论文部分内容阅读
摘 要：为满足环境工程专业人才培养的需求，结合水污染控制工程的特点，对其教学内容及课程体系进行了优化；通过加强实践教学和改进教学方法及手段，提高教学效果。
关键词：水污染控制工程；教学体系；内容优化；教学方法
Optimize the curriculum system to improve the teaching effects
Li Shugeng1， Wang Xiaohong1， Zhang Liqiu2， Fang Qian2
Guangzhou university， Guangzhou， 510006， China
Abstract： According to the requirements of training environment engineering professionals and course characteristics of water pollution control engineering， the paper specially described the optimization of teaching contents and curriculum system. To improve teaching effects， practical teaching should be strengthened and teaching methods should be reformed at the same time.
Key words： water pollution control engineering； teaching system； contents optimization； teaching methods
水污染控制工程作为环境工程本科专业重要的专业课，是一门工程应用性极强的专业课程。学生通过对该课程的学习，可以系统地了解和掌握各种水污染控制技术的原理，并能运用理论和方法解决实际废水处理问题[1]。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。但随着对培养人才规格要求的日益提高，我们深切地认识到，仅对单门课程教学内容、方法和手段的建设和改革，难以促进专业教学的整体提升。尤其是对于专业课程而言，要提高其教学效果，除了课程本身的改革外，与其相关的其他专业课及实践类课程（包括水处理新技术、水处理实验技术、课程设计、毕业设计及相关的专业实习）改革也是十分必要的。因此，在教学过程中，除对课程的教学内容进行改革，还要对与之相关的课程体系进行整体优化，进而提高学生的专业水平，培养学生的实践能力和综合素质。
1 课程体系的优化与整合
1.1 内容框架体系上的优化整合
现行各种教材采用的编写体系是按照废水或污水中污染物的不同存在状态，分别介绍各种分离和转化处理方法的理论及有关单元操作。这种编写方式有利于学生掌握有关的基本理论和原理，但在培养学生综合运用知识解决实际问题的能力方面存在不足，因此有必要对内容框架体系进行优化。
根据“知识利用体系”的观念，从知识利用的角度将课程不同的知识层次分为原理性知识、工具类知识和应用型知识3个层次，依据课程特点进行课程内容的组合与整合，达到精简和优化的目的[2]。水污染控制工程课程涉及物理、化学、生物、化工、流体力学、工程制图、工程经济学等多门学科知识，在课程框架体系优化时要密切联系相关学科知识，在避免知识点重复的同时，要注重培养学生的实践应用能力。对不同层次的知识点，要有所侧重，例如在课程开始涉及污水的污染指标时，BOD，COD等指标学生在环境监测课程中已经学到，并且还进行过实验测定，此时这些指标的定义和概念就不再是重点内容，重点应放在这些指标在实际中的具体应用，尤其是BOD与COD的比值用于判断污水的可生化性的应用；再例如，在污水的生物处理章节会涉及微生物相关的知识，这些知识很多在环境微生物课程中都有涉及，在提到时一带而过就行，像微生物的生长曲线相关内容，学生能根据以往知识把它分为4个阶段（适应期、对数增长期、稳定期、衰亡期），教师应该把重点放在生长曲线的具体应用上，如这4个时期在污水处理时都出现在什么时候、处理效果好时应该让微生物处于什么时期等，注重理论知识点和应用型知识点的结合。