《水污染控制工程》课程教学改进与评价研究

闫金霞,宋刚福,成庆利,郭宇杰,李 威,付艳峰

(1.华北水利水电大学 环境与市政工程学院，河南 郑州 450046；2.河南华北水利水电勘察设计有限公司，河南 郑州 450011)

《水污染控制工程》是环境工程专业的一门专业核心课。本课程系统地介绍了国家有关水污染防治的技术政策、污染控制技术的原理和方法、污染控制设备的设计和计算等。通过本课程的教学，使学生掌握城镇污水处理的基本原理、工艺和方法；能够根据污水的水质指标以及排放标准，依据实际的处理需要设计工艺流程、进行设备选型以及构筑物的设计计算，为后续工程技术专业课的学习和今后从事相关工作奠定基础。作者基于对《水污染控制工程》课程十余年的教学研究实践，针对该课程目前现状和存在问题，提出了课程教学改进方法和建议，探讨了课程教学评价方式，以期为提高本科生课程教学水平、培养具有较强实践能力的优秀本科毕业生提供参考与借鉴。

1 《水污染控制工程》相关课程概述

华北水利水电大学环境与市政工程学院《水污染控制工程》课程主要包含课堂讲授和课程设计两部分，其他相关的课程有实验和认识实习。实验部分由环境实验中心承担，内容包括颗粒自由沉淀、曝气充氧、污泥性质测定、容器压力气浮、混凝及城市污水处理模拟实验等，共30学时。认识实习安排在第四学期，为期2周，地点为城镇污水处理厂。本文重点探讨该课程课堂讲授和课程设计两部分。

2 《水污染控制工程》课程讲授现状及存在问题

2.1 《水污染控制工程》课堂讲授现状

我校《水污染控制工程》课程所用教材为张自杰主编《排水工程》(下)第五版。该教材系统介绍了城市污水的性质与污染指标、水体自净的基本规律、城镇污水的物理、生物处理与深度处理工艺、污泥的处理与处置等内容。水处理技术发展日新月异，而教材的更新相对较慢。这就需要教师不断调研资料，补充最新理论和技术，提高学生对新方法、新技术的认知[1]。如传统的脱氮工艺，采用硝化反硝化工艺，最新的技术如厌氧氨氧化、短程亚硝酸盐氧化等理论工艺，在讲解时加以补充，学生对这些新的知识点好奇心很强，很容易掌握。

课程授课方式为课堂讲授，采用黑板板书与PPT相结合。该课程污水处理构筑物和工程设备较多，多媒体辅助教学能取得较好效果。在开始介绍构筑物及其类型、内部结构时，通过动画与仿真视频展示其运行方式，配以水流方向示意；然后采用大量细节图片，展示如进出水管、出水堰、溢流槽、排泥装置等。例如讲解曝气沉砂池时，采用动画方式讲解曝气沉砂池工作流程，学生可以很直观的看到曝气沉砂池的水砂分离、排砂过程。对曝气沉砂池的具体构造，也有清晰的认知。

但对一些内部结构复杂的构筑物或设备，这种直观的讲解方式仍然 效果不佳，因为这需要较强的抽象思维和空间思维才能理解[2]，学生掌握仍有难度。另外，个别学生上课时玩手机，对旁边的学生造成干扰，影响其他学生学习效果。

2.2 课程设计现状及存在问题

课程设计是实践教学的重要一环，它是连接基础知识、基本理论学习和生产实际的桥梁和纽带[3]。课程设计开始前几周，老师会将课程设计任务书发给学生，附有设计题目、设计要求、设计内容等。设计周第一天，设计老师讲解具体设计内容，指导学生进行课程设计计算，设计说明书编写、设计图纸绘制等内容。此后每天进行答疑，指导学生利用相关设计规范，查阅工程设计手册，网上检索相关图书、电子资料，完成课程设计。在此过程中，学生能够运用所学知识，独立完成城镇污水处理厂工艺流程的选择，主体构筑物设计计算、相关设施设计及选型、水力计算、污水处理厂平面布置和高程布置等内容。因此，通过课程设计，学生能够综合运用所学基础知识和专业知识，解决实际问题；熟悉环境工程工程设计的基本程序和设计方法，并提高使用各种规范及设计资料的能力，运用计算机进行计算及绘图能力。

但在课程设计过程中，存在如下问题：(1)个别学生不认真做，也不请教同学和老师，抄袭别人的成果，有时甚至错别字都一样。(2)尽管课设期间每天答疑一上午，还是有部分学生的设计成果错误较多，学生意识不到自己错误在哪里，在做毕业设计时接着犯同样的错误。

3 《水污染控制工程》课程改进方法

3.1 《水污染控制工程》课堂讲授改进方法

尽管课堂上采用板书结合PPT对构筑物进行讲解，但对结构复杂的构筑物或设备，学生掌握仍有难度。为了提高教学效果，学院购置了一批构筑物模型，模拟构筑物工艺流程，如A2O水处理模拟装置，离子交换除盐装置，压力容器气浮装置等。在课堂上先讲解主要构筑物的构造，然后带领学生参观实体模型，加深学生对构筑物的理解，从而达到真正掌握。另外，为了让学生理论联系实践，编制《水污染控制工程》实践案例，与教材同步，讲解构筑物时让学生参照实践案例，了解主要构筑物的设计参数，主要附属设施的型号、台数等情况，对构筑物整体有全面的认知。第三，多采用互动式教学。在课堂讲解时，观察学生是否跟上老师讲解，调整讲课速度。采用提问方式检查学生对知识点掌握情况，促使学生复习，提高上课专注度。采用播放构筑物流程动画、适时插入幽默语言等方式活跃课堂气氛，提高上课效果。

