“水污染控制工程”课程设计教学改革

周笑绿， 郑红艾， 胡晨燕

(上海电力学院环境与化学工程学院，上海200090)

0 引言

“水污染控制工程”课程设计是环境工程专业的重要实践环节［1-2］，其目的是进一步巩固和加深学生对所学“水污染控制工程”等课程知识的认识和理解;加强工程设计能力的训练，提高综合运用“水污染控制工程”以及其他课程所学的知识，解决污水处理工程实际问题的能力［3-7］。该环节一般安排在“水污染控制工程”课程之后进行，构成统一配套的理论和实践教学体系。

“水污染控制工程”课程设计的任务是完成对一个城市污水厂的工艺设计［8-10］，包括:工艺选择和计算、平面布置、高程布置等，需要递交手绘的平面布置图1张、CAD绘制的高程布置图1张和说明书1份［11-12］。这些工作量我校的设计时间安排是在2周内完成。由于时间紧、内容多、涉及的知识面广，计算和绘图工作量均较大，为了在有限的时间内获得较好的效果，达到既定目标，我们教学小组成员在实践中不断进行研究和摸索，在许多方面进行了改革尝试。

1 设计任务:每人一题、列表求证

课程设计是训练学生实际应用能力的环节，但以往经验表明，由于这种教学方式具有松散式教学管理的特点，教师不容易全程跟踪，学生抄袭的现象比较严重，难以达到实际锻炼的目的，为了减少这种现象发生，课题组设计了让每个学生的设计任务均有所不同的方法，即1人一题的方法。

通过对设计任务的分析，我们采取了在设计任务中将用于计算总污水量和水质的居民人口数量、排污水量和排BOD5量进行改变的方法来处理;即在任务书中将小区的居民人口数量、排污水量和排BOD5量预留出空缺(图1中斜体字部分)，待任务书印刷完成后，再手工填入数据。这是一种相对简便、操作性较强和效果显著的方式。首先它既能达到每人一题的目的，也不会因过多的工作量给教师增加太大的负担;其次因为污水厂设计中，污水量和水质是贯穿始终的重要的设计数据［13-15］，决定着整个设计计算的结果。

图1 课程设计任务书1人一题设计示意

在对每份任务书填入数据前，教师需事先做一张表格，对每个学生任务中的居民人口数量、排污水量和排BOD5量进行列表，不能有重复，保持唯一性;同时进行总水量和水质的计算和记录(见表1)。以便日后对学生的设计和计算结果进行检查和核对。这种方法虽然会给教师增加一定的工作量，但磨刀不误砍柴工，经实践证实，这样做对后续的管理起到了事半功倍的效果。由于设计题中涉及的人口数量和每人每天排放的污水量和BOD5量均不同，每个学生从一开始拿到任务书就明确了这一点，保证了每个学生必须自始至终独立完成设计计算任务。

表1 每位学生任务及水量、水质计算结果核查表

经过设计过程中对学生进行的答疑、质疑、观察、检查和调查证实，这一措施确实是很有效的，尤其是对于那部分学习自觉性较差的学生效果更为明显。

2 参考资料:变教材为参考书

以往的“水污染控制工程课程设计”是教师为学生订购统一的教科书，学生以其为参考进行设计，它的优点是便于学生学习参考，也便于教师的辅导;缺点是教科书的存在，容易成为学生的一种依赖或框框，限制了学生在工艺选择方面的自主性;还容易导致全班同学设计工艺趋于一致，千篇一律，缺乏个性，不容易培养学生的独立思考能力，同时也愈加方便了学生的抄袭。为了改变这种状况，我们尝试不设统一教科书的方式，而是让学生去图书馆借参考书和资料，倡导学生自主选择工艺方法。当然，这样做的前提是教师事先了解图书馆的参考书能够满足要求，或提前向图书馆推荐和采购一部分参考书目。在这过程中，教师可以采用启发的方式、与学生讨论的方式，协助学生自主确定工艺方法。这样做的结果是大大发挥了同学们的主观能动性，同学们通过自己查阅书籍资料，选择的工艺花样出新、特色鲜明、百花齐放。既激发了同学们的主动学习热情，避免盲目照抄课本，同时在这个过程中也锻炼了学生查阅文献资料、设计手册和设计规范的能力，使他们综合运用所学知识来分析解决实际问题的能力得到了加强。

3 质量监控措施:答疑、质疑和中期检查

课程设计环节与课堂授课不同，对学生的管理相对比较松散。为了使学生在这一环节能够得到充分的训练，深化对“水污染控制工程”课程知识的理解，我们设计了一套质量监控方案，包括:答疑—质疑—中期检查。

(1)“答疑”。是课程设计的重要教学方式。教师每天在设计室内坐堂，针对学生的设计进行现场解答，及时辅导学生进行设计，纠正学生设计中出现的偏差，同时了解每个学生设计进度。应该说，课程设计的答题是质量保证的关键。

