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摘要：水工程实验技术是给水排水工程、环境工程专业的必修课程，但目前还存在着实验原理讲解过于浅显、重理论轻实践、没有与先进技术和实验技能相结合、不能激发学生学习和科研热情等问题。针对这些问题，我们从培养方式、考核方法及提升学生综合能力等方面对教学方法进行了探讨，提倡采用理论学习与实际操作相结合的培养方式，针对理论和操作采用综合的考核方法，通过开设选做实验来提高学生的创新能力，为形成培养综合型、创新型人才的教学方法提供参考。
关键词：水工程；实验；考核；创新；能力
中图分类号：G424 文献标志码：A 文章编号：2095-9214（2015）05-0070-02
水工程实验技术是水质工程学、建筑给水排水工程教学的重要组成部分，是给排水科学与工程、环境工程学生培养的必修课程。但目前水工程实验教学还存在一些问题，比如：实验原理讲解过于浅显，学生很难深入思考和探索水处理工艺理论[1]；重理论轻实践，学生实践和动手能力得不到锻炼[2]；实验内容主要以经典工艺和实验为主，学生不能了解先进的处理技术和实验技能[3]；本科生接触不到科研课题和实验装置，不能激发学生的学习兴趣和科研热情，实验教学的发展遭遇瓶颈[4-6]。
水工程实验教学的目的在于通过课程教学，使学生对专业理论和先进技术具有有一定深度的了解，能够将书本知识与实际应用紧密联系起来，具有专业实践能力和科技创新能力。针对上述存在的问题，我们对水工程实验教学方法进行了相关探索。
1.理论学习与实际操作相结合的培养方式
1.1 培养学生自主学习和查阅文献的能力
实验之前，安排学生自主预习各种实验方法，了解实验目的、原理、设备及用具、操作步骤及注意事项，加强学生对相关理论的认识。实验过程中，指导教师针对实验提出相关问题与学生进行交流，有针对性地留出一些疑问，引导学生课后通过查阅相关文献来解决，并在实验报告中有所体现，从而达到学生自主学习和提高查阅文献能力的效果。
1.2 自编教材与配套视频教程相结合
为了让学生了解更多的先进技术和处理工艺，使教材更有针对性和实用性，本校自编并出版了《水处理实验技术》[7]实验教材，本书收集了大量一手科研资料和成果，按照给水处理和污水处理进行了分类编写，并涉及了生物处理、物理处理、化学处理、物理化学处理等原理。另外增加了排水立管水力工况实验、洁具连接安装实验和管道连接实验等建筑给水排水工程的实验安排。
对于注重实际操作的水工程实验课程来讲，书面文字的描述并不能生动清晰地展现实验过程，对学生自主预习造成一定的困难。为了弥补上述缺陷，我们对其中11个基本实验用近两年的时间制作了实验过程的动画演示和录像，演示对象均为本校实验室的真实装置。通过动画演示基本原理，通过实拍展示实验装置的组成和操作步骤，对学生具有最直观的指导作用。因此，拓宽教学途径，充分利用多媒体教学和网络课程，将书面教材与视频教程相结合，可大大提高教学效率。
1.3注重培养操作能力
操作能力是实验教学中最为重要的一个环节。教学过程中不仅要求学生在实验进行时动手参与，更应该在实验准备阶段就参与进来，药品的配制过程和仪器的准备与调试过程都需要动手能力和操作技巧。实验过程中，指导教师尽可能减少或不再参与操作，仅在必要时给予提示帮助，更多地让学生自己动手实践。
2.综合的考核方法
考核的目的在于通过客观、公正和科学的方法全面、真实地检验学生的学习情况，尤其是动手能力和分析解决问题的能力。传统的考核方法难以实现上述目标，并且容易对学生的学习兴趣产生负面影响，产生负面抵触心理，影响课程学习的效果。
2.1 面对面的考核方式
