趙長偉 黃俊亮

摘? 要：水污染控制工程作為環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的主干課程，理論和實踐并重，具有知識面廣、應(yīng)用性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)等特點。該文在傳統(tǒng)課堂基礎(chǔ)上合理地融入案例教學(xué)和思政元素，提出“課堂講授-案例教學(xué)-思政引領(lǐng)-實驗教學(xué)”的多維一體教學(xué)模式。通過思政引領(lǐng)，強(qiáng)化思政元素在農(nóng)業(yè)院校理工科教學(xué)中的價值引領(lǐng)作用。通過典型工程案例引導(dǎo)學(xué)生代入式思考，提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力和工程理念。通過設(shè)計多層次實驗內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的科研、創(chuàng)新思維和能力。結(jié)合高效、合理、學(xué)科交叉的教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)，打造圖文并茂、理論聯(lián)系實際、可視性可感性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果。為全面提升學(xué)生理論聯(lián)系實際、實踐與創(chuàng)新能力提供一種新的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：水污染控制工程；教學(xué)改革；案例教學(xué)；思政引領(lǐng)；農(nóng)業(yè)院校

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2023）32-0125-04

Abstract： Water Pollution Control Engineering is a main course of environmental science and technology with wide range of knowledge， strong application and comprehensiveness， which attaches an importance to theory and practice equally. This paper reasonably integrates teaching cases and elements of ideology and politic on the basis of traditional class. Therefore， we proposes a multidimensional integrated teaching model of "class-case-ideology-experiment". Here are some conceptions. Firstly， ideological and political guidance could strengthen the value of ideological and political elements as a leading role in science and engineering teach in agricultural colleges and universities. Secondly， typical engineering cases would lead students to substituent thinking， improving the initiative to combine theory with practices and engineering concepts. Thirdly， with the design of multi-level experiment content， innovative thinking and ability of students should be cultivated in scientific research. Besides， better teaching effect would be achieved with some improvement. Among these are strong visibility and combination with efficient， reasonable and interdisciplinary teaching team construction， as well as teaching content that combines pictures， theory and practice. It provides a new teaching mode for comprehensively improving students' ability of linking theory with practice， as well as practice with innovation.

Keywords： Water Pollution Control Engineering; teaching reform; case teaching; ideological and political guidance; agricultural college

基金項目：國家自然科學(xué)基金“全氟辛酸/重金屬復(fù)合污染物的納濾去除效能及微觀作用機(jī)制研究”（21878323）

第一作者簡介：趙長偉（1976-），女，漢族，遼寧朝陽人，博士，教授。研究方向為水處理技術(shù)。

水污染是我國面臨的主要環(huán)境問題之一，水污染控制工程主要講述給水處理、廢水處理技術(shù)原理及應(yīng)用兩大部分。在講述不同水體污染的水質(zhì)特征，污染物在水中的遷移轉(zhuǎn)化和降解行為與影響因素的基礎(chǔ)上，重點探討如何運(yùn)用各種物理、化學(xué)、生物等不同處理方法和技術(shù)控制和消除污染，使學(xué)生具備針對不同污染水體選擇合適的處理技術(shù)，掌握不同技術(shù)的原理、效果、條件及現(xiàn)存問題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，使課程學(xué)習(xí)成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和能力的重要環(huán)節(jié)，實踐要求高。而在整個教學(xué)過程中，如何發(fā)揮思政元素在農(nóng)業(yè)院校工科教學(xué)中的引領(lǐng)作用，同時將課堂講授與案例教學(xué)、實驗教學(xué)等有機(jī)結(jié)合起來，更好地做到理論和實踐有機(jī)結(jié)合，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果，促進(jìn)環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，是目前急需解決的問題[1]。

