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我院環(huán)境工程專業(yè)水污染控制實驗室的所有儀器依然采用的是2000年的裝置,實驗儀器沒有及時地更新,學生在水污染控制工程實驗中學到的大多數(shù)還是傳統(tǒng)的治理和分析方法,與現(xiàn)實新技術脫節(jié).并且每個實驗室配備的實驗裝置有限,為了滿足每屆近80位學生實驗教學的需要,使學生能夠更好的對儀器功能有所了解,在實驗教學中安排5-6個學生一組,每個實驗的重復組數(shù)都在12組左右,任課老師每講解一個實驗就浪費了大量的時間;并且在實驗課上一組同學共用一臺儀器,不能提高每位同學的動手能力.
2水污染控制工程實驗改革方法
2.1實驗教學內(nèi)容和手段的改革
2.1.1改革實驗課教學,可以調(diào)動學生主動學習的積極性水污染控制實驗教學一般設置在大學三年級,學生已經(jīng)對相關專業(yè)課程的學習有了一定的基礎,因此應避免任課老師過多的對實驗進行講解,教師應該要求本班學生多做探索實驗,讓學生根據(jù)學過內(nèi)容提出建議,教師主要起引導作用.
2.1.2采用現(xiàn)代的多媒體實驗教學技術可以融聲、形、像、文字、動畫于一體的多媒體教學技術,具有直觀、形象、生動、信息量大等特點,已成為現(xiàn)代教學手段的潮流.運用該技術進行實驗教學,可以增大實驗教學的信息量,由于實驗經(jīng)費有限,大型的儀器沒有購置,采用模擬仿真的方式教學能夠有效地增加課程的信息量[6].
2.1.3實驗學時增加和實驗內(nèi)容調(diào)整目前其他高校該課程的實驗學時數(shù)為26-40學時,我們應當增加水污染控制工程實驗學時,同時增加實驗項目,尤其生物處理部分的實驗,如生物濾池、生物轉盤,UASB厭氧反應器實驗等,同時增加綜合性實驗項目,讓學生系統(tǒng)全面地對理論知識進行掌握.
2.1.4實驗技能考核方法改革目前莆田學院水污染控制工程課程學生成績的總評中實驗成績占10%,其中預習報告占10%,平時成績占20%,考核成績占30%,實驗報告占40%,但是具體課程的實驗考核方式比較混亂,沒有統(tǒng)一標準.
2.2重視學生能力的培養(yǎng)
2.2.1強化預習實驗在預習環(huán)節(jié)學生只是將實驗內(nèi)容摘抄一遍,甚至個別學生由于缺乏自覺性沒有課前預習,這就會影響實驗課的教學效果.
2.2.2學生實驗操作能力的強化主要采取引導和啟發(fā)的教學模式指導學生,遇見問題,讓學生獨立解決,同時還要拓展學生的思維方式,鼓勵學生大膽操作,積極思考.避免學生僅僅會按照老師的指導進行操作,由此為培養(yǎng)應用性人才打下基礎.
2.2.3強化實驗報告,注重邏輯思維、分析歸納目前,課程實驗報告包括:實驗目的和要求、實驗內(nèi)容和步驟、實驗結論,數(shù)據(jù)分析、心得體會.學生在書寫中往往側重前面,對于數(shù)據(jù)分析、心得體會則寫的很少,教師批改時也不注重此部分內(nèi)容.對此教師可以布置與實驗內(nèi)容相關的主題論文,避免互相抄襲的現(xiàn)象,提高學生發(fā)現(xiàn)和分析問題的能力.
目前學校水污染控制工程教學主要存在以下幾方面的問題:(1)易形成教師唱“獨角戲”的教學模式,學生為知識的被動接受者;(2)主要為理論學習和實驗操作兩大模塊,缺少工藝設計和實踐單元,不利于學生更全面掌握及應用污水處理的工藝方法;(3)實驗內(nèi)容不能有效地與生產(chǎn)實際聯(lián)系在一起,學生分析問題解決問題的能力得不到提高,對學生日后解決工作中出現(xiàn)的問題起不到很大的幫助作用。
2教學模式改革
2.1整合教學內(nèi)容
水污染控制工程內(nèi)容豐富,覆蓋面廣,如何在有限的課堂教學學時內(nèi),讓學生學到重點和精華,是教學過程應重點考慮的問題。因此,需要對教學內(nèi)容進行優(yōu)化、整合、精簡,有些理論可以在其他專業(yè)基礎課程中講授,避免重復性。
2.2優(yōu)化多媒體教學課件
在水污染控制工程教學過程中,通常采用多媒體教學將文本、聲音、圖片等信息組合在一起,直觀地向學生展示知識點,在此基礎上,使用flas演示,豐富工藝的動態(tài)演示過程將更生動地表達工藝流程、處理過程,有利于學生的理解。
2.3增加課程設計教學模塊。
在現(xiàn)有教學體系中,缺少了課程設計這一環(huán)節(jié),課程設計是完成課堂教學后一個重要的實踐環(huán)節(jié),在教學中起著承上啟下的作用,是連接理論知識和生產(chǎn)實際的橋梁。因此增加這一模塊,可由老師提供相關設計資料,讓學生獨立或協(xié)作完成設計,進行小組討論,提出改進建議修正設計方案。從而達到深入理解課堂教學內(nèi)容,增強學生實踐動手能力的目的。
2.4現(xiàn)場參觀實踐與課堂教學相結合。