对于工具类的知识，如计算图和计算表，它们的理论大都来源于流体力学，此时所涉及的理论已不属于水污染控制工程课程范畴，应该让学生课下进行自学回顾，而这些工具的使用方法，尤其是通过查图表获得的结果是否合适，应该是主要的课堂内容。当然，和水污染控制相关的基础课程在进行改革时也需要注意和水污染控制工程内容的相关性，相关内容要详细讲解，同时避免出现“真空”，即漏掉后续专业课程需要的基础知识。
1.2 内容的容量整合
在教学内容上，由于污水处理技术及理论的不断创新和发展，教材内容落后于实践，因此主要从两个方面进行教学容量的补充：一是，在理论上补充和水污染控制相关的新技术及新理论，不断更新和充实课程教学内容；二是，适当增加实际工程案例，使教学和工程实践能更好地结合，以利于提高学生的实践能力。例如，在脱氮除磷教学章节内，补充最新的脱氮除磷最新研究进展，如反硝化除磷及多污泥系统的生物脱氮除磷工艺等，同时也会介绍一些最新的研究热点；教师也可以把科研成果融入教学内容中，扩展学生的知识面。工程实例的介绍，一方面包括水质复杂的工业废水工艺设计，另一方面是对已有的工程实例现存问题进行介绍，让学生对症下药，进行改进升级。
另外，水污染控制工程课程已开设双语教学，所以在内容上也应考虑中英文教材的结合[3]。
1.3 加强实践环节建设
水污染控制工程是一门实践性很强的课程，课堂教学所传授的理论知识与课外参观实践紧密结合起来，可以起到事半功倍的效果[4]。教师在注重理论课讲授的同时，更应注重其与实践教学的紧密配合。实践教学主要包括实验教学、课程设计、毕业设计以及校外实习等内容。 在实验教学方面，开设综合性、设计性实验，让学生自己设计实验方案，注重培养学生解决实际问题的能力。为了和理论课程双语教学的配套，要求学生在撰写设计性实验报告时，按照科技论文的形式书写，并且增加中英文摘要内容，保证双语教学的应用效果。同时鼓励学生积极参与教师的科研实验，并积极申报学生的创新实验，让学生的科研实践能力进一步加强。
在课程设计及毕业设计方面，为培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力，教师在出题时，尽量让设计题目和实际工程接近或直接采用实际工程的数据布置设计任务，让学生全面考虑问题，并且一开始就要求学生进行多方案比较，选出较优方案后再进行后续设计。在设计过程中，让学生成为主体设计者，教师只起到答疑指导作用。在课程设计过程中，基于“卓越工程”的理念，让学生分组对相同的题目进行设计，最后采用招投标答辩的方式选出设计最优化的一组。教师在设计过程中是指导者，在答辩过程中模拟招投标的专家进行提问，这种形式既锻炼学生的设计能力，又锻炼他们的总结归纳和口头表达能力，并能通过对比发现自己设计过程中的不足。通过这种形式也让学生了解实际工程中招投标的具体流程，能在最大程度上实现与今后工作的接轨。
在实习方面，建立稳定的校外实习基地，保证学生的实习时间和质量。在实习过程中，课程主讲教师或请厂方有经验的工程师进行现场讲解，提高学生的感性认识，让学生在实践中加深对所学理论知识的理解与应用。尤其值得一提的是，在进行为期2周的生产实习时，让学生每天都跟生产班在污水厂进行实习，这种形式既能让学生对水厂的工艺进行全面了解，又能明确各班组的主要职责，还能参与实际生产过程，如进行水样采集、进行现场监控等工作；在实习之初，教师会在实习指导书中给学生提出和实习内容相关的问题，让学生带着问题去实习，使得他们的实习能有所侧重。这种形式让学生在现场学习的同时还能进一步接触生产实际，可谓一举多得。
2 教学方法与手段的改革
在教学过程中，师生双方为实现一定教学目的、完成一定教学任务而采取教与学相互作用的活动方式统称为教学方法。要提高教学质量，研究和改进教学方法和手段是一个重要环节。
2.1 注重现代媒体与传统媒体的结合