一? 課程教學(xué)改革背景

（一）? 課程的定位與內(nèi)容

水污染控制工程課程（以下簡稱“本課程”）緊密圍繞經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展中供水安全和水污染治理等問題，在飲用水安全保障技術(shù)，污水、廢水處理及資源化利用技術(shù)等方面開展理論教學(xué)與應(yīng)用研究。不僅側(cè)重于給水、污水、廢水處理技術(shù)知識體系的傳授，更側(cè)重于對學(xué)生工程應(yīng)用和科學(xué)技能的培養(yǎng)。其中，給水處理主要包括水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與給水處理技術(shù)概述、常規(guī)處理技術(shù)與工程應(yīng)用、深度處理技術(shù)與工程應(yīng)用以及健康飲用水處理技術(shù)與工程應(yīng)用；污水處理主要包括污染指標(biāo)與污水處理技術(shù)概述、城市污水處理技術(shù)與工程應(yīng)用、農(nóng)村污水處理技術(shù)與工程應(yīng)用；廢水處理主要包括廢水水質(zhì)特征與廢水處理技術(shù)概述、典型工業(yè)廢水處理技術(shù)與工程應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解我國水環(huán)境的現(xiàn)狀，掌握給水、污水、廢水處理技術(shù)的基本原理、方法、思路及發(fā)展方向，確立基本的工程理念，建立實事求是、理論聯(lián)系實際解決工程問題的思路。

（二）? 課程目前存在的問題

傳統(tǒng)水污染控制工程課程教學(xué)主要存在以下問題：一是以課堂講授為主，教師在課堂中為主要角色，學(xué)生被動接受知識，是典型的填鴨式教育，教與學(xué)相對割裂，不能做到教學(xué)相長[2]；二是學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)目標(biāo)不清晰，重視理論知識的積累而輕視知識的靈活運(yùn)用，不能做到學(xué)以致用，課堂學(xué)習(xí)效率不高；三是教學(xué)內(nèi)容老舊，實驗教學(xué)內(nèi)容較少，且多為驗證性實驗，對激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力作用有限，且缺乏具體工程案例等實踐教學(xué)，學(xué)生理論結(jié)合實踐能力不強(qiáng)；四是缺乏思政引領(lǐng)，特別是對于農(nóng)業(yè)院校理工科專業(yè)，長期以來在思政教育方面重視程度不高，不能發(fā)揮思政教育在教學(xué)中的引領(lǐng)作用；五是考核方式單一，傳統(tǒng)的考核方式多為出勤考核和最后閉卷的考試，不易體現(xiàn)出學(xué)習(xí)過程好壞，對學(xué)生的綜合能力提高效果不明顯[3]。

二? 教學(xué)改革的目標(biāo)與特色

（一）? 教學(xué)改革的目標(biāo)

針對傳統(tǒng)教學(xué)中存在的上述問題，本課程結(jié)合新形勢下的教學(xué)需求，開展教學(xué)模式的改革和探討，提出了“課堂講授-案例教學(xué)-思政引領(lǐng)-實驗教學(xué)”的多維一體教學(xué)模式。相比于傳統(tǒng)課堂，在課堂講授中更加注重課程間知識的邏輯關(guān)系以及課程間的銜接性，注重學(xué)生綜合創(chuàng)新能力和工程實踐能力的培養(yǎng)[4]。在教學(xué)內(nèi)容上，無論是對教材的處理，還是教學(xué)過程的設(shè)計，通過引入更多的工程案例，都充分體現(xiàn)了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生自主探究的教學(xué)理念。在思想引領(lǐng)上，強(qiáng)化思政教育在課程教學(xué)中的價值引領(lǐng)功能，增強(qiáng)對專業(yè)的認(rèn)識、認(rèn)知、認(rèn)同。在實驗等實踐教學(xué)中，注重在老師的帶動引導(dǎo)下，鼓勵學(xué)生多動手，勤思考，自主發(fā)現(xiàn)，分析、解決問題，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)的興趣。通過這種多維一體的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、提問、討論，繼而追問，實現(xiàn)師生互動的研討型教學(xué)，給了學(xué)生更多的思維發(fā)散空間，使學(xué)生在探討中認(rèn)識水的自然和社會屬性、水環(huán)境現(xiàn)狀、給水和廢水處理技術(shù)，以及水與人類社會、水與環(huán)境之間千絲萬縷的聯(lián)系，讓學(xué)生真正成為課堂的主人，提高自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識。