校外參觀實習使學生有機會深入生產(chǎn)實際,將理論和實踐相結合,深化理解所學理論知識。水污染控制工程是工程實踐性很強的一門課程,課堂教學所傳授的理論知識與課外參觀實踐緊密結合起來可以起到事半功倍的效果。例如在講授完活性污泥相關知識后,組織學生到吉安市污水處理廠進行實地參觀,請工程師介紹工藝運行的情況,常出現(xiàn)的問題及解決和防范措施等,使課堂上抽象難懂的內(nèi)容通過現(xiàn)場具體生動講解,使專業(yè)知識得到深化和鞏固,理論和實際相結合,并且培養(yǎng)了解決實際問題的能力。
3結語
針對水污染控制工程實驗課程存在問題,提出課程建設措施。增加實驗項目,新采用生物法實驗技術,確定課程的運行方式,完善成績評定方法。開設的實驗項目與當?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)結構和污染特點掛鉤,把水污染控制工程實驗辦成有地方特色的課程。
關鍵詞:
水污染控制工程實驗;課程建設;地方院校
環(huán)境工程專業(yè)是一門應用性和實踐性很強的綜合叉學科。水污染控制工程課程是環(huán)境工程專業(yè)的核心課程,水污染控制工程實驗是水污染控制工程課程體系的重要內(nèi)容之一〔1〕。目前全國開設環(huán)境工程專業(yè)的院校有300余所〔2〕,畢業(yè)生就業(yè)競爭激烈,面臨壓力大。地方院校把培養(yǎng)工程應用型本科人才做為培養(yǎng)目標,部分學生畢業(yè)后進入生產(chǎn)一線管理和技術崗位,直接面對生產(chǎn)一線問題。遼寧科技學院環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)目標中要求畢業(yè)生具備水質檢測、水處理工藝的調(diào)試和運行管理能力,水污染控制工程實驗課程對這一能力的培養(yǎng)起著至關重要的作用。作為地方本科院校,必需充分利用本地區(qū)的行業(yè)優(yōu)勢,保持和強化自身辦學特色,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展〔3〕。本文分析我校環(huán)境工程專業(yè)水污染控制工程實驗課程存在問題,提出建設和改進措施,開設的實驗項目與本溪地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構和污染特點掛鉤,把水污染控制工程實驗辦成有地方特色的課程。
1存在問題
我校水污染控制工程實驗課程以集中實驗形式開設。在2012級培養(yǎng)方案中,學時1周開出實驗4項:混凝實驗、曝氣充氧實驗、加壓容器氣浮實驗、污泥比阻測定實驗。水污染控制工程實驗課程存在如下問題:(1)原有實驗項目所占學時不能滿足2013級教學計劃要求。(2)生化法處理污水實驗項目零開出,與其它高校同類實驗有差距。生物化學處理方法(簡稱生化法)是城市污水和工業(yè)有機廢水處理的主體工藝,在生產(chǎn)實踐中得到廣泛應用,是水污染控制工程理論課的重點講授內(nèi)容,是辦學條件成熟的高校環(huán)境工程實驗室必開的實驗項目。但生化法實驗啟動時間長、需多天連續(xù)運行等因素限制,一直未能在本課程開出。(3)學生的能力培養(yǎng)與實際工作崗位能力需求有差距。實際的污水處理廠是由多處理單元組成的污水處理系統(tǒng)。本課程原有的實驗項目只能進行污水單元處理的操作實訓,不能進行學生的污水處理系統(tǒng)的操作、調(diào)試和運行管理能力的培養(yǎng)。畢業(yè)生具備能力與就業(yè)崗位需求能力之間有一定的差距。
2改進措施
2013級培養(yǎng)方案加大實踐教學比例,水污染控制工程實驗學時由1周增設為2周。
2.1完善已有實驗項目,開發(fā)生化法實驗項目我校地處本溪石橋子開發(fā)區(qū),有“中國藥都”之稱。新增實驗項目對原有的曝氣充氧實驗進行補充,增加污水曝氣充氧修正系數(shù)α、β值的測定內(nèi)容和污水氧傳遞系數(shù)的測定,實驗內(nèi)容更飽滿,也更貼合生產(chǎn)實際。采用化學、生物法對制藥廢水進行處理,圍繞污水檢驗、污水處理工藝的操作、運行影響因素來設置實驗內(nèi)容。改進后的水污染控制工程實驗課程開設的實驗項目如表1所示。改進后“水污染控制工程實驗課程”的實驗項目包括物理處理法2項:混凝實驗、污泥比阻測定實驗;化學法1項:Fenton試劑化學氧化制藥廢水實驗;生物處理法3項:活性污泥法處理制藥綜合廢水實驗、曝氣池中環(huán)境因素的監(jiān)測及菌膠團中生物相的觀察、SBR生物硝化反硝化實驗。通過完成這些實驗項目,可以使學生加深理解水污染控制工程的三大處理方法的原理和運行過程。
2.2實驗運行方式水污染控制工程實驗課程兩周,完成8項實驗。每周一進行實驗講解,完成預習報告,周二到周四下實驗室。受實驗設備數(shù)量的影響,為減少每組的實驗人數(shù),增加學生的動手機會,本課程采用同時開出4項實驗,學生分四大組循環(huán)完成,大組中又分小組的形式進行。學生提前十分鐘到達實驗室,由指導老師進行預習報告的檢查并簽字,完成預習報告的學生才允許進行實驗操作。實驗過程中老師做好指導和監(jiān)督,對實驗內(nèi)容和操作步驟進行提問和答疑,及時糾正錯誤的操作行為。生化法實驗由于需要對微生物進行培養(yǎng)馴化,對工藝進行調(diào)試運行,所以準備時間長,需要15~20天完成實驗準備工作。在實驗開始前三周,對學生進行生化法實驗過程講解,每組學生自行分工,利用課余時間,組裝生化反應系統(tǒng),取水樣和活性污泥,定時排泥和換水,對水質進行檢測,觀察實驗現(xiàn)象,記錄實驗日志。這樣,學生參與生化法實驗的準備-啟動-正常運行全過程,完成了活性污泥的培養(yǎng)馴化、污水水質指標監(jiān)測、活性污泥評價指標的測定及微生物的觀察、活性污泥法的主要影響因素四個方面能力的訓練,為畢業(yè)后從事污水處理工藝的調(diào)試、運行管理積累了實踐經(jīng)驗。