3.2 课程设计改进方法

为了达到较好课程设计效果，课程第一天详细讲解课程设计的步骤、需要完成的任务、设计说明书、计算书的编写、设计图纸绘制等事项，然后每天固定时间到设计教室答疑，并点名查看设计进展情况，对一些不到设计教室、不主动提问的学生，重点查看其设计计算情况，督促学生认真完成课程设计。为了防范学生之间相互抄袭，制定题目时，每小组一题，设计的水量和水质参数不同，并且每一组在选择工艺时，尽量不要重复。修改设计图纸时，尽管在答疑时一再强调，一些同学仍然犯错误，如平面布置图中，生活区设置在主导风向的下风向；厂区没有设置道路，或者道路过于宽阔；构筑物之间的布置过于松散，不紧凑；没有标注比例尺；高程图整体布局不合理等。这些问题没有及时反馈给学生，导致在后续做毕业设计时，错误再现。建议学生课设成果完成后，组织几个本专业教师，让学生进行设计成果现场答辩，及时全面的将出现的错误告诉学生，修改后的设计成果再统一提交。

4 《水污染控制工程》课程评价方法

目前课程按照平时成绩+考试成绩的方式进行教学评价，其中平时成绩占20%，考试为闭卷考试，卷面成绩占80%。平时成绩主要依据平时作业的完成情况进行评价，每次作业全部批改，依据答案评判优良中差，综合几次作业的情况，计算平均分得出最终平时成绩。在批改学生作业过程中，发现个别学生为了应付作业，在上课期间补写作业，甚至抄袭别人作业，竟连错误的标点符号都一样，仅凭单向的有限信息对学生所做的教学评价是比较片面的。另外，课堂授课规模为50～60人，教师无法全面对每个学生进行有效连续评价[4]，如何采取措施调动学生积极性，促使学生认真听讲，提高课堂教学效果，需要进一步思量。

课程设计目前主要按照设计成果进行评价。设计成果主要为设计计算书、设计说明书、平面布置图和高程图，其中设计计算书和说明书各占30%，平面布置图和高程图各占20%。在进行课程设计时，要求学生每天到设计教室，教师每天在固定时间进行答疑，除此之外，学生之间往往互相借鉴和交流，有的甚至是抄袭，这使仅仅通过提交的设计成果评价学生的结果令人质疑，也容易挫伤认真做设计学生的积极性。单一的评价方式不适合实践类教学评价，也不利于对创新型学生的培养。

5 《水污染控制工程》课程评价改进方法

为了激发学生上课兴趣，把学生上课期间表现纳入评价体系，并提高平时成绩比例，如平时成绩占30%，卷面成绩占70%。平时成绩由课堂考勤、平时作业、学习态度(包括课堂提问、回答问题、是否注意听讲等)三部分组成。每次或隔周课间点到，缺勤扣分，扣完为止。课前进行课程回顾，随机点名找学生回答问题，检查学生知识掌握程度，课堂认真听讲、积极回答老师问题等酌情加分，上课讲话、玩手机酌情减分。作业根据上交次数和质量确定得分。

课程设计评价加入了平时成绩，包含每天考勤、设计每天进展情况、学习态度等，占20%，设计计算书和说明书各占20%，平面布置图和高程图各占20%。对设计抄袭零容忍，提高学生学习积极性。

这两种方式均考虑了学习过程的有效性，将学习过程与结果同时纳入评价体系，使评价结果更为全面。

6 实施效果与体会

改进的授课方法及评价方法已在环境工程2015级使用，效果良好。很多同学反映，学习了构筑物的构造，对构筑物认知较为模糊，但看完PPT动画及实体模型后，对水处理构筑物的构造及工艺流程有着清晰的认知。《水污染控制工程》实践案例的同步使用，让学生了解实际的工程设计案例情况，对城镇污水处理厂工艺流程有着更为全面和深刻的理解。平时课堂表现纳入评价体系后，学生上课的积极性提高了，课前复习上节课内容的习惯得以加强，课程知识掌握的更牢固。尤其是课程设计，每天在设计教室，学生之间讨论的积极性很高，讨论不出结果时，再问老师，从学生提问的问题大致可以判断学生对知识的理解和深入程度。对设计成果进行答辩，当面指出错误，学生能及时修改错误地方，加深记忆，后续做毕业设计时不会再犯同样的错误。总之，学生学习的积极性和学习效果明显提升，但该课程仍需要在以下几方面予以完善。

(1)水处理技术发展迅速，需不断更新完善课程及实践案例内容，进一步提高课程教学实用性。

(2)建立学生自测系统，在课后练习，复习检测每单元知识的掌握程度。

(3)完善课程评价体系，改变过度注重结果，忽视过程的评价体系，使评价结果更全面合理。