基于開放式教學+地方特色的水污染實驗教學改革

蔡奉穎 何秋香（福建農林大學資源與環境學院）

水污染控制工程是高校環境工程專業的核心課程，而實驗教學是該課程的重要實踐環節和組成部分，是理論聯系實際的橋梁。專業實驗教學對加強學生理論學習、掌握工程設計的基本理念，培養學生的專業自主創新能力具有重大意義[1]。實驗課的教學內容、方法及考核辦法是教師在課程實施的過程中引導學生積極主動地發現問題，提出問題、探尋解決問題的途徑和方法，從而掌握基礎知識和基本技能。本文從實驗教學內容、授課方式及考核角度出發，重點探討如何通過實驗教學提高學生理論聯系實際的實踐動手能力，獲取該專業知識，并將知識轉變為個人能力。

一 水污染控制工程實驗教學及考核中存在的不足

1 學生主動性難以調動

目前水污染控制工程實驗教學內容主要多以驗證性實驗為主，傳統的驗證性實驗教學方式比較單一，實驗操作步驟詳細而且明確，學生按部就班操作即可，這樣只是對學生在某一原理或某一操作技術的單一訓練[2,3]。

2 重視程度不夠

實驗多以單人授課，授課形式單一。教師理論知識比較豐富，實驗教師技術操作能力較強，應該結合各方面的優勢，成立實驗教學團隊，真正體現出對實驗教學的重視。

3 考核手段比較片面

一般實驗課程的考核都以學生的實驗報告為主，結合學生上課的表現。水污染控制工程實驗教學多以分組進行，實驗報告在小組內無較大差別，這樣就很難。

二 教學內容、實驗教學方法與考核手段的改進

1 根據地方及學校特色，更新實驗內容

根據《環境工程專業規范》的基本要求，我們環境工程水污染控制工程實驗總共21課時，安排了包括自由沉降、混凝、過濾、活性炭吸附、氣浮、活性污泥生物處理等6個以驗證型為主的教學實驗，實驗用水多為實驗室自行配置。

地方高校的人才培養自然要適應地區經濟特色發展，所以學校在實驗內容改革的過程中針對福建省山區養殖業比較發達，而農林大學跟很多地方的大型養殖場都有校企合作，學校以此去調整實驗的教學內容[4]。采用地方養殖廢水為實驗用水，利用包括物理方法、化學方法、物理化學方法、生物化學方法以及電化學方法以驗證性實驗為主讓學生掌握各種處理單元的技術指標以及運行條件。在驗證性實驗基礎上增加綜合性、設計性實驗及創新性實驗項目，讓部分驗證性實驗改為選修內容或融合到綜合性實驗項目中去。為此我們給出了如表1所示改進后的實驗項目。

表1 改進后實驗項目[5]

除了驗證性及演示實驗外，每組學生自由選擇2個綜合性的課題，通過查閱文獻資料提出完整的處理工藝流程并對運行參數進行合理的設定。然后制定實驗步驟及監測所需要的指標，經與指導老師討論后開展。最后通過所獲得的數據寫報告討論處理結果。這樣的實驗內容設計涵蓋了基礎環境監測、環境微生物學、水污染控制工程等相關核心課程的內容。這不僅使學生的專業技能和工藝實踐能力能得到全面的綜合訓練，同時也有效地激發了學生的創造性，從而進一步開闊學生視野，啟發學生的創造性思維，提高學生動手能力和創新能力[6]。

2 授課方式的改變

實驗教學一般是采用集中授課方式，針對新變革的教學內容應該實施開放式實驗教學。強調科研與教學相結合，“優化課內、強化課外”的意識，積極提供“科研與教學相結合”的實驗教學方式[7]。導師是學生所選專業方面的指導者與引路人，重在對學生因材施教，開展專業思想及個性化教育，挖掘學生潛能，有意識地引導和提高學生的科研興趣、科研能力、創新能力和社會實踐技能、生產實踐能力，并指導完成相應的創新性實驗、畢業論文設計等教學任務。導師制的施行讓學生在學校的學習更具有目的性和方向性。

同時借鑒現代超市運作模式，學生在課程學習以及導師的培養下已經具有一定的理論實踐操作能力，開放式教學能讓學生在其中自主選擇實驗項目、安排實驗時間、申請項目考核和學分結算[8]。導師制結合開放式教學就是學生根據自己選擇課題，查閱文獻提出完整的處理工藝流程并對運行參數進行合理的設定。碰到問題可以跟導師探討，方案設計好后跟任課老師申請安排上課時間，自己準備好需要的實驗用品，在任課老師的幫助下完成整個實驗(包括取樣、實驗、測試、結果分析),并要求學生記錄做好整個實驗記錄[9]。這種綜合式的教學方式不僅訓練學生掌握基本原理，同時也提高了學生的學習能力和學習興趣，而不是簡單的機械式和依賴式學習。實驗室開放能促進實驗室隊伍的建設，加快引進高層次人才擔任實驗教學任務[10]。

此外我們還采購了一套水污染控制工程仿真教學軟件，后期還希望展開虛擬仿真教學與水污染控制工程實驗教學相結合方式授課，讓學生對工藝流程圖中各參數的改變對后期設備運行的影響具有更直觀的認識。

3 多元化考核方式

對應于教學方式的多樣性，課程考試考核方式也應多元化，教與學的效果由此可以互相促進和完善，引導學生有效改進學習方法[11-12]。針對教學方式的多元化應該采用不同實驗課程的考試考核方法見表2.

表2 不同實驗課程的考試考核方法[8]

三 結語

通過對水污染控制工程實驗教學技術的探討，結合地方特色改進實驗教學內容，增加了綜合性、設計性實驗，教學方式以及考核方式也變得多元化，實現了學生由專業技術基礎學習向應用型創新能力培養的側重轉變。同時建立以學生為主體、滿足開放式教學的實驗教學環境與條件，為實驗教學的改革提供強有力的后盾。