目前，水污染控制工程的学时数被压缩（从最初的72学时变为现在的54学时），而该课程所涉及的内容又需要不断融入新知识，解决这一矛盾的办法就是采用多媒体授课，一方面，可以减少教师板书的时间，增加单位时间教授的知识量；另一方面，许多视频及动画演示使学生难以理解的内容变得生动、直观，如构筑物内部构造及一些设施的运行等，再加上教师的讲解，会让学生记忆深刻，易于掌握。教师也可以把实习实践过程中接触的实际工程以图片、视频的形式展示给学生，让教学内容和实际更加贴近。当然，多媒体也有其不足之处，如在讲解例题时，由于PPT的翻页，使得前后内容连贯性差，此时板书就有了不可替代的优势，因其在板书教学过程的同时，给学生留下了理解消化的时间，并且能灵活地进行教学[5]，所以在授课的过程中也常用到，尤其是在讲解设计计算及分析参数间的相互关系时，用板书来逐步分析，效果会大大好过多媒体的展示。
因此对于工程类的课程，在讲授过程中一定要注重现代媒体和板书的合理选用，二者缺一不可。
2.2 教学过程注重师生交流
课堂上多媒体的使用增多后，教师极易出现坐在电脑前口若悬河、滔滔不绝地进行“填鸭式”授课的现象，此种教学方式切不可取，这样的结果经常使得教与学分离，教师学生各顾各的，教学效果大打折扣。所以在教学过程中，一定要注重师生的交流。
（1）教师在上课过程中多使用肢体语言。据统计，在人与人的交流中，80%的信息是通过肢体语言来表达的，肢体语言包括面部表情、手势、眼神变化等一系列整套动作。教师在授课过程中，应该有表情的变化、适当的手势，更需要跟学生进行必要的眼神交流，在用PPT打出文字之后，教师也应该多在讲台上走动以增加表现肢体语言的机会，甚至也可以用手臂对屏幕上的内容进行指点，这对提高讲课效果、树立教师正面形象具有积极作用。
（2）教师在讲授过程中多让学生参与其中，即多采用互动式教学，如讨论法、提问式和案例教学法等。课堂上提到学生学过的知识点时，让学生来讲能激起他们对以往知识的回顾；每堂课开始回顾上一次课的内容时，也可以让学生回顾讲解，效果好于教师单纯的重复。在分析一些问题时，也可以设问或提问的方法让学生参与其中。当然学生的回答有时也不一定全对，此时教师也要对学生的答案进行分析，找出原因，这样教师、学生间是互动的，教与学是相互促进的。
（3）教师在教学过程中注意学生的反应，有些较难的知识点学生可能一开始难以理解，从学生的表情上可以看出他们还有些迷惑时，教师就应该再进行详细的讲解，或者换一种方式进行讲解。当然，如果只有极少数学生尚未理解时，教师也不能为照顾极少数学生而影响教学进程，此时的处理办法就是课后单独答疑。
2.3 注重课堂教学与网络自学的结合
目前，水污染控制工程已建成网络课程，网上有教学大纲、电子教案、讲义、视频动画等大量教学资源，还包括学生自学指南、模拟试题、参考试卷、常用资料、参考书目及相关网站的友情链接等，不仅是课堂教学内容的补充，更大大丰富了学生课后的学习知识内容。教师也可适当布置一些和网络课程相关的课后作业，督促学生的自学。
另外，网络课程也设有单独的实践教学模块，其中包括一些实际工程案例、课程设计实例及以往学生设计中常见问题解答等内容，有助于学生课后学习，也有利于他们实践环节的顺利进行。
3 结束语
通过以上各方面的改革，优化后的课程体系如图1所示。
从体系本身来看，该课程的改革和建设是一项长期而系统的工程，只有在教学实践中不断完善，才能使改革后的体系具有较强的生命力，才有利于提高学生实践能力和综合素质。
参考文献
[1] 高廷耀，顾国维.水污染控制工程[M].北京：高等教育出版社，2007.
[2] 沈耀良.水污染控制工程课程体系及教学模式的改革研究[J].苏州城建环保学院学报，2000，13（1）：63-69.
[3] 李淑更，张立秋，王筱虹.水污染控制工程双语教学体系的构建[J].职业教育研究，2009（9）：152-153.
[4] 张敬东，黄种买，王红萍，张道斌.环境工程专业水污染控制工程课程教学方法和手段创新探索[J].高等理科教育，2003（S1）：106-108，120.
