《水污染控制工程》课程教学改革与优化探讨

谢 珊,欧阳科

(中南林业科技大学 环境科学与工程学院 ,湖南 长沙 410004)

《水污染控制工程》是高校环境工程专业核心课程之一，实践性比较强，其理论教学相对本科学生而言比较抽象，因此还需要配合实验教学、认识实习和课程设计等相关内容，让学生对相关理论有相对较清晰的感性认知[1]，因此实践教学是该课程必不可少的环节，同时实践环节也可以锻炼学生工程设计和解决实际问题的能力，锻炼学生解决实际问题的重要手段。

1 高校水污染控制工程课程的教学过程存在的主要问题

1.1 课程教学实践环节存在形式主义

水污染控制工程理论对于本科生而言比较艰深晦涩，而本科生尚未接触实际工程，因此单纯的理论学习难以掌握，目前各高校的实践教学环节基本是将学生拉到污水厂去，花1-2天左右进行参观学习。问题是这种走马观花式的学习方式难以掌握具体的构筑物的结构特点、设计逻辑和运行与维护技术；同时由于学生比较多，企业的导师人员有限，难以满足学生细致学习的需求，根据多年的经验，这种实习方式难以产生较好的效果。很多学生反应，去了一趟污水厂，依然对相关工艺不熟悉。

1.2 课程理论深度和广度有待加强

水污染控制工程课程会讲授污水处理工程的基本设计，如污水厂工艺安排，管线的设计及计算、构筑物的设计及计算等[2]。但学生只会对老师讲过的相关公式生搬硬套，不能灵活运用相关原理与具体的工程实践相结合，其课程设计和生产实习所设计的污水处理设施往往存在巨大漏洞和逻辑错误，不符合现实。因此，教师授课时应当结合工程实践的具体环节讲授，不能只讲公式、计算步骤就完事，还需要教育学生将相关知识和具体的工程环境相结合，如何把握设计的边界和冗余。同时学生专业基础知识不完善。水污染课程是综合性学科，涉及到多个学科，如电工、材料、管道、工程制图、机械、采购等。再短时间的课堂教学过程中学生难以全面准确掌握相关知识，容易产生厌学心理。因此需调整课程的教学大纲，补充必要的专业基础，适度增加实际工程案例、工程设计规范等相关知识，以利于学生掌握和学习。

1.3 学生缺乏整体设计的全局概念

通过课堂教学，学生可能掌握了部分计算公式和设计步骤，但还没有建立起对设计工程的整体思维，往往重点关注具体的构筑物，还不能从全局上把握所设计工程的整体合理性，只是一味地按照教材或设计教案一步一步地进行计算，因此最终作品往往存在较大的逻辑错误。这说明其对水污染控制构筑物的实际运行方式、整体工艺和构筑物之间的关系不清晰，生搬硬套公式进行设计计算。

2 水污染控制工程课程的教学改革

2.1 理论教学内容的改革与实践

目前大多数市面上的水污染控制工程教材以理论为主，体系尚属完整，但往往忽略具体的工程实例，内容大多陈旧和相似，涉及水处理的新技术、新工艺较少[3]。因此我们增加了学生课外阅读材料，鼓励老师将最新的与教学内容相关的研究成果分享给学生，如增加教材中新型碳基功能材料对污染物吸附的章节，教师相关的工业污水处理工程实例、农业面源污染控制等相关内容融入日程教学中，同时学院制作了相关的视频，将相关内容发至学生的班级主页中，让学生自由下载，相关的污水处理工艺流程、设备以及实例教学，有利于激发学生的兴趣和潜能。

2.2 实验教学内容的改革与实践

如前所述，针对实践环节的问题，我们增加课程见习环节的课时。专门设置了水污染控制工程课程的实践部分，一般由课程主讲老师带领学生去相关的工业污水处理基地去，结合课堂中的理论教学进行讲解，见习内容涉及城市污水、工业废水和垃圾渗滤液的处理。通过课程见习，使学生了解常见污水处理设备，初步掌握污水处理工艺流程选择，加深对教材基础知识的理解，提高学生学习的主动性和目的性。

水污染控制工程的污水处理厂实习开始前和厂方进行协调联系，重点注重学生对构筑物的设计原理，各构筑物之间的配合关系、全厂的运行维护与管理技术的学习[4]，而不是走马观花地进行参观。由于污水厂运行过程尤其是工业企业的废水处理过程中往往存在问题，鼓励学生在实习过程中让学生参与到实际问题的解决过程中去，开展深度校企合作，在实习过程中，学生至少要尝试把相关构筑物的逻辑关系理清，对污水处理的共性问题有一定的认识，这样学生再进行课程设计时就有了一定的实践基础。同时加强虚拟仿真软件的应用与实践，鉴于种种原因，学生难以在实际污水处理工艺中发现和处理存在的问题，导致其毕业后难以快速解决企业相关问题，采用水污染处理虚拟仿真软件弥补了实习深度不足的问题，我院已经引进多种水处理实验和工艺软件，学生在仿真软件上进行实习，反复操练，大大强化了实际问题处理和解决能力，强化了工程整体意识，培养了工程实际应用能力[5]。

2.3 教学模式和考核制度改革

水污染控制工程的课程设计主要包括选题、下达任务、设计指导、过程管理及成绩评定等多个环节[6]。以往一般由教师出题，学生设计完成上交作业，然后教师进行成绩评定。很多学生往往不认真完成，交差现象严重，学生参与感不强。为提升学生参与感，我们在教学模式上开展改革，将学生分成3-4人一组，每组指定不同的工程设计题目。每组学生进行合作设计，自行分配任务，小组组内自由交流，形成设计方案，制作成 PPT。完成后进行课内答辩，小组成员派出代表就“成果”进行发言，教师现场进行点评和打分。第四，构建课程设计答辩制度及考核标准。以往的课程设计，学生提交设计报告、设计图纸后就完成了自己的任务，由授课教师对设计报告、图纸进行评分，其评分占总成绩的60%。这种答辩制度和考核标准体系的构建，有利于培养学生的工程设计能力、创新能力及语言表达能力，进一步提升了培养复合型人才工程素养的能力。

3 结论

水污染控制工程课程是环境工程专业核心的专业课程，对培养学生的设计能力、工程素养、创新能力具有极其重要的作用[7]。本研究通过调整水污染控制工程课程内容，引入废水处理实践教学模型单元的实践操作演示环节，强化仿真软件和仿真实验室建设，同时加大教师科研实践在教学中的作用和比例，利用多种途径将课堂理论教学和工程实践操作有机结合，使学生能真正理解水处理工程的理论，在工程设计中独立发现问题、分析问题和最终解决问题，从而提供其工程应用能力。