信息化手段推動《水處理技術》項目化教學改革*

關 瑩，秦品珠，黃兆琴

(江蘇開放大學環境生態學院，江蘇 南京 210019)

項目化教學模式的發展，突出了學生的主體作用，改善了傳統教師主導教學方式的弊端，目前高職教育中的部分課程對項目化教學模式已經有一定的研究基礎，但對于項目化的成熟應用還需更多的教學資源予以支撐。而與此同時互聯網和信息化技術的發展，使信息化教學成為今后深化教學改革的方向[1-2]，我國在2003年開展了關于信息化教學模式的探究[3-4]，信息化技術使文字以圖、動畫、視頻和可操作軟件等各種生動的形式展現出來，極大的提高了學生的學習興趣和學習效率，同時利用互聯網打破教室圍墻，讓隨時隨地學習變成可能。

《水處理技術》課程是環境專業的核心課程，本課程的教學設計跟隨項目教學改革，改變以往以物理、化學和生物法分類的模式，將教學內容重新編排進行模塊化，課程整體內容分成四大模塊：自來水處理、城鎮生活污水處理、工業廢水處理和污水再生處理[3]。在四個模塊下根據工藝流程串聯多個子任務，通過任務驅動進行項目化教學。通過前期實踐發現，在項目化教學過程中，教學情景的創建、教學任務合理設計和有效教學資源的支撐對教學效果起著至關重要的作用，否者將會出現“虎頭蛇尾”的問題，不能深入實現“做中學”的教學目的。筆者將《水處理技術》課程中“混凝”工藝的項目化教學通過信息技術等手段進一步深入推進，希望能對相關課程教學改革研究提供一點點幫助。

1 課程定位及教學目標

《水處理技術》課程面對學習對象為高職環境工程技術專業學生，《水處理技術》是環境工程技術專業的專業核心課程，旨在培養學生掌握各種水處理工藝原理和流程，具備開展工藝小試，水處理工程項目調試、水廠工藝運行管理和及工藝異常情況應對等專業技能，使得學生成為在水處理領域具有創新意識、精深專業技能和良好職業素養的專業人才。本課程以項目為主體、以任務為抓手，形成了四大教學模塊，“混凝”工藝教學內容來自模塊一“自來水處理”。為培養出具備良好職業素的“知識型、技能型、實踐型”三型合一的高素質人才，我們從以下三個維度確立了教學目標，如圖1所示。

圖1 三維教學目標圖

2 學情分析

(1)具有一定學習熱情

在學習本教學任務前，學生已經明確了水處理課程的內容框架，并學習掌握了基本水質指標和自來水處理工藝，認識到混凝處理技術在自來水處理中的作用，因而對本教學任務充滿期待，學習熱情高。

(2)具備實驗操作能力

《水處理技術》課程在第三學期開設，作為二年級學生，通過對《分析化學》和《環境微生物學》等前導課程的學習和訓練，學生已具備較為熟練的實驗操作能力。

(3)理科基礎薄弱，缺乏良好的勞動習慣

本節課根據內容要求需要結合部分化學知識進行理解，但是學生的理論基礎仍顯薄弱，尤其是班級中還有少量學生高中階段為文科生，因此學習晦澀的機理存在較大困難,同時部分學生缺乏良好的勞動習慣和吃苦耐勞的精神。

3 內容組織

圖2 單元內容框架圖

在教材內容的基礎上對教學任務再次重構。切實立足職業崗位需求，向在崗工作人員進行調研，明確在相關理論知識的支撐下混凝燒杯實驗是實驗室崗位的能力需求，混凝工藝的運行調試是自來水處理廠技術工人的必備技能。一方面：結合行業規范“混凝沉淀燒杯實驗(CECS130-2001)”、《現代化凈水廠技術手冊》和實驗技術崗位需求(圖2)，對“混凝沉淀實驗”實訓內容進行優化，為避免實踐與理論脫節，將任務碎片簡單化，拆分成4個子任務牽引理論知識的學習，達到“做中學”的目的。另一方面，結合污水處理工程師崗位需求和《給水處理與運行》等相關教材完善“混凝工藝運行調試”方面知識，設置方案制定和仿真實踐任務，并增加企業教師指導，彌補校內教師實踐經驗不足的弊端，進一步推動產學融合，提高學生的實踐能力。

4 教學設計及信息化技術手段

本單元教學時長8課時，時間跨度為一周半，分為3次課程完成，每次課的課時量為2/4/2課時。單元整體教學任務劃分為三個學習模塊，分別為理論基礎構建、操作技能訓練和實踐能力提升，采用課前自主學習，課中系統深入，課后完善拓展三個步驟實現教學目標。采用建構主義學習理論，采用線上與線下、課內與課外、學校與企業互相融合的混合式教學模式。開發動畫、微課資源，將晦澀的混凝機理形象化。利用操作視頻，使操作技能清晰化。結合仿真軟件和企業視頻，使繁復的工藝結構和運行真實化。同時，課程平臺、即時通訊軟件等多種信息化技術和媒體資源貫穿教學全過程，如表1所示。

