幾種教學(xué)方法在《水質(zhì)工程學(xué)》課堂教學(xué)中的綜合應(yīng)用

[摘 要]在《水質(zhì)工程學(xué)》課程的課堂教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)直觀教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法和案例教學(xué)法的綜合運(yùn)用，開(kāi)拓了學(xué)生的視野，活躍了課堂氣氛，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，取得了較好的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]課堂教學(xué) 直觀教學(xué)法 啟發(fā)式教學(xué)法 案例教學(xué)法

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.421 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）03-0125-03

徐州工程學(xué)院坐落于國(guó)家歷史文化名城、淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)中心城市——徐州，是一座以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主的地方本科院校。對(duì)于以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高等院校而言，在教學(xué)過(guò)程中要重視實(shí)踐教學(xué)，但這并不意味著因此便要弱化甚至忽視課堂教學(xué)。恰恰相反，應(yīng)用型本科院校更應(yīng)該重視課堂教學(xué)。課堂教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)，只有使學(xué)生在課堂教學(xué)中掌握了豐富的理論知識(shí)，才能保證學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中充分發(fā)揮主動(dòng)性和能動(dòng)性，逐步提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

我院開(kāi)設(shè)的《水質(zhì)工程學(xué)》是給水排水工程專(zhuān)業(yè)的主干課程，其主要內(nèi)容是講述給水排水工程的一般工藝流程、各處理單元的基本工作原理、各處理構(gòu)筑物的工藝特點(diǎn)與設(shè)計(jì)方法以及給水廠、污水廠的運(yùn)行維護(hù)管理等，目的是使學(xué)生具有對(duì)給水排水工程進(jìn)行初步設(shè)計(jì)以及對(duì)水處理設(shè)施進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)管理的能力。在該課程的教學(xué)過(guò)程中，筆者在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了精心的組織，在教學(xué)方法上對(duì)直觀教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、案例教學(xué)法等幾種教學(xué)方法進(jìn)行了綜合運(yùn)用，取得了較好的教學(xué)效果。

一、教學(xué)內(nèi)容的組織

應(yīng)用型本科院校對(duì)人才的培養(yǎng)目標(biāo)與研究型院校有所不同，這就決定了應(yīng)用型本科院校在教學(xué)內(nèi)容上與研究型院校也應(yīng)該有所不同，其側(cè)重點(diǎn)不應(yīng)放在基礎(chǔ)理論上，而應(yīng)放在應(yīng)用技術(shù)上。對(duì)于機(jī)理性的內(nèi)容不需要講得過(guò)深，使學(xué)生弄清基本原理即可，有的內(nèi)容甚至可以不講。

以“混凝”為例，水的混凝機(jī)理要講，但不宜講得過(guò)深，要求學(xué)生掌握“混凝機(jī)理主要分為幾種類(lèi)型，每種類(lèi)型的定義及特點(diǎn)是什么”即可。對(duì)于混凝在實(shí)際工程中的應(yīng)用情況要詳細(xì)介紹，例如混凝劑的種類(lèi)有哪些？目前國(guó)內(nèi)給水廠使用最多的混凝劑是什么？為什么目前給水廠中較多采用鋁鹽的混凝劑而較少使用鐵鹽的混凝劑？加藥量如何確定，溶解池、溶液池的容積如何計(jì)算，水廠運(yùn)行過(guò)程中混凝過(guò)程如何管理和控制？低溫、低濁水形成的礬花有何特點(diǎn)，產(chǎn)生的原因是什么，對(duì)后續(xù)工藝有何影響？這些都要講，而且要講深、講透。

又以“過(guò)濾”為例，過(guò)濾機(jī)理要講，但同樣不宜講得過(guò)深，更多的精力應(yīng)放在濾池的設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理上，這就要求詳細(xì)講述濾池的工藝特點(diǎn)、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定、濾池過(guò)濾及反沖洗的操作步驟、濾池運(yùn)行過(guò)程中的常見(jiàn)故障分析及處理方法，等等。

