基于卓越工程師培養(yǎng)的水污染控制工程課程體系改革探討

高林霞　張會琴　黃磊　李祝

卓越工程師培養(yǎng)是促進(jìn)高校培養(yǎng)適應(yīng)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要人才的一項(xiàng)質(zhì)量工程。該計(jì)劃是一種全新的人才培養(yǎng)理念和模式，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的各類高質(zhì)量工程技術(shù)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)國[1]。

湖北工業(yè)大學(xué)是一所省屬的工科院校，于2011年10月獲批成為教育部第二批卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃高校，環(huán)境工程專業(yè)有幸成為其中的一份子。因此作為一名專業(yè)課老師，思考在卓越工程師的培養(yǎng)模式下，如何構(gòu)建新的課程體系、優(yōu)

化課程設(shè)置、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練使其符合卓越工程師人才培養(yǎng)要求。水污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)的重要主干課程之一，主要講授污水處理中最常用的物理、化學(xué)、物理化學(xué)及生物的處理方法，將污水水質(zhì)指標(biāo)、污水處理理論、原理和工藝技術(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算緊密結(jié)合[2-3]，并對常見的處理工藝進(jìn)行系統(tǒng)介紹，使學(xué)生對不同水質(zhì)的水處理理論的方法有全面、系統(tǒng)的認(rèn)識。水污染控制工程是一門綜合性很強(qiáng)的課程，涉及化學(xué)、物理、物理化學(xué)、環(huán)境工程微生物和流體力學(xué)等學(xué)科。課程的設(shè)置不僅包括理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而且還涉及課程設(shè)計(jì)以及實(shí)習(xí)實(shí)踐等環(huán)節(jié)的內(nèi)容。該課程作為一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，對學(xué)生的動手能力，工程設(shè)計(jì)能力有著更高的要求，因此，如何提高學(xué)生自身的素質(zhì)和競爭力，為學(xué)生今后的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，需要我們教師根據(jù)課程特點(diǎn)，結(jié)合社會的需求不斷改進(jìn)教學(xué)方法和手段，培養(yǎng)出合格的人才。主要采取以下措施。

一 課程教學(xué)內(nèi)容改革探索

1 調(diào)整優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，增加課程的先進(jìn)性

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)排放的廢水越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)已經(jīng)不能滿足處理的要求。因此隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，水污染控制新技術(shù)和新裝備也日新月異。教師在上課時必須緊跟科技發(fā)展，積極掌握水污染控制技術(shù)及設(shè)備的最新進(jìn)展，及時將新技術(shù)、新工藝和新理念融入教學(xué)內(nèi)容，如高級氧化法、生物絮凝劑、復(fù)合絮凝劑、膜生物反應(yīng)器等高效新型的技術(shù)納入到課程中。學(xué)生在掌握傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，掌握最新的行業(yè)技術(shù)，使他們在以后的就業(yè)和學(xué)習(xí)中，立于較高的基點(diǎn)。

2 面向工程，強(qiáng)化特色

水污染控制工程作為環(huán)境工程專業(yè)的一門核心課程，其課程建設(shè)與改革應(yīng)根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，面向工程，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與教育，做到教學(xué)、科研和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，不斷豐富實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容、方式和途徑，以有效提高學(xué)生面向環(huán)保產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)一線的工程素質(zhì)[4]。教師在課堂上介紹一些工程實(shí)例，通過講解其工藝原理及工藝參數(shù)的選取特點(diǎn)，強(qiáng)化學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際意識和工程意識，同時根據(jù)我校輕工特色，增加大量的輕工行業(yè)的污水治理的實(shí)例如造紙廢水、食品廢水等。同時工程案例和項(xiàng)目要不斷更新，緊扣學(xué)科熱點(diǎn)問題，密切跟蹤企業(yè)發(fā)展急需解決的問題，真正做到企業(yè)需要什么，學(xué)校就教什么。并結(jié)合《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》根據(jù)其給出的廢水工程的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，跟蹤行業(yè)發(fā)展，樹立規(guī)范意識。

3 與職業(yè)資格考試相互結(jié)合

注重授課內(nèi)容與注冊環(huán)保工程師考試的要求相適應(yīng)。隨著2005年9月1日起《注冊環(huán)保工程師制度暫行規(guī)定》的施行、2007年注冊環(huán)保工程師資格考試的首次實(shí)施，中國在環(huán)保行業(yè)逐步實(shí)行執(zhí)業(yè)注冊制度。水污染防治（即水污染控制工程）是注冊環(huán)保工程師資格考試的四個專業(yè)方向之一。