[5] 张敏江，韩景学，林慧.土木工程专业双语教学方法的探讨[J].沈阳建筑大学学报，2005，7（4）：343-345.
关键词：水污染控制工程；教学体系；内容优化；教学方法
Optimize the curriculum system to improve the teaching effects
Li Shugeng1， Wang Xiaohong1， Zhang Liqiu2， Fang Qian2
Guangzhou university， Guangzhou， 510006， China
Abstract： According to the requirements of training environment engineering professionals and course characteristics of water pollution control engineering， the paper specially described the optimization of teaching contents and curriculum system. To improve teaching effects， practical teaching should be strengthened and teaching methods should be reformed at the same time.
Key words： water pollution control engineering； teaching system； contents optimization； teaching methods
水污染控制工程作为环境工程本科专业重要的专业课，是一门工程应用性极强的专业课程。学生通过对该课程的学习，可以系统地了解和掌握各种水污染控制技术的原理，并能运用理论和方法解决实际废水处理问题[1]。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。但随着对培养人才规格要求的日益提高，我们深切地认识到，仅对单门课程教学内容、方法和手段的建设和改革，难以促进专业教学的整体提升。尤其是对于专业课程而言，要提高其教学效果，除了课程本身的改革外，与其相关的其他专业课及实践类课程（包括水处理新技术、水处理实验技术、课程设计、毕业设计及相关的专业实习）改革也是十分必要的。因此，在教学过程中，除对课程的教学内容进行改革，还要对与之相关的课程体系进行整体优化，进而提高学生的专业水平，培养学生的实践能力和综合素质。
1 课程体系的优化与整合
1.1 内容框架体系上的优化整合
现行各种教材采用的编写体系是按照废水或污水中污染物的不同存在状态，分别介绍各种分离和转化处理方法的理论及有关单元操作。这种编写方式有利于学生掌握有关的基本理论和原理，但在培养学生综合运用知识解决实际问题的能力方面存在不足，因此有必要对内容框架体系进行优化。
根据“知识利用体系”的观念，从知识利用的角度将课程不同的知识层次分为原理性知识、工具类知识和应用型知识3个层次，依据课程特点进行课程内容的组合与整合，达到精简和优化的目的[2]。水污染控制工程课程涉及物理、化学、生物、化工、流体力学、工程制图、工程经济学等多门学科知识，在课程框架体系优化时要密切联系相关学科知识，在避免知识点重复的同时，要注重培养学生的实践应用能力。对不同层次的知识点，要有所侧重，例如在课程开始涉及污水的污染指标时，BOD，COD等指标学生在环境监测课程中已经学到，并且还进行过实验测定，此时这些指标的定义和概念就不再是重点内容，重点应放在这些指标在实际中的具体应用，尤其是BOD与COD的比值用于判断污水的可生化性的应用；再例如，在污水的生物处理章节会涉及微生物相关的知识，这些知识很多在环境微生物课程中都有涉及，在提到时一带而过就行，像微生物的生长曲线相关内容，学生能根据以往知识把它分为4个阶段（适应期、对数增长期、稳定期、衰亡期），教师应该把重点放在生长曲线的具体应用上，如这4个时期在污水处理时都出现在什么时候、处理效果好时应该让微生物处于什么时期等，注重理论知识点和应用型知识点的结合。对于工具类的知识，如计算图和计算表，它们的理论大都来源于流体力学，此时所涉及的理论已不属于水污染控制工程课程范畴，应该让学生课下进行自学回顾，而这些工具的使用方法，尤其是通过查图表获得的结果是否合适，应该是主要的课堂内容。当然，和水污染控制相关的基础课程在进行改革时也需要注意和水污染控制工程内容的相关性，相关内容要详细讲解，同时避免出现“真空”，即漏掉后续专业课程需要的基础知识。
