水污染控制工程课程教学改革方法和举措

　　自 20 世纪 90 年代以来，我国 200 多所高校开设了环境科学专业。然而偏重基础、知识面相对较宽、实践性课程或环节相对较少的环境科学专业，与当前的社会需求之间存在一定的脱节。学生专业理论知识丰富，但专业技能较差，社会适应性差，难以满足社会对“理论与能力并重，毕业即能上岗”的专业人才需求，就业率普遍较低。为了适应就业市场的需要，提高环境科学专业学生的实践能力和社会适用性，大部分高校借鉴环境工程专业的培养模式，将环境科学专业由理科转向理工科结合发展。

　　水污染控制工程是温州大学环境科学专业培养模式改革过程中增设的一门专业选修课程。课程内容丰富、抽象，且工程应用性强。其中部分内容与专业主干课程《环境科学导论》“水处理”部分重叠，若按照传统模式开展教学，将导致部分内容重复教学，学生对课程缺乏新鲜感，不利于调动学生的积极性，同时也达不到提高学生工程素养的目的。因此，对该课程教学模式进行改革，提高学生的实践能力，实现培养高素质工程应用型人才培养的目的，显得尤为必要和重要。

　　课程组以社会人才需求为导向，基于学生的专业基础和课程实际特点，融合 CDIO（构思、设计、实现和运作）工程教育理念，对课程开展教学改革，提出构建“课堂-实验-设计-实习”四位一体的实践教学模式设想，将实践教学贯穿于整个课程教学过程中，丰富课程教学的内涵。

　　1 课程的教学内容及特点。

　　传统的水污染控制工程课程教学包括理论教学，实验教学和课程设计 3 个部分。理论教学包括污水水质和污水出路、物化处理、生物处理、土地处理、污泥处理处置以及污水处理厂设计共 10 章内容，涵盖基本概念、技术基础、原理、工艺、设备、设计计算等；实验包括充氧、沉淀、混凝、过滤、吸附等单元实验及废水处理综合实验；课程设计是为期 1 周的污水处理工程设计，要求提交设计说明书、平面布置图及工艺流程图。课程多学科交叉性、实践性、时代性突出，涉及知识面较宽，需要物理、化学、机械、电子、微生物等基础；部分内容抽象难懂，如数学模型、工艺原理、构筑物、设备的内部构造等；工程背景强，设计方案、图纸需要结合实际水质、水量、排放标准、车间布置、预留用地等情况，设计参数的选择需要一定的实际工程经验及查阅相关设计手册与标准。

　　2 课程教学改革方法和举措。

　　2.1 精心设计教学内容 鉴于学生已具备一定的水污染控制基本概念、技术、原理、工艺基础，若按传统的水污染控制工程教学内容开展教学，则势必导致部分内容重复教学。因此，以提高学生实践能力为抓手，对教学内容、侧重点作一些调整。改变教材先理论后设计计算的传统，以实际工程项目设备或构筑物的设计计算为导引，辅以对基础理论知识的讲解。如在讲解格栅一节时，首先以餐具清洗消毒废水处理为例，说明该废水具有渣量大的特点，再引出人工格栅和机械格栅的适用性，介绍该工程项目中机械格栅的使用效果及格栅的工程设计，同时讲解设计过程中的相关基础理论知识。

　　2.2 深化理论教学模式 课程组曾尝试以不同类型的废水为对象作专题介绍，然而成效并不显着。深入调查发现，主要原因在于学生的专业基础不够扎实，尚不能综合地运用各种处理技术，学生普遍反映难度较大，跟不上课堂节奏。为此，仍然采用水污染控制工程教材的编排顺序，适当做出调整，但以实际工程项目为导向，逐步启发，深入引导，提高学生的知识应用能力和工程能力。

　　充分利用多媒体教学手段，加强动态多媒体课件的制作，开发仿真动画模型，配套录像、并辅以大量图片，将污水处理工艺流程，构筑物及设备构造、安装、调试运行以更加生动、直观的形式呈现出来，化抽象为具体，化平面为立体。开辟第二课堂，针对复杂的较难理解的工艺单元，可将课堂教学迁到工程现场，从整体到细节，边带学生参观边讲解，增强学生的感性认识，同时利于学生在实际中发现问题，分析问题，并最终解决问题。

