水污染控制工程實踐教學環節改革探討

王曉　牛海林

摘要：在水污染控制工程實踐教學環節的改革中，針對培養目標，建立“三層次”的實驗教學環節和強化“兩個能力培養”的工程實踐教學環節，強化實踐教學效果，達到提高教學質量的目標。

關鍵詞：實踐教學環節；實驗教學；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）14-0150-02

目前的環境工程專業畢業生存在工程實踐意識、創新意識較薄弱，適應能力和運用學科知識解決實際工程問題的能力不足等問題。分析原因，一方面是學生通過應試教育的模式升入大學，學生缺乏對知識的掌握和能力培養的主動性；另一方面在教學中存在重理論、輕實踐，重分析、輕綜合，重個體、輕協作，重傳統、輕創新等問題。如何提高學生動手實踐能力、綜合分析能力、團隊協作能力、創造創新能力是我們面臨的教學改革和實踐的一項緊迫任務。水污染控制工程課程建設是圍繞國家環保產業的需求和發展，圍繞高等教育高級應用型人才培養目標，圍繞西部經濟欠發達地區高校學科建設的定位，圍繞課程理論教學有特點地開展實驗教學、實習、課程設計和畢業論文（設計），構建和發展具有特色的課程體系的實踐教學環節。

一、實踐教學環節的構成

水污染控制工程課程是實踐性很強的課程，理論教學與實踐教學組成了課程體系。理論教學是實踐教學的基礎，而實踐教學有是理論教學的應用和目標[1]。因此，在教學中各環節相互協調，有機結合，避免出現脫節和重復。培養學生以不同的思維視角觀察問題與解決問題，在堅實的基礎知識積淀基礎上，較好地解決實踐中各類問題。在教學改革與實踐中重點強化工程教育和實踐訓練，培養學生實際工程能力。課程體系中的實踐環節主要包括專業實驗、認識實習、生產實習、課程設計、畢業實習和畢業論文（設計）等環節。針對社會對環境工程專業人才培養的要求，在實驗教學內容中建立演示驗證（必修）、綜合設計（必修）、研究探索（選修）的“三層次”實驗教學環節。實踐教學堅持以“創新與工程設計兩個能力”培養目標為中心，強化實踐性環節教學效果。

二、“三層次”實驗教學環節

環境工程專業是多學科的交叉學科，需要如化學、化學工程、材料化學等學科的理論、實驗方法和技術來支撐、擴展和延伸自己的內涵和外延[2]。實驗教學的基本任務是通過實驗活動，對學生進行科學方法和實驗技能訓練和培養，使學生能夠完整地、系統地掌握實驗的基本原理、方法和技能以及實驗技巧等。同時，學生通過實驗的實際操作，實現理論和實際的聯系，掌握技能，并能在此過程中提出問題，促進思考，從而使解決問題的能力得到提升，達到自主創新能力培養的目的[3]。在實驗教學環節中，將原實驗課程教學安排和內容進行改革，改變原來實驗內容與理論課程學習同時進行，以驗證型實驗為主的實驗教學。對環境工程專業實驗教學進行調整，在完成基礎化學實驗、環境微生物實驗、環境監測實驗教學的基礎上，將水、氣、固、聲的專業實驗整合為一門環境工程專業實驗，共48學時，集中在第七學期末的兩周內進行，其中水方面專業實驗25學時。實驗技能的培養使學生不僅鞏固了理論知識，訓練分析、判斷、綜合邏輯思維能力和獨立解決問題的能力，還初步培養開發學生的創新能力。

1.強化演示驗證的實驗內容。專業實驗中演示驗證實驗內容是不可缺少的，相關的實驗內容能加深學生對理論知識的認識和理解，加強動手能力和思維能力。演示驗證實驗中設置了水中常見陰離子的測定、顆粒自由沉降實驗、離子交換實驗等內容，同時注意專業實驗內容與環境監測實驗內容不重復設置。

2.突出以學生為主的原則，開設綜合設計型實驗。綜合設計型實驗以學生為主，教師為輔的形式進行實驗。設置了混凝+過濾（吸附）實驗、含重金屬酸性廢水處理實驗。學生根據實驗的基本原理，自主設計實驗方案、準備實驗所需藥品、進行實驗研究、分析實驗現象和討論實驗結果。在整個實驗過程中，教師對關鍵設備進行講解和回答學生提出的問題。通過訓練，學生對文獻查閱、實驗方法、分析儀器使用等方面知識的運用，提高了他們的知識綜合運用能力、觀察能力和動手能力。