2.3成績評定方法學習成績是每位同學都關心的焦點,是調(diào)動學生學習積極性和評價學生學習水平的重要手段。水污染控制工程實驗一般包括水質檢測、工藝操作、條件實驗等多項內(nèi)容,內(nèi)容多,工作量大,每組需4-6人。每組同一實驗數(shù)據(jù),實驗報告一樣,但每位同學的學習主動性不一樣,動手能力有差別,所以以實驗報告成績作為學生的課程考核成績是不公平的,也不能反映出學生的真實實驗操作能力。但由于受時間的限制,“水污染控制工程實驗”課程不能設置單獨的實際操作考核環(huán)節(jié)來完成成績的評定。所以本課程的成績評定,主要考察學生以下幾個方面:(1)對實驗原理和目的理解;(2)對實驗步驟的熟練程度;(3)對儀器設備操作是否規(guī)范;(4)實驗報告撰寫是否完整,尤其是數(shù)據(jù)處理和結論是否正確。前3個方面,指導老師通過觀察本組學生在實驗中的表現(xiàn)和隨機提問可知,最后一個方面通過批閱實驗報告可知。水污染控制工程課程的平時考核成績由8項實驗的(實驗表現(xiàn)+實驗報告)成績組成,分別由8項實驗的指導老師填寫,對成績匯總得到課程成績。
3課程特色
3.1實驗技術具有多樣性建設后的水污染控制工程實驗課,實驗項目包含物化法、生物法處理污水實驗。
3.2實驗操作具有真實性模擬實際處理構筑物,建立小型生化處理實驗裝置,以實際污水為水樣,學生完成微生物的培養(yǎng)馴化、調(diào)試、運行的全過程,與實際污水處理廠的運行管理相一致,具有真實性。
3.3實驗內(nèi)容具有綜合性,體現(xiàn)出地方行業(yè)特色生物處理污水實驗內(nèi)容包含微生物的培養(yǎng)、馴化、生物相觀察,污水水質檢測及分析,運行參數(shù)對處理效果影響。實驗內(nèi)容涉及環(huán)境微生物學、環(huán)境監(jiān)測、水污染控制工程、課程內(nèi)容,具有很強的綜合性。實驗對象以制藥綜合廢水為對象,通過校內(nèi)的實驗課程就可以了解制藥廢水的水質特點、處理方法和處理效果,為畢業(yè)后進入本地區(qū)制藥企業(yè)從事環(huán)保工作積累了第一手資料。
3.4能力培養(yǎng)具有有效性學生的真正動手取水樣,利用生化處理實驗裝置進行處理,檢測進出水水質,教學效果好,培養(yǎng)的能力與畢業(yè)后從事的污水處理廠的污水檢驗、污水處理工藝的操作、調(diào)試、運行管理工作相對接。建設后的水污染控制工程實驗課程,完善了原有實驗內(nèi)容,增設4項實驗,培養(yǎng)學生具有污水檢驗、工藝運行操作能力,與本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)崗位的能力需求相對接,滿足2013級培養(yǎng)方案要求。開發(fā)生化法實驗項目,填補本課程實驗技術空白。新開出的4項實驗均為綜合實驗,包含環(huán)境監(jiān)測、水污染控制工程、環(huán)境微生物學等多門課程知識。建立生化處理實驗裝置,開設綜合性實驗,學生可以真正動手參與生化法污水處理系統(tǒng)的啟動、調(diào)試、運行,在校內(nèi)就具有污水工藝調(diào)試、運行的實踐經(jīng)歷,增強就業(yè)競爭力。
參考文獻
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關鍵詞:水污染控制工程;課程設計;模式
《水污染控制工程》是環(huán)境工程專業(yè)一門重要的專業(yè)核心課程,也是一門綜合性和實踐性極強的專業(yè)課程。通過該課程的學習,學生要認識污水處理的必要性,并了解我國污水排放標準和相關規(guī)范,培養(yǎng)綜合運用《水污染控制工程》基本理論和專業(yè)知識的能力,掌握城市污水二級處理廠工藝設計的程序、內(nèi)容、方法和工藝計算。水污染控制工程課程設計是進一步鞏固和加深學生對所學《水污染控制工程》理論課程知識和理解的重要環(huán)節(jié),是連接基本理論和工程實際的紐帶和橋梁,培養(yǎng)學生根據(jù)所學系統(tǒng)的理論課知識及感觀的認識實習,分析解決工程實際問題,對于培養(yǎng)和提高學生的實踐能力、創(chuàng)新能力以及團隊協(xié)作能力具有重要意義[1,2]。