1.2 内容的容量整合
在教学内容上，由于污水处理技术及理论的不断创新和发展，教材内容落后于实践，因此主要从两个方面进行教学容量的补充：一是，在理论上补充和水污染控制相关的新技术及新理论，不断更新和充实课程教学内容；二是，适当增加实际工程案例，使教学和工程实践能更好地结合，以利于提高学生的实践能力。例如，在脱氮除磷教学章节内，补充最新的脱氮除磷最新研究进展，如反硝化除磷及多污泥系统的生物脱氮除磷工艺等，同时也会介绍一些最新的研究热点；教师也可以把科研成果融入教学内容中，扩展学生的知识面。工程实例的介绍，一方面包括水质复杂的工业废水工艺设计，另一方面是对已有的工程实例现存问题进行介绍，让学生对症下药，进行改进升级。
另外，水污染控制工程课程已开设双语教学，所以在内容上也应考虑中英文教材的结合[3]。
1.3 加强实践环节建设
水污染控制工程是一门实践性很强的课程，课堂教学所传授的理论知识与课外参观实践紧密结合起来，可以起到事半功倍的效果[4]。教师在注重理论课讲授的同时，更应注重其与实践教学的紧密配合。实践教学主要包括实验教学、课程设计、毕业设计以及校外实习等内容。 在实验教学方面，开设综合性、设计性实验，让学生自己设计实验方案，注重培养学生解决实际问题的能力。为了和理论课程双语教学的配套，要求学生在撰写设计性实验报告时，按照科技论文的形式书写，并且增加中英文摘要内容，保证双语教学的应用效果。同时鼓励学生积极参与教师的科研实验，并积极申报学生的创新实验，让学生的科研实践能力进一步加强。
在课程设计及毕业设计方面，为培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力，教师在出题时，尽量让设计题目和实际工程接近或直接采用实际工程的数据布置设计任务，让学生全面考虑问题，并且一开始就要求学生进行多方案比较，选出较优方案后再进行后续设计。在设计过程中，让学生成为主体设计者，教师只起到答疑指导作用。在课程设计过程中，基于“卓越工程”的理念，让学生分组对相同的题目进行设计，最后采用招投标答辩的方式选出设计最优化的一组。教师在设计过程中是指导者，在答辩过程中模拟招投标的专家进行提问，这种形式既锻炼学生的设计能力，又锻炼他们的总结归纳和口头表达能力，并能通过对比发现自己设计过程中的不足。通过这种形式也让学生了解实际工程中招投标的具体流程，能在最大程度上实现与今后工作的接轨。
在实习方面，建立稳定的校外实习基地，保证学生的实习时间和质量。在实习过程中，课程主讲教师或请厂方有经验的工程师进行现场讲解，提高学生的感性认识，让学生在实践中加深对所学理论知识的理解与应用。尤其值得一提的是，在进行为期2周的生产实习时，让学生每天都跟生产班在污水厂进行实习，这种形式既能让学生对水厂的工艺进行全面了解，又能明确各班组的主要职责，还能参与实际生产过程，如进行水样采集、进行现场监控等工作；在实习之初，教师会在实习指导书中给学生提出和实习内容相关的问题，让学生带着问题去实习，使得他们的实习能有所侧重。这种形式让学生在现场学习的同时还能进一步接触生产实际，可谓一举多得。
2 教学方法与手段的改革
在教学过程中，师生双方为实现一定教学目的、完成一定教学任务而采取教与学相互作用的活动方式统称为教学方法。要提高教学质量，研究和改进教学方法和手段是一个重要环节。
2.1 注重现代媒体与传统媒体的结合