实验考核可以检验学生对实验技能的掌握程度，也可以帮助学生改善实验习惯和学习方法。实验课程的考核最主要的目的在于考核学生对实验原理知识的掌握程度和实际操作的动手能力，仅仅从实验报告上无法体现出学生的相关能力。并且笔试的考核方式对于需要动手的实验来讲，最终考察出来的结果，可能仅仅是学生的短期记忆能力和应试能力，不能直观地体现出真正的实验能力。
因此需要将面试与笔试结合，并将面试部分加重，通过面对面的交流和质疑，既能及时了解学生能力的不足之处，又能当面解答学生的问题，更加有效的提高学习效果。
2.2 累积式综合评价方法
为了更全面和细致地考核学生在整个实验过程中的表现，同时也是为了更好地督促学生的学习，采用多环节累积式综合评价的方法对学生进行考核。所谓累积式综合评价方法，不仅仅是在课程的最后阶段对学生进行考核，而是贯穿于整个实践教学过程，将各个环节的考核累积起来，最终综合评分。累积式综合评价方法的主要流程如图1所示。
整个流程中，一共包括三次面试。面试1主要考核的是在教师完成理论讲解和自主预习自编教材和多媒体课件后，学生对所有实验的目的、原理和操作步骤的掌握情况，并对需要注意的安全事项进行提问，强调实验安全的重要性；面试2主要考核的是学生对实验操作时的具体细节、实验完成后的收获以及对处理工艺更深一步的理解；面试3则采用随机抽签的方式，对整个实验课程中较为重要的理论知识和实际操作进行全面的综合提问，并结合实际处理工艺，再次考核学生对水工程实验的掌握程度。
实验的开展尤其注重培养学生的团队合作能力。因此在面试时，都是以小组为单位进行考核，考核打分时，也是以团队分的形式记录到每个人的成绩中。此举的目的在于充分调动每个团队成员的积极性和特长，互相学习和帮助，共同提高实验功效。在团队打分的同时，也会兼顾个人表现，对于表现突出，为团队做出更多贡献的学生将会予以加分，而对于表现较差的学生，则会减分，尤其对于小组负责人，会有更严格的考核标准，直接问责，培养学生的领导和团队协作能力。 本实验课程更加注重对学生动手能力的考核。对学生的操作规范性、熟练度和分工配合进行打分。比如药品称量的准确性、硬度计等仪器操作步骤的正确性等细节问题，都会记录在现场评分表中。最终的实验数据交予指导教师审查合格并签字后，才可视为完成实验。
通过这种累积式的综合评价方法，不仅可以促使学生深刻、全面地掌握理论知识，更可以规范、熟练地完成操作过程，掌握技能技巧，全面提高学习效率和考核质量。
3.拓展和提升综合能力
实验教学的主要任务是激发学生的学习兴趣，提高学习动力，通过创设教学需求的各种情境和帮助提示新旧知识以及理论和实际操作的联系[8]，提高理论学习和动手能力，并拓展和迁移知识运用，让学生有更深一步的探索和创新。
3.1 开展学术活动，拓展知识范围
开阔学生的视野，拓展知识范围和科研思路，对于提高其综合能力具有十分重要的作用。积极开展学术活动，是一种十分有效的方法和途径，通过组织学生听取校内外专家和教师的各种学术讲座，可以让学生了解当今水处理技术领域的迁移知识和技术。通过组织学生参与教师的科研课题，可以在教师的帮助下，进一步学习科研实验的基本程序和技能，学以致用，促进科学思维的培养，提高科研和学术能力。
3.2 开设选做实验，提高创新能力
为提高实验教学质量，培养学生的创新能力和创新精神，在完成基础性实验之上，增设选做实验。选做实验是一种开放式的实验，可以帮助学生将理论运用于实践，有助于新知识的学习，拓宽知识面[9]。选做实验的主体是学生，在实验之前不需要指导教师进行演示教学，完全由学生自己确定实验方案，设定需要的实验仪器、方法及步骤[10]。本校目前设有虹吸雨水斗水力特性测试平台和排水管道噪声测试实验室，可供学生对实际工程中建筑屋面虹吸雨水排水问题和生活排水管道噪声问题进行相关的实验研究。