近年來大學畢業(yè)生就業(yè)形勢嚴峻,而我國大學期間的課程設置及教學往往重視理論知識的傳授,對于培養(yǎng)學生綜合應用能力以及創(chuàng)新能力的關注相對較少,雖然目前逐步開設了一些創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程,但仍然不能解決工科畢業(yè)生工程實踐能力差、不能滿足就業(yè)和社會的需要的問題;另一方面企業(yè)不愿意接受應屆畢業(yè)生實習,不愿花時間和精力參與培養(yǎng)工程師,都造成大學生就業(yè)難的狀況。上海理工大學是一所以理工科為主的培養(yǎng)工程應用型人才的上海市屬重點大學,在就業(yè)形勢日益嚴峻的情況下,我們在構建課程及教學內(nèi)容體系上更加注重培養(yǎng)學生綜合運用各種知識和技能解決工程實際問題的能力,通過課內(nèi)與課外相結合、教學和實踐工程相結合的方式,搞好課程設計這一實踐性教學環(huán)節(jié),對于提升本科生就業(yè)率,提高企業(yè)對我校環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生滿意率具有十分重要的意義。在環(huán)境工程專業(yè)本科生《水污染控制工程》課程設計的執(zhí)教過程中,我們做了如下探索與建設實踐。
一、改進教學模式
過去《水污染控制工程》課程設計通常安排在《水污染控制工程》理論課教學、認識實習之后集中一到兩周時間進行,時間緊,任務重,而且通常安排作為本科階段專業(yè)課程的第一個課程設計。學生沒有相應的工程設計基礎和工程類課程設計基礎,因此對于工程設計的一般步驟、工程設計手冊和設計規(guī)范的利用能力較差,往往感覺無從下手[3]。另外,這種先理論教學后課程設計的模式雖然能夠令學生在掌握一定理論知識的基礎上進行工程設計,但由于在實際教學過程中,理論課更注重原理和單個構筑物的設計計算,往往容易忽略構筑物的配水、銜接形式等內(nèi)容,使得理論與實踐相脫節(jié);此外,課程設計與認識實習分離進行,時間間隔較長,學生基本對處理構筑物走馬觀花地看一遍,不能深入了解構筑物內(nèi)部結構,對于學生實際了解構筑物結構及運行維護理解困難,對課程設計幫助不大。新教學模式將課程設計貫穿于整個《水污染控制工程》教學的全過程,增加了課程設計的學時數(shù),在理論教學初期,布置任務書,學生根據(jù)任務書一邊學習理論知識,一邊完成方案選擇及構筑物計算,理論課結束后完成設計計算說明書的編制及工程圖紙的繪制。在理論教學過程中,授課教師可針對構筑物的結構、原理、設計規(guī)范、設計計算、三維動畫演示運行效果等方式更有針對性地進行授課;在實習實踐環(huán)節(jié),通過學院實驗室現(xiàn)有構筑物模型或理論課期間安排認識實習,有利于促進課堂教學和課程設計的進行,有助于學生對課程設計和實習內(nèi)容更深入的理解;期間通過查閱文獻、設計手冊、設計規(guī)范,獨立完成設計計算,最后通過答辯、修改等環(huán)節(jié)提交課程設計成果,教師根據(jù)設計成果及時將問題反饋,進一步保證和提升課程設計質量。
二、合理選題,豐富設計題材
根據(jù)以往課程設計經(jīng)驗,我們摸索出一套質量監(jiān)控措施,最關鍵環(huán)節(jié)在于我們對選題進行了嚴格控制,課程設計的題目盡可能選用污水處理設施的工程實例,選題范圍盡可能覆蓋理論課大綱的知識點、重點和難點,然后將任務書中的水量和水質進行改變,給出的任務書題目大于學生分組數(shù),令每組學生設計任務書中涉及的污水總量、居民數(shù)量和水質(BOD、COD、SS、TP、TN、NH3-N)均不同,做到題目的多樣化,同時對每個題目有人數(shù)要求,由學生選擇相應水量和工藝,獨立完成設計計算任務,加深學生對相關理論知識的理解和應用。對于學生分組盡可能做到各組整體學習能力大致相當,但組內(nèi)成員的理論水平、學習能力及CAD繪圖能力等方面要有一定差異,組長根據(jù)組員實際情況對課程設計進行合理分工,明確每個組員的職責[4]并進行列表記錄,用于檢查,減少抄襲現(xiàn)象的發(fā)生。這樣既可以讓學生接觸到更多的課程設計,防止全班同一個題目,促進學生獨立思考,同時又能滿足設計團隊成員間相互交流、團隊協(xié)作的需要[5]。在課程設計任務書的編排上,按照教學大綱的要求,雖然在難度、深度和廣度等要求上與實際工程設計有一定差距,僅為某城鎮(zhèn)污水處理工藝的初步設計,但選題皆來自實際工程案例,有利于初步培養(yǎng)學生的工程思維和實踐素養(yǎng);此外,設計任務書明確課程設計的目的、具體設計內(nèi)容、計劃步驟安排,使學生明確任務,明確在哪些時間節(jié)點完成哪些工作,按計劃有序進行,且使指導教師能夠根據(jù)進度及時進行檢查、督促和指導[6]。
三、評價體系改革
