《水污染控制工程》課程教學(xué)改革與優(yōu)化探討

謝 珊,歐陽科

(中南林業(yè)科技大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 ,湖南 長沙 410004)

《水污染控制工程》是高校環(huán)境工程專業(yè)核心課程之一，實踐性比較強(qiáng)，其理論教學(xué)相對本科學(xué)生而言比較抽象，因此還需要配合實驗教學(xué)、認(rèn)識實習(xí)和課程設(shè)計等相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生對相關(guān)理論有相對較清晰的感性認(rèn)知[1]，因此實踐教學(xué)是該課程必不可少的環(huán)節(jié)，同時實踐環(huán)節(jié)也可以鍛煉學(xué)生工程設(shè)計和解決實際問題的能力，鍛煉學(xué)生解決實際問題的重要手段。

1 高校水污染控制工程課程的教學(xué)過程存在的主要問題

1.1 課程教學(xué)實踐環(huán)節(jié)存在形式主義

水污染控制工程理論對于本科生而言比較艱深晦澀，而本科生尚未接觸實際工程，因此單純的理論學(xué)習(xí)難以掌握，目前各高校的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)基本是將學(xué)生拉到污水廠去，花1-2天左右進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。問題是這種走馬觀花式的學(xué)習(xí)方式難以掌握具體的構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計邏輯和運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)；同時由于學(xué)生比較多，企業(yè)的導(dǎo)師人員有限，難以滿足學(xué)生細(xì)致學(xué)習(xí)的需求，根據(jù)多年的經(jīng)驗，這種實習(xí)方式難以產(chǎn)生較好的效果。很多學(xué)生反應(yīng)，去了一趟污水廠，依然對相關(guān)工藝不熟悉。

1.2 課程理論深度和廣度有待加強(qiáng)

水污染控制工程課程會講授污水處理工程的基本設(shè)計，如污水廠工藝安排，管線的設(shè)計及計算、構(gòu)筑物的設(shè)計及計算等[2]。但學(xué)生只會對老師講過的相關(guān)公式生搬硬套，不能靈活運(yùn)用相關(guān)原理與具體的工程實踐相結(jié)合，其課程設(shè)計和生產(chǎn)實習(xí)所設(shè)計的污水處理設(shè)施往往存在巨大漏洞和邏輯錯誤，不符合現(xiàn)實。因此，教師授課時應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實踐的具體環(huán)節(jié)講授，不能只講公式、計算步驟就完事，還需要教育學(xué)生將相關(guān)知識和具體的工程環(huán)境相結(jié)合，如何把握設(shè)計的邊界和冗余。同時學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識不完善。水污染課程是綜合性學(xué)科，涉及到多個學(xué)科，如電工、材料、管道、工程制圖、機(jī)械、采購等。再短時間的課堂教學(xué)過程中學(xué)生難以全面準(zhǔn)確掌握相關(guān)知識，容易產(chǎn)生厭學(xué)心理。因此需調(diào)整課程的教學(xué)大綱，補(bǔ)充必要的專業(yè)基礎(chǔ)，適度增加實際工程案例、工程設(shè)計規(guī)范等相關(guān)知識，以利于學(xué)生掌握和學(xué)習(xí)。

1.3 學(xué)生缺乏整體設(shè)計的全局概念

通過課堂教學(xué)，學(xué)生可能掌握了部分計算公式和設(shè)計步驟，但還沒有建立起對設(shè)計工程的整體思維，往往重點關(guān)注具體的構(gòu)筑物，還不能從全局上把握所設(shè)計工程的整體合理性，只是一味地按照教材或設(shè)計教案一步一步地進(jìn)行計算，因此最終作品往往存在較大的邏輯錯誤。這說明其對水污染控制構(gòu)筑物的實際運(yùn)行方式、整體工藝和構(gòu)筑物之間的關(guān)系不清晰，生搬硬套公式進(jìn)行設(shè)計計算。

2 水污染控制工程課程的教學(xué)改革

2.1 理論教學(xué)內(nèi)容的改革與實踐

目前大多數(shù)市面上的水污染控制工程教材以理論為主，體系尚屬完整，但往往忽略具體的工程實例，內(nèi)容大多陳舊和相似，涉及水處理的新技術(shù)、新工藝較少[3]。因此我們增加了學(xué)生課外閱讀材料，鼓勵老師將最新的與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的研究成果分享給學(xué)生，如增加教材中新型碳基功能材料對污染物吸附的章節(jié)，教師相關(guān)的工業(yè)污水處理工程實例、農(nóng)業(yè)面源污染控制等相關(guān)內(nèi)容融入日程教學(xué)中，同時學(xué)院制作了相關(guān)的視頻，將相關(guān)內(nèi)容發(fā)至學(xué)生的班級主頁中，讓學(xué)生自由下載，相關(guān)的污水處理工藝流程、設(shè)備以及實例教學(xué)，有利于激發(fā)學(xué)生的興趣和潛能。