（二）? 教學(xué)改革的特色

水污染控制工程課程教學(xué)改革特色主要體現(xiàn)在素質(zhì)提升、創(chuàng)新思維和價值引領(lǐng)三個方面。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生初步具備應(yīng)用水污染控制工程的理論知識解決不同水污染問題的能力，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和工作能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，并在推進(jìn)教學(xué)改革的授課過程中根據(jù)課堂內(nèi)容對學(xué)生進(jìn)行積極引導(dǎo)，發(fā)揮思政教育在教學(xué)中的價值引領(lǐng)功能，培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)、改善水環(huán)境的責(zé)任感和使命感[5]。教學(xué)改革特色如圖1所示。

在素質(zhì)提升方面，本課程從我國水環(huán)境污染現(xiàn)狀和治理需求出發(fā)，結(jié)合國內(nèi)外典型水污染控制和治理案例，使學(xué)生了解給水和污水的性質(zhì)與污染指標(biāo)，掌握各種處理方法或工藝的原理、處理效果、適用條件和優(yōu)缺點，具備針對不同污染水體選擇合適處理技術(shù)的能力，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，初步具備應(yīng)用水污染控制工程的理論知識解決實際水污染問題的能力，力求體現(xiàn)以注重基礎(chǔ)、追求創(chuàng)新、突出能力和發(fā)展個性為特色的素質(zhì)教育，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。在創(chuàng)新思維方面，本課程結(jié)合國內(nèi)外頂級期刊和具有影響力的相關(guān)科研團(tuán)隊的最新研究成果，使學(xué)生了解國內(nèi)外最新研究進(jìn)展，掌握相關(guān)領(lǐng)域前沿動態(tài)。并通過實際工程案例和實驗教學(xué)將理論教學(xué)和實踐教學(xué)融會貫通，使學(xué)生理解科技創(chuàng)新在水污染控制和治理中的引領(lǐng)作用，豐富學(xué)生思維方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。在價值引領(lǐng)方面，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解我國水環(huán)境污染現(xiàn)狀和治理需求，思考環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，發(fā)揮思政教育在農(nóng)業(yè)院校理工科專業(yè)中的價值引領(lǐng)功能，從思想上對水環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生共鳴，培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的責(zé)任感，提高專業(yè)認(rèn)同感。行為上引導(dǎo)學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實、堅持真理、鍥而不舍的科學(xué)態(tài)度和積極向上的價值觀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和愛國情懷，為未來的學(xué)習(xí)、工作和生活奠定良好的基礎(chǔ)。

三? 教學(xué)改革與實踐

（一）? 改革教學(xué)過程與教學(xué)方法

水污染控制工程課程教學(xué)改革的主要思路是以線上線下混合型、研討型課程建設(shè)為抓手，以綜合理論素養(yǎng)、應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和工程理念提升為核心，建立靈活、多樣、針對性強(qiáng)的課堂講授方式，合理增加工程案例的探討，建設(shè)理論聯(lián)系實際、緊密貼合工程實際的案例教學(xué)思路，結(jié)合高效、合理、學(xué)科交叉的教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)，加強(qiáng)思政教育在農(nóng)業(yè)院校理工科專業(yè)教學(xué)中的思想引領(lǐng)作用[6]，加強(qiáng)基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性實驗內(nèi)容的設(shè)置等，探索“課堂講授-案例教學(xué)-思政引領(lǐng)-實驗教學(xué)”多維一體的教學(xué)模式在農(nóng)業(yè)院校理工科專業(yè)教學(xué)中的可行性。

1? 建立靈活、多樣、針對性強(qiáng)的課堂講授方式

在教學(xué)內(nèi)容上，重新整合原有知識點，針對不同難易程度的教學(xué)內(nèi)容，采取不同的講授方式，突出課程重點和難點。對于重點、核心內(nèi)容，結(jié)合最新的多媒體表現(xiàn)方式，幫助學(xué)生理解抽象內(nèi)容，準(zhǔn)確掌握不同處理技術(shù)的原理、效果，并設(shè)置隨堂討論，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生拓展思路，加深對理論知識的認(rèn)知和理解。對于技術(shù)背景知識和細(xì)節(jié)內(nèi)容，不再進(jìn)行課堂講授，壓縮課堂教學(xué)學(xué)時，通過設(shè)置拓展閱讀的方式，延展學(xué)生知識儲備的深度和廣度。在教學(xué)手段上，采用線上線下結(jié)合的教學(xué)方式，將課堂教學(xué)、專題討論、多媒體手段、水處理模型和動畫有機(jī)結(jié)合，將學(xué)生線上學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識、基本實驗操作，與線下教師指導(dǎo)、討論、分析、總結(jié)和實踐操作相結(jié)合，讓師生在線上、線下充分交流、互動，形成以學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自發(fā)實踐、相互討論為主體，教師指導(dǎo)、提升為輔助的課堂講授方式，提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

