《水污染控制工程》教学改革与课程建设

[摘要]水污染控制工程是高等学校环境工程专业的一门重要核心专业课。通过多年的教学实践和体会，以及对当前教学现状的分析，提出了该课程改革的设想，并进行了初步的实践，取得了较好的教学效果。

[关键词]水污染控制工程；教学实践；课程改革

【中图分类号】G640

基金项目：江苏省"十二五"高等学校重点建设专业资助项目

《水污染控制工程》课程是环境工程专业的主干课程，其教学效果和教学改革直接关系到环境工程专业学生的理论知识水平和工程技能。在环境工程专业人才培养方案与教学计划中，一直将《水污染控制工程》列为环境工程专业的主干课程。毫无疑问，《水污染控制工程》课程教学内容与教学体系是否合理，教学水平与教学质量如何，对环境工程学生的专业素养以及在就业市场的竞争起着至关重要的作用。我校环境工程专业是一个较新的专业，专业积淀较薄，课程的建设与教学改革起步较晚。通过几年的教学实践以及教师们的共同努力，我们在课程的体系、教学内容、课堂教学、教学方法等方面进行了一些研究探索与实践，有了一些新的认识。

一、课程教学的现状及问题

目前，我专业《水污染控制工程》课程体系包括三个部分：理论教学、课程实验及课程设计。各部分的主要内容如下：①课程理论教学：污水的物理处理、污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础、活性污泥法理论与设计、生物膜法基本理论与设计计算、稳定塘污水的土地处理、污水的厌氧生物处理、污水的化学与物理化学处理、城市污水回用基本理论与技术方法、污泥的处理与处置技术、污水处理厂的设计等。②课程实验：混凝沉淀实验、活性污泥性质的测定实验。③课程设计：在理论教学与实验教学结束后，课程设计用两周时间进行，具体内容为根据不同企业排放废水的水质和水量等诸多参数，要求学生确定废水处理的工艺，进而进行物化处理或生物处理某单元的设计与计算。这其中包括单元构筑物设计的内容、方法及步骤、污染控制系统的设计方案、设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书。以上环节旨在使学生掌握水污染控制的基本理论、各种控制方法的过程分析及典型废水处理的工艺单元设计计算，培养学生分析和解决水污染控制工程问题的能力，为学生进行水污染控制工程设计、科研及技术管理打下必要的基础。

要完成本课程的教学任务，培养水污染控制方面的合格人才，从目前的教学来看，还存在诸多问题。主要问题在于：现有教改对教学理念、内容、手段、方法和模式等的"改革"不够彻底，是在不触动原有体系的基础上的"改良"，未能对其实施"大手术"。主要表现在：

1.教学理念：重视知识的传授，重视智力的培养而轻视能力、情感的培养。

2.教学内容：各类教材大同小异，没能超出既定模式，无法体现我校的特色。

3.教学手段：仅仅是用课件代替以前的教案，用一块白幕代替了一块黑板，没有从根本上改进教学手段。

4.教学模式：目前仍保持典型的以教师为中心的教学模式，虽然也曾尝试进行改革，但形式的多样化不够，学生学习的主动性未得到充分的调动。

5.存在理论教学与实践教学脱节的现象，例如现有的实验设备台套少，种类不多，仅具备完成最基本几个验证实验。课程设计仅停留在理论计算上，缺乏实际应用性。

二、明确课程建设与改革目标

《水污染控制工程》课程内容多，学科综合性强，涵盖物理学、物理化学、生物化学等学科，既有理论性很强的生化反应动力学，以及物理化学吸收、吸附、净化动力学内容，又有工程实践性要求很高的各类处理装置结构、特点与技术。因此，教学要求高，有待于教学研究与改革的内容和领域很多，需要我们进行深入探讨与研究，认真做好课程教学规划工作。

我专业《水污染控制工程》课程教学组在充分分析本课程特点和学科地位的基础上，制定本课程的改革与建设的目标。

1.能系统完整地学习和掌握污水处理、工程设计和运行管理的基础理论和方法；

2.掌握污水物理处理的设计、计算及运行管理方面的基本技能；

3.掌握污水生物厌氧、好氧处理的基本原理、设计、计算及运行管理方面的基本技能；

4.培养学生对污水处理工程基础理论的理解，掌握分析问题，解决问题的能力，初步具备进行各类污水处理工艺设计计算的能力；

5.通过课程设计，培养学生独立进行城市污水和工业废水处理厂的工艺方案优选和设计计算，同时编制工程设计文件和绘制CAD图。

三、课程教学改革的主要方法和措施

1.改革教学方法

传统意义上的教学是教师讲、学生听的单向信息传递，是以教师为中心的教学模式。教学设计是教师围绕如何"教"而展开，很少涉及学生如何"学"，学生能否开发智力，是否培养了主动学习能力等等问题往往被忽略了。教改过程中，课程组将"启发式"课堂教学模式运用于教学。"启发式"教学注重和强调学生是学习的主体，教学的根本目的是促进学生由被动接受到主动思考的转变。教师作为教学活动的组织者、指导者、参与者和研究者，不只是让学生被动地接受知识，而是在以学生为中心，以学生发展为本的原则下研究如何教，让学生通过独立学习、独立思考，接受知识、消化和理解知识。师生在教学互动中达成默契，共同发展。

培养和唤醒学生的学习主体意识，可以从以下几方面入手

（1）在课程教学开始之初，要着重向学生强调该课程的应用性和实践性特征，唤醒学生的学习主体意识，通过工程实例介绍，提醒他们水污染控制工程就存在于现代社会每个人（包括学生自身）的日常生活中，并对人们的生活质量高低有直接的影响，如此可消除学生对知识的陌生感，提高学习兴趣。