表1 信息化技術手段的應用及企業融通情況

4.1 前 導

教師再教學平臺上推送預習任務和相關學習材料，學生展開自主學習，并通過QQ及教學平臺展開師生溝通和討論，最終形成匯報PPT，上傳教學平臺，教師進行批閱和總結分析。

4.2 課 中

本課中指的是單元教學8課時的課中，共包括3次課程。

(1)模塊一——理論基礎

課中學生對PPT進行展示，生生之間互相學習和討論，激發學生學習興趣，并形成對混凝技術的初步認知。結合課內子任務引燃學生學習熱情，小組展開實驗，直觀觀察學習，并引發問題深入思考，結合任務內容提出混凝的機理和混凝劑特點的問題，完成在線任務獲得積分。之后結合動畫和微課視頻，破解學生疑問，完善知識內容。最后教師答疑總結，扎實理論基礎，并布置本次課課后學習內容。

(2)模塊二——操作技能

對接模塊一課后自主學習內容，教師課前進行情況分析，設計教學。課上展示作業完成情況，引導學生明確學習重、難點，通過答疑環節掃除學生知識盲點，梳理相關內容。教師布置任務，引導學生明確任務宗旨，創設情境。之后現場開展任務實驗，本節課引入企業教師現場指導，增加專業性和情景的真實性。實驗過程中為避免不規范操作，教學平臺上提供實驗規范操作要點視頻，清晰呈現操作要點。實驗結束后，小組展開討論形成報告初稿上傳學習平臺。小組展示討論，根據完成情況對接實際工作情況，企業教師進行點評和錯誤糾正，完善知識及方法體系。各小組根據指導完善報告內容。

(3)模塊三——實踐能力

對接模塊二課后任務，學生課前自主學習，并初步形成“混凝工藝調試及異常情況應對方案”。課上利用仿真素材、Flash動畫和企業現場視頻等信息化資源輔助學習混凝工藝相關設備，明確混凝工藝基本流程，升華課前學習內容。隨著知識內容的不斷完善，反復修改初步方案，梳理方案內容，利用仿真軟件模擬操作，驗證方案的可行性，并形成最終方案成果上傳平臺。

4.3 后 續

布置后續任務，明確混凝技術在污水和工業廢水處理中的應用情況，形成報告，同時安排水廠參觀學習，具化學習內容。

5 考核評價

采用過程性考核方式，對前導學習、課中學習和后續學習全過程評價。設置學生小組互評、教師評價、企業專家評價、在線教學平臺和軟件自動評價多元化評價主體，并根據不同的任務形式，均衡評價主體的權重比例，全面評價任務完成情況。本單元成績總分為100+5分，其中設置了5分附加展示分，目的是鼓勵學生積極參與課堂展示，培養學生的表達能力。

本單元學習任務包括客觀和主觀兩大類形式，其中客觀類任務為在線自動評價。主觀類從五種形式、三個方面制定評價標準，其中五種形式為PPT匯報、在線主觀題目、實驗報告、方案制定和分析報告，三個方面為提交分、質量分和展示分，同時根據任務的形式設置不同評價角度。

6 成效特色

(1)任務設計合理性

根據單元“三模塊”內容中子任務設置的合理性和實用性來看：

模塊一，子任務1和2可直觀展現教學內容，化解專業名詞及技術語言講解的枯燥蒼白的問題，從后續學習和任務完成情況可以看出，學生基礎知識掌握扎實；

模塊二，子任務3和4的設置，學生能夠從工作崗位角度學會對實驗方法的應用，同時實驗報告質量得到有效改善；

模塊三，通過對仿真軟件實踐過程分析，使內容具體化。

(2)技術手段適用性

在線教學平臺和在線課程是混合式教學的必要手段，是實現發展課堂的必要技術，同時在線教學平臺強大的互動和數據統計功能，可有效提高效率，實現形式多樣的學習形式，豐富課堂內容。微課對抽象的機理學習作用明顯，學生表示喜歡微課講解的學習方式，并且對知識掌握印象深刻。實驗操作視的頻針對輔導，改善了傳統教師課上現場講解效率低的問題，有效解決以往學生圍觀教師一人，無法觀看清晰的問題。仿真軟件的使用是現有階段提高學生實踐能力的有效途徑。

(3)教學元素豐富性

在現有階段針對本單元內容的教學實施情況來看，存在不足，并有更美好的期盼。學生實踐能力的鍛煉提升仍然受到課堂教學的局限，盡管仿真操作推動了發展，但還有更大的空間。在后續改革中從技術層面希望能夠建設開發如VR，遠程視真等資源，提高工藝的真實度和可操作性，同時希望可以達成深度融合的校企合作。