閆立龍 任 源 張 穎 代英杰
1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 黑龍江哈爾濱 150030 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 黑龍江哈爾濱 150090
目前,我國有近300所高校開設(shè)了環(huán)境工程專業(yè)[1],其中水污染控制工程課程是環(huán)境工程專業(yè)的核心課程之一,受到了普遍重視。水污染控制工程是環(huán)境工程本科專業(yè)一門重要的專業(yè)主干課程,同時又是一門多學(xué)科交叉、工程性質(zhì)較強的課程。在整個教學(xué)過程中,如何在短學(xué)時內(nèi)提高課堂教學(xué)效果與信息量,將理論學(xué)習(xí)與實踐教學(xué)有機地結(jié)合起來,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,是目前亟須解決的問題。筆者結(jié)合學(xué)校定位和專業(yè)特色,根據(jù)幾年來水污染控制工程的課堂教學(xué)與實踐教學(xué)的經(jīng)驗和體會,對水污染控制工程這門課程進(jìn)行了積極改革和探索,取得了良好的教學(xué)效果。
水污染控制工程涉及化學(xué)、物理化學(xué)、流體力學(xué)、環(huán)境工程、微生物學(xué)等方面的知識,若在較少的學(xué)時內(nèi)完成該課程的基本教學(xué)內(nèi)容,必須改革教學(xué)方法,提高課堂教學(xué)效率。我們要求學(xué)生充分利用課外時間,做好課前預(yù)習(xí),了解水污染控制工程所學(xué)內(nèi)容的相關(guān)知識,這樣授課教師不用對相關(guān)知識做過多闡述,明顯提高了授課速度。與此同時,在具體教學(xué)過程中,為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,將理論教學(xué)與工程實例相結(jié)合,如在講解污水水質(zhì)指標(biāo)和分類時,結(jié)合“松花江水污染”事件進(jìn)行講解;在教授污水生物處理工藝時,結(jié)合哈爾濱太平污水處理廠的具體工藝進(jìn)行講解,這樣極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率。
在教材選擇上,我們一貫堅持選用全國知名出版社的高水平教材,東北農(nóng)業(yè)大學(xué)“水污染控制工程”課程選用高等教育出版社出版的高廷耀、顧國維主編的《水污染控制工程》(下冊),以建筑工業(yè)出版社出版的張自杰編寫的《排水工程》作為輔助教材,并在教學(xué)與輔導(dǎo)中利用相關(guān)期刊及互聯(lián)網(wǎng)資源構(gòu)建立體化系列教材。
水污染控制工程課程是以生物、物理化學(xué)、化工等課程為理論基礎(chǔ),用工程學(xué)方法研究控制自然水體污染的途徑以及廢水處理的工藝和工程技術(shù)[2]。這門課程采用傳統(tǒng)授課模式所用的學(xué)時數(shù)一般為60~80學(xué)時,一些學(xué)校甚至達(dá)到100學(xué)時以上[3],而東北農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)系則設(shè)定為48學(xué)時,明顯存在學(xué)時數(shù)不足的問題。如何在有限的學(xué)時內(nèi)盡可能多地教授給學(xué)生更多的知識是任課教師需要考慮的問題,對教學(xué)內(nèi)容要進(jìn)行取舍。我們堅持的原則是“統(tǒng)籌考慮,避免重復(fù)”,東北農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)系在相關(guān)課程設(shè)置中,開設(shè)環(huán)境工程設(shè)計和環(huán)境工程綜合實驗兩門課程,為避免課程內(nèi)容重復(fù),主要講解污水處理部分,以物理處理方法—化學(xué)處理方法—生物處理方法為主線,重點講解物理方法和生物處理方法,將課程涉及的設(shè)計性內(nèi)容安排在環(huán)境工程設(shè)計上進(jìn)行講述;有些課程內(nèi)容,如吸附部分安排到環(huán)境污染控制綜合實驗課程上;通過對新技術(shù)、新理論做適當(dāng)?shù)难a充,拓寬了學(xué)生的知識面,明顯地拓展了學(xué)生的思路,如講述生物脫氮理論與技術(shù)時,將短程硝化-反硝化、厭氧氨氧化等知識點進(jìn)行了補充??傊?,通過合理地安排教學(xué)內(nèi)容,使得學(xué)生在較短的時間內(nèi),盡可能全面地獲得水污染控制工程方面的專業(yè)知識。
多媒體是一種集文字、圖形、圖像、動畫、聲音、視頻等為一體的綜合信息處理技術(shù)[4],它具有直觀、形象、生動及信息量大等特點,深受廣大師生歡迎。相比于傳統(tǒng)教育手段,多媒體教學(xué)在以下幾個方面具有明顯優(yōu)勢:教學(xué)容量大;調(diào)動學(xué)生積極性;激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;拓寬課堂教學(xué)形式;促進(jìn)教學(xué)改革等。多媒體教學(xué)雖然有很多優(yōu)勢,但如果教師很少或幾乎沒有板書,一味地將多媒體作為“電子板書”,學(xué)生上課時幾乎全是在記筆記,沒有消化和吸收的時間,會導(dǎo)致師生之間缺乏有效的互動,影響教學(xué)效果。同時,學(xué)生長時間面對高亮度的投影銀幕容易造成視覺疲勞,也會影響教學(xué)質(zhì)量。
