《水質(zhì)工程學(xué)》課程理論教學(xué)體系改革與探討

黃 健

（安徽建筑工業(yè)學(xué)院 環(huán)境與能源工程學(xué)院，安徽 合肥 230601）

1 課程概述

《水質(zhì)工程學(xué)》課程是隨著我國給水排水工程專業(yè)的方向改變而設(shè)置的課程，作為部分院校給水排水工程的一門專業(yè)核心課程.在給水排水工程專業(yè)指導(dǎo)委員會的引導(dǎo)下，我校引入該課程，作為給水排水工程專業(yè)的一門必修課程.該課程于2007年成為省級精品課程，并且在我校2007年給水排水工程專業(yè)評估和2012年復(fù)評中通過專家對本課程教學(xué)和設(shè)計的檢查，目前該課程的建設(shè)和教學(xué)改革正逐步進(jìn)入優(yōu)化完善階段.

《水質(zhì)工程學(xué)》課程是給水排水工程專業(yè)本科學(xué)生完成了基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)后接觸的主要專業(yè)課之一，它與給排水管網(wǎng)系統(tǒng)、建筑給排水系統(tǒng)等一起構(gòu)成了給排水科學(xué)與工程專業(yè)主干課程體系.

2 課程體系建設(shè)

《水質(zhì)工程學(xué)》課程理論建設(shè)包括教學(xué)大綱、教材、課程設(shè)計任務(wù)書及指導(dǎo)書、實(shí)習(xí)指導(dǎo)書、師資隊(duì)伍建設(shè)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)建設(shè)等內(nèi)容.目前隨著精品課程建設(shè)，已經(jīng)具有較好的課程理論體系.

2.1 課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求

本課程教學(xué)內(nèi)容和要求如下：了解水的性質(zhì)、飲用水水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及其與人體健康的關(guān)系等；了解水的污染指標(biāo)、污水特性、污水排放標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)、污水處理現(xiàn)狀與發(fā)展等；掌握水體（河流、湖泊.海洋、地下水等）污染的規(guī)律和危害、水體自凈過程，水體質(zhì)量評價及水污染防治措施等；了解反應(yīng)器的基本概念，掌握水的物理化學(xué)處理法、生物處理法以及污泥處理與處置的基本概念、基本理論與基本方法；基本掌握城市水質(zhì)工程和工業(yè)企業(yè)水質(zhì)處理工藝技術(shù)、方法以及新工藝與新技術(shù)的應(yīng)用條件，具有水質(zhì)工程的設(shè)計、運(yùn)行管理與科學(xué)研究的基本能力；熟悉城市和工業(yè)企業(yè)水質(zhì)工程設(shè)計中的方案選擇、設(shè)計計算的基本原理和基本方法，了解水質(zhì)工程設(shè)計特點(diǎn)、原則和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；熟悉污泥處理與處置設(shè)施的設(shè)計原理與計算方法；熟悉典型的特種水處理工藝及單體構(gòu)筑物的設(shè)計計算；了解主要水處理設(shè)備的工作原理和設(shè)計選型.

2.2 教學(xué)目的

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生全面系統(tǒng)地了解水和廢水的水質(zhì)特征與水質(zhì)指標(biāo)、水體污染與自凈的基本概念與理論，較扎實(shí)地掌握水處理的基本理論與方法，基本掌握主要水處理工藝，了解水處理工藝技術(shù)的最新發(fā)展，為將來從事本專業(yè)的工程設(shè)計、科研及水處理設(shè)施的運(yùn)行管理工作奠定必要的理論基礎(chǔ).

2.3 課程特點(diǎn)

本課程是一門培養(yǎng)學(xué)生有關(guān)水處理技術(shù)的基礎(chǔ)理論和設(shè)計能力的專業(yè)必修課程.課程內(nèi)容廣泛，涉及到不同專業(yè)學(xué)科理論和技術(shù)，如物理、化學(xué)、生物、工程技術(shù)等課程.用工程學(xué)的方法研究給水和廢水處理的工藝和工程技術(shù).

3 課程教學(xué)存在不足

3.1 學(xué)時數(shù)有待優(yōu)化

高校在“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的培養(yǎng)目標(biāo)要求下，普遍壓縮了專業(yè)課的學(xué)時數(shù).《水質(zhì)工程學(xué)》課程目前主要有兩個學(xué)期進(jìn)行授課，并增加了兩周課程設(shè)計內(nèi)容，安排的課時數(shù)為84學(xué)時，每學(xué)期42學(xué)時；《水質(zhì)工程學(xué)1》周學(xué)時為3個學(xué)時，14周課程完成理論教學(xué)；《水質(zhì)工程學(xué)2》周學(xué)時為6學(xué)時，7周課程完成理論教學(xué).這對于一門核心課程來說，難度較大，學(xué)生在課程學(xué)習(xí)出現(xiàn)課時緊迫的感覺，教師也難以在有限的學(xué)時內(nèi)完成規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容.