與傳統(tǒng)課程設計模式中學生上交設計計算說明書和設計圖紙相比,我們在評價體系上做出了相應改革,采用平時成績、中期檢查、答辯和成果評價的評價體系。中期考核是課程設計完成的保障,在以往的畢業(yè)設計環(huán)節(jié),我們發(fā)現(xiàn)學生由于實習、拖沓習慣等各種因素,習慣于在答辯前突擊完成。因此,在指導教師根據(jù)課程設計任務書和指導書的相關時間節(jié)點進行監(jiān)督的基礎上,嚴格的中期考核可以較好地督促學生保質、保量、按時完成畢業(yè)設計。因此,我們借鑒相關經(jīng)驗,在穿插于整個理論教學周的課程設計中安排中期檢查,根據(jù)學生中期檢查的質量,給出相應的分數(shù),作為平時成績的一部分。在學生完成課程設計初稿的基礎上,組織答辯,讓學生就課程設計的設計背景、設計規(guī)模及要求、設計內(nèi)容、設計原則、工藝流程的選擇、構筑物設計計算、圖紙及設計說明書的編制等方面進行闡述,教師根據(jù)計算說明書及圖紙中存在的問題進行點評并給出答辯成績,在規(guī)定時間內(nèi)學生就存在問題進行全面修改,然后提交最終課程設計成果。平時成績根據(jù)學生在設計過程中出勤率、討論答疑參與度及按時間規(guī)劃完成設計任務的情況(中期檢查)給定;設計成果成績由指導教師根據(jù)學生最終提交的設計說明書、設計圖紙等文件的質量情況進行評價。教師根據(jù)平時表現(xiàn)、答辯情況及設計成果給出成績。
四、課程設計反饋
通過答疑、中期檢查、答辯和成果評價等環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的一些問題、問題跡象或一些容易出錯的地方,通過集中上課的方式給予講解,保證課程設計穩(wěn)中有序、按時、保質地完成;在課程設計最后,針對課程設計的一般設計步驟、設計計算說明書及圖紙設計要點、主要問題等進行總結,令學生對污水處理廠的設計有一個系統(tǒng)的訓練,同時鞏固課程所學知識和概念;在課程設計結束后再安排一次認識實習,加深感性認識,同時對污水廠設備、設施的運行維護進一步加深了解,豐富課本外的實踐經(jīng)驗;學生上交最終設計成果后,針對學生的設計內(nèi)容,給出總結和意見建議,有利于學生工程實踐能力及畢業(yè)設計質量的提高。課程設計是高校培養(yǎng)卓越工程人才的重要實踐教學環(huán)節(jié),我校的改革實踐證明,基于就業(yè)為導向的《水污染控制工程》課程設計建設取得了一定的效果,采用恰當?shù)慕虒W方法、豐富教學內(nèi)容和加強實踐環(huán)節(jié),將學校教學與企業(yè)生產(chǎn)實習相結合,保證學生對實際工程有直觀、全面的認識,對學生工程知識、工程素養(yǎng)的培養(yǎng)有很大幫助,有助于學生盡快適應工作崗位。
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關鍵詞:水污染控制工程;教學改革;教學效果
Teaching methods and strength of the practice teaching of water pollution control project
Yan Lilong1, Ren Yuan2 , Zhang Ying1, Dai Yingjie1
1. Northeast agricultral university, Harbin, 150030, China 2. Harbin institute of technology, Harbin,150090, China
Abstract: Water pollution control project is one of core courses about environmental engineering, the author combined with building features in the water pollution control project course from northeast agricultural university. The adjustment of teaching content, the reform of teaching methods, teaching methods and assessment methods and strength of the practice teaching and other aspects were going active exploration, and achieved good teaching results.
Key words: water pollution control project; teaching reform; teaching effectiveness
目前,我國有近300所高校開設了環(huán)境工程專業(yè)[1],其中水污染控制工程課程是環(huán)境工程專業(yè)的核心課程之一,受到了普遍重視。水污染控制工程是環(huán)境工程本科專業(yè)一門重要的專業(yè)主干課程,同時又是一門多學科交叉、工程性質較強的課程。在整個教學過程中,如何在短學時內(nèi)提高課堂教學效果與信息量,將理論學習與實踐教學有機地結合起來,提高學生分析問題、解決問題的能力,是目前亟須解決的問題。筆者結合學校定位和專業(yè)特色,根據(jù)幾年來水污染控制工程的課堂教學與實踐教學的經(jīng)驗和體會,對水污染控制工程這門課程進行了積極改革和探索,取得了良好的教學效果。
1 改革教學方法,整合教學內(nèi)容
1.1 改革教學方法,提高教學效率
