校企合作《水污染控制》模型制作教学模式的应用研究

章志青 周祯领 马丹喜 林军

【摘要】文章针对《水污染控制》教学中存在的问题，提出校企合作的模型制作教学模式，阐明了该模式的研究方法、教学过程和评价方法，通过教学实践证明：校企合作的模型制作教学模式切实可行，对培养学生兴趣、提高学习效率和改善教学效果具有明显成效，同时增强了学生观察能力、动手能力和解决问题的能力，并且有助于学生形成物尽其用、节约环保的理念。

【关键词】校企合作  模型制作  教学模式   水污染控制  应用研究

【基金项目】项目来源：台州市2020年度教育科学规划研究课题，项目编号：g20062。

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）41-0108-02

一、引言

推进“产教融合、校企合作”是发展我国职业教育的重要途径，如今我国已将其提升到国家战略层面。党的十九大报告中明确提出：“要完善职业教育和培训体系，深化产教融合、校企合作”。

《水污染控制》是环境工程专业的专业必修课，也是专业核心课。讲述水污染控制的基本概念、基本理论和基本方法，介绍了水污染控制的主要工艺、主要设备和构筑物的结构。

二、《水污染控制》课程特点及存在的问题

1.课程特点

《水污染控制》在知识上涉及到物理、化学、微生物学、机械制造和建筑等多方面的内容， 在工程上包括实验室小试、水利水电、工艺设计、运行维护等。

课程涉及大量的水处理设备和构筑物，比如格栅，沉砂池、沉淀池，隔油池、各种类型的曝气池、各种类型的曝气机、生物滤池、生物转盘、污泥浓缩池、板框式压滤机和水泵等等，了解和学习这些设施的结构，成为这门课的重点和难点。

2.存在的问题

1）教材编制不完善。教材理论性较强，而且内容相对滞后，书中只有一些剖面图，无法准确而全面地表达设备和构筑物的结构。

2）授课方式落后。 目前虽采用一些视频和有动态效果的多媒体教学课件，但仍然不够清晰和直观，特别是内部的关键结构难以清晰表现。

学校自身的硬件设施不够完善，以前在市场上采购的教具，投资大、占地面积大，特别是自控系统质量不稳定，经常出故障，严重影响教学。

3）企业实训不够深入。即使带领学生去污水处理厂实习，由于设备和构筑物大多浸没在污水中，水面下的结构无法看到，只看到一池又一池的污水。所以学生还是不能了解设施结构。

总之，整个学习过程中，对这些设施的结构都是模糊的，而结构决定功能，不了解结构就不了解功能，更不能很好地进行设备选型和工艺设计，学生学得辛苦，却没有真正学懂，逐渐失去了学习兴趣，老师也讲得辛苦，却没有真正教会，也没有获得成就感，师生们都劳而无功，所以，认识理解各种设施的结构就也成为这门课程的难点兼重点，如果不能攻下这个重点，《水污染控制》的教学效果将是不尽人意的。

三、校企合作下模型制作教学模式的含义与思路

模型制作教学法是一种行之有效的教学方法，模型教学法在医学、数学、化学、机械制造、生物学和建筑设计等很多学科中都有广泛应用。

在医学教学中，医学模型是指用来替代真实人体进行医学训练和试验的仿真人，一般是用塑料、橡胶、PVC、硅胶等物质制造。医学模型的产生给医学教育带来不可替代的积极作用，增加了学生动手锻炼的机会和反复训练的优越条件。

化学教育中，为了让学生能够获得丰富的感性认识，经常会制作各种模型教具，比如：甲烷、乙烯、乙炔、苯分子的球棍模型。

在《机械制图》的教学中，为了培养学生的空间概念，往往采用模型教学，来研究和学习三视图以及空间的点、线、面之间的关系。

模型在建筑设计行业中，更是不可或缺的一种表达方式， 建筑师的创意设计要通过模型来展示给非专业人员。比如：城市的规划模型、房地产开发的实体模型、建筑物的构造模型、商品展示模型等。

模型是学生学习科学知识的重要手段，模型不仅能帮助学生透彻地理解科学知识，而且可以培养学生的发散思维，大有裨益，能够激发学生的学习兴趣。制作模型的过程本身就是一个科学探究的过程。需要学生仔细观察，运用所学知识、选择合适材料、分析实物结构、检验模型是否与实际一致， 总之，模型方法将观察能力、实验能力、思维能力和解决实际问题的能力相互结合起来，综合运用于模型制作之中，在教学中有重要意义。

对教师来说，这些模型教具的使用也很大程度上为教师的讲解提供了方便，使得难点问题简单化，抽象概念直观化，提高了学习效率，也提高了学生的学习兴趣，起到事半功倍的效果。

然而，要制作出符合实际的、高质量的教学模型绝非易事，而企业，特别是大中型企业，设备齐全、工艺先进，工程技术人员素质很高，对设备工艺的理解深刻透彻，积极寻求企业的帮助与合作，对模型教学法的实施是至关重要的。