目前，水污染控制工程的学时数被压缩（从最初的72学时变为现在的54学时），而该课程所涉及的内容又需要不断融入新知识，解决这一矛盾的办法就是采用多媒体授课，一方面，可以减少教师板书的时间，增加单位时间教授的知识量；另一方面，许多视频及动画演示使学生难以理解的内容变得生动、直观，如构筑物内部构造及一些设施的运行等，再加上教师的讲解，会让学生记忆深刻，易于掌握。教师也可以把实习实践过程中接触的实际工程以图片、视频的形式展示给学生，让教学内容和实际更加贴近。当然，多媒体也有其不足之处，如在讲解例题时，由于PPT的翻页，使得前后内容连贯性差，此时板书就有了不可替代的优势，因其在板书教学过程的同时，给学生留下了理解消化的时间，并且能灵活地进行教学[5]，所以在授课的过程中也常用到，尤其是在讲解设计计算及分析参数间的相互关系时，用板书来逐步分析，效果会大大好过多媒体的展示。
因此对于工程类的课程，在讲授过程中一定要注重现代媒体和板书的合理选用，二者缺一不可。
2.2 教学过程注重师生交流
课堂上多媒体的使用增多后，教师极易出现坐在电脑前口若悬河、滔滔不绝地进行“填鸭式”授课的现象，此种教学方式切不可取，这样的结果经常使得教与学分离，教师学生各顾各的，教学效果大打折扣。所以在教学过程中，一定要注重师生的交流。
（1）教师在上课过程中多使用肢体语言。据统计，在人与人的交流中，80%的信息是通过肢体语言来表达的，肢体语言包括面部表情、手势、眼神变化等一系列整套动作。教师在授课过程中，应该有表情的变化、适当的手势，更需要跟学生进行必要的眼神交流，在用PPT打出文字之后，教师也应该多在讲台上走动以增加表现肢体语言的机会，甚至也可以用手臂对屏幕上的内容进行指点，这对提高讲课效果、树立教师正面形象具有积极作用。
（2）教师在讲授过程中多让学生参与其中，即多采用互动式教学，如讨论法、提问式和案例教学法等。课堂上提到学生学过的知识点时，让学生来讲能激起他们对以往知识的回顾；每堂课开始回顾上一次课的内容时，也可以让学生回顾讲解，效果好于教师单纯的重复。在分析一些问题时，也可以设问或提问的方法让学生参与其中。当然学生的回答有时也不一定全对，此时教师也要对学生的答案进行分析，找出原因，这样教师、学生间是互动的，教与学是相互促进的。
（3）教师在教学过程中注意学生的反应，有些较难的知识点学生可能一开始难以理解，从学生的表情上可以看出他们还有些迷惑时，教师就应该再进行详细的讲解，或者换一种方式进行讲解。当然，如果只有极少数学生尚未理解时，教师也不能为照顾极少数学生而影响教学进程，此时的处理办法就是课后单独答疑。
2.3 注重课堂教学与网络自学的结合
目前，水污染控制工程已建成网络课程，网上有教学大纲、电子教案、讲义、视频动画等大量教学资源，还包括学生自学指南、模拟试题、参考试卷、常用资料、参考书目及相关网站的友情链接等，不仅是课堂教学内容的补充，更大大丰富了学生课后的学习知识内容。教师也可适当布置一些和网络课程相关的课后作业，督促学生的自学。
另外，网络课程也设有单独的实践教学模块，其中包括一些实际工程案例、课程设计实例及以往学生设计中常见问题解答等内容，有助于学生课后学习，也有利于他们实践环节的顺利进行。
3 结束语
通过以上各方面的改革，优化后的课程体系如图1所示。
从体系本身来看，该课程的改革和建设是一项长期而系统的工程，只有在教学实践中不断完善，才能使改革后的体系具有较强的生命力，才有利于提高学生实践能力和综合素质。
参考文献
[1] 高廷耀，顾国维.水污染控制工程[M].北京：高等教育出版社，2007.
[2] 沈耀良.水污染控制工程课程体系及教学模式的改革研究[J].苏州城建环保学院学报，2000，13（1）：63-69.
[3] 李淑更，张立秋，王筱虹.水污染控制工程双语教学体系的构建[J].职业教育研究，2009（9）：152-153.
[4] 张敬东，黄种买，王红萍，张道斌.环境工程专业水污染控制工程课程教学方法和手段创新探索[J].高等理科教育，2003（S1）：106-108，120.
[5] 张敏江，韩景学，林慧.土木工程专业双语教学方法的探讨[J].沈阳建筑大学学报，2005，7（4）：343-345.