选做实验的实施步骤如图2所示，从中可以看出，教学的主体从教师变为了学生，完全由学生自主学习、设计和完成实验工作，充分发挥学生的主观能动性。实验过程完全是一个自我学习、探索的过程，有助于形成独立思考的习惯，提高创新意识、动手能力、团队精神、分析和解决问题的能力，培养创新型高素质人才。
3.3 研究生参与指导，共同培养
在实验教学中，安排研究生参与本科学生的指导工作，可以有效实现两者的共同培养。研究生已经拥有了一定的科研指导能力，参与本科学生实验的指导工作，既可以提高本科生的教学质量，也可以锻炼研究生的讲解能力，夯实专业基础，从而提高研究生的综合素质。
4.结束语
在常规实验教学项目的基础上，注重理论学习与实际操作相结合的培养方式，开设选做实验，开阔学术视野，必将对学生的综合实践能力和创新能力的培养起到重要作用。
如何提高学生的学习兴趣，更好地培养和提高学生的实践能力和创新能力，还有待进一步的探索和尝试。
（作者单位：北京建筑大学市政工程系）
参考文献：
[1]曾令初，孙连鹏，张再利.环境工程专业实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索，2008，27（3）：93-96.
[2]鲁逸人，季民，刘宪华，等.环境学科工程教育改革实践与研究[J].高校实验室工作研究，2011（1）：12-13.
[3]郑永红，张治国，宋晓梅.加强环境工程专业实验教学培养学生的实践能力[J].实验室科学，2007，（2）：58-60.
[4]欧阳津，申秀民，赵云岭，等.改革实验教学模式 培养创新性人才[J].中国大学教学，2008（2）：79-80.
[5]王斌.浅论开放式实验教学与创新人才培养[J].实验室科学，2008（1）：36-37.
[6]曹勇锋，张可方.水处理实验技术设计性实验教学的探讨[J].实验科学与技术，2008（4）：122-123.
[7]吴俊奇，李燕城.水处理实验技术（第三版）.北京：中国建筑工业出版社.2008.
[8]付金山，李文星.电工电子实验教学改革与思考[J].平原大学学报，2007，24（3）：100-102.
[9]吴石金.自助式生物化学实验教学模式初探[J].实验室研究与探索，2005，（11）：81- 83.
[10]赵改改.关于高校实行开放式实验教学的思考[J].改革与战略，2005，（5）：18- 19.
关键词：水工程；实验；考核；创新；能力
中图分类号：G424 文献标志码：A 文章编号：2095-9214（2015）05-0070-02
水工程实验技术是水质工程学、建筑给水排水工程教学的重要组成部分，是给排水科学与工程、环境工程学生培养的必修课程。但目前水工程实验教学还存在一些问题，比如：实验原理讲解过于浅显，学生很难深入思考和探索水处理工艺理论[1]；重理论轻实践，学生实践和动手能力得不到锻炼[2]；实验内容主要以经典工艺和实验为主，学生不能了解先进的处理技术和实验技能[3]；本科生接触不到科研课题和实验装置，不能激发学生的学习兴趣和科研热情，实验教学的发展遭遇瓶颈[4-6]。
水工程实验教学的目的在于通过课程教学，使学生对专业理论和先进技术具有有一定深度的了解，能够将书本知识与实际应用紧密联系起来，具有专业实践能力和科技创新能力。针对上述存在的问题，我们对水工程实验教学方法进行了相关探索。
1.理论学习与实际操作相结合的培养方式
1.1 培养学生自主学习和查阅文献的能力
实验之前，安排学生自主预习各种实验方法，了解实验目的、原理、设备及用具、操作步骤及注意事项，加强学生对相关理论的认识。实验过程中，指导教师针对实验提出相关问题与学生进行交流，有针对性地留出一些疑问，引导学生课后通过查阅相关文献来解决，并在实验报告中有所体现，从而达到学生自主学习和提高查阅文献能力的效果。