2? 建立理論聯(lián)系實際、緊密貼合工程實際的案例教學(xué)思路

在講授給水處理、污水處理、廢水處理理論的同時，結(jié)合國內(nèi)外典型的水污染控制和治理工程案例，將專業(yè)理論知識用實際工程的方式展現(xiàn)。同時廣泛儲備相關(guān)視頻、技術(shù)綜述和高級別的工程案例，在現(xiàn)有講義的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步豐富、完善，增加給水、污水、廢水處理相關(guān)實際工程案例內(nèi)容。通過案例引導(dǎo)學(xué)生代入式思考，找出解決工程問題的難點和重點，再由教師梳理關(guān)鍵問題，結(jié)合案例和解決方案對相關(guān)知識點進(jìn)行串講，加深學(xué)生對水污染處理技術(shù)原理和工程應(yīng)用的理解，啟發(fā)學(xué)生的開放性思維，加深學(xué)生對工程實踐環(huán)節(jié)的認(rèn)識和實踐能力的培養(yǎng)[7]。使學(xué)生能初步應(yīng)用理論知識分析，解決工程實際問題，了解水污染控制工程的設(shè)計、施工、運(yùn)行、維護(hù)與管理，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、解決實際水污染問題的基本能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，建立以學(xué)生為中心的案例教學(xué)模式，提高教學(xué)水平和效果。

3? 組建高效、合理、學(xué)科交叉型教學(xué)團(tuán)隊

根據(jù)課程知識面廣、應(yīng)用性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)等特點，選擇教學(xué)經(jīng)驗豐富、工程實踐能力強(qiáng)的教師負(fù)責(zé)。通過強(qiáng)化師資隊伍建設(shè)，引進(jìn)高層次人才，提高教師整體素質(zhì)，鼓勵教師參加科研和工程實踐，提高教師學(xué)術(shù)水平。采用課長制辦法重新組織課程教學(xué)團(tuán)隊，課長為課程的負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)課程的總體教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃，是整個教學(xué)團(tuán)隊的核心與關(guān)鍵。團(tuán)隊成員為給水處理工程、污水處理工程、廢水處理工程及環(huán)境學(xué)等專業(yè)教師，分別負(fù)責(zé)相應(yīng)模塊的設(shè)計與教學(xué)工作。構(gòu)建具有農(nóng)業(yè)院校典型特色、學(xué)科交叉、互補(bǔ)型的教學(xué)團(tuán)隊，采用集體討論、集體備課、課長督導(dǎo)等方法提升教學(xué)、教研水平。

4? 整體規(guī)劃思政資源、加強(qiáng)思政引領(lǐng)

通過思政引領(lǐng)，強(qiáng)化頂層設(shè)計，在課程教學(xué)中融入我國水污染控制和治理典型案例，肯定我國在水污染治理方面的成就，同時通過對世界上其他國家水污染控制和治理的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢的介紹，尋找與發(fā)達(dá)國家的差距，培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)，樹立專業(yè)認(rèn)同感和社會責(zé)任感。在期末考試中，結(jié)合課程內(nèi)容，設(shè)置融合思政元素的題目，實現(xiàn)對專業(yè)知識和思政的雙重考核目標(biāo)，加強(qiáng)思政教育在農(nóng)業(yè)院校理工科專業(yè)教學(xué)中的思想引領(lǐng)作用[8]。