結(jié)合注冊環(huán)境工程師的考試要求，將相關(guān)內(nèi)容整合到教學(xué)過程中，保持教學(xué)軟件與工程實(shí)際應(yīng)用軟件的同步，使學(xué)生所學(xué)內(nèi)容能夠和工程設(shè)計(jì)與管理實(shí)踐相接軌，從而構(gòu)建理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)以及注冊環(huán)境工程師培養(yǎng)三位一體的課程內(nèi)容體系和實(shí)踐教學(xué)體系。

二 采用多種靈活的教學(xué)方法

1 多媒體與傳統(tǒng)板書相結(jié)合

水污染控制工程作為專業(yè)主干課，公式和工藝流程多，基本原理和工程技術(shù)應(yīng)用多，針對這一特點(diǎn)，教學(xué)中選擇了傳統(tǒng)板書和多媒體課件并重的教學(xué)方式。多媒體教學(xué)可以集文字、圖像、動畫、聲音于一體，把相關(guān)的內(nèi)容和圖像生動、直觀地投影到屏幕上，通過聲、光對信息的傳遞將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動其主動學(xué)習(xí)的積極性。例如在講述構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)時，既有實(shí)際構(gòu)筑物的圖片，又引入AUTOCAD圖紙，使學(xué)生不僅了解構(gòu)筑物的外觀形式，而且深入了解構(gòu)筑物內(nèi)部構(gòu)造和關(guān)鍵的設(shè)計(jì)點(diǎn)，這有利于增加學(xué)生對構(gòu)筑物構(gòu)造的感性認(rèn)識，加深印象，從而強(qiáng)化學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)和理解。又如在介紹處理工藝流程時，既可先借助流程圖的圖片介紹流程的工作原理，然后又引入實(shí)際污水處理廠的FLASH和DV，使學(xué)生對工藝流程的理解從感性和理性上都會得到強(qiáng)化。

傳統(tǒng)板書傳遞給學(xué)生的是一種視覺信息，是教師在課堂上利用視覺形象與學(xué)生交流信息、傳遞知識的重要教學(xué)方式。科學(xué)研究表明，在進(jìn)入人腦的各種信息中視覺信息約占75%，可見板書在課堂教學(xué)中非常重要。因此將傳統(tǒng)板書和多媒體相結(jié)合，使學(xué)生不僅學(xué)習(xí)積極性很高而且接收的信息量大大增加。

2 討論式教學(xué)

為了避免“填鴨式”的教學(xué)，可以采用討論式教學(xué)，即教師首先提出問題，將學(xué)生分為幾個學(xué)習(xí)小組，每組分配一個問題。經(jīng)過充分的查閱資料、認(rèn)真討論和總結(jié)后，各小組派代表發(fā)言給出總結(jié)，教師在此基礎(chǔ)上進(jìn)行點(diǎn)評，并給予優(yōu)秀學(xué)習(xí)小組的肯定和獎勵。這種教學(xué)方式不僅可以激勵每位學(xué)生都熱情飽滿地參與到學(xué)習(xí)活動中，還有效避免上課思想拋錨的情況發(fā)生，通過討論可以使重要知識點(diǎn)明朗化，有助于學(xué)生的記憶，達(dá)到事半功倍的效果。

3 采用教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行教學(xué)

教師是課程建設(shè)的關(guān)鍵，教師的能力和水平?jīng)Q定了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。為了更好地實(shí)現(xiàn)該精品課程的教學(xué)目標(biāo)與建設(shè)目標(biāo)，改變傳統(tǒng)教學(xué)方式——“一個教師教一門課”，采用教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)由教授、 副教授、 講師組成，由工程經(jīng)驗(yàn)豐富、教學(xué)水平高的帶頭人領(lǐng)銜負(fù)責(zé)，以中青年教師為主體，建立知識、年齡、學(xué)歷結(jié)構(gòu)合理的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。任課教師不僅具有豐富的理論知識，而且具有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的過程不僅要提高團(tuán)隊(duì)成員整體素質(zhì)，而且要優(yōu)化組合，有效促進(jìn)水污染控制工程課程教學(xué)改革與建設(shè)，不斷提高教學(xué)效果，提升教學(xué)水平。

三 加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)

1 整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)生動手能力[5]