1.2 自编教材与配套视频教程相结合
为了让学生了解更多的先进技术和处理工艺，使教材更有针对性和实用性，本校自编并出版了《水处理实验技术》[7]实验教材，本书收集了大量一手科研资料和成果，按照给水处理和污水处理进行了分类编写，并涉及了生物处理、物理处理、化学处理、物理化学处理等原理。另外增加了排水立管水力工况实验、洁具连接安装实验和管道连接实验等建筑给水排水工程的实验安排。
对于注重实际操作的水工程实验课程来讲，书面文字的描述并不能生动清晰地展现实验过程，对学生自主预习造成一定的困难。为了弥补上述缺陷，我们对其中11个基本实验用近两年的时间制作了实验过程的动画演示和录像，演示对象均为本校实验室的真实装置。通过动画演示基本原理，通过实拍展示实验装置的组成和操作步骤，对学生具有最直观的指导作用。因此，拓宽教学途径，充分利用多媒体教学和网络课程，将书面教材与视频教程相结合，可大大提高教学效率。
1.3注重培养操作能力
操作能力是实验教学中最为重要的一个环节。教学过程中不仅要求学生在实验进行时动手参与，更应该在实验准备阶段就参与进来，药品的配制过程和仪器的准备与调试过程都需要动手能力和操作技巧。实验过程中，指导教师尽可能减少或不再参与操作，仅在必要时给予提示帮助，更多地让学生自己动手实践。
2.综合的考核方法
考核的目的在于通过客观、公正和科学的方法全面、真实地检验学生的学习情况，尤其是动手能力和分析解决问题的能力。传统的考核方法难以实现上述目标，并且容易对学生的学习兴趣产生负面影响，产生负面抵触心理，影响课程学习的效果。
2.1 面对面的考核方式
实验考核可以检验学生对实验技能的掌握程度，也可以帮助学生改善实验习惯和学习方法。实验课程的考核最主要的目的在于考核学生对实验原理知识的掌握程度和实际操作的动手能力，仅仅从实验报告上无法体现出学生的相关能力。并且笔试的考核方式对于需要动手的实验来讲，最终考察出来的结果，可能仅仅是学生的短期记忆能力和应试能力，不能直观地体现出真正的实验能力。
因此需要将面试与笔试结合，并将面试部分加重，通过面对面的交流和质疑，既能及时了解学生能力的不足之处，又能当面解答学生的问题，更加有效的提高学习效果。
2.2 累积式综合评价方法
为了更全面和细致地考核学生在整个实验过程中的表现，同时也是为了更好地督促学生的学习，采用多环节累积式综合评价的方法对学生进行考核。所谓累积式综合评价方法，不仅仅是在课程的最后阶段对学生进行考核，而是贯穿于整个实践教学过程，将各个环节的考核累积起来，最终综合评分。累积式综合评价方法的主要流程如图1所示。
整个流程中，一共包括三次面试。面试1主要考核的是在教师完成理论讲解和自主预习自编教材和多媒体课件后，学生对所有实验的目的、原理和操作步骤的掌握情况，并对需要注意的安全事项进行提问，强调实验安全的重要性；面试2主要考核的是学生对实验操作时的具体细节、实验完成后的收获以及对处理工艺更深一步的理解；面试3则采用随机抽签的方式，对整个实验课程中较为重要的理论知识和实际操作进行全面的综合提问，并结合实际处理工艺，再次考核学生对水工程实验的掌握程度。
实验的开展尤其注重培养学生的团队合作能力。因此在面试时，都是以小组为单位进行考核，考核打分时，也是以团队分的形式记录到每个人的成绩中。此举的目的在于充分调动每个团队成员的积极性和特长，互相学习和帮助，共同提高实验功效。在团队打分的同时，也会兼顾个人表现，对于表现突出，为团队做出更多贡献的学生将会予以加分，而对于表现较差的学生，则会减分，尤其对于小组负责人，会有更严格的考核标准，直接问责，培养学生的领导和团队协作能力。 本实验课程更加注重对学生动手能力的考核。对学生的操作规范性、熟练度和分工配合进行打分。比如药品称量的准确性、硬度计等仪器操作步骤的正确性等细节问题，都会记录在现场评分表中。最终的实验数据交予指导教师审查合格并签字后，才可视为完成实验。