在講述工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重結(jié)合《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50013-2006）和《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50014-2006）來(lái)講授，在教學(xué)過(guò)程中逐步培養(yǎng)學(xué)生查閱規(guī)范、使用規(guī)范的能力。例如，在計(jì)算溶液池的容積時(shí)，經(jīng)查閱《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50013-2006）可知，“9.3.3 混凝劑的投配方式宜采用液體投加方式”，“9.3.4 液體投加混凝劑時(shí)，溶解次數(shù)應(yīng)根據(jù)混凝劑投加量和配制條件等因素確定，每日不宜超過(guò)3次”，“9.3.5 混凝劑投配的溶液濃度，可采用5%～20%（按固體重量計(jì)算）”，上述內(nèi)容都對(duì)溶解池的容積計(jì)算具有重要指導(dǎo)意義。

二、多種教學(xué)方法在《水質(zhì)工程學(xué)》課堂教學(xué)中的綜合運(yùn)用

在《水質(zhì)工程學(xué)》的課堂教學(xué)中，注重將直觀教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法、案例教學(xué)法等多種教學(xué)方法予以綜合運(yùn)用，使抽象的概念變得形象、具體，使枯燥的課堂知識(shí)學(xué)習(xí)變得生動(dòng)、活潑，更易使學(xué)生接受、理解看似高深的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。在此基礎(chǔ)上，再去進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生們就會(huì)有一種“一點(diǎn)就透、豁然開(kāi)朗”的感覺(jué)。

（一）直觀教學(xué)法

直觀教學(xué)法是指在教學(xué)過(guò)程中，在實(shí)物、模象及語(yǔ)言等的刺激作用下，使學(xué)生通過(guò)觀察、分析、歸納，在頭腦中建立與《水質(zhì)工程學(xué)》課程相聯(lián)系的表象，繼而上升為定義、機(jī)理等，幫助學(xué)生順利實(shí)現(xiàn)從具體思維到抽象思維的過(guò)渡。因?yàn)槿藗冋莆罩R(shí)和思維的發(fā)展，總是從具體的形象開(kāi)始的，感性認(rèn)識(shí)或直接經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，直觀可以使知識(shí)形象化、具體化，易為學(xué)生感知和理解。

按教育對(duì)象所感受到的客體不同，直觀教學(xué)法主要可分為三種方式，即言語(yǔ)直觀、模象直觀和實(shí)物直觀。[1]

1.言語(yǔ)直觀

言語(yǔ)直觀是指教師通過(guò)生動(dòng)形象的文字語(yǔ)言或肢體語(yǔ)言的描述，在學(xué)生頭腦中形成事物的具體形象的直觀教學(xué)方式。

例如，在講述“膠體的吸附架橋”時(shí)，可將之形象化為“將兩個(gè)膠體分別黏附在一座橋的兩端”，或者進(jìn)一步比喻為“一根繩子上的兩個(gè)螞蚱”；在講述兩個(gè)膠體的碰撞與黏附時(shí)，可以將兩只手握成拳狀表示兩個(gè)膠體，將兩個(gè)拳頭逐漸靠近、接觸來(lái)演示膠體的碰撞與黏附過(guò)程。

2.模象直觀

模象直觀是指通過(guò)各種模擬品的感知進(jìn)行的直觀教學(xué)方式，使用的模擬品包括圖片、模型、電影、多媒體等。

現(xiàn)在教師在課堂上普遍采用多媒體教學(xué)，在多媒體中采用圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等，輔助以聲音，可使課堂教學(xué)更生動(dòng)、更直觀。例如，在講述機(jī)械攪拌澄清池的工藝構(gòu)造時(shí)，對(duì)照?qǐng)D片給學(xué)生講解，能夠使學(xué)生一目了然。若輔之以動(dòng)畫(huà)來(lái)演示水流的方向及泥渣的循環(huán)路徑，教學(xué)效果會(huì)更佳。

3.實(shí)物直觀

實(shí)物直觀是以感知實(shí)際實(shí)物為特征的直觀教學(xué)方式。在《水質(zhì)工程學(xué)》課程的課堂教學(xué)過(guò)程中，其實(shí)物直觀主要指課堂上的演示性試驗(yàn)。