3.2 教學(xué)內(nèi)容有待充實(shí)

由于《水質(zhì)工程學(xué)》已經(jīng)發(fā)展成為一門理論和應(yīng)用性都很強(qiáng)的學(xué)科，隨著水處理理論和技術(shù)的快速發(fā)展，許多新理論、新技術(shù)、新設(shè)備等不斷涌現(xiàn)，并在實(shí)際工程規(guī)劃、設(shè)計和施工中得以廣泛應(yīng)用.但是教材的改革滯后，教師在教學(xué)中有必要將其納入教學(xué)內(nèi)容，使得教學(xué)內(nèi)容的增加.

3.3 教材內(nèi)容需更新

目前《水質(zhì)工程學(xué)》教材中采用的規(guī)范是舊版本，部分學(xué)生在自學(xué)過程中沒有發(fā)現(xiàn)這樣的問題，以致在課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計出現(xiàn)引用規(guī)范的錯誤.《水質(zhì)工程學(xué)》教材內(nèi)容以理論為主，缺少設(shè)計方面內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)普遍感到枯燥乏味，作為工程類的學(xué)生，學(xué)生比較感興趣于工程設(shè)計.

3.4 學(xué)生動手能力需進(jìn)一步加強(qiáng)

給排水科學(xué)與工程專業(yè)在培養(yǎng)計劃改革后，《水質(zhì)工程學(xué)》課程有給水工程和污水工程課程設(shè)計.在近幾年的設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對于繪圖的基本知識欠缺，存在圖紙表達(dá)能力較差，對標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范了解不足等現(xiàn)象，學(xué)生在設(shè)計中的創(chuàng)造性不強(qiáng)，缺少設(shè)計思想.造成這種現(xiàn)象的原因很多是因?yàn)閷φn程基礎(chǔ)理論知識掌握不足，不會在應(yīng)用中融會貫通.

4 課程理論教學(xué)改革

4.1 課程內(nèi)容及教學(xué)設(shè)置

依據(jù)1999年建設(shè)部給排水科學(xué)與工程專業(yè)指導(dǎo)委員會提出的專業(yè)教學(xué)基本框架和培養(yǎng)方案，在理順學(xué)科內(nèi)相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容和不影響10門主干課程的基礎(chǔ)上，包括《水質(zhì)工程學(xué)》在內(nèi)，要使課程結(jié)構(gòu)內(nèi)容合理、整體優(yōu)化.課程組確定了《水質(zhì)工程學(xué)》課程與其他課程的聯(lián)系與分工，加強(qiáng)其前續(xù)課程包括《普通化學(xué)》、《水分析化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》、《水力學(xué)》、《環(huán)境微生物學(xué)》《環(huán)境監(jiān)測》等學(xué)習(xí)，對學(xué)生入學(xué)進(jìn)行專業(yè)教育時應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)課程間的聯(lián)系.課程教學(xué)共有五位教師共同完成，每位教師按照自己專業(yè)和研究方向確定授課內(nèi)容，把自己研究方向和課程內(nèi)容聯(lián)系，使學(xué)生更好地掌握課程內(nèi)容.

在學(xué)時安排上，目前分兩個學(xué)期進(jìn)行講授，兩個課程設(shè)計主要安排在下一學(xué)期.而目前培養(yǎng)計劃中安排在第七學(xué)期完成，在第七學(xué)期中還有《水處理新技術(shù)》雙語教學(xué)課程，該課程需要在《水質(zhì)工程學(xué)》課程完成后進(jìn)行，以致安排《水質(zhì)工程學(xué)2》周學(xué)時為6學(xué)時，7周課程完成理論教學(xué)，課時較緊，學(xué)生接受比較困難.如果將《水質(zhì)工程學(xué)》課程安排在第六學(xué)期講授，我校04給排水專業(yè)實(shí)施過，但教學(xué)效果很不理想.所以需要優(yōu)化培養(yǎng)方案，合理安排《水質(zhì)工程學(xué)》課程學(xué)時，對于學(xué)生接受知識比較重要.

4.2 教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

該門課程的與工程實(shí)踐聯(lián)系密切，在教學(xué)方法和教學(xué)手段的使用上要達(dá)到提高學(xué)生的興趣、增強(qiáng)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解、提高學(xué)生的能力等效果.通過課程組教師多年的探索和努力，將課程內(nèi)容課程教學(xué)逐漸由講授為主轉(zhuǎn)變?yōu)橹v授、課堂討論、課堂教學(xué)與實(shí)踐性教學(xué)穿插進(jìn)行、理論與實(shí)際工程相結(jié)合、舉辦學(xué)術(shù)報告等多種形式的教學(xué)方式，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng).