通过这种累积式的综合评价方法，不仅可以促使学生深刻、全面地掌握理论知识，更可以规范、熟练地完成操作过程，掌握技能技巧，全面提高学习效率和考核质量。
3.拓展和提升综合能力
实验教学的主要任务是激发学生的学习兴趣，提高学习动力，通过创设教学需求的各种情境和帮助提示新旧知识以及理论和实际操作的联系[8]，提高理论学习和动手能力，并拓展和迁移知识运用，让学生有更深一步的探索和创新。
3.1 开展学术活动，拓展知识范围
开阔学生的视野，拓展知识范围和科研思路，对于提高其综合能力具有十分重要的作用。积极开展学术活动，是一种十分有效的方法和途径，通过组织学生听取校内外专家和教师的各种学术讲座，可以让学生了解当今水处理技术领域的迁移知识和技术。通过组织学生参与教师的科研课题，可以在教师的帮助下，进一步学习科研实验的基本程序和技能，学以致用，促进科学思维的培养，提高科研和学术能力。
3.2 开设选做实验，提高创新能力
为提高实验教学质量，培养学生的创新能力和创新精神，在完成基础性实验之上，增设选做实验。选做实验是一种开放式的实验，可以帮助学生将理论运用于实践，有助于新知识的学习，拓宽知识面[9]。选做实验的主体是学生，在实验之前不需要指导教师进行演示教学，完全由学生自己确定实验方案，设定需要的实验仪器、方法及步骤[10]。本校目前设有虹吸雨水斗水力特性测试平台和排水管道噪声测试实验室，可供学生对实际工程中建筑屋面虹吸雨水排水问题和生活排水管道噪声问题进行相关的实验研究。
选做实验的实施步骤如图2所示，从中可以看出，教学的主体从教师变为了学生，完全由学生自主学习、设计和完成实验工作，充分发挥学生的主观能动性。实验过程完全是一个自我学习、探索的过程，有助于形成独立思考的习惯，提高创新意识、动手能力、团队精神、分析和解决问题的能力，培养创新型高素质人才。
3.3 研究生参与指导，共同培养
在实验教学中，安排研究生参与本科学生的指导工作，可以有效实现两者的共同培养。研究生已经拥有了一定的科研指导能力，参与本科学生实验的指导工作，既可以提高本科生的教学质量，也可以锻炼研究生的讲解能力，夯实专业基础，从而提高研究生的综合素质。
4.结束语
在常规实验教学项目的基础上，注重理论学习与实际操作相结合的培养方式，开设选做实验，开阔学术视野，必将对学生的综合实践能力和创新能力的培养起到重要作用。
如何提高学生的学习兴趣，更好地培养和提高学生的实践能力和创新能力，还有待进一步的探索和尝试。
（作者单位：北京建筑大学市政工程系）
参考文献：
[1]曾令初，孙连鹏，张再利.环境工程专业实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索，2008，27（3）：93-96.
[2]鲁逸人，季民，刘宪华，等.环境学科工程教育改革实践与研究[J].高校实验室工作研究，2011（1）：12-13.
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[7]吴俊奇，李燕城.水处理实验技术（第三版）.北京：中国建筑工业出版社.2008.
[8]付金山，李文星.电工电子实验教学改革与思考[J].平原大学学报，2007，24（3）：100-102.
[9]吴石金.自助式生物化学实验教学模式初探[J].实验室研究与探索，2005，（11）：81- 83.
[10]赵改改.关于高校实行开放式实验教学的思考[J].改革与战略，2005，（5）：18- 19.