5? 建設(shè)基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性實驗

水污染控制工程實驗是課程學(xué)習(xí)過程中的一個重要實踐環(huán)節(jié)，對于學(xué)生鞏固理論知識，掌握實驗技術(shù)技能，培養(yǎng)動手能力，提高綜合素質(zhì)起著關(guān)鍵作用，是連接基礎(chǔ)知識、基本理論學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用的橋梁和紐帶。為了強(qiáng)化課程實驗環(huán)節(jié)的效果，可以將實驗內(nèi)容貫穿在課程學(xué)習(xí)過程中，方便學(xué)生及時解決在實驗中遇到的問題。本課程注重給水、污水、廢水處理實驗內(nèi)容建設(shè)，根據(jù)實驗的難易程度設(shè)置基礎(chǔ)驗證性實驗、綜合性實驗、開放性實驗三種不同層次的實驗內(nèi)容，突出實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性?；A(chǔ)性實驗注重培養(yǎng)學(xué)生基本的實驗技能、測試方法、實驗數(shù)據(jù)記錄分析、實驗結(jié)果處理和實驗報告撰寫的能力。綜合性實驗注重體現(xiàn)水處理工藝的系統(tǒng)性，鍛煉學(xué)生在動態(tài)、連續(xù)實驗中的操作技能，培養(yǎng)學(xué)生將分散的知識點串聯(lián)起來，由點及線，由線到面，綜合理解水處理工藝過程。開放性實驗主要是在教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生自己制定實驗?zāi)繕?biāo)、實驗方案、實驗步驟，并進(jìn)行實驗操作分析，由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)探索，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決問題的綜合能力和創(chuàng)新能力，調(diào)動學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生對知識和科學(xué)的探索[9]。

（二）? 多維一體教學(xué)改革評價體系

創(chuàng)新評價考核形式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。采用“平時+課程匯報+實驗+考試”多元化考核方式，見表1，在過程考核方面，將平時課堂、課后作業(yè)、小組討論和小組匯報等有機(jī)結(jié)合，不拘泥于課堂內(nèi)容，布置兼具綜合性與開放性的作業(yè)，調(diào)動學(xué)生利用課余時間查閱資料，組織小組匯報，在課堂中分組展示學(xué)習(xí)成果，在搜集材料過程中培養(yǎng)團(tuán)結(jié)合作能力，在組織匯報過程中鍛煉邏輯思維能力和語言表達(dá)能力，增設(shè)學(xué)生互評，激發(fā)學(xué)生課堂參與的主動性[10]。

（三）? 多維一體教學(xué)改革實踐

水污染控制工程課程提出“課堂講授-案例教學(xué)-思政引領(lǐng)-實驗教學(xué)”的多維一體教學(xué)模式在教學(xué)實踐中得到了大多數(shù)師生的認(rèn)可，無論是課程選課人數(shù)、課堂出勤率、課堂學(xué)生活躍度和學(xué)習(xí)氛圍，還是課程教學(xué)效果、教學(xué)評價都在研究生課程中名列前茅。一方面，通過該課程的學(xué)習(xí)，顯著提高了學(xué)生的專業(yè)知識、工程理念、理論聯(lián)系實踐能力、動手能力、創(chuàng)新能力和思維。另一方面，在多維一體教學(xué)模式下組建的高效、合理、學(xué)科交叉型教學(xué)團(tuán)隊的教學(xué)能力顯著提升，在教師教學(xué)評估考核中表現(xiàn)優(yōu)異。

四? 結(jié)束語

本文通過分析水污染控制工程課程傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，在傳統(tǒng)教學(xué)模式中融入案例教學(xué)和思政元素，提出了“課堂講授-案例教學(xué)-思政引領(lǐng)-實驗教學(xué)”的多維一體教學(xué)模式。通過建立靈活多樣針對性強(qiáng)的課堂講授方式、建立理論聯(lián)系實際緊密貼合工程實際的案例教學(xué)思路、組建高效合理學(xué)科交叉型教學(xué)團(tuán)隊、整體規(guī)劃思政資源加強(qiáng)思政引領(lǐng)、建設(shè)基礎(chǔ)性綜合性創(chuàng)新性實驗，改革教學(xué)過程與教學(xué)方法。結(jié)合多維一體教學(xué)模式更新教學(xué)評價體系，并將提出的多維一體教學(xué)模式用于實踐教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果，實現(xiàn)了學(xué)生理論聯(lián)系實際、實踐與創(chuàng)新能力的同步提升，為農(nóng)業(yè)院校理工科專業(yè)教學(xué)提供了一種新的教學(xué)模式。

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