水質工程學實驗教學改革與實踐

尹兒琴，高雁

摘要：水質工程學實驗是給水排水工程的專業實驗課，也是主干課程之一。為了充分調動學生實驗的積極性和主動性，我們必須在完善實驗指導書、優化實驗項目和改革實驗方法的基礎上建立一套包括預習評估、設計性和創新性實驗網上預約和科學的成績評價體系在內的實驗管理模式。教學實踐證明通過上述改進和改革，水質工程學實驗教學效果明顯提高。

關鍵詞：設計性實驗；預習評估系統；成績評價體系；實踐效果

中圖分類號：G642.0 ？搖文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）11-0051-02

水質工程學實驗是給水排水工程的專業實驗課，也是主干課程之一。通過實驗不僅要求加深對水質工程學基本概念、原理和規律的理解和應用，更重要的是培養和提高學生的實踐能力和創新能力。所以我們非常有必要將先進的教學理念、方式和技術設備運用到實驗教學中，建立起層次合理、基本技能訓練和創新能力培養有機結合的實驗教學模式。這幾年水質工程學教學體系逐步趨于完善，但在實驗教學方面仍存在一些問題。我們根據多年水質工程學實驗教學的經驗，對這些問題進行分析并提出了改進方法，希望對水質工程學實驗教學的改革有所幫助。

一、優化實驗項目，改革教學方法

1.優化實驗項目。由于課時有限，水質工程學實驗仍以基礎的驗證性實驗和少數的綜合性實驗為主，創新性實驗很難實施。這樣的實驗教學法，學生的積極性、動手能力和創新能力得不到充分發揮。為此我們對目前設置的實驗項目進行優化，刪除一些內容重復、方法相近的基礎性實驗，結合近年來給水排水學科發展中出現的新理論、新工藝和新方法，增設綜合性和創新性實驗。如自由沉淀實驗和絮凝沉淀兩實驗的方法非常相似，我們刪除了自由沉淀實驗，增添MBR處理生活污水的實驗。

2.利用基礎性實驗，采用新的實驗教學方法。由于實驗課時有限，大量開設綜合性實驗和創新性實驗是不現實的。那么如何在有限的時間內充分發揮學生的主觀能動性，培養學生的探索精神和實踐能力？我們將教學計劃規定的基礎性實驗項目又分為給定實驗和設計實驗。給定實驗即實驗指導書上已給出了實驗步驟的實驗，設計實驗要求學生跳出實驗指導書，根據自己對知識的理解，進行設計。如混凝實驗即為設計實驗，學生可以選擇或配制不同的水質，選擇不同的混凝劑和混合方式，通過實驗探尋最佳實驗參數。整個實驗從準備到具體操作均由學生獨立完成，教師只起輔助作用。通過設計實驗使學生在有限的實驗課時內充分發揮其主觀能動性，培養學生的探索精神和實踐能力。

二、完善實驗指導書，建立課程網站

一般訂購的實驗教材都是通用教材，很難和我們自己實驗室的儀器設備相吻合，這給實驗帶來了很大的困難，以往我們都會在實驗前有針對性地給學生重新講解，很浪費時間。同時訂購的教材內容單調，實驗步驟過于詳細，基礎性驗證實驗較多，缺乏探索性與設計性實驗，留給學生獨立思考的空間較小，很難培養學生的創新能力。同時實驗教材沒有實驗設計與數據處理的相關內容，也無其他配套課程進行補充，使學生在實驗設計和數據處理方面存在盲區，所以有必要根據我們的實際情況完善適合我們自己的實驗指導書。同時建立包括大綱、課件、電子教案、操作視頻和實驗資源查詢數據庫等在內的課程網站。學生通過此網站可以進行實驗預習，了解實驗目的、原理、內容、關鍵技術及儀器設備的使用方法，提高預習效果。教師可以利用此網站對學生的預習情況進行考核，對學生的實驗預約進行審查。