水污染控制工程涉及化學、物理化學、流體力學、環(huán)境工程、微生物學等方面的知識,若在較少的學時內(nèi)完成該課程的基本教學內(nèi)容,必須改革教學方法,提高課堂教學效率。我們要求學生充分利用課外時間,做好課前預習,了解水污染控制工程所學內(nèi)容的相關知識,這樣授課教師不用對相關知識做過多闡述,明顯提高了授課速度。與此同時,在具體教學過程中,為提高學生的學習興趣,將理論教學與工程實例相結合,如在講解污水水質指標和分類時,結合“松花江水污染”事件進行講解;在教授污水生物處理工藝時,結合哈爾濱太平污水處理廠的具體工藝進行講解,這樣極大地提高了學生的學習興趣和效率。
1.2 選擇適宜教材,合理安排教學內(nèi)容
在教材選擇上,我們一貫堅持選用全國知名出版社的高水平教材,東北農(nóng)業(yè)大學“水污染控制工程”課程選用高等教育出版社出版的高廷耀、顧國維主編的《水污染控制工程》(下冊),以建筑工業(yè)出版社出版的張自杰編寫的《排水工程》作為輔助教材,并在教學與輔導中利用相關期刊及互聯(lián)網(wǎng)資源構建立體化系列教材。
水污染控制工程課程是以生物、物理化學、化工等課程為理論基礎,用工程學方法研究控制自然水體污染的途徑以及廢水處理的工藝和工程技術[2]。這門課程采用傳統(tǒng)授課模式所用的學時數(shù)一般為60~80學時,一些學校甚至達到100學時以上[3],而東北農(nóng)業(yè)大學環(huán)境科學系則設定為48學時,明顯存在學時數(shù)不足的問題。如何在有限的學時內(nèi)盡可能多地教授給學生更多的知識是任課教師需要考慮的問題,對教學內(nèi)容要進行取舍。我們堅持的原則是“統(tǒng)籌考慮,避免重復”,東北農(nóng)業(yè)大學環(huán)境科學系在相關課程設置中,開設環(huán)境工程設計和環(huán)境工程綜合實驗兩門課程,為避免課程內(nèi)容重復,主要講解污水處理部分,以物理處理方法—化學處理方法—生物處理方法為主線,重點講解物理方法和生物處理方法,將課程涉及的設計性內(nèi)容安排在環(huán)境工程設計上進行講述;有些課程內(nèi)容,如吸附部分安排到環(huán)境污染控制綜合實驗課程上;通過對新技術、新理論做適當?shù)难a充,拓寬了學生的知識面,明顯地拓展了學生的思路,如講述生物脫氮理論與技術時,將短程硝化-反硝化、厭氧氨氧化等知識點進行了補充??傊?,通過合理地安排教學內(nèi)容,使得學生在較短的時間內(nèi),盡可能全面地獲得水污染控制工程方面的專業(yè)知識。
關鍵詞:水污染控制工程;教學改革;教學手段;實踐教學
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A
“水污染控制工程” 是環(huán)境工程本科專業(yè)的專業(yè)核心課之一,同時又是工程應用性極強的課程,其教學目的在于使學生系統(tǒng)地了解和掌握各種水污染控制技術的原理及應用,培養(yǎng)學生運用理論知識和方法解決實際污水處理問題的能力。如何搞好這門課程的教學,以適應培養(yǎng)環(huán)境工程應用型高級工程技術人才的需要,筆者對本課程教學改革進行了一定的探索和實踐。
一、課堂教學內(nèi)容設置改革
現(xiàn)行各種教材采用的編寫體系,是按照廢水或污水中污染物的不同存在狀態(tài),分別介紹各種分離和轉化處理方法的理論及有關單元操作。這種編寫方式能較系統(tǒng)地介紹水污染控制過程中的各種單元操作技術,有利于學生掌握有關的基本理論和原理。但對于培養(yǎng)學生綜合運用知識解決實際問題的能力存在不足。因為實際生產(chǎn)中,我們所接觸的工業(yè)廢水多按產(chǎn)生廢水的工業(yè)部門來命名,如冶金工業(yè)廢水、紡織工業(yè)廢水、制藥工業(yè)廢水、造紙工業(yè)廢水等。上述每種廢水往往都含有多種形態(tài)的污染物,針對這些實際廢水,學生在選擇具體的處理工藝方面,常常感到束手無策。為了培養(yǎng)學生綜合處理廢水的能力,在教學內(nèi)容上我們作了一定的優(yōu)化和調(diào)整,基本上按照原理――計算――工程應用――案例分析來進行教學。案例分析是以上述各種實際廢水的處理為中心,以激發(fā)學生的學習興趣,提高教學效果,培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力。
水污染控制工程技術發(fā)展十分迅速,新的工藝方法和技術的開發(fā)應用日新月異,因而在課程教學過程中,應不斷更新和充實課程教學內(nèi)容。課堂教學中應緊密結合與本課程相關的各項研究成果,進行污水處理前沿進展方面的介紹,使學生掌握本課程的最新發(fā)展動態(tài)。
二、課堂教學手段與方法改革
水污染控制工程的教學內(nèi)容含有許多工藝流程圖、構筑物結構圖以及一些原理示意圖等,知識架構復雜,內(nèi)容豐富。在教學過程中,為體現(xiàn)該課程“過程工程”的基本思想,使該課程的知識架構體現(xiàn)出更強的邏輯性,知識內(nèi)容的詮釋更形象生動。教研組不斷改進和完善多媒體課件,以形象、邏輯的ppt、錄像、圖片、動畫等多媒體課件來強化水污染控制工程教學,增加課堂教學的趣味性和直觀性。
