水污染控制工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革探討

王曉　牛海林

摘要：在水污染控制工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革中，針對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)，建立“三層次”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)和強(qiáng)化“兩個(gè)能力培養(yǎng)”的工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)效果，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）14-0150-02

目前的環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生存在工程實(shí)踐意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)較薄弱，適應(yīng)能力和運(yùn)用學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力不足等問題。分析原因，一方面是學(xué)生通過(guò)應(yīng)試教育的模式升入大學(xué)，學(xué)生缺乏對(duì)知識(shí)的掌握和能力培養(yǎng)的主動(dòng)性；另一方面在教學(xué)中存在重理論、輕實(shí)踐，重分析、輕綜合，重個(gè)體、輕協(xié)作，重傳統(tǒng)、輕創(chuàng)新等問題。如何提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、綜合分析能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)造創(chuàng)新能力是我們面臨的教學(xué)改革和實(shí)踐的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。水污染控制工程課程建設(shè)是圍繞國(guó)家環(huán)保產(chǎn)業(yè)的需求和發(fā)展，圍繞高等教育高級(jí)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，圍繞西部經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)高校學(xué)科建設(shè)的定位，圍繞課程理論教學(xué)有特點(diǎn)地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），構(gòu)建和發(fā)展具有特色的課程體系的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

一、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的構(gòu)成

水污染控制工程課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)組成了課程體系。理論教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)，而實(shí)踐教學(xué)有是理論教學(xué)的應(yīng)用和目標(biāo)[1]。因此，在教學(xué)中各環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)，有機(jī)結(jié)合，避免出現(xiàn)脫節(jié)和重復(fù)。培養(yǎng)學(xué)生以不同的思維視角觀察問題與解決問題，在堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)積淀基礎(chǔ)上，較好地解決實(shí)踐中各類問題。在教學(xué)改革與實(shí)踐中重點(diǎn)強(qiáng)化工程教育和實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工程能力。課程體系中的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要包括專業(yè)實(shí)驗(yàn)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等環(huán)節(jié)。針對(duì)社會(huì)對(duì)環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中建立演示驗(yàn)證（必修）、綜合設(shè)計(jì)（必修）、研究探索（選修）的“三層次”實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)堅(jiān)持以“創(chuàng)新與工程設(shè)計(jì)兩個(gè)能力”培養(yǎng)目標(biāo)為中心，強(qiáng)化實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)效果。

二、“三層次”實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)

環(huán)境工程專業(yè)是多學(xué)科的交叉學(xué)科，需要如化學(xué)、化學(xué)工程、材料化學(xué)等學(xué)科的理論、實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)來(lái)支撐、擴(kuò)展和延伸自己的內(nèi)涵和外延[2]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本任務(wù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練和培養(yǎng)，使學(xué)生能夠完整地、系統(tǒng)地掌握實(shí)驗(yàn)的基本原理、方法和技能以及實(shí)驗(yàn)技巧等。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)際的聯(lián)系，掌握技能，并能在此過(guò)程中提出問題，促進(jìn)思考，從而使解決問題的能力得到提升，達(dá)到自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目的[3]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，將原實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)安排和內(nèi)容進(jìn)行改革，改變?cè)瓉?lái)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與理論課程學(xué)習(xí)同時(shí)進(jìn)行，以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。對(duì)環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行調(diào)整，在完成基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，將水、氣、固、聲的專業(yè)實(shí)驗(yàn)整合為一門環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)，共48學(xué)時(shí)，集中在第七學(xué)期末的兩周內(nèi)進(jìn)行，其中水方面專業(yè)實(shí)驗(yàn)25學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)使學(xué)生不僅鞏固了理論知識(shí)，訓(xùn)練分析、判斷、綜合邏輯思維能力和獨(dú)立解決問題的能力，還初步培養(yǎng)開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.強(qiáng)化演示驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。專業(yè)實(shí)驗(yàn)中演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是不可缺少的，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，加強(qiáng)動(dòng)手能力和思維能力。演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了水中常見陰離子的測(cè)定、顆粒自由沉降實(shí)驗(yàn)、離子交換實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容，同時(shí)注意專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不重復(fù)設(shè)置。

