系統性思維在水質工程學教學中的應用★

關慶慶 徐 進 康曉榮

(南京工程學院，江蘇 南京 211167)

1 概述

由于客觀事物是多方面相互聯系、發展變化的有機整體。系統思維就是人們運用系統觀點，把對象的互相聯系的各個方面及其結構和功能進行系統認識的一種思維方法。系統性思維是分析問題和解決問題的有效途徑，培養具有系統性思維的大學生是當代高等教育的重要目標。

《水質工程學》是水質科學與技術專業的一門主干專業課，通過本課程的學習，使學生全面系統地了解水的性質、水質特征與水質指標等概念，較扎實地掌握各種給水處理技術的基本概念、基本原理、技術規范及基本應用與發展，為將來從事本專業的工程設計、科學研究及運行管理工作等奠定必要的理論和應用基礎。在《水質工程學》課程中貫徹實施具有系統性思維特點的教學方法，對于提高教學效果、培養學生分析問題和解決問題方面具有重要的意義。

2 系統性思維在《水質工程學》課程教學中的應用

2.1 課程結構

《水質工程學》的課程任務是用不同的方法與裝置改變原水的主要質量指標以滿足用戶的要求，提高水的質量，解決原水不能滿足用戶要求的矛盾。課程共分為混凝、沉淀和澄清、過濾、消毒以及水廠設計等六個章節，在課程介紹中就讓學生回憶給水廠認識實習的流程來建立本課程的框架結構。首先，緒論是認識課程主要內容。其次，如圖1所示，給水廠的常規工藝是由：混凝—沉淀—過濾—消毒組成，因此課程的主要章節即為這四個工藝過程，同時通過介紹每個流程的主要作用來學習不同工藝過程之間的相互關系，最后一個章節水廠設計就是將上述四個流程給合理的整合起來。通過這些內容就讓學生建立了全書的知識結構，學生也會學著建立起不同章節之間的聯系。

2.2 章節結構

在學生掌握了每個章節之間的相互關系以后，在講解每一章內容和每一個小節內容時也會建立不同章節內部的邏輯關系。例如，第一章緒論共分為以下四個小節：水源水質、水質標準、給水處理方法概述和反應器。講解時筆者將這四小節分成三個部分：處理對象(對應水源水質這一節)、處理目標(對應水質標準這一節)和處理方法(對應給水處理方法概述和反應器這兩節)。這樣，學生既可迅速掌握本章節的內容組成，也能夠掌握本章節內部之間的關系。在介紹每個小節的內容時，同樣沿用這樣的思路。此外，在完成每個章節的教學后，筆者都會繪制本章知識的思維導圖，加深學生的印象。如圖2所示，課程第一章的所有重要知識點都展示在該圖當中。通過這樣的講解方式，課程中的每個知識點都不再是孤立的，每一章與其他章的內容產生了聯系，每一個小節、每一個小的知識點都會產生聯系，這也就實現了知識網絡的形成。

3 系統性思維應用的教學意義

3.1 提高教學效果

在系統性思維的教學方法應用過程中，可有效提高教學效果。這是因為通過這樣的教學方式，課程當中的每一個知識點都會與其他的部分產生聯系，通過把握和分析不同章節、不同知識點之間的聯系，學生將具備自己認清知識重難點的能力，也就能夠針對性的做出相應的努力。同時，由于是通過理解的方式建立了不同知識點的聯系，這比通過死記硬背要牢固得多，即使忘卻了某部分的存在，那么通過簡單的邏輯推理就可以想起這部分的知識點，因此，在課堂教學中應用系統性思維將有效提升教學效果。

3.2 提高學生分析問題、解決問題的能力

高等教育的目標在于“人才”的培養。人才主要涉及兩方面的培養，即“人”與“才”。“人”主要涉及三觀：世界觀、人生觀和價值觀。“才”主要涉及三力：分析解決問題能力、創造創新能力和領導力。其中，分析解決問題能力是創造創新能力的基礎和關鍵，也是工科教學中培養的一個重要內容[1]。工科是利用科學的原理來解決現實生活中的各類問題，課程內容涉及了大量的科學原理，也涉及通過相關工程措施將科學原理應用于實際，實現相關工程目標。工程措施往往涉及多個科學原理，并且在遇到問題時往往單獨的某個知識點無法實現問題的解決，必須通過知識和資源的整合、處理方能實現問題解決的目標。知識的整合處理以及合理利用是一種能力，學生在學習的過程中就需要養成知識整合的習慣并培養系統性的思維方式，因為只有通過整體才能建立所有知識點的聯系。通過在教學中應用系統性思維的方法，那么學生在掌握知識時就已經建立了不同知識之間的聯系，在運用知識的過程中將能夠從不同的角度去分析問題，在涉及某個知識點時能夠立即想起與之相關的其他知識點，因此更容易實現問題的解決。通過系統性思維方式的應用，將能夠培養學生逐步養成系統性思維方式，對提高學生分析問題、解決問題的能力具有重要的作用。