例如，在講述濾池的過(guò)濾及反沖洗時(shí)，直接采用濾池小試裝置進(jìn)行演示，濾池過(guò)濾的步驟有哪些，濾池反沖洗的步驟有哪些，過(guò)濾及反沖洗過(guò)程中應(yīng)注意哪些問(wèn)題，邊演示邊介紹，這樣對(duì)學(xué)生感官的沖擊非常大，給學(xué)生的印象也會(huì)非常深刻。

（二）啟發(fā)式教學(xué)法

啟發(fā)式教學(xué)是指教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，從學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、思想水平、學(xué)習(xí)水平、接受能力等實(shí)際出發(fā)，采用各種教學(xué)啟發(fā)手段，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用，使他們通過(guò)積極的思維、操作、演練，主動(dòng)地獲取知識(shí)和發(fā)展智能。啟發(fā)式教學(xué)的內(nèi)涵包括：1.既要注意教師的主導(dǎo)作用，也要注意引導(dǎo)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性；2.在傳授知識(shí)的同時(shí)，注重對(duì)學(xué)生智能的培養(yǎng)；3.既要傳授前人積累的知識(shí)，也要注意開(kāi)拓學(xué)生的視野，培養(yǎng)和鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。[2][3]

例如，在講述隔板絮凝池時(shí)，教師提問(wèn)學(xué)生：“隔板絮凝池中水流速度自廊道起端至末端應(yīng)如何控制？為什么？”學(xué)生們開(kāi)始冥思苦想。過(guò)了5分鐘，沒(méi)有1位學(xué)生能回答這個(gè)問(wèn)題。這時(shí)候可以啟發(fā)學(xué)生：“隨著絮凝時(shí)間的延長(zhǎng)，絮體的粒徑如何變化？”學(xué)生回答：“絮體粒徑會(huì)由小變大。”教師繼續(xù)啟發(fā)：“絮體承受水流剪切力的能力如何變化呢？”學(xué)生回答：“會(huì)逐漸降低。”這時(shí)候，有的學(xué)生已然顯出有所悟的神態(tài)了。教師繼續(xù)啟發(fā)：“大家回想一下學(xué)過(guò)的水力學(xué)方面的知識(shí)，水流速度與水流剪切力之間有何關(guān)系？”所有學(xué)生均恍然大悟：“老師，我知道了，隔板絮凝池中水流的速度應(yīng)自廊道起端至末端逐漸降低。因?yàn)椋S著絮體粒徑逐漸變大，絮體承受剪切力的能力會(huì)逐漸降低。而水流剪切力與水流速度呈正相關(guān)，水流速度越快，水流剪切力就越大。如果水流速度自始至終不降低，那么在絮凝后期，在較強(qiáng)水流剪切力的作用下，大粒徑的絮體很容易破碎，絮凝效果會(huì)降低。”教師對(duì)學(xué)生的回答給予肯定，并告訴學(xué)生：“《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50013-2006）9.4.11規(guī)定，隔板絮凝池廊道的流速應(yīng)按由大到小漸變進(jìn)行設(shè)計(jì)，起端流速宜為0.5-0.6 m/s，末端流速宜為0.2-0.3 m/s。”

為了強(qiáng)化學(xué)生的記憶，也可以換個(gè)問(wèn)題再提問(wèn)學(xué)生：“設(shè)計(jì)機(jī)械攪拌絮凝池時(shí)一般在池內(nèi)設(shè)3-4擋攪拌機(jī)，自第一擋至末擋攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)如何控制？為什么？”學(xué)生稍一思索就回答：“老師，我知道。自第一擋至末擋攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)逐漸降低，原因和隔板絮凝池的流速應(yīng)逐漸降低是一樣的。”

