優化課程體系 提高教學效果

李淑更 王筱虹 張立秋 方 茜

1.廣州大學環境科學與工程學院 廣東廣州 510006

2.廣州大學土木工程學院 廣東廣州 510006

水污染控制工程作為環境工程本科專業重要的專業課，是一門工程應用性極強的專業課程。學生通過對該課程的學習，可以系統地了解和掌握各種水污染控制技術的原理，并能運用理論和方法解決實際廢水處理問題[1]。其教學效果和教學改革直接關系到環境工程專業學生的理論知識水平和工程技能。但隨著對培養人才規格要求的日益提高，我們深切地認識到，僅對單門課程教學內容、方法和手段的建設和改革，難以促進專業教學的整體提升。尤其是對于專業課程而言，要提高其教學效果，除了課程本身的改革外，與其相關的其他專業課及實踐類課程(包括水處理新技術、水處理實驗技術、課程設計、畢業設計及相關的專業實習)改革也是十分必要的。因此，在教學過程中，除對課程的教學內容進行改革，還要對與之相關的課程體系進行整體優化，進而提高學生的專業水平，培養學生的實踐能力和綜合素質。

1 課程體系的優化與整合

1.1 內容框架體系上的優化整合

現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，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。這種編寫方式有利于學生掌握有關的基本理論和原理，但在培養學生綜合運用知識解決實際問題的能力方面存在不足，因此有必要對內容框架體系進行優化。

根據“知識利用體系”的觀念，從知識利用的角度將課程不同的知識層次分為原理性知識、工具類知識和應用型知識3個層次，依據課程特點進行課程內容的組合與整合，達到精簡和優化的目的[2]。水污染控制工程課程涉及物理、化學、生物、化工、流體力學、工程制圖、工程經濟學等多門學科知識，在課程框架體系優化時要密切聯系相關學科知識，在避免知識點重復的同時，要注重培養學生的實踐應用能力。對不同層次的知識點，要有所側重，例如在課程開始涉及污水的污染指標時，BOD，COD等指標學生在環境監測課程中已經學到，并且還進行過實驗測定，此時這些指標的定義和概念就不再是重點內容，重點應放在這些指標在實際中的具體應用，尤其是BOD與COD的比值用于判斷污水的可生化性的應用；再例如，在污水的生物處理章節會涉及微生物相關的知識，這些知識很多在環境微生物課程中都有涉及，在提到時一帶而過就行，像微生物的生長曲線相關內容，學生能根據以往知識把它分為4個階段(適應期、對數增長期、穩定期、衰亡期)，教師應該把重點放在生長曲線的具體應用上，如這4個時期在污水處理時都出現在什么時候、處理效果好時應該讓微生物處于什么時期等，注重理論知識點和應用型知識點的結合。對于工具類的知識，如計算圖和計算表，它們的理論大都來源于流體力學，此時所涉及的理論已不屬于水污染控制工程課程范疇，應該讓學生課下進行自學回顧，而這些工具的使用方法，尤其是通過查圖表獲得的結果是否合適，應該是主要的課堂內容。當然，和水污染控制相關的基礎課程在進行改革時也需要注意和水污染控制工程內容的相關性，相關內容要詳細講解，同時避免出現“真空”，即漏掉后續專業課程需要的基礎知識。

1.2 內容的容量整合

在教學內容上，由于污水處理技術及理論的不斷創新和發展，教材內容落后于實踐，因此主要從兩個方面進行教學容量的補充：一是，在理論上補充和水污染控制相關的新技術及新理論，不斷更新和充實課程教學內容；二是，適當增加實際工程案例，使教學和工程實踐能更好地結合，以利于提高學生的實踐能力。例如，在脫氮除磷教學章節內，補充最新的脫氮除磷最新研究進展，如反硝化除磷及多污泥系統的生物脫氮除磷工藝等，同時也會介紹一些最新的研究熱點；教師也可以把科研成果融入教學內容中，擴展學生的知識面。工程實例的介紹，一方面包括水質復雜的工業廢水工藝設計，另一方面是對已有的工程實例現存問題進行介紹，讓學生對癥下藥，進行改進升級。