三、建立科學的實驗管理模式

1.強化實驗預習，建立預習評估系統。目前在實驗預習中，多數學生只是將實驗內容簡單地看一遍，少量認真的學生也只是將書中的實驗原理和內容抄一遍，個別缺乏自覺性的學生根本不做預習。上實驗課時，機械地照著實驗書上的步驟做實驗，不僅影響了實驗課的教學質量，而且也助長了學生的依賴心理和懶惰思想。為了從根本上改變這種現狀，我們對每一個實驗明確提出預習要求，寫出預習報告，布置思考題，指導學生復習有關的理論知識，并在課程網站上建立預習評估系統，只有評估合格者才能進行實驗，從而激發學生的學習興趣，增強學生的上進心和責任感。

2.對設計性實驗和創新性實驗采用網上預約模式。設計性實驗和創新性實驗要求學生自己寫出實驗方案，包括實驗目的、原理、儀器和設備、藥劑、步驟等，然后進行網上預約，老師對預約實驗進行審核，審核認定可行的再組織與學生進行討論，討論后學生進行修改，最后由老師審定，方案審定合格即預約成功，學生可以進行實驗。整個過程不僅培養了學生查閱資料和綜合分析問題的能力，更重要的培養他們縝密邏輯思維和嚴謹科學態度。

3.提高實驗報告質量，防止抄襲。近幾年學生人數的大幅度增加，導致實驗硬件嚴重不足。實驗教學只能將學生分組，參加實驗的學生，經常是4～6人圍著一套儀器一起進行實驗，往往是少數人動手，多數人旁觀。怎樣提高學生的實驗熱情，使他們愿意動手成了最棘手的問題。為此對實驗過程的監控固然重要，但實踐發現突出實驗報告的重要性和區別性更加有效。實驗報告不再強調完整性，而更加突出實驗收獲和問題分析。要求學生以實驗為依據，重點總結實驗的收獲，分析產生問題的原因及解決方法，寫出自己的心得體會，從根本上防止學生互相抄襲實驗報告。對設計性實驗和創新性實驗，指導學生以研究論文的形式對自己所做的實驗進行總結，讓學生按照科技論文的格式寫出實驗報告。由于每個學生對同一實驗的認識不同，設計思路、實驗方法、數據處理、結果分析、實驗現象的解釋等都不盡相同，所寫的總結報告都各有特點。這樣不僅鍛煉了學生的表達能力、分析問題和解決問題的能力，同時也逐步培養了學生的科研素質。

4.改進實驗成績評價體系。水質工程學實驗成績評定不再僅由終端的實驗報告決定，而是貫穿于整個實驗過程，從實驗預習到實驗準備、實驗至完成實驗報告（論文），進行全過程評價。一般預習成績占20%，實驗占50%，實驗報告（論文）占30%，重點突出實驗過程，使給定成績更加科學合理。

四、實踐效果

1.增強了學生對實驗的興趣，提高了動手能力。由于實驗內容比較豐富，硬件投入也得到了加大，使學生動手操作的機會大幅度提高，學生自主性加強，避免了以往少數學生做多數學生看的被動局面。同時設計實驗的提出，提高了學生對實驗的興趣。他們很想早點得出自己設計的實驗的結論，所以做實驗很認真，也很投入。實驗自主完成后，大多數同學有一種成就感與自豪感，這也增強了學生學習的動力，提高了他們的動手能力和創新能力。

2.轉變了教師觀念，充分發揮了學生的主體作用。在設計性實驗過程中充分發揮學生的自主權，放手讓學生動手操作，真正讓學生獨立完成實驗。創設一種民主、平等、和諧、自由的教學氛圍，最大限度地提高學生實驗的自由度，讓學生的創造個性得到充分自由的發展。轉變權威教學觀念，實驗指導教師只在實驗進行過程中給予及時有益的引導和指導，使學生在實驗活動中得到更多的嘗試機會、歷練和收獲，讓他們體會到創新探究帶來的喜悅，提高學生學習的積極性。經過上述改革，絕大多數學生對這水質工程實驗的教學效果反映良好，這樣的實驗課給他們留下非常深刻的印象。

參考文獻：

[1]曾薇，王淑瑩，等.改革水質工程學實驗教學，培養工程應用型人才[J].實驗技術與管理，2010，27（7）：127-129.endprint