工程專業認證背景下的水污染控制工程課程體系研究與實踐

張潔 李燕 田立江 何士龍

摘要：在工程專業認證的背景下，構建了“課堂教學—實驗教學—課程設計—實習”一體化實踐教學模式。以解決復雜環境問題為導引，解構與重構課堂教學，實現教學理論與工程實踐的統一，實現了理論教學與實踐教學的協同提升。

關鍵詞：專業認證；水污染控制工程；復雜環境問題；理論教學；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）33-0183-02

我國的工程教育認證始于2006年，并于2016年成功加入《華盛頓協議》。《華盛頓協議》的順利加入，為我國職業工程師制度的實施、工程技術人才的國際流動打下了基礎。開展工程教育專業認證，對加強工程實踐教育、提高工程教育人才對工業產業的適應性、實現國際互認具有重要意義。我校環境工程專業始建于1983年，于2015年順利通過全國工程教育專業認證。至此以工程專業認證為契機，確立了以培養解決復雜環境問題高級工程技術人才的目標，而“水污染控制工程”作為環境工程專業主干課，在進一步強化工程實踐能力和解決復雜工程問題能力的培養上將成為重要的核心推動力。

一、工程專業認證背景下本課程的培養目標解析

本課程的培養目標主要包含兩個部分的內容：一是在掌握基本原理和基本技術的基礎上，有效培養學生對復雜水污染問題的解決能力；二是以課堂教學、課程實驗、課程設計以及實習共同構建我校水污染控制工程的課程體系，在“課堂教學—實驗教學—課程設計—實習”的一體化實踐教學模式下，全面提升學生的獨立思考能力、創新能力和工程實踐能力。解決復雜環境問題和提高實踐能力的培養是專業認證的兩大主題，也是與人才培養目標完全吻合的，為此，我們主要從課堂教學和實踐課程構建兩個方面加以有重點地解決。

二、以解決復雜環境問題為導引，解構與重構課堂教學

解構課堂教學就是透視教學知識點，將其分解并放大具體分析，更多地著眼于微觀視角，并最終落實到工程實踐層面；而重構是在解構的基礎上，將分解后的知識點重新歸并、整合，整體把握并將教學知識點進一步顯化、深入，更多地著眼于宏觀視角，關注于理論層面。課堂教學的解構與重構就是強調教學理論與工程實踐的統一，解構是重構的前提和基礎，重構是解構的凝練和升華，以此將復雜環境問題由微觀到宏觀、由理論到實踐加以系統解決。以脫氮除磷機理及相關工藝的篇章介紹為例。首先，由教師提供城鎮生活污水A2O處理工藝的應用案例，將學生引入一個特定的環境工程問題中；繼而，詳細介紹該目標廢水的進出水水質情況、工藝運行狀況以及實際運行中出現的問題等工程背景，經過深入地分析后，找出該工藝處理的重點和難點，即為氮磷的同時去除；進而引入脫氮除磷機理這一知識點，同時結合該工程案例進行細化分析，至此完成對知識點解構的過程；最后，在深入分析脫氮和除磷機理、工程案例的實現手段以及在兩者實現同時達標可能出現的問題的基礎上，引出脫氮除磷的矛盾以及基于該矛盾可采用的改進工藝等問題，從而完成對脫氮除磷知識點的歸并、整合和提升，實現對該知識點的重構。如此，使得課堂教學不再僅限于理論層面，而是使得抽象的理論教學有了工程實踐做附著點，也使得課堂教學的具體過程不再流于經驗層次，而是有了教學實踐作為理論教學的支撐點。

三、以培養解決復雜環境問題高級工程技術人才為目標，構建實踐課程體系

在以往以傳授知識為主要任務教育思想的指導下，教學過程中往往是重知識積累，輕知識的運用和能力的培養，這種現象在本課程的實踐教學環節上表現尤為突出。在實驗教學環節，設置實驗課時相對較少，且多為驗證性實驗，僅能滿足鞏固基本理論知識，掌握基礎實驗技能，對于激發學生的創新思維，培養其創新能力起不到應有的作用；在課程設計環節，形式較為單一，學生積極性不高；在生產實習環節，由于資金投入不足，加之現場條件的限制，大多是走馬觀花，收效甚微。這對于激發學生的創新思維，培養其創新能力起不到應有的作用，也未以解決復雜環境工程問題為指向，無益于復合型工程人才的培養。為此，本課程在強化課堂教學的基礎上，進一步改革和完善以水污染控制為主線的教學體系，構建了“實驗教學—課程設計—三大實習”一體化實踐教學模式。

1.實驗教學。綜合設計性實驗建立在實驗室現有實驗設備可開展設計性實驗題目的基礎上，由學生查閱相關資料以分組的形式提交實驗方案初稿，經教師和學生充分論證后，對原有實驗方案進行適當的修改，繼而學生按照既定的實驗方案在實驗室完成相關實驗內容，并完成對數據的分析處理以及后續實驗報告的撰寫。綜合設計性實驗是多個教學知識點的有機統一，從方案的制定到數據的原始記錄設計以及最后的數據分析，可充分調動學生的主觀能動性，培養獨立分析問題、解決問題的能力，從而逐步培養學生解決復雜環境問題的能力。

2.課程設計。水污染控制工程課程設計是在完成課程學習后進行的一個重要的實踐環節，在教學中起著承上啟下的作用，是連接基礎知識、基本理論學習和生產實際的紐帶和橋梁。具體方法為將課程設計與生產實習交叉進行：首先，由指導教師參照現場實例，給出設計要求和部分設計參數，學生分組或自由組合，協作或單獨做出設計方案和設計圖件；然后，組織學生現場參觀，對其優缺點進行討論比對，在此基礎上提出改進建議；最后，完成對課程設計的修正。兩者的融合交叉使學生在設計實踐中遇到的問題到現場得以解決，增強學生的感性認識，實現理性—感性—理性的升華。

3.三大實習。三大實習包括認識實習、生產實習和畢業實習，認識實習主要是感性認識；生產實習是專業主干課程之后的一次重點實習環節；畢業實習是畢業設計（論文）之前的本科階段最后一個實習環節。本課程組針對每一個實習階段均開展了“三階段”模式，即分別在實習前、實習中和實習后采取相應措施強化實習效果，具體做法是：實習前，教師在生產實習前把有關課程中實踐性比較強的內容與實習結合起來進行教學，甚至加講少量必不可少的新知識，充分調動學生的主觀能動性；在實習過程中，可安排參觀和相互交流，或請專家和師傅舉辦一些專題講座；實習結束后，再分小組討論，并撰寫實習報告。通過以上做法切實提高了實習效果，實現了理論知識與實踐教學的有機融合，形成了理論知識點的閉環反饋和層層遞進。

四、結束語

在工程專業認證的背景下，本課程構建了“課堂教學—實驗教學—課程設計—實習”的一體化實踐教學模式。一方面，解構與重構課堂教學內容，深化教學理論與工程實踐的統一，以此將復雜環境問題由微觀到宏觀、由理論到實踐加以系統解決；另一方面，從實驗教學、課程設計、三大實習三個主要實踐環節入手，以解決復雜環境問題為導向：不斷更新和充實實驗教學內容，提高實驗的研究性和設計性，增加綜合設計性實驗，培養學生的動手能力；將課程設計與生產實習交叉進行，強化課程設計的效果；采用“三階段”模式，強化認識實習、生產實習、畢業實習環節與解決工程實際問題的結合，培養學生的工程能力，實現理論知識與生產實踐的有機結合。

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