专创融合背景下“水质工程学实验”课程教学改革探讨

姜 雪，张 闯，李英华，李天鹏，2

（1.枣庄学院 城市与建筑工程学院，山东 枣庄 277160；2.山东益源环保科技有限公司，山东 枣庄 277020）

在“创业潮”时代背景下，国家对创新创业工作高度重视，陆续颁布了多项政策。因为大学生是创新创业的“前排兵”，所以各高等院校纷纷响应国家号召，通过开办创新创业教育必修课程、举办大学生创新创业竞赛以及组织申报“SRT”计划项目等具体措施，有组织、有计划地培养学生的创新思维和创业能力，通过多种方式和途径大力推进创新创业教育融入专业教育课程体系建设，实现对学生的专业教育和创业思维培养一体化[1-2]。比如，枣庄学院给排水科学与工程专业在专创融合背景下，遵循新时代高等教育规律，制定了人才培养目标：培养具有深厚的环境科学基础、扎实的工程专业基础、娴熟的专业知识和技能，具备创新思维、创业精神、全球眼光、组织协调能力与团队管理才能的高素质应用型、复合型创新人才。

在本学科开设的诸多实践性教学环节中，实验教学是将基础科学知识内化和综合运用的有效手段，是培养学生实际操作能力和创新意识的关键环节[3-4]。其中，“水质工程学实验”是一门重要的专科教学必修实验课程，但由于本课程实验多为验证性项目，实验教学的创新性不足，学生往往根据实验讲义按部就班地作业，几乎一知半解，不利于学生动手实践能力以及创新创业思维和能力的培养。本研究结合给排水专业的人才培养方案，从教学内容、教学方式、考核评价3个方面探讨专创融合背景下“水质工程学实验”课程教学改革路径。

1 专创融合背景下的教学模式改革

水质工程学本身就是在实践基础上产生的科学，由于许多水处理办法、处理装置的设计参数和操作运行方式的

确定都需要借助工程实验，“水质工程学实验”教学成为给排水学科与主干专业课程相配合的主要实践环节之一。水质工程学实验共分为16个实验项目，设置了设计性实验3个、验证性实验12个、演示性实验1个。基于专创融合，对实验项目进行优化，将创新素质、创业精神加入实验教学，结合“专创融合”教学案例，提高大学生的创新能力，着力培养专业知识基础扎实、敢于实践和创新的高素质给排水专业应用型人才。

传统的教学方式要求学生加深对课堂理论知识和教学内容中所涉及的基本概念和基本方法的理解，巩固所学知识，学会正确处理相关实验数据。一般由指导老师进行实验操作演示，随后学生进行模拟实践。在这种教学模式下，学生的积极性不高，对实验的理解不透彻，很难达到理想的教学效果。若借助专创融合教育理念，对混凝实验、活性炭吸附实验或斜板沉淀池实验等实验内容进行加工提炼，整理成全国大学生创新创业训练计划项目，组队参加“互联网+”全国大学生科技创新大赛、全省大学生科技创业竞赛及全省大学生课外学术科研写作竞赛等，或组队申报国家、省、校级大学生科技创新培训计划等项目，以专业竞赛为导向，有助于调动学生的学习激情和兴趣，进而培养和提升学生的创新能力[5-6]。

2 专创融合背景下的教学内容改革

以“活性炭吸附实验”为例，活性炭是一种性能优良的吸附剂，呈黑色粉末状或颗粒状，具有巨大的比表面积和发达的孔隙结构，被广泛用于污/废水处理领域。根据外观，活性炭可分为颗粒状活性炭和粉末状活性炭。其中，粉末状活性炭被投入待处理的水中，经搅拌混合、过滤或沉降后，实现固液分离；颗粒状活性炭常用于固定床操作，被处理的水经固定床水处理系统处理后，杂质被吸附，水质得到净化。影响活性炭吸附能力的因素有很多，除了其自身的性质、用量，还与初始pH、初始浓度、吸附时间及反应温度等因素相关。开展静态吸附等温实验，分析吸附等温曲线、吸附动力学方程及吸附热力学，完成对实验数据的处理。

