能力和独立解决问题的勇气和能力，并初步培养开发学生的创造力和创新精神。

原实验课程教学安排集中在一周的时间内进行，由于有些理论知识较早已讲完，有的可能还未讲，这样在做实验时就和理论教学有些脱节。针对这种情况，对实验教学的安排做了调整，要求实验室尽量配合主讲教师在相关理论知识讲授完后，再配合相应的实验教学。经过实践证明，这样既能使学生做到理论与实践相结合，巩固从课堂和书本上学到的专业知识，又可以通过实验操作培养学生的专业技能与初步的科研能力，从而有利于提高学生的综合能力和全面素质。

3）毕业设计及课程设计。河北建筑工程学院环境工程毕业设计分为五个方向，水污染控制是其中一个。为了提高学生的工程实践能力，指导教师要求具有一定的工程背景。在设计深度方面要求有3～5张图能达到施工图深度。根据经验，为了让学生在画施工图时能更好地了解构筑物结构，毕业实习不能集中在两周内完成，而是根据毕业设计各阶段需求穿插在毕业设计过程中进行，使实习和设计有机结合，充分发挥实习的作用。

课程设计是水污染控制工程教学中一个重要的实践性环节，其目的是要求学生综合运用所学的有关知识完成污水处理厂的初步设计，通过设计掌握解决实际工程问题的能力，并进一步巩固和提高理论知识。根据几年来课程设计环节的经验教训，新计划将课程设计的时间调整为两周，在内容上也有所调整，为了让学生在短时间内能掌握污水处理厂初步设计阶段的内容，将重点放在训练构筑物工艺设计计算和画图方面[4]。这样即使后期毕业设计阶段学生不做污水处理厂的设计，又能通过课程设计掌握一定的相关基本知识。

3 教学方法的改革

3.1 多媒体辅助教学

多媒体教学方法可以在一定程度上突破时间和空间的限制，扩大直观视野，充实直观内容，强化直观效果，丰富感知材料。但是为了避免教师过分依赖多媒体而失去展现个性魅力的空间，根据水污染控制课程内容特点，在教学中理论性强的以传统的黑板教学为主，实践性强的以多媒体教学为主。因此笔者在PPT制作的过程中不是简单的将书本内容机械的编排，而主要是让学生们观看一些构筑物或设备的形式、运行过程及原理等直观的教学，对于基本概念和理论还需要教师认真仔细地用板书进行推导和讲解。比如在介绍格栅的时候，首先应用Flash动画模拟格栅的工作原理，再通过图片展示实践中各种形式的格栅类型，应用DV播放格栅的运行过程，再通过学习CAD图让学生掌握格栅施工图的画法及尺寸计算过程。这样能调动学生的学习兴趣，增加学生的感性认识，解决了板书教学的缺点，提高了教学效果，同时也为后续的课程设计和毕业设计奠定了良好的工程实践基础。

3.2 多渠道和学生沟通

除了采用课堂讲授教学方式外，还采用网络教学弥补课堂教学时间有限、内容讲授不充分等不足。将水污染控制工程相应的资料（如教学大纲、仿真动画、图片、课件PPT、习题和作业、工程设计实例以及相应的水污染控制工程精品课程网站链接等）放在网络教学平台上，学生可以按自己的学习需求下载相应的资源进行学习。除了定期到教室进行每周一次的集中辅导以外，还利用手机、E-mail和QQ等方式随时和学生进行沟通交流，及时解答学生在学习过程中遇到的问题。这种课堂讲授和网络教学相结合、板书和多媒体动态仿真相结合的教学方法，使理论教学富有乐趣，知识更直观，内容更充实，便于学生理解和记忆，教学效果良好。

3.3 充分利用学术讲座开阔学生的视野

通过聘请知名大学教授来做学术讲座，让学生了解水污染处理的前沿技术，及时地反映学科领域中的新成就和发展动态，以开阔学生的视野[5]。鉴于近年来废水处理新工艺的开发十分迅速、活跃，不可能在课程中进行全面详尽的讲述，为此安排本校资深的教师以学术讲座的形式，让学生了解专业领域的发展动态及科研成果，介绍相关的法律法规、管理手段、排放标准和水质基准、膜分离理论与技术、高浓度降解有机废水治理等领域。渊博的知识、精彩的讲解使得学生对该领域的知识产生浓烈的兴趣与求知欲望。

4 结束语

经过不懈的努力，水污染控制工程在课程体系和教学内容、教学模式和教学方法、实践教学、学生创新能力培养等方面已形成了一套完善的教学系统，使得水污染控制工程课程体系各环节在衔接上不断优化，授课内容和方法不断改进，较好的教学效果彰显了河北建筑工程学院环境工程培养的目标与特色。

参考文献

[1]吴小宁，冯晋阳，等. 水污染控制工程课程教学方法研究[J].教学研究：2012，35（5）：65-66.

[2]解清杰，黄卫红，等. 环境工程专业“水污染控制工程”课程建设探析[M]. 北京：中国电力教育出版社，2009.

[3]成官文.水污染控制工程国家精品课程教育方法和手段的改革与实践[J]. 理工高等教育：2008，27（5）：134-136.

[4]《面向21世纪高等工程教育教学内容和课程体系改革计划》工作指导小组.挑战探索实践[M]. 北京：高等教育出版社，1997.

[5]李凡修，张竹青.水污染控制工程课程建设的实践与设想[M]. 北京：高等教育出版社，2008.