同时，通过校企合作，在学校、企业和学生之间搭建了一个平台，对校企雙方也是互惠共赢的！因为自2014年以来，浙江省启动“五水共治”行动，环保产业异军突起，环保行业用人需求迅速增长，每年有多家企业来学校招聘环保专业学生，企业在帮助学校制作教学模型、参与学校教学活动的过程中，加强了对学校和学生的沟通与了解，便于企业选聘员工，也便于学校根据企业的要求培养学生，缩短了员工的培训周期，降低了用人成本。

校企合作是一种注重培养质量，注重在校学习与企业实践，注重学校与企业资源信息共享的“双赢”模式。校企合作实现了应社会所需、与市场接轨、实践与理论相结合的全新理念。

四、校企合作模型制作教学模式的研究方法与过程

1.教学模式的开展

研究对象确定：随机选取两个平行班的学生为研究对象，其中一个班级的学生为实验组（40人），另一个班级的学生为对照组（41人），两个班级学生的年龄、性别构成、学习、生活等各方面条件都非常一致。

2.教学方法及過程

对照组：采用传统PPT讲授模式。教学过程基本相似，但不使用模型，也不制作模型，学生有问题可以随时提问，可以就自己感兴趣的内容查阅文献或进行社会调查，可以进行课堂讨论，只布置书面作业。每章结束后给予辅导与总结。

实验组：采用校企合作模型制作教学模式。教学过程为：

收集废旧材料→教师制作初级教学模型→企业工程师指导模型制作→教师修改模型→课堂引导→学生观察模型→学生制作模型→模型制作考核评比→学生实训并完善模型→整理、收藏模型，持续改进

1）收集废旧材料，平时收集废旧材料，如快递纸箱、饮料瓶、塑料吸管、酸奶盒等，清洗整理备用。

2）教师制作初级教学模型，教师根据教学大纲和教材，结合以往的知识和经验，自己先制作初级教学模型，突出主要结构。

3）企业工程师指导模型制作，教师实地考察学习，教师带着自己做的初级模型，去污水处理厂实地参观学习，深入实际，了解行业内最新进展，向工程技术人员学习，全面了解水处理设备和构筑物的结构，请他们对初级模型进行指导，这样做出的模型才更加符合实际。

4）教师修改模型， 教师将模型带回学校，进一步修改完善。

5）课堂引导，教师在课堂教学中引导启发，先由教师导入问题，提出要求，启发学生思考问题、解决问题，比如：沉淀池如何做到泥水分离？再进一步引出溢流堰和溢流口的概念，让学生想象并设计出这种结构。

6）学生观察模型，教师拿出做好的模型，让学生观察讨论。学生一边观察一边思考模型中各部分的结构、功能和原理，有问题可以分组讨论，也可以随时向教师提问。再由教师总结概括。

7）学生制作模型，课后让学生参与到模型制作中，布置作业，四人一组，以宿舍为单位，请同学根据设计要求、图纸和动画视频，制作设备模型，培养学生设计能力、观察能力以及团队合作精神。

8）模型制作考核评比，下一次上课，学生将自制模型带到课堂上来，同学们自评加互评，教师检查作业，根据结构准确程度、制作精美程度以及废旧物品的利用程度，综合打分，计入平时成绩。

9）学生实训并完善模型，带学生去污水处理厂实地参观学习，认识真实的水处理设施，邀请污水处理厂的工程师现场讲解，工程师们的理解往往深刻而透彻，语言形象而生动，学生看到真实的设备与结构，全面了解污水处理工艺，并比较自己之前制作的模型，回来后进一步完善修改。

10）整理收藏模型，持续改进，收藏优秀的学生作品，供下一届的学生参观使用。在后续的教学中，深入企业，与时俱进，不断完善，制作出更多更好的模型。

3.效果评价方法

1）在课程结束时，采用问卷调查的方式，分别了解学生对模型制作教学法和PPT传统教学法的接受程度，了解学生对实行模型教学法的意见和建议。

2）课程教学完成后对两组进行统一考试，考试方式为第三方考核，学校聘请黄岩环保局有关专家作为第三方，由第三方出题，学校教务处监考，第三方批改，采取Epidata软件输入数据，用SPSS统计软件对考试成绩进行统计分析。

3）教学过程中，针对主要设备和构筑物，两组均采取随机提问的方式，了解两组学生掌握各种结构的速度和程度，记录并分析结果。

五、结果

1.学生接受程度

针对实验组的学生进行问卷调查，学生对模型制作教学法的接受程度明显高于传统PPT讲授模式，教师和学生都可以在一个轻松有趣的教学环境下，完成教学任务。结果见表1。

2.学习效率

比较实验组和对照组的学习速度，实验组的学习时间明显缩短，学习效率大大提高，结果见表2。

3.学习效果

实验组和对照组的学习成绩（百分制），期末通过第三方考核检验学习效果，实验组的同学明显优于对照组，结果见表3。

总之，校企合作的模型制作教学模式在提高学习效率和学习效果、激发学生学习兴趣方面，都有明显的优势。模型制作教学法使师生积极动手动脑，制作简便而又直观的模型，常常使学生对百思不得其解的结构瞬间领悟、一目了然，对《水污染控制》教学大有益处，并且有助于学生形成物尽其用、环保节约的理念。同时，培养了学生观察能力、动手能力以及团结协作的能力。

参考文献：

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作者简介：

章志青，台州科技职业学院，教师，高级工程师。