2.2 實驗教學(xué)內(nèi)容的改革與實踐

如前所述，針對實踐環(huán)節(jié)的問題，我們增加課程見習(xí)環(huán)節(jié)的課時。專門設(shè)置了水污染控制工程課程的實踐部分，一般由課程主講老師帶領(lǐng)學(xué)生去相關(guān)的工業(yè)污水處理基地去，結(jié)合課堂中的理論教學(xué)進(jìn)行講解，見習(xí)內(nèi)容涉及城市污水、工業(yè)廢水和垃圾滲濾液的處理。通過課程見習(xí)，使學(xué)生了解常見污水處理設(shè)備，初步掌握污水處理工藝流程選擇，加深對教材基礎(chǔ)知識的理解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和目的性。

水污染控制工程的污水處理廠實習(xí)開始前和廠方進(jìn)行協(xié)調(diào)聯(lián)系，重點注重學(xué)生對構(gòu)筑物的設(shè)計原理，各構(gòu)筑物之間的配合關(guān)系、全廠的運(yùn)行維護(hù)與管理技術(shù)的學(xué)習(xí)[4]，而不是走馬觀花地進(jìn)行參觀。由于污水廠運(yùn)行過程尤其是工業(yè)企業(yè)的廢水處理過程中往往存在問題，鼓勵學(xué)生在實習(xí)過程中讓學(xué)生參與到實際問題的解決過程中去，開展深度校企合作，在實習(xí)過程中，學(xué)生至少要嘗試把相關(guān)構(gòu)筑物的邏輯關(guān)系理清，對污水處理的共性問題有一定的認(rèn)識，這樣學(xué)生再進(jìn)行課程設(shè)計時就有了一定的實踐基礎(chǔ)。同時加強(qiáng)虛擬仿真軟件的應(yīng)用與實踐，鑒于種種原因，學(xué)生難以在實際污水處理工藝中發(fā)現(xiàn)和處理存在的問題，導(dǎo)致其畢業(yè)后難以快速解決企業(yè)相關(guān)問題，采用水污染處理虛擬仿真軟件彌補(bǔ)了實習(xí)深度不足的問題，我院已經(jīng)引進(jìn)多種水處理實驗和工藝軟件，學(xué)生在仿真軟件上進(jìn)行實習(xí)，反復(fù)操練，大大強(qiáng)化了實際問題處理和解決能力，強(qiáng)化了工程整體意識，培養(yǎng)了工程實際應(yīng)用能力[5]。

2.3 教學(xué)模式和考核制度改革

水污染控制工程的課程設(shè)計主要包括選題、下達(dá)任務(wù)、設(shè)計指導(dǎo)、過程管理及成績評定等多個環(huán)節(jié)[6]。以往一般由教師出題，學(xué)生設(shè)計完成上交作業(yè)，然后教師進(jìn)行成績評定。很多學(xué)生往往不認(rèn)真完成，交差現(xiàn)象嚴(yán)重，學(xué)生參與感不強(qiáng)。為提升學(xué)生參與感，我們在教學(xué)模式上開展改革，將學(xué)生分成3-4人一組，每組指定不同的工程設(shè)計題目。每組學(xué)生進(jìn)行合作設(shè)計，自行分配任務(wù)，小組組內(nèi)自由交流，形成設(shè)計方案，制作成 PPT。完成后進(jìn)行課內(nèi)答辯，小組成員派出代表就“成果”進(jìn)行發(fā)言，教師現(xiàn)場進(jìn)行點評和打分。第四，構(gòu)建課程設(shè)計答辯制度及考核標(biāo)準(zhǔn)。以往的課程設(shè)計，學(xué)生提交設(shè)計報告、設(shè)計圖紙后就完成了自己的任務(wù)，由授課教師對設(shè)計報告、圖紙進(jìn)行評分，其評分占總成績的60%。這種答辯制度和考核標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力、創(chuàng)新能力及語言表達(dá)能力，進(jìn)一步提升了培養(yǎng)復(fù)合型人才工程素養(yǎng)的能力。

3 結(jié)論

水污染控制工程課程是環(huán)境工程專業(yè)核心的專業(yè)課程，對培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力、工程素養(yǎng)、創(chuàng)新能力具有極其重要的作用[7]。本研究通過調(diào)整水污染控制工程課程內(nèi)容，引入廢水處理實踐教學(xué)模型單元的實踐操作演示環(huán)節(jié)，強(qiáng)化仿真軟件和仿真實驗室建設(shè)，同時加大教師科研實踐在教學(xué)中的作用和比例，利用多種途徑將課堂理論教學(xué)和工程實踐操作有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生能真正理解水處理工程的理論，在工程設(shè)計中獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和最終解決問題，從而提供其工程應(yīng)用能力。