在教學(xué)改革上，主要采取了以下措施：將大量的工程實(shí)例引入教學(xué)過程，通過工程實(shí)例把要講授的知識有機(jī)地組織在一起；每學(xué)期舉辦不少于兩次學(xué)術(shù)報告，開闊學(xué)生的視野；在課程進(jìn)行的若干階級，開展專題討論；注意運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段，如使用投影儀、多媒體進(jìn)行教學(xué)，擴(kuò)大了信息量，提高了教學(xué)效果；在課程教學(xué)中，安排了教學(xué)實(shí)習(xí)，使學(xué)生對課程中涉及到的水處理設(shè)施有感性的認(rèn)識；改變傳統(tǒng)式教學(xué)方式，使學(xué)生的學(xué)習(xí)從被動接納轉(zhuǎn)為主動吸收.

4.3 教材改革

前已敘述目前教材建設(shè)的滯后，需要進(jìn)一步完善課程教材的建設(shè)，把新理論、新方法、新設(shè)備等加入到教材中，在逐步規(guī)范教學(xué)內(nèi)容和積累經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，完成相關(guān)課程的教材編寫工作.積極與專業(yè)同行交流，參加課程研討會議，使本課程成為水處理理論和適用性很強(qiáng)的教材.

為更好地配合基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)，應(yīng)加快編寫水質(zhì)工程學(xué)輔助設(shè)計教材，以便于學(xué)生掌握設(shè)計理論知識.目前由哈工大編寫的《水處理工程設(shè)計計算》中有較多的工程設(shè)計知識，該書可以作為課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計的參考教材.

4.4 加強(qiáng)與實(shí)際結(jié)合

根據(jù)我校實(shí)際情況，給水排水工程專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)是具有從事給水排水工程規(guī)劃與設(shè)計、水質(zhì)分析與監(jiān)測、給排水工程施工組織與管理、給排水工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、給排水工藝運(yùn)行與管理等本專業(yè)業(yè)務(wù)工作的能力與素質(zhì)；具有一定的相近專業(yè)業(yè)務(wù)工作的能力與素質(zhì)；具有水工藝與工程方面的科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)的基本能力與素質(zhì).因此，基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)對加強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力有重要的意義.

目前，給水排水工程注冊公用設(shè)備工程師執(zhí)業(yè)資格考試于2005年正式開始，其考試內(nèi)容中對于水質(zhì)工程學(xué)偏重于理論知識，所以要在教學(xué)過程中加強(qiáng)與注冊工程師考試的要求相適應(yīng).

對于現(xiàn)有教材中的一些規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)知識要在理論教學(xué)中傳達(dá)給學(xué)生.例如2006年6月實(shí)施的《室外給水設(shè)計規(guī)范》（GB50013-2006）和《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB50013-2006），在教學(xué)過程中需要及時將修訂內(nèi)容結(jié)合在PPT上，對后面的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等實(shí)踐性環(huán)節(jié)均按照新規(guī)范執(zhí)行.

4.5 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

多媒體建設(shè)：隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，特別是多媒體的出現(xiàn)為教學(xué)帶來很大益處.所以在課程教學(xué)改革中要積極開發(fā)和利用現(xiàn)代教學(xué)手段如電子教材、電子課件（錄像、圖片、模型、幻燈等）、多媒體課件、等等，運(yùn)用多媒體技術(shù)，可以將抽象的概念、原理，難以理解的設(shè)施、構(gòu)筑物及流程等形象生動地表達(dá)出來，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)欲望和興趣，調(diào)動了學(xué)生的積極性.在一定程度上，多媒體教學(xué)還彌補(bǔ)了現(xiàn)有課時的不足.

試題庫建設(shè)：在精品課程建設(shè)的基礎(chǔ)上，完善試題庫的建設(shè)，在編寫試題要注重學(xué)生對于理論知識的把握，重點(diǎn)考查學(xué)生的基礎(chǔ)理論，并結(jié)合工程進(jìn)行理論計算.使學(xué)生在平時的教學(xué)過程中可以通過試題庫更好的了解課程知識，并在每一章節(jié)結(jié)束后布置課程作業(yè).

5 結(jié)語

根據(jù)安徽建筑工業(yè)學(xué)院給排水科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)實(shí)踐的要求，在《水質(zhì)工程學(xué)》這門課程建設(shè)上做的一些試探性改革方法并進(jìn)行探討.按照課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展要求，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，積極開發(fā)利用多媒體教學(xué)手段，通過實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計和工程能力.要提高《水質(zhì)工程學(xué)》的理論教學(xué)質(zhì)量，需要在師資隊(duì)伍、教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、教材建設(shè)、教學(xué)體系以及教學(xué)方法和過程等方面進(jìn)行全面的改革探討，以期使其成為國家級精品課程，更好地服務(wù)于學(xué)生適應(yīng)當(dāng)前社會對給排水專業(yè)人才的需求.

〔1〕李圭白，張杰.水質(zhì)工程學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

〔2〕張建峰、黃廷林.基于“卓越工程師”目標(biāo)下的給水排水工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2011，30（5）：93-96.

〔3〕高等學(xué)校土建學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會，給水排水工程專業(yè)指導(dǎo)委員會. 全國高等學(xué)校土建類專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案及主干課程教學(xué)基本要求——給水排水工程[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

〔4〕韓洪軍，杜茂安.水處理工程設(shè)計計算[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.