在授課過程中，安排驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，此類實(shí)驗(yàn)以加深學(xué)生對水污染控制技術(shù)基本概念、基本原理、基本方法的理解，以及基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。在授課結(jié)束后，安排設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行綜合運(yùn)用，充分調(diào)動學(xué)生的探索積極性，培養(yǎng)其獨(dú)立思考能力、綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的能力以及創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神[6]。根據(jù)我院的特色專業(yè)——造紙、食品等專業(yè)，可選取造紙、食品生產(chǎn)廢水，通過水質(zhì)分析、設(shè)計(jì)出自己認(rèn)為最佳的處理方案，再通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。

水污染控制工程涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多而廣，通常所用的時間較長，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程無法滿足學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的全面了解。因此可在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)上，設(shè)立開放實(shí)驗(yàn)室。讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一開放的時間，利用課余時間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如氧化溝處理廢水實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、參數(shù)的選擇、污泥的培養(yǎng)、裝置的運(yùn)行、處理后廢水指標(biāo)的測定等過程。 這樣不僅能培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任心和自我管理能力，而且能最大限度地讓實(shí)驗(yàn)室資源得到更充分的利用。

2 課程設(shè)計(jì)選用實(shí)際工程案例

該課程的課程設(shè)計(jì)主要是針對完成水污染控制工程課程學(xué)習(xí)后進(jìn)行的一個重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是一個總結(jié)性的教學(xué)環(huán)節(jié)。 其目的是使學(xué)生在掌握了水污染控制工程的基本原理、基本理論和設(shè)計(jì)方法后有針對性地進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，學(xué)會查閱資料、使用手冊、選用數(shù)據(jù)和公式、合理確定工藝流程、正確進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、用技術(shù)經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)評價設(shè)計(jì)結(jié)果，用AUTOCAD畫出合理的平面、高程圖。另外還要結(jié)合認(rèn)識實(shí)習(xí)，將認(rèn)識實(shí)習(xí)安排在水污染控制工程理論課結(jié)束后，課程設(shè)計(jì)前進(jìn)行，這樣使學(xué)生已經(jīng)對污水處理廠有了一個初步的認(rèn)識，課程設(shè)計(jì)更加合理，符合實(shí)際。

3 開展多渠道實(shí)習(xí)形式

在傳統(tǒng)的認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，拓展更多的實(shí)習(xí)渠道，如學(xué)術(shù)講座、校企合作等。舉辦專題講座，邀請工程實(shí)踐豐富的技術(shù)人員或?qū)＜医o學(xué)生做專題報告，結(jié)合工程實(shí)例講授工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營過程等實(shí)際問題，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生去尋求解決問題的方法。

與一些污水處理廠、環(huán)保公司建立長期實(shí)習(xí)合作關(guān)系，選派學(xué)生到公司進(jìn)行長期實(shí)習(xí)，參與公司污水處理廠設(shè)計(jì)、營運(yùn)的整個過程。同時，結(jié)合湖北工業(yè)大學(xué)膜技術(shù)研究所的研發(fā)和工程實(shí)踐，讓學(xué)生參與多項(xiàng)課題的立項(xiàng)、研究、項(xiàng)目實(shí)施和項(xiàng)目運(yùn)行。

總之，高等工科學(xué)校卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃是實(shí)現(xiàn)建設(shè)具有中國特色新型工業(yè)化國家、建設(shè)創(chuàng)新型國家、人才強(qiáng)國等國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要教育舉措[7]。水污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)重要的一門專業(yè)課，因而課程的建設(shè)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，豐富教學(xué)內(nèi)容和加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量，把學(xué)生培養(yǎng)成真正高素質(zhì)的技術(shù)應(yīng)用型人才，對于“卓越工程師”的培養(yǎng)有重大意義。

參考文獻(xiàn)

[1]黃玲.基于工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的《水污染控制工程》實(shí)驗(yàn)教學(xué)初探[J].科教導(dǎo)刊，2011（6）：40-41.

[2]李凡修，張竹青.水污染控制工程課程建設(shè)的實(shí)踐與設(shè)想[ M].北京：高等教育出版社，2008.

[3]成官文.水污染控制工程國家精品課程教育方法和手段的改革與實(shí)踐[J].理工高教研究，2008，27（5）：134-136.

[4]徐進(jìn)，李紅藝.水污染控制工程課程教學(xué)改革初探[J].時代教育，2011（9）：50-51.

[5]劉艷娟，沈麗，張志眾.水污染控制工程課程教學(xué)與實(shí)踐[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，11（3）：126-130.

[6]潘楊，黃勇，沈耀良.水污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2011，9（2）：139-140.

[7]吳向陽，劉宏，李潛.環(huán)境工程專業(yè)“水污染控制工程”課程建設(shè)[J].教育與職業(yè)，2012（2）：131-133.