水质工程学实验教学改革的实践与思考

邓靖 马晓雁

[摘 要] 水质工程学实验教学是给排水科学与工程专业应用型人才培养体系的重要内容，不断提升实验教学质量是培养学生实践技能和创新能力的关键措施。针对目前水质工程学实验教学存在的问题，通过实践新型实验教学方法、增设综合性实验和创新性实验、合理安排实验教学时间、建立多元化的实验教学考核体系等途径，探讨提升水质工程学实验教学质量的方法。

[关键词] 水质工程学;实验教学;教学改革

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）41-0186-02    [收稿日期] 2020-03-10

实验教学是高等教育教学中衔接理论知识与工程实际的重要环节，是培养学生实践技能和创新能力的重要途径，因此深化实验教学改革和提高实验教学质量是当前高等教育改革的重要任务[1]。水质工程学是给排水科学与工程专业的核心专业课程，具有很强的工程实践特性，其主要任务是利用工程手段对水污染问题进行有效的控制并解决。近年来，学校和学院日益重视本科生实验教学环节，针对实验教学进行了不少改革尝试，但是目前水质工程学实验教学仍主要是演示型实验或者对课堂理论的验证，缺乏发挥学生主观能动性的创新性教学方法。

一、水质工程学实验教学现存问题分析

1.实验教学方法程序化。目前，水质工程学实验项目是按照《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》要求开设的，以基础实验项目为主，通常采用的灌输式教学方法，教学形式化、程序化[2]。教师按照实验指导书对实验目的、原理、步骤进行详细讲授，然后学生按照实验指导书的要求进行实验操作。这种教学方法既不能激发学生对课程的兴趣，也不能充分训练学生分析问题和解决问题的能力，导致部分学生实验时态度不积极，操作时机械地重复实验步骤，对实验结果不深入分析、讨论，难以达到理想的教学效果。

2.实验教学内容缺乏综合性和创新性。目前，水质工程学实验的教学内容以验证重要理论知识为主，还包含少量演示性实验，形式单一、方法单调，缺乏综合性和创新性。虽然验证性的实验过程能够帮助学生理解重要理论知识，夯实基础知识，但是学生对实验缺乏兴趣，大部分学生是为了拿到学分而做实验，无法激发学生的创新意识，无法提高学生的应用实践能力，不利于他们的未来发展。

3.理論教学和实验教学的进度脱节。虽然理论教学和实验教学有不同的教学特点和规律，但是二者之间存在着密切的联系。理论教学是实验教学的基础，只有在理论教学中将相关重要知识点掌握好、理解透才能好做实验。目前，水质工程学实验课程安排明显滞后于理论课程，理论课程安排在大三下学期，实验课程安排在大四上学期末段。在理论课程结束近半年后进行实验操作，学生可能会遗忘前面学习的内容，而大部分学生缺乏自觉性，不会在实验前对相关的理论知识进行复习，造成实验效果难以达到预期。

4.考核方式单一。目前的考核方式以实验报告为主，教师仅仅对学生实验报告的书写内容是否规范、实验结果是否正确、实验结果有无分析等进行评价，缺少量化标准。我们在评阅实验报告时发现，这种单一的考核方式存在诸多弊端，存在弄虚作假和投机取巧的行为。有的学生虽然态度认真，但是不知道该如何对实验结果进行分析讨论，只是机械地把实验指导书的实验原理、实验步骤等抄写在实验报告上;有的学生为了追求实验成绩，把同学的实验结果或者网络上的实验分析直接照搬，甚至有少数学生擅自篡改实验数据。

二、水质工程学实验教学改革的思考

1.探索和实践新型实验教学方法。除了采用传统的课堂讲授外，教师还可以尝试微课和虚拟仿真等方式进行教学[3，4]。选拔既具有扎实专业基础知识，又具备较强的实验动手能力的优秀硕士研究生录制水质工程学实验教学视频，将实验目的、基本要求、操作要领及注意事项等穿插在实验演示过程中，以微课的形式引导学生在课余时间进行预习和复习，最大化发挥学生学习的主动性。在微课视频中还可以加入与实验内容相关的工程实例，逐步培养学生的工程观念。大部分学生对水处理过程的认识局限于抽象的观察层面，很难直观地感受水处理的工艺细节，因此可以选择水质工程学实验中的部分重点实验构建虚拟仿真系统。比如将混凝实验和活性污泥实验的虚拟仿真和实操进行结合，它们分别是饮用水和污水处理的经典方法，在水质工程学实验中十分重要。

2.增设综合性实验和创新性实验。针对所有学生增设综合性实验，拔尖学生增设创新性实验，使学生成为实验的主动承担者，老师则转变为实验教学的评价者。根据教师的科研项目，将多个基础实验项目融合为一个综合实验项目，学生综合运用所学理论知识，查阅相关资料，通过讨论确定最终方案并分工完成实验操作。创新性实验则由学生自愿组队，独立提出设想，教师给予适当的指导，学生利用课余时间自主设计实验方案，完成实验操作，处理实验数据和撰写研究报告。比如2019年学生立项的创新创业训练计划项目“亚铁/过氧化钙体系改善污泥脱水的性能研究”，能够与基础实验项目中的污泥比阻测定实验很好的衔接。

3.合理安排实验教学时间。水质工程学实验教学改革中，调整实验进度也是关键，这既关系到实验教学目标能否实现，也关系到实验教学成效是否显著[5]。水质工程学理论课程安排在大三下学期，实验教学环节可以调整到大三下学期的末段。虽然水质工程学理论课程内容还未完全结束，但是与实验教学相关的内容已经讲授。

4.建立多元化的实验教学考核体系。探索多元化的实验教学考核体系，侧重于以学生为中心的全过程考核，主要包括平时成绩（出勤情况、师生互动、实验预习、实验态度、实验卫生等，占10%）、自主设计性实验（实验方案的创新性和可行性、实验完成情况、查阅和应用文献情况、小组讨论和合作情况，占25%）、实验操作技能（每个小组随机抽取3个实验项目，考查学生实验操作的规范性、正确性和熟练程度，占25%）以及实验报告（实验报告撰写的规范性、实验数据处理的正确性、结果分析的合理性，占40%）。此外，为了鼓励学生勤于思考、大胆创新，对于在实验过程中能够提出创新性观点和见解的学生，应该给予适当的加分。

参考文献

[1]鲁明波，刘亚丰，杨英，余龙江.大学生创新能力培养与实验教学模式改革实践[J].教育教学论坛，2020（07）：100-102.

[2]肖亚玲.环境化学实验教学体系的改革与创新[J].山东工业技术，2019（03）：236.

[3]杜锦才，俞自涛，孙志坚，黄灵仙，林芝，吴焱，陈坚红，范利武，吴杰.嵌入式微课在工科基础实验教学中的探索与实践[J].高等工程教育研究，2019（S1）：232-234+250.

[4]马双龙，李凯，李仪，张亚丽.水处理实验的“实操结合模拟仿真”的教学模式的应用探讨[J].教育教学论坛，2020（05）：387-388.

[5]辜幕丹，童红梅.大土木工程类土力学实验教学的探讨[J].西部素质教育，2018，4（06）：162.