強調(diào)教與學的互動。采用了在學生對教學內(nèi)容預習的基礎上,由學生對規(guī)定內(nèi)容進行分析介紹和教師點評總結的教學方式,充分激發(fā)學生學習的主動性和積極性,由被動地接受知識變?yōu)閰⑴c和主動的學習過程,加強了學生思考問題、分析問題和解決問題的能力。在課堂教學過程中,實施了“實踐式”和“提問式”教學方法。前者在要求學生提前預習課程內(nèi)容的基礎上,利用一定的時間由學生“講課”,然后由教師總結分析,提出知識要點。后者是教師在課堂上經(jīng)常以提問的方式,引出問題,由師生共同討論。這兩種教學方法,促進了師生的充分互動,抓住了學生的注意力,也有效地活躍了課堂氣氛,提高了教學效果。
開展現(xiàn)場實踐式教學。例如在學習氣浮池、曝氣池等構筑物的結構和工作原理時,由于實驗室有現(xiàn)成設備,直接在實驗室開展相關教學,使學生真實的面對實物設備,增加學習興趣和效果。
結合在課程教學中增設課程大作業(yè),通過學生的讀書報告、課外實踐等方式,使學生深入理解水污染控制的發(fā)展與研究現(xiàn)狀,提高學生查閱文獻、寫作以及口頭表達等能力,培養(yǎng)獲取知識的技能、技巧。為加強學生對專業(yè)詞匯的掌握量和提高學生的英語應用能力,多媒體課件多采用中英文對照,講課以中文為主,英文為輔,將《水污染控制工程》和《專業(yè)英語》緊密的結合在一起。
三、實踐教學改革
本課程采用了多種形式的實踐教學,包括課程實驗、綜合實驗、課程設計、認識實習、生產(chǎn)實習、科研訓練和社會實踐等,理論與實踐教學環(huán)節(jié)達到1:1,使學生在實踐中提高實踐能力和綜合素質。
(一)實驗教學內(nèi)容及考核方法改革
《水污染控制工程實驗》主要有驗證性、綜合性和設計性實驗三種。我們在開好驗證性基礎實驗課的基礎上,加大了開放式的綜合性和設計性實驗的比重,在綜合性和設計性實驗的教學方法上也作了較大的改革。如《活性污泥的培養(yǎng)及完全混合式曝氣池處理城市污水運行效果實驗》內(nèi)容多,培養(yǎng)活性污泥耗時長,無法只利用課堂時間進行實驗。因此,我們把實驗內(nèi)容和任務布置下去后,讓學生先查找資料自行設計實驗步驟,再集中討論實驗方案的可行性之后,學生先利用課余時間進行活性污泥培養(yǎng)馴化,等活性污泥成熟后,再集中時間對城市污水進行處理和水質指標的監(jiān)測,分析各組的處理結果并討論原因?!段鬯牟蓸?、監(jiān)測及處理》實驗,把《環(huán)境監(jiān)測》和《水污染控制工程》課程內(nèi)容結合起來開設的綜合實驗,從原水的采集、主要污染指標的監(jiān)測至污水處理方法的選擇,使學生了解到水污染治理的整個過程。
綜合性、設計性實驗是把《水污染控制工程》的理論知識和多種實驗技能和實驗方法加以綜合、相互滲透的實驗形式,帶有一定的研究性、探索性和創(chuàng)新性,在一定程度上彌補了傳統(tǒng)驗證性實驗的缺點和不足[1]。它不僅需要綜合的實驗技能、獨立的設計能力,還能培養(yǎng)團隊協(xié)同合作的精神,對貫徹我校成功素質教育,滿足學生全面發(fā)展也有重要意義。
以前的實驗成績重在考核實驗結果和實驗報告,現(xiàn)在我們把實驗評價結果側重于實驗過程之中,對學生的整個實驗過程進行總體評價,考核的內(nèi)容和范圍為:課前預習、創(chuàng)新能力、操作技能、實驗態(tài)度、實驗結果和分析報告等。改進考核方法,調(diào)動了學生實驗的積極性和創(chuàng)造性,而且還提高了實驗的正確性,促進實驗整體水平的發(fā)展。
(二)課程設計內(nèi)容和考核方法的改革
《水污染控制工程課程設計》的教學目標,是使學生在系統(tǒng)地掌握有關水污染控制工程基本原理和方法的基礎上,初步具有分析和解決水污染控制方面實際問題的能力[2]。因此,在本學期課課程設計中,我們在設計任務中一改過去只設計生活污水的二級處理,而是給出不同來源的污水如制藥污水、印染污水、醫(yī)院污水、生活污水等,讓學生分組選題進行設計,一方面增加學生綜合應用知識解決實際問題的能力,另一方面也防止了“千人一面” 的現(xiàn)象。教學過程中,鼓勵學生在現(xiàn)有技術經(jīng)濟條件下,突破傳統(tǒng)工藝,利用自己所學知識,通過努力設計出技術更先進、工藝流程更合理、投資更少和運行費用更低廉的新型水處理系統(tǒng)。
課程設計結束后,除了要求學生提交設計報告和設計圖件外,結合設計過程中出現(xiàn)的問題和報告、圖件完成情況及時總結講評、開展討論。在考核上采用評優(yōu)答辯的形式,由老師組織全班學生參加評優(yōu)學生的答辯,學生介紹其設計思路、特點。對于優(yōu)秀報告和設計圖紙大家可以進行傳閱,在此基礎上指導教師進行詳細的講評。經(jīng)過總結講評和討論,學生能夠真正掌握設計過程中應注意的一些問題,掌握設計參數(shù)的正確選取方法以及設計方案的編寫和圖紙的繪制方法,從而達到課程設計的教學要求。
參考文獻
[1]郭昌梓,孫根行. 水污染控制工程實驗教學改革的探討[J].實驗科學與技術,2008(2).