2.突出以學(xué)生為主的原則，開設(shè)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主，教師為輔的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。設(shè)置了混凝+過(guò)濾（吸附）實(shí)驗(yàn)、含重金屬酸性廢水處理實(shí)驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本原理，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需藥品、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行講解和回答學(xué)生提出的問題。通過(guò)訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)方法、分析儀器使用等方面知識(shí)的運(yùn)用，提高了他們的知識(shí)綜合運(yùn)用能力、觀察能力和動(dòng)手能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力，開設(shè)研究探索型實(shí)驗(yàn)。在研究探索型實(shí)驗(yàn)中開設(shè)了生物轉(zhuǎn)盤處理生活污水的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)和結(jié)合大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、教師科研的研究型實(shí)驗(yàn)。在生物轉(zhuǎn)盤處理生活污水的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)路線，設(shè)計(jì)諸多影響因素對(duì)生物轉(zhuǎn)盤生化處理生活污水的各指標(biāo)的去除效率，自行選擇1～2個(gè)影響因素和1～2個(gè)指標(biāo)的去除效率完成實(shí)驗(yàn)。掌握實(shí)驗(yàn)原理，完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)論。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生鞏固了理論知識(shí)和水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定方法，進(jìn)行了文獻(xiàn)閱讀訓(xùn)練，迫使學(xué)生進(jìn)行深層次的思考，如比較和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果合理性，分析生物轉(zhuǎn)盤后續(xù)四個(gè)生化池溶解氧，回流比等對(duì)去除效率的影響。在大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、教師科研的研究實(shí)驗(yàn)中是鼓勵(lì)學(xué)生積極申請(qǐng)每年的大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目，鼓勵(lì)教師結(jié)合自己的課題研究，引導(dǎo)學(xué)生參與部分研究工作。通過(guò)科研經(jīng)歷養(yǎng)成學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度，學(xué)會(huì)搜集資料、查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

三、強(qiáng)化“兩個(gè)能力培養(yǎng)”的工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)，為更好推動(dòng)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，學(xué)院多渠道積極加強(qiáng)對(duì)外聯(lián)系，建立多家典型水處理運(yùn)行單位作為校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，為學(xué)生提供了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等實(shí)踐環(huán)節(jié)的場(chǎng)所，有力地保障了本科生實(shí)踐能力的培養(yǎng)效果。由于用人單位往往更青睞有一定環(huán)境工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐操作能力的學(xué)生，因此在教學(xué)過(guò)程中必須加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等教學(xué)環(huán)節(jié)訓(xùn)練。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，把所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力；通過(guò)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)的實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和系統(tǒng)解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生在工程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力方面都得到較系統(tǒng)的訓(xùn)練和全方位的提高。

水污染控制工程的課程設(shè)計(jì)，時(shí)間為一周，每2～3人一組，在理論教學(xué)內(nèi)容完成后進(jìn)行。要求學(xué)生完成一個(gè)設(shè)定進(jìn)、出水水質(zhì)工藝方案的設(shè)計(jì)，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行工藝計(jì)算，繪制圖紙、完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫，完成一個(gè)典型水污染治理工程的方案設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)行工程設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練。

認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思想，包括對(duì)企業(yè)生產(chǎn)和典型工藝的感知、對(duì)職業(yè)的成就感，主要以查閱資料結(jié)合實(shí)地參觀為主。生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)與理論教學(xué)相銜接，結(jié)合實(shí)習(xí)基地的具體情況，熟悉典型水污染控制工程處理工藝、單元處理技術(shù)與設(shè)備、處理效率，加深和鞏固對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解。生產(chǎn)實(shí)習(xí)選擇企業(yè)運(yùn)行穩(wěn)定的生活污水處理廠，進(jìn)行各工段跟班生產(chǎn)，掌握企業(yè)概況，工藝技術(shù)和運(yùn)行參數(shù)，主要構(gòu)筑物和設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行指標(biāo)，自動(dòng)控制和能源狀況。提高學(xué)生水污染治理工程設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐能力和施工能力。

畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）在第七學(xué)期末根據(jù)學(xué)生自主選擇進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文，嚴(yán)格做到一人一題，指導(dǎo)老師下達(dá)任務(wù)書。第八學(xué)期開學(xué)提交開題報(bào)告進(jìn)行答辯。進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)到相關(guān)企業(yè)再次進(jìn)行實(shí)習(xí)，依據(jù)任務(wù)書內(nèi)容資料收集；選擇畢業(yè)論文的同學(xué)按照任務(wù)內(nèi)容要求進(jìn)行大型儀器的操作學(xué)習(xí)、主要實(shí)驗(yàn)手段和方法的學(xué)習(xí)、完成實(shí)驗(yàn)材料設(shè)備的準(zhǔn)備工作，初步培養(yǎng)學(xué)生的科研能力，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。通過(guò)工程實(shí)踐的系統(tǒng)訓(xùn)練，使學(xué)生增強(qiáng)工程實(shí)踐能力與應(yīng)用能力，突出綜合性、整體性和系統(tǒng)性思維的訓(xùn)練。

四、結(jié)語(yǔ)

在高等教育改革中，提升學(xué)生工程實(shí)踐與科研創(chuàng)新“兩個(gè)能力”培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生工程意識(shí)，對(duì)于全面提高教育質(zhì)量具有十分重要的意義，從而可以達(dá)到培養(yǎng)適合區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)的環(huán)境工程專業(yè)高級(jí)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

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