在啟發(fā)式教學(xué)過(guò)程中，教師的思路一定要縝密、嚴(yán)謹(jǐn)，提問(wèn)的問(wèn)題一定要具有啟發(fā)性，做到循循善誘，提問(wèn)的問(wèn)題不能過(guò)于簡(jiǎn)單，也不能過(guò)于高深，同時(shí)要給學(xué)生留出足夠的思考時(shí)間。只有這樣，才能夠逐漸培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

（三）案例教學(xué)法

案例教學(xué)法最早由Langdell教授于1870年創(chuàng)立。該方法是指利用以真實(shí)的事件為基礎(chǔ)所撰寫(xiě)的案例應(yīng)用于課堂教學(xué)，通過(guò)教師講授基本知識(shí)、提出問(wèn)題、組織學(xué)生討論、得出分析結(jié)果等過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的，改善教學(xué)效果。[4][5]

例如，在講述完“凝聚與絮凝”這一章的基本知識(shí)后，給學(xué)生提出一個(gè)筆者親身經(jīng)歷的案例：“在一座以水庫(kù)水為原水的地表水廠中，絮凝效果常年較差，絮體粒徑雖然較大，但結(jié)構(gòu)松散，下沉速度較慢。在冬季，絮凝效果尤為惡劣。針對(duì)這種情況，采用預(yù)加氯的方法，在一定程度上可以改善絮凝效果。”講完這個(gè)案例后，筆者給學(xué)生提出以下幾個(gè)問(wèn)題：1.為什么水庫(kù)水的絮凝效果常年較差？2.為什么冬季的絮凝效果尤為惡劣？3.為什么預(yù)加氯能夠改善絮凝效果？然后組織學(xué)生討論，最后把討論結(jié)果進(jìn)行匯總和評(píng)價(jià)，指出這個(gè)案例中所涉及的理論知識(shí)，并對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行解答。

由上述案例的分析過(guò)程可知，采用案例教學(xué)法有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)去分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題，從而提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)際動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新能力。

另外，案例教學(xué)法的運(yùn)用也有利于進(jìn)一步提高教師的素質(zhì)。在案例教學(xué)法的運(yùn)用過(guò)程中，教師可以將教學(xué)與自己的科研及工程實(shí)踐相結(jié)合，選取其中的部分素材組織成案例進(jìn)行教學(xué)。這樣不僅能夠開(kāi)拓學(xué)生的視野，活躍課堂氣氛，而且對(duì)教師而言也是一個(gè)再思考的過(guò)程，可以使教師在與學(xué)生的討論過(guò)程中受益，使得教學(xué)與科研相互促進(jìn)，進(jìn)一步提高個(gè)人素質(zhì)。

三、結(jié)束語(yǔ)

直觀教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法和案例教學(xué)法各自有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，各自有各自的適用范圍。在具體的課堂教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容來(lái)選擇不同的教學(xué)方法。千篇一律、所有課堂知識(shí)都采用一種教學(xué)方法來(lái)傳授肯定是不適宜的，而刻意追求某種教學(xué)方法也是不妥的。

在《水質(zhì)工程學(xué)》的課堂教學(xué)中，筆者通過(guò)直觀教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法和案例教學(xué)法等幾種教學(xué)方法的綜合運(yùn)用，開(kāi)拓了學(xué)生的視野，活躍了課堂氣氛，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，取得了較好的教學(xué)效果。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 齊立權(quán)，邊雅莉，唐憲達(dá)等.運(yùn)用直觀教學(xué)法強(qiáng)化有機(jī)化學(xué)素質(zhì)教育[J].廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，21（1）：186-187.

[2] 高楓，孫懷宇，王祝敏等.啟發(fā)式教學(xué)法在化工原理課程教學(xué)中的探索[J].化工高等教育，2007，24（1）：56-57.

[3] 趙艷慧.啟發(fā)式教學(xué)研究綜述[J].石油教育，2003，（6）：32-35.

[4] 張潤(rùn)蓮，張向利，葉進(jìn).案例教學(xué)法及其運(yùn)用 [J]. 桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，24（4）：102-105.

[5] 李杰.案例教學(xué)法在機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2012，（6）：153-156.

[責(zé)任編輯：陳 明]