水污染控制工程這門課的教學(xué)內(nèi)容構(gòu)架較為復(fù)雜,其內(nèi)容既包括很多敘述性的理論知識,又含有許多工藝流程圖、儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)圖等,一味采取一種教學(xué)手段,學(xué)生會感到厭煩。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,可對基本文字理論部分采用傳統(tǒng)板書式的教學(xué)手段,教師在書寫過程中,學(xué)生即可對所學(xué)知識進(jìn)行消化和吸收;對于工藝流程圖、儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)圖等則采用現(xiàn)代教學(xué)手段,如PPT,F(xiàn)lash,DV等,使該課程的知識架構(gòu)具有很強的邏輯性,教學(xué)內(nèi)容的詮釋更加形象生動。
考試是檢驗教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段。傳統(tǒng)的考試方法使學(xué)生更多地學(xué)會所謂“突擊式”的學(xué)習(xí)方式,考試前幾周乃至幾天集中學(xué)習(xí)某門課程,以應(yīng)對期末考試,這種考試方式不利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力、分析及解決問題的能力,學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容也掌握得不夠扎實,考試后頭腦中相關(guān)知識所剩無幾。針對這種狀況,我們對考試方式進(jìn)行了改革,在繼承了傳統(tǒng)考試方式的同時,也強調(diào)平時成績的重要性,提高平時成績在總成績中的比重,達(dá)到30%,這部分成績包括作業(yè)、隨堂考試、課前預(yù)習(xí)、課前資料的收集與整理等。
水污染控制工程是一門實踐性要求較高的課程,必須加強實踐環(huán)節(jié)。課堂所學(xué)的理論知識與實驗、實習(xí)結(jié)合起來,能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。
教師在授課過程中將城鎮(zhèn)污水、特殊工業(yè)污水處理工程實例,如工程圖片及廢污水處理工程現(xiàn)場錄像直接引入到多媒體課件中,讓學(xué)生對此有較為直觀的認(rèn)識。
在實驗教學(xué)過程中,將水污染控制工程中的重點內(nèi)容—生物處理部分設(shè)計成一個連續(xù)的實驗,其中包括連續(xù)流活性污泥法處理污水實驗,并通過調(diào)動學(xué)生的積極性,將實驗課程改成SBR處理污水實驗,同時測定活性污泥的污泥濃度、污泥沉降比和污泥體積指數(shù),這樣既明確了三者的關(guān)系,又對污水生物處理系統(tǒng)有了明確的認(rèn)識和了解,并加深了對所學(xué)基礎(chǔ)理論知識的掌握。
為加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié),授課教師除完成實驗課要求的基本內(nèi)容外,還帶領(lǐng)學(xué)生參觀教師的科研室,對于實驗室的模型進(jìn)行講解,包括實驗?zāi)P偷脑O(shè)計原理、注意事項等,進(jìn)一步增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
為提高學(xué)生的參與意識,我校設(shè)有“大學(xué)生創(chuàng)新基金”,為有興趣參與研究的學(xué)生提供實踐平臺,并配有專門教師對其進(jìn)行指導(dǎo),學(xué)生可自己設(shè)立科研項目或者參與教師的教學(xué)科研活動,從事力所能及的技術(shù)開發(fā)工作,使學(xué)生在實踐活動過程中提高創(chuàng)新能力、動手能力、分析及解決問題的能力。
在課程教學(xué)之后,我們帶領(lǐng)學(xué)生走出課堂,選擇有代表性的工業(yè)廢水處理廠和城市污水處理廠作為實習(xí)基地,由現(xiàn)場工程師與任課教師共同介紹污水處理廠主要構(gòu)筑物參數(shù)、運行情況、可能遇到的問題及解決措施等。這樣可以讓學(xué)生有機會深入生產(chǎn)實際,了解我國污水處理廠的基本狀況,做到理論與工程實踐相結(jié)合,收到了事半功倍的效果。
水污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)的主干課程之一。教學(xué)過程中,我們通過整合教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)方法、教學(xué)手段與考核方式;同時注重理論課與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的緊密結(jié)合,顯著提高了教學(xué)效果,提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力,為學(xué)生的畢業(yè)、就業(yè)及深造打下了良好基礎(chǔ)。
[1] 楊林,李偉,李宏.我國地方高校發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].國家教育行政學(xué)院學(xué)報,2009(11):3-7.
[2] 解清杰,黃衛(wèi)紅,吳向陽.淺談地方高?!八廴究刂乒こ獭闭n程雙語教學(xué)[J].中國電力教育,2010(33):131-133.
[3] 李潛,吳春篤,劉宏.水污染控制工程課程體系改革探討[J].教學(xué)研究,2009,32(4):61-64.
[4] 成官文,解慶林,朱義年.水污染控制工程課程改革與實踐[J].理工高教研究,2006,25(1):102-103.