關鍵詞:水污染控制工程;教學改革;教學方法;教學實踐
水污染控制工程是一門重要的環(huán)境工程專業(yè)課程,也是一門綜合性較高,同時融合了數(shù)理化基礎知識并且具有極高的應用性的課程,只有通過明確課程定位,優(yōu)化課程體系,革新教學內(nèi)容,豐富教學方法,加強實踐環(huán)節(jié)等一系列措施,才能更好地完成教學目標,提高學生在實際應用中解決問題的能力。本文就現(xiàn)階段水污染控制工程教學中的人才培養(yǎng)方案存在的問題予以提出和討論,以達到教學目的,為社會培養(yǎng)更加優(yōu)秀的環(huán)保人才。
一、革新教學內(nèi)容
環(huán)境工程專業(yè)的人才培養(yǎng)定位體現(xiàn)了工程型、應用型人才的培養(yǎng)目標,提高學生的綜合素質,培養(yǎng)合格的環(huán)境工程技術型人才。我校環(huán)境工程專業(yè)中水污染控制工程教學安排在第六學期,講授的內(nèi)容包括理論講授、課程實驗、課程設計和工程實踐四部分。這種培養(yǎng)模式顯然不適合環(huán)境科學專業(yè)學時少的教學,因為在較少的學時內(nèi)無論如何是完不成如此多的教學內(nèi)容的。
因此,在課程教學上應適當增加教育課時,將課堂課程與實驗課程分開教學,同時為了增加課堂與實踐的結合,在課堂教學內(nèi)容方向上做調(diào)整,一是應重視本專業(yè)相關課程的知識整合與銜接,加大理論學時,加強基礎理論學習;二是多綜合,把現(xiàn)代技術與先進的理論適時地傳授給學生。結合水污染控制理論和工藝技術的進步,以及我國規(guī)范、標準的改進,及時更新過時工藝技術,同時結合近年畢業(yè)設計中工藝方案選擇、構筑物計算與圖件繪制等方面存在的共性問題,有針對性地進行了城市生活污水和工業(yè)廢水工藝方案選擇的教學以及討論。
二、優(yōu)化教學方法
1.強化多媒體教學
在水污染控制工程課程教學中強化采用多媒體教學,不僅給課堂教學帶來了勃勃生氣,活躍了課堂氣氛,調(diào)動學生學習的積極性,提高教學效果,還通過文本、圖像、動畫、聲音等方式,創(chuàng)設情景,激趣,突出重點,化靜為動,在一定程度上發(fā)展了學生的思維,培養(yǎng)了學生的能力,大大提高了課堂教學效率。
2.增加課堂實例,引導學生思維興趣
一個人一旦對某事物有了濃厚的興趣,就會主動去求知、去探索、去實踐,并在求知、探索、實踐中產(chǎn)生愉快的情緒和體驗。所以激發(fā)起學生的興趣,學生就會積極主動地學習并學得輕松而有成效。
3.組織課堂討論
教學中的課堂討論是學生在教師的指導下,就教材中的基礎理論或主要疑難問題,在獨立鉆研的基礎上,共同進行討論、辯論的教學組織形式,可以全班集體討論,也可以分組進行討論。課堂討論可以加深學生對理論知識的理解,有助于啟發(fā)學生獨立思考、相互交流意見,培養(yǎng)他們獨立分析問題、解決問題的能力和訓練口頭表達能力。
三、實踐課堂相結合
據(jù)我們觀察,現(xiàn)階段的實踐環(huán)節(jié)仍局限于傳統(tǒng)的教學,教學實驗多為“按部就班”的驗證性實驗,學生主動參與的積極性難以發(fā)揮;生產(chǎn)實習受經(jīng)費限制僅僅停留在“走馬觀花”,難以深入到生產(chǎn)第一線;課程設計沒有完全結合工程實際,是學生被動接受的教學。主要表現(xiàn)在:①功能單一,實驗室基本上按課程設置安排實驗,實驗內(nèi)容單一,演示型、驗證性實驗多,設計型、綜合性實驗少。②地位從屬,實驗室從屬于系部、教研室,實驗課過多依附于理論教學,沒有實現(xiàn)從課程實驗到實驗教學的根本轉變,實驗室獨立教學能力很弱,缺乏應有的活力。
四、結合地方產(chǎn)業(yè)結構需求教學
水污染控制工程教學體系應該緊密結合地區(qū)產(chǎn)業(yè)特色與污染特點,本著解決地方環(huán)境污染問題和經(jīng)濟建設培養(yǎng)為目的,從認識實習、理論教學、實驗教學和設計教學等環(huán)節(jié)進行全方位的改革;例如,上海地區(qū)河流較多且分布較密集,工業(yè)生產(chǎn)污染物排入河流情況嚴重,在水污染工程教學中,宜適當增加河流污染控制的講解。總之,在人才培養(yǎng)大眾化的新形勢下,水污染控制工程課程體系教學只有根據(jù)課程特點,結合區(qū)域特色,不斷地對認識實習、理論教學、實驗教學和設計教學進行改革,才能培養(yǎng)出符合地方產(chǎn)業(yè)需求的新時代技能型、應用型環(huán)保人才。
對水污染控制工程的實踐教學體系的探討和建設是時展的需要,是身為教師的職責。我校在水污染控制工程課程方面的教學改革僅僅是一個開始,還需要不斷地探索和完善,并且要綜合考慮它的前續(xù)和后續(xù)課程以及該課程在培養(yǎng)專業(yè)創(chuàng)新人才方面的地位,從而形成改革的總體思想,達到學生能夠學以致用的目的。
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