水质工程学多元化教学模式探讨

张彦平+王荣霞+李静+李一兵+王朋+韩非

摘要：为了提高教学质量，水质工程学课程可以构建多元化教学模式。在教学实践中，以多媒体与板书相结合为基础，采用对比教学、启发式教学、实践教学、案例教学、研究型教学等多元化教学方法，在授课过程中建立课程主线，开设讨论课、习题课，多方位地加强学生对知识的系统理解和掌握。实践表明，多元化教学模式可以充分调动学生的积极性，开拓视野，活跃课堂气氛，提高学生的积极性和创造性，取得较好的教学效果。

关键词：水质工程学；多元化教学模式；启发式教学；研究型教学

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）15-0106-02

水质工程学是给排水科学与工程专业的一门核心主干课程，该课程以物理化学处理知识和生物化学处理知识为主要授课内容，对水质概念、水质标准、水体污染的危害与自净、水处理基本概念、基本原理、方法、工艺系统等进行系统讲解，探讨水处理新技术和新工艺及其未来的发展前景，为将来从事本专业工程设计、施工、规划、科研以及运行管理等工作奠定必要的理论和应用基础。该课程涉及面广，理论性和实践性强，内容多，课堂教学难度大。因此，课堂教学方法对学生理解与掌握该课程的基本知识具有至关重要的影响。为此，本文提出水质工程学课程的多元化教学模式，且在教学实践中取得较好的效果。

一、多元化教学模式

1.以多媒体结合板书教学为基础。由于传统的板书教学会占用大量的课堂时间，减少有效信息的传授，难以完成大纲规定的教学任务，而目前流行的多媒体教学能大大节省板书时间，且信息量大，会穿插图片和动画，能提高学生的注意力和兴趣，受到广大教师的青睐。但这种教学方式由于信息量太大，节奏过快，使得学生没有足够的时间进行思考，难以跟上教师的思路，同时教学过程中重点、难点不突出，易造成学生思绪和视觉疲乏。针对以上问题，水质工程学课程在教学过程中应采用多媒体与板书相结合的教学方法。在教学过程中，采用图片、动画、视频等方式解决传统教学方法难以讲清楚，甚至无法讲清楚的重点、难点或是工艺过程，有助于加深学生对理论知识和工程实际的理解和掌握，激发他们的课堂热情和主动性。教学实践发现，播放图片、动画或视频时，学生的热情会有所提高，注意力集中。在采用多媒体教学的同时，利用板书将每一堂课的主线及重点、难点书写在黑板上，这样有利于学生系统理解知识，把握重点、难点。授课过程发现，当教师停顿下来开始在黑板上书写时，学生的注意力开始集中，并进行笔记。在讲述基本理论、基本原理和公式推导等部分时，采用以板书授课为主、多媒体为辅的教学方法。如在公式推导过程中，一边板书推演，一边讲解，学生可利用书写板书的时间进行思考，此时教师可以观察学生的反应，判断他们的接受和理解程度，适时增加分析步骤，帮助学生理解和掌握所学知识。教学过程中发现，采用多媒体与板书结合的授课方式，学生不仅对重点、难点知识把握得较好，而且对工艺系统、运行等也有很好的理解，授课效果较好。

2.对比教学。对比教学不仅可以将新旧知识联系起来，进行区分，而且能够培养学生的学习兴趣。以《水质工程学II》为例，活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理是生物处理的重点部分，如果单纯地按章节进行讲述，很多学生会感觉在理解方面存在一定的困难，认为知识比较散乱。因此，在授课时，教师可以将不同的方法、工艺进行比较。例如，可以将生物膜法与活性污泥法在污泥的存在形式、基本工艺流程、应用范围、微生物相、处理工艺、运行管理、基建投资等方面进行系统比较。针对每一章节，可将不同形式的工艺进行比较。例如在讲述活性污泥法的各种演变时，可以将传统活性污泥法、渐减曝气、分段进水、吸附—再生、完全混合、延时曝气、高负荷、纯氧曝气、选择器活性污泥法等多种工艺形式进行分析比较，有利于让学生了解活性污泥工艺的发展，以及不同工艺的优缺点、原理及应用范围，更加系统地掌握知识。

3.启发式教学。启发式教学是指教师根据教学目标，采用各种教学启发手段，充分调动学生的积极性，让其参与到教学活动中，发挥学生在学习中的主体作用，提高其学习的积极性和主动性，培养其思考问题、解决问题的能力。水质工程学这门课程和实际结合紧密，授课过程中为了提高学生的学习兴趣，可以从日常生活中的一些问题出发，启发学生进行思考，进而引入相应的理论知识。例如，在讲授厌氧生物处理时，可以结合新闻报道提问“为什么新年放鞭炮时不宜在污废水井盖上燃放？”或“某工人下污水管道疏通却突然昏迷是什么原因？”等，让学生进行思考，进而引入厌氧生物处理过程中产生的有害废气及相关微生物。在讲授产甲烷菌的环境因子时，向学生提问“为什么农村厕所改造产生的甲烷气体夏天多而冬天少？”进而引入温度对产甲烷菌的影响。教师通过学生感兴趣问题，启发他们积极思考，主动学习，提高学习热情，加强对知识的掌握和理解。