（2）在课程实践教学实施过程中，通过工程现场参观、现场图纸讲解，迅速缩短学生的学习生活与工程实践之间的距离；注意引导学生结合课程内容、进度和个人兴趣，利用计算机网络等现代信息手段搜索和查阅有关技术信息和工程资料，加深对课堂知识的理解，鼓励学生就教材外的相关知识进行相互探讨，及时肯定他们就技术问题提出的积极想法，帮助他们理清思路，解决学习中的困难。

（3）在考核学习效果时，在注重考察学生对基础知识的整体把握水平的同时，应结合创新型人才培养目标，精心设置一部分开放型作业和考试试题，引导和鼓励学生提出多种可行的工程设计或施工方案，提出多种解决工程技术问题的思路。

总之，教师应将先进的"双向互动"的教育理念自始至终贯穿于教学的每一个具体环节中，将现有的"全程教导型"教学模式转变为"全程引导型"，充分调动学生的学习热情，使学生的学习能力、实践能力和创新能力获得逐步的提高。

2.优化课程内容和课程体系。我专业现用的《水污染控制工程》教材为1989年出版的，适用120学时左右。目前高校环境工程专业该课程学时数下调，如我校已调整为64学时，尽管水污染控制工程统编教材的基本内容尚能满足教学要求，但该教材存在着明显缺陷：

（1）内容庞杂、教材体系不尽合理；

（2）理论阐述过多，而工程设计和实践应用方面内容介绍不够。教材在理论联系实际，培养学生实际工程设计及管理能力上存在欠缺；

（3）本教材未能也不可能反映新的国内外研究、开发的水污染控制新技术、新成果。

为此，我们在教学中对教材内容做了较大幅度的凋整：根据培养方案课程体系的安排删去与本专业其他课程重复的"污水的化学与物理化学处理"和"污水的物理处理"两章中部分节次；压缩"污水生物处理"和"稳定塘和污水的土地处理"内容；将"沉砂池、沉淀池、气浮池的设计"、"活性污泥法"、"生物膜法"、"污水厌氧生物处理"及"污泥的处理与处置"内容作为主讲内容，增讲"新技术专题讲座"，突出反映国内外污水处理的新理论和新技术。教学体系上将按照污染物的处理流程--控制技术为主线。克服现有教材体系繁、杂、全等编排上的欠缺，使课程内容在体系上更为合理，结构上更紧密。

3.重视实验教学。教学中将实验教学放在应有的位置，为满足基本实验教学需要，将主要实验单独列出一门实践性课程，在两周内完成。例如，"活性污泥性质的测定"设计为综合性实验。不仅要求学生掌握几项污泥性质指标的测定方法，同时要求学生通过实验加深对活性污泥性能的理解。故提前两周让学生自己到污水处理厂采集活性污泥样本，在实验室亲手培养污泥和观察活性污泥生物相、掌握污泥的生长过程，提前直观"亲近"和了解活性污泥。在实验课程设计安排中首先完成计划开出必开实验项目，再逐步开设选开实验项目，不断完善实验设施并提高实验水平。由于新建专业实验室底子薄，基础弱，待逐步完善。目前已完成第一步计划建设，开设出综合性实验、设计性实验。我们将根据实际情况，力争开出更多，更适合应用型人才培养的实验。

4.提高学生工程设计能力。课程设计是课程教学的重要组成部分，是培养学生工程设计能力和创新能力的实践教学重要环节。水污染控制工程是一门工程技术课程，加强学生的工程训练是十分必要的。在污水处理工艺流程选择与设计教学中，采用资料分析、案例讲解、观看DV教学录像及构筑物和机械设备图片，把工程计算、图纸、构筑物、设备有机结合起来，引导学生合理选择工程流程和工艺参数、认真进行设计计算、按标准规范绘制图纸、使用标准化环保设备等，给学生灌输行业标准规范、工艺技术实用性以及技术经济性等工程理念，提升学生工程设计能力。为促进理论与实践相结合，在教学过程中注意把本学术梯队的科研成果、设计的优质工程以及教学研究的最新成果引入教学中，同时布置大作业，并在教学过程后期参观城市污水处理厂和工业废水处理站，改变传统的教师课堂讲学模式，实行讲授-参观-实践这一师生共同参与的教学模式，使学生通过课程设计、同步大作业计算，思考、消化并充分利用所学的知识，这些措施较好地解决了以前课程设计内容简单，联系实际不紧密，假题假作现象。

5.完善学生成绩评价体系。考试是检验教学效果的重要手段，在目前重理论轻能力的教育体制下，学生更多地把注意力放在期末考试突击上，不利于主动学习和对学习全过程的积极参与，难于体现教改的精神。对此，我们在学生成绩考核中强化了平时各个教学环节，降低期末考试成绩比例的措施（平时测验占10%，作业和实践环节占20%，小组讨论和课堂回答问题占10%，期末考试60%），激励学生重视和积极参与学习的全过程，将能力培养、知识传授和素质教育融为一体，调动学生主动学习的积极性；同时，积极组织人力进行试题库建设，严格执行教考分离；考试方式上推行半开卷模式，使学生对知识的掌握重在理解和应用。而不是一味死记硬背。为公正，全面，真实地检验教学双方的情况，试卷命题严格按照大纲的要求，并兼顾基础理论、基本技能、知识归纳能力和知识应用能力，达到教与学的统一。

四、结束语

当前，我国高等教育改革已步人深化教学改革，提高教学质量的新阶段。提高高等教育教学质量既不是一蹴而就的事情，也并非望而难攀的工作，关键要找准突破口。我们还将不断地吸取国内外的同行的教学经验与成果，从教学中的各个细小环节人手，不断改善我们的教学方法，提高我们的教学水平，培养出适应社会不断发展需要的高水平的创新人才。

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