另外，水污染控制工程課程已開設雙語教學，所以在內容上也應考慮中英文教材的結合[3]。

1.3 加強實踐環節建設

水污染控制工程是一門實踐性很強的課程，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[4]。教師在注重理論課講授的同時，更應注重其與實踐教學的緊密配合。實踐教學主要包括實驗教學、課程設計、畢業設計以及校外實習等內容。

在實驗教學方面，開設綜合性、設計性實驗，讓學生自己設計實驗方案，注重培養學生解決實際問題的能力。為了和理論課程雙語教學的配套，要求學生在撰寫設計性實驗報告時，按照科技論文的形式書寫，并且增加中英文摘要內容，保證雙語教學的應用效果。同時鼓勵學生積極參與教師的科研實驗，并積極申報學生的創新實驗，讓學生的科研實踐能力進一步加強。

在課程設計及畢業設計方面，為培養學生運用所學知識解決實際工程問題的能力，教師在出題時，盡量讓設計題目和實際工程接近或直接采用實際工程的數據布置設計任務，讓學生全面考慮問題，并且一開始就要求學生進行多方案比較，選出較優方案后再進行后續設計。在設計過程中，讓學生成為主體設計者，教師只起到答疑指導作用。在課程設計過程中，基于“卓越工程”的理念，讓學生分組對相同的題目進行設計，最后采用招投標答辯的方式選出設計最優化的一組。教師在設計過程中是指導者，在答辯過程中模擬招投標的專家進行提問，這種形式既鍛煉學生的設計能力，又鍛煉他們的總結歸納和口頭表達能力，并能通過對比發現自己設計過程中的不足。通過這種形式也讓學生了解實際工程中招投標的具體流程，能在最大程度上實現與今后工作的接軌。

在實習方面，建立穩定的校外實習基地，保證學生的實習時間和質量。在實習過程中，課程主講教師或請廠方有經驗的工程師進行現場講解，提高學生的感性認識，讓學生在實踐中加深對所學理論知識的理解與應用。尤其值得一提的是，在進行為期2周的生產實習時，讓學生每天都跟生產班在污水廠進行實習，這種形式既能讓學生對水廠的工藝進行全面了解，又能明確各班組的主要職責，還能參與實際生產過程，如進行水樣采集、進行現場監控等工作；在實習之初，教師會在實習指導書中給學生提出和實習內容相關的問題，讓學生帶著問題去實習，使得他們的實習能有所側重。這種形式讓學生在現場學習的同時還能進一步接觸生產實際，可謂一舉多得。

2 教學方法與手段的改革

在教學過程中，師生雙方為實現一定教學目的、完成一定教學任務而采取教與學相互作用的活動方式統稱為教學方法。要提高教學質量，研究和改進教學方法和手段是一個重要環節。

2.1 注重現代媒體與傳統媒體的結合

目前，水污染控制工程的學時數被壓縮(從最初的72學時變為現在的54學時)，而該課程所涉及的內容又需要不斷融入新知識，解決這一矛盾的辦法就是采用多媒體授課，一方面，可以減少教師板書的時間，增加單位時間教授的知識量；另一方面，許多視頻及動畫演示使學生難以理解的內容變得生動、直觀，如構筑物內部構造及一些設施的運行等，再加上教師的講解，會讓學生記憶深刻，易于掌握。教師也可以把實習實踐過程中接觸的實際工程以圖片、視頻的形式展示給學生，讓教學內容和實際更加貼近。當然，多媒體也有其不足之處，如在講解例題時，由于PPT的翻頁，使得前后內容連貫性差，此時板書就有了不可替代的優勢，因其在板書教學過程的同時，給學生留下了理解消化的時間，并且能靈活地進行教學[5]，所以在授課的過程中也常用到，尤其是在講解設計計算及分析參數間的相互關系時，用板書來逐步分析，效果會大大好過多媒體的展示。