　　增加课堂讨论教学环节，提高学生的课堂参与率和主观能动性。采用 2 种形式，一种就某单元工艺开展讨论，加深学生对工艺的理解。如废纸造纸废水悬浮物浓度高，可就悬浮物的处理工艺、每种工艺的优缺点及适用性展开讨论，最后以实际工程为例，说明理论分析与实际工程的差距所在。另一种以典型工程项目为背景，学生自由组队、设计，并绘制工程图纸。成果以 ppt 的形式进行汇报。这个过程需要学生查阅设计手册、标准、设备等大量资料，对各种技术的可行性进行综合比对，或者到相关工程现场进行考察。通过这种锻炼，利于培养学生的团队协作精神和组织能力，激发学生的兴趣，提高学生对理论知识的理解和灵活应用能力，增强学生的工程实践能力。

　　2.3 构建实践教学平台 在现有专业实践教学基地的基础上，积极拓展校企合作，建立了以“氧化沟、厌氧-缺氧-好氧（A2/O）、序批式活性污泥法（SBR）、曝气生物滤池（BAF）、内循环厌氧反应器（IC 反应器）+深井曝气、人工湿地”等典型工艺为代表的 10 余家稳定的顶岗实习基地，如温州东片污水处理厂、温州西片污水处理厂、温州中心片污水处理厂、温州经济技术开发区污水处理厂、温州双鹿啤酒厂等；建立了由环保管理部门、设计院所、企业等单位从事管理、设计、安装、调试的 30 余名技术人员组成的校外导师库，为学生营造良好的校外工程实践环境，提供丰富的校外实践教学资源。

　　同时依托温州大学生命与环境科学省级实验教学示范中心，加强实验室水污染控制硬件设施建设。建设出一套日处理能力为 15 吨的城镇污水处理中试装置，为学生提供污水处理调试、运行、管理的校内工程实践教学平台。

　　2.4 建立“课堂-实验-设计-实习”四位一体的实践教学模式 传统为期 1 周的课程设计，大部分学生的设计成果存在方案可行性、经济性、图纸细节不规范等多个问题。因时间较紧，对图纸的要求上相对较松，如只要求提供平面布置图和高程图，与实际工程存在一定的差距。

　　借鉴 DICO 工程教育的理念，将课程设计贯穿到整个教学过程中，按照实际工程的标准，即学生的成果可以直接进行工程应用。构建设计项目-理论分析-实验设计-工程设计-实习验证的实践教学模式。在课程教学中期，根据课程组实施完成的实际工程项目下达设计任务书，将学生划分成 3~5 人 1 组，要求学生自主设计 3~4 套试验方案，并对每一套方案进行实验室验证，从而确定最佳处理工艺，编制设计方案与计算说明书，绘制全套施工图，最后安排学生到相应的工程现场进行为期 5~7d 的顶岗实习，找出理论设计与实际工程项目之间的差异及存在的问题，并与现场工程师进行交流探讨，从而对设计方案、计算说明书及施工图等进行优化，形成课程设计的最终成果。

　　2.5 改变课程考核方式 改变传统的注重考试、不重视过程的考核方式，提高平时成绩的占比，调动学生参与教学过程的积极性，以更好地引导学生对专业技能的训练，增强学生的工程实践能力。如制图和平时作业占 20%、课堂讨论占 20%、实验占 20%、期末考试占 40%.

　　3 结语。

　　水污染控制工程是一门知识面宽，信息量大，部分内容抽象难懂，工程背景强的课程。环境科学专业学生在先修环境工程科学导论的情况下，对水污染控制基本概念、工艺、原理已有了初步的认识，不适宜采用该课程传统的教学内容和教学模式。为此，以市场需求为导向，以提高学生能力和工程素养为目标，通过现场教学，课堂讨论，结合仿真动画、录像、图片等多媒体技术，构建实践教学平台，建立“课堂-实验-设计-实习”四位一体的实践教学模式等方面，实施课程教学改革。已逐步在温州大学2011、2012、2013 级环境科学专业学生水污染控制工程课程教学上加以应用，收到了一定的成效。改革中涉及的实践教学平台的建立和完善，需要相关部门的协调、配合；改革的有效开展依赖于工程素养较高的师资队伍，这些有待于进一步完善。

　　参考文献。

　　[1]周富春。高校环境科学专业理工结合型人才培养模式探索[J].中国校外教育，2009（8）：31-32.

　　[2]王硕旺，洪成文。CDIO:美国麻省理工学院工程教育的经典模式-基于对 CDIO 课程大纲的解读[J].理工高教研究，2009,28（4）：116-119.

　　[3]褚淑祎，肖继波，骆林平，等。环境工程专业工程类课程教学改革探索与实践[J].安徽农学通报，2012,18（19）：205-206.

　　[4]吴向阳，刘宏，李潜。环境工程专业“水污染控制工程”课程建设[J].教育与职业，2012,（5）：131-133.