4.实践教学。由于水质工程学这门课程的工程实践性较强，其在实际的教学过程中必须结合课程设计、课程实习以及实验教学等实践性教学方式，才能多方面地培养学生，使其成为合格的水处理工程人员。因此，本专业安排了认识实习和课程实习，带领学生参观多个污水处理工艺，给予他们直观的印象，从而将课堂的基础理论和工程实践相结合，提高学习热情和对实际工程的理解能力。课堂教学过程中应穿插一些主要构筑物内部结构的讲解，结合实习时见到的构筑物的内部结构，使得学生更容易理解，否则设计时会感觉一头雾水，不知道自己计算的是什么，是干什么用的。

实验教学是水质工程学不可或缺的重要环节。通过实验，不仅能加深学生对水质工程学基本概念、原理和规律的理解和应用，更重要的是能培养和提高他们的实践能力和创新能力。根据水质工程学的内容要求和目前水处理发展趋势，结合学校现有实验室的设备，设置操作性、演示性实验和验证实验，可以加深学生对基础理论的理解，训练他们的动手能力，激发对实验探索的主动性和积极性，增强教学效果。

5.案例教学。案例教学是指将以真实事件为基础所撰写的案例应用于课堂教学，通过教师讲授基本知识、提出问题、组织学生讨论、得出分析结果等过程来实现教学目的，改善教学效果。水质工程学在教学过程中，有针对性地将模拟实际污水处理工艺的课程设计布置给学生，并在课堂教学过程中结合实际工程案例进行有针对性的讲解，包括工艺流程的选择、构筑物的选择、参数的选取、主要构筑物的设计与计算等，让学生结合自己的课程设计进行比较，引导其完成工程设计，并引入设计手册、规范等设计资料，逐步培养学生查阅资料、自主学习的能力。在教学过程中，结合水处理工程中存在的实际问题展开讨论，引发其进行思考。例如针对参观的某SBR污水处理工艺，可以引出一连串让学生思考的问题。如，进水水质为何会发红？采用何种方法来解决？会带来何种后果？等等。这种教学方式有助于深化学生对理论知识的理解，增强其全面分析问题及解决问题的能力。

6.研究型教学。根据课堂讲解的理论课教学内容，引导对科研感兴趣的学生利用学校图书馆的学术期刊库及搜索引擎，查找近几年发表的与课堂讲授内容相关的学术期刊、工程实例等，结合课本知识进行分析对比，培养学生资料查阅、文献整理和总结的能力。同时，对科研感兴趣的学生，还可以让其加入到教师的科研团队中，参加相关的科学研究，或鼓励其参加校内的大学生创新活动，撰写申请书和论文，锻炼和提高学生的创新意识和科研能力，为学生将来读研和就业打下坚实的基础。

7.建立课程主线。水质工程学课程涉及的知识面广，学科交叉，内容多，并涉及新工艺、新理论、新技术，如果不将所讲内容串联起来，学生会感觉所学内容多而散，记忆困难。因此，在讲授每一章节之前，要对该章节的内容主线进行总结，找到其内在联系和规律，建立起主体线索，形成逻辑性强的系统结构，使得学生对该章内容有一个整体的把握，同时也可锻炼学生的思维方式。

8.开展讨论课、习题课。在授课过程中，针对某些问题开展课堂讨论，先提出问题，让学生分组进行讨论，然后由教师进行归纳总结。例如，在讲授曝气这一节时，教师可以让大家根据氧转移速率公式讨论提高充氧效果的途径有哪些。之后，教师进行总结归纳，补充不足，这可以充分调动学生的学习积极性，加深其对知识的印象和理解。在讲授污泥时，可以让学生讨论“今后污泥处理处置的发展方向”，这有助于提高学生的思维能力和创新能力。同时，留有一定量的思考题，使学生对重点知识和理论做到有效的掌握，并对学生形成独立思考、勤于思考的习惯有所帮助。教师可根据习题的完成情况，了解学生对知识点的理解和掌握程度，以此为据，不断改进教学方法，提高教学效果。

二、总结

水质工程学作为给排水科学与工程专业的主干课程，与理论学科不同，其教学方法也应具有独特性。在授课过程中，教师应根据课程内容采用多元化教学模式，充分发挥各种教学方法的优势，全方位调动学生的学习兴趣，提高其积极性和创造性，取得较好的教学效果，彰显其独特性。今后，为了进一步提高水质工程学的教学质量，仍需我们不断地进行深入思考、研究、实践、总结和完善，更进一步地提高水质工程学的教学效果。

参考文献：

[1]张勇，唐冬生.采用多媒体教学存在的问题与对策[J].教学研究，2005，28（3）：247-249.

[2]刘强.几种教学方法在《水质工程学》课堂教学中的综合应用[J].大学教育，2013，（2）：125-127.