2.1 教学准备

传统的教学方式过分依赖教师讲授，忽略了学生的主体性。这种“一言堂”或“满堂灌”的教学反而使大部分学生提不起学习兴趣，只想着应付老师、草草了事，并不能真正学会知识。结合双创知识和课程内容，引导学生思考活性炭吸附的作用及其可以运用的领域，带领学生走进课堂，激发他们的学习兴趣。教师在向学生讲授本实验课的内容时，可以结合大学生创新创业大赛成功案例，加深学生对本实验的理解。同时，教师要转变教学方式，学习并贯彻创新创业教育，鼓励学生勇于提出问题、积极探索解决方案，同时注重分层教学，根据学生的个体差异，因材施教。

2.2 实验过程

利用翻转课堂，让学生作为课堂的主体，老师将任务下发给学生。学生根据兴趣自由分小组，小组内部举荐一名小组长，每个组负责一个影响因素，利用控制变量的方法，分组研究不同因素对活性炭吸附效果的影响。组长将任务分成数个小任务，具体到人，每个人负责的任务不一样，完成之后，小组讨论交流，推选一名组员汇报实验结果，同时讲述实验过程中产生的想法和思考。实验的每一步都是承上启下且环环相扣的，要想做好自己的任务，每位学生必须深刻了解实验的意义和操作步骤，在实验过程中获得启迪和思考，不仅可以加深对知识的理解和掌握，还可以锻炼学生的操作能力和创新思维，实现“教”“学”“做”一体化。

2.3 学用结合

搜集资料、查阅信息是开展研究的基础。所谓搜集资料，就是分析、研究、思考前人的文献成果，取其精华、去其糟粕。参赛课题不是现成的，也不能靠主观想象，需要通过查阅资料、分析研究，从中得到启发[7]。

例如陶粒大部分为球形或椭圆形固体颗粒，密度小、强度高，有优异的性能。联系社会的环境污染现状，本小组设想以其他材料制造出一种集环境效益和经济效益于一体的新型水处理陶粒材料。在老师的指导下，小组成员查找关于水处理陶粒材料的资料，再结合大学生创新创业教育理念，以市政污泥、粉煤灰和河道底泥为原料，采用高温焙烧法[8]，制备出一种新型水处理陶粒材料，最终获得第十届“挑战杯”枣庄学院大学生课外学术科技作品竞赛三等奖，同时获批枣庄学院2020年度校级SRT项目立项并结项。通过大学生创新创业竞赛的锻炼，小组成员对专业知识的学习兴趣更加浓厚，实践能力和创新意识也得到了培养与强化，受益颇多。

3 专创融合背景下的考核方式改革

“水质工程学实验”课程的考核内容由实践操作、创新思维、实验报告等部分组成，既要注重操作过程，又要注重操作结果。传统的考核方式是“学生考勤+教师评估”，如图1所示。只要学生考勤合格，如数上交实验报告即合格，考核方式简单。老师对学生的要求不严，部分学生浑水摸鱼，觉得糊弄过关就可以，导致专业知识掌握不牢固，不利于学生的学业发展。

图1 传统教育背景下的实验课程考核方式

专创融合背景下的实验课程考核方式如图2所示，颠覆了学生“只要去上课就能合格”的观念。新课程改革后的考核方式，不再是点名考勤合格就能获得实验课程学分，在实验课的综合成绩中添加了创业思维和创新实践两个方面的考核内容，并不断提高其分值在总分中的比例。

图2 专创融合背景下的实验课程考核方式

根据创新创业项目或论文级别，建议对申请SRT、挑战杯或撰写学术论文等大学生创新创业比赛项目的学生，在课程考核中予以加分奖励；参加比赛并获得名次的学生可以获得证书、奖品或综合测评加分等，可以鼓励学生积极参与评奖评优和争取奖学金。加分分值有校级、省级和国家级的区分，校级奖加1～3分，省级奖加3～5分，国家级奖加5～8分。

4 结语

在专创融合背景下，建议教师在开展“水质工程学实验”课程教学改革时巧用翻转课堂，充分发挥学生的主体性，通过引入创新创业教育教学理念优化教学内容和丰富教学手段。通过融合基础实验教学与创新创业教育，一方面强化了学生的创新意识并激发其创新创业兴趣，另一方面促进了给排水科学与工程学科教育认证以及应用型创新人才的培养。