3.培養學生的科學研究能力，開設研究探索型實驗。在研究探索型實驗中開設了生物轉盤處理生活污水的動態實驗和結合大學生科技創新項目、教師科研的研究型實驗。在生物轉盤處理生活污水的動態實驗中要求學生自主設計實驗內容和實驗路線，設計諸多影響因素對生物轉盤生化處理生活污水的各指標的去除效率，自行選擇1～2個影響因素和1～2個指標的去除效率完成實驗。掌握實驗原理，完成實驗數據處理，得出結論。在實驗中學生鞏固了理論知識和水質指標的測定方法，進行了文獻閱讀訓練，迫使學生進行深層次的思考，如比較和分析實驗結果合理性，分析生物轉盤后續四個生化池溶解氧，回流比等對去除效率的影響。在大學生科技創新項目、教師科研的研究實驗中是鼓勵學生積極申請每年的大學生科技創新項目，鼓勵教師結合自己的課題研究，引導學生參與部分研究工作。通過科研經歷養成學生嚴謹的科研態度，學會搜集資料、查閱文獻、設計實驗思路，培養學生的科學素養和創新能力。

三、強化“兩個能力培養”的工程實踐教學環節

根據專業培養的目標，為更好推動工程實踐能力的培養，學院多渠道積極加強對外聯系，建立多家典型水處理運行單位作為校外實習實訓基地，為學生提供了認識實習、生產實習、畢業實習和畢業論文（設計）等實踐環節的場所，有力地保障了本科生實踐能力的培養效果。由于用人單位往往更青睞有一定環境工程設計經驗和實踐操作能力的學生，因此在教學過程中必須加強課程設計、實習和畢業論文（設計）等教學環節訓練。實踐教學環節中，把所學的理論知識應用到實踐中，培養學生的工程設計能力；通過認識實習、生產實習和畢業實習的實踐教學，培養學生實踐操作能力，增強學生運用專業知識和系統解決實際問題的能力，使學生在工程設計和創新能力方面都得到較系統的訓練和全方位的提高。

水污染控制工程的課程設計，時間為一周，每2～3人一組，在理論教學內容完成后進行。要求學生完成一個設定進、出水水質工藝方案的設計，在教師的指導下進行工藝計算，繪制圖紙、完成設計說明書的編寫，完成一個典型水污染治理工程的方案設計，使學生進行工程設計能力的訓練。

認識實習培養學生的專業思想，包括對企業生產和典型工藝的感知、對職業的成就感，主要以查閱資料結合實地參觀為主。生產實習環節與理論教學相銜接，結合實習基地的具體情況，熟悉典型水污染控制工程處理工藝、單元處理技術與設備、處理效率，加深和鞏固對專業知識的理解。生產實習選擇企業運行穩定的生活污水處理廠，進行各工段跟班生產，掌握企業概況，工藝技術和運行參數，主要構筑物和設備的原理、結構和運行指標，自動控制和能源狀況。提高學生水污染治理工程設計能力、實踐能力和施工能力。

畢業實習和畢業論文（設計）在第七學期末根據學生自主選擇進行畢業設計和畢業論文，嚴格做到一人一題，指導老師下達任務書。第八學期開學提交開題報告進行答辯。進行畢業設計的同學到相關企業再次進行實習，依據任務書內容資料收集；選擇畢業論文的同學按照任務內容要求進行大型儀器的操作學習、主要實驗手段和方法的學習、完成實驗材料設備的準備工作，初步培養學生的科研能力，提升學生的創新思維和創新能力。通過工程實踐的系統訓練，使學生增強工程實踐能力與應用能力，突出綜合性、整體性和系統性思維的訓練。

四、結語

在高等教育改革中，提升學生工程實踐與科研創新“兩個能力”培養，強化學生工程意識，對于全面提高教育質量具有十分重要的意義，從而可以達到培養適合區域經濟建設的環境工程專業高級應用型人才的目標。

參考文獻：

[1]郝桂珍，楊國麗.淺談水污染控制工程課程教學模式的改革[J].教學研究，2014，37（4）：41-43.

[2]黃錦勇，彭祥捷，劉愛華，等.環境工程專業實驗教學改革[J].實驗室研究與探索，2012，31（8）：332-334.

[3]陸建剛，周周宏倉，張慧，等.環境工程專業人才培養模式創新[J].實驗室研究與探索，2014，33（8）：206-210.