因此對于工程類的課程，在講授過程中一定要注重現代媒體和板書的合理選用，二者缺一不可。

2.2 教學過程注重師生交流

課堂上多媒體的使用增多后，教師極易出現坐在電腦前口若懸河、滔滔不絕地進行“填鴨式”授課的現象，此種教學方式切不可取，這樣的結果經常使得教與學分離，教師學生各顧各的，教學效果大打折扣。所以在教學過程中，一定要注重師生的交流。

(1)教師在上課過程中多使用肢體語言。據統計，在人與人的交流中，80%的信息是通過肢體語言來表達的，肢體語言包括面部表情、手勢、眼神變化等一系列整套動作。教師在授課過程中，應該有表情的變化、適當的手勢，更需要跟學生進行必要的眼神交流，在用PPT打出文字之后，教師也應該多在講臺上走動以增加表現肢體語言的機會，甚至也可以用手臂對屏幕上的內容進行指點，這對提高講課效果、樹立教師正面形象具有積極作用。

(2)教師在講授過程中多讓學生參與其中，即多采用互動式教學，如討論法、提問式和案例教學法等。課堂上提到學生學過的知識點時，讓學生來講能激起他們對以往知識的回顧；每堂課開始回顧上一次課的內容時，也可以讓學生回顧講解，效果好于教師單純的重復。在分析一些問題時，也可以設問或提問的方法讓學生參與其中。當然學生的回答有時也不一定全對，此時教師也要對學生的答案進行分析，找出原因，這樣教師、學生間是互動的，教與學是相互促進的。

(3)教師在教學過程中注意學生的反應，有些較難的知識點學生可能一開始難以理解，從學生的表情上可以看出他們還有些迷惑時，教師就應該再進行詳細的講解，或者換一種方式進行講解。當然，如果只有極少數學生尚未理解時，教師也不能為照顧極少數學生而影響教學進程，此時的處理辦法就是課后單獨答疑。

2.3 注重課堂教學與網絡自學的結合

目前，水污染控制工程已建成網絡課程，網上有教學大綱、電子教案、講義、視頻動畫等大量教學資源，還包括學生自學指南、模擬試題、參考試卷、常用資料、參考書目及相關網站的友情鏈接等，不僅是課堂教學內容的補充，更大大豐富了學生課后的學習知識內容。教師也可適當布置一些和網絡課程相關的課后作業，督促學生的自學。

另外，網絡課程也設有單獨的實踐教學模塊，其中包括一些實際工程案例、課程設計實例及以往學生設計中常見問題解答等內容，有助于學生課后學習，也有利于他們實踐環節的順利進行。

3 結束語

通過以上各方面的改革，優化后的課程體系如圖1所示。

圖1 優化后的課程體系圖

從體系本身來看，該課程的改革和建設是一項長期而系統的工程，只有在教學實踐中不斷完善，才能使改革后的體系具有較強的生命力，才有利于提高學生實踐能力和綜合素質。

[1]高廷耀,顧國維.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2]沈耀良.水污染控制工程課程體系及教學模式的改革研究[J].蘇州城建環保學院學報,2000,13(1):63-69.

[3]李淑更,張立秋,王筱虹.水污染控制工程雙語教學體系的構建[J].職業教育研究,2009(9):152-153.

[4]張敬東,黃種買,王紅萍,張道斌.環境工程專業水污染控制工程課程教學方法和手段創新探索[J].高等理科教育,2003(S1):106-108,120.

[5]張敏江,韓景學,林慧.土木工程專業雙語教學方法的探討[J].沈陽建筑大學學報,2005,7(4):343-345.