(2)“质疑”。“质疑”是针对很少答疑的同学进行的检查。在设计过程中，绝大多数学生都会主动地找教师进行答疑，询问设计中遇到的种种问题，但也有一小部分学生很少与教师交流。这些学生一部分是性格内向，平时就不喜欢问问题、喜欢自学的学生;另一部分是不愿独立思考，跟在别的同学后面模仿，生搬硬套别人的设计思路的学生。前者很容易走弯路、出偏，直到设计结束交图纸报告时，才被老师发现问题，再纠正已经没时间了;所以要对这部分同学进行质疑，及时了解情况。而对于后者，这部分学生往往没有真正理解所采用的设计思路的意思，他们仅仅将别人的设计方案拿来，照葫芦画瓢地进行方案设计、画图，但根本不清楚为什么这样设计，结果设计做完后，一问三不知，浪费了时间，还是什么也没搞懂。所以说，对这些不来答题的学生进行质疑是非常必要的，是了解学生设计情况的必要环节。

(3)“中期检查”。我校“水污染控制工程”课程设计安排2周时间，一般第1周主要是进行工艺选择、构筑物选择、设计计算和设计说明书的撰写，第2周一般是进行平面图和CAD高程图的绘制。由于内容较多、时间较紧，为了保证设计进度能够正常进行，必须及时完成各阶段的任务，才能按时保质保量完成设计。曾经有一次，一位同学在最后1天等待答辩的时候睡着了，一问才知道前面没有抓紧，最后时间来不及了就熬了2个通宵将设计图完成;可是当老师询问设计中的问题时，他还是回答不上老师的问题，光照抄别人的，没有真正搞清楚，最后还是没有通过。为此，在及时总结经验的基础上，将第1周最后1天安排进行中期检查，每个学生将1周以来完成的内容交与老师检查，老师将每个学生的进度进行注册登记，同时检查设计过程和存在的问题，一般来说，只要提前将这些环节告知学生，并且组织实施，都会收到较好的效果。中期检查阶段按时完成率一般可达90%以上。对于没能按时完成设计任务的同学，及时给予提醒或督促其加快进度。

通过答疑、质疑和中期检查等过程，也可以及时发现设计中出现的一些问题、问题迹象或一些有代表性的容易出错的地方，可及时召集全班学生集中上课给予讲解，把问题扼杀在萌芽状态，保证课程设计稳中有序，按时、保质地完成。

4 考核方式:笔试加口试，综合评定

以往我校“水污染控制工程”课程设计考核均采取面试、口试的方式。这种方式的好处是教师可以与学生面对面，了解学生对课程设计的掌握情况，问题也比较灵活;缺点是学生数量较多，考试时间和教师数量有限，所以考题数量对每个学生也是有限量的，不一定能够真正反映出学生对设计的掌握程度，容易带来小概率事件，也即有些同学抽到的题目相对容易，有些则相对较难，常会带来成绩上的不合理;再则考试时间不统一，后考的学生可以根据先考的学生获得部分考题，进行准备，使得前者的成绩与后者相比有失公平。面对众多学生考题不可能不重复，也不可能难易绝对均衡。因此为了避免这些问题，我们尝试采用笔试+口试的方式进行课程设计测试，即在笔试的基础上，对一部分平时答疑较少、成绩较差的学生加试口试，了解他们对整个课程设计的掌握情况，综合确定成绩。这样既可以避免测试题难易不均的问题，也可以使考题数量多一些，考题面广一些，测试效果更客观、公正、公平。经过我们对3届学生的使用证明，这种综合考试方法，确实能更客观的反映学生的掌握情况，确定的成绩也更合理，学生心服口服。需要说明的是，关于课程设计的考试题则需要教学组老师给予认真的研讨和设计，同时在实践中不断地加以补充、修改和完善。

5 加强交流和研讨，不断总结和完善

为了使“水污染控制工程”课程设计的教学可操作性更强，课程设计过程中教师之间经常性的交流和教学研讨是非常必要的，通过讨论，有时甚至是争论和求证都有助于“水污染控制工程”课程设计的教学向更规范、更准确的方向发展。此外，每次答疑时注意记录学生容易疑惑的知识点，记录任务书和指导书中表示尚不够明晰或需要补充和修改的点点滴滴不适宜方面，及时进行修改，也是很有必要的，可以使设计资料逐步得到改进、充实和完善。

6 结语

通过设计任务、参考资料、质量监控和考核方式等几个方面对“水污染控制工程”课程设计的教学改革和实践，收到了明显的效果。大大激发了学生的设计热情、主动性和积极性;课程设计中的抄袭现象大大减少。改革实践两年来的成效显著，学生课程设计的成绩明显提高。改革也为教师有序地进行课程设计教学提供了系统地管理方法;为教师更客观、科学、公平地进行课程设计成绩评定摸索了一套有效的模式。

［1］ 聂丽君，陈梅芹．建设水污染控制工程多元化教学体系［J］．化工高等教育，2010(3):50-52，55．

［2］ 谭江月．“水污染控制工程”课程设计的合理设置及教学体会［J］，三峡高教研究，2011(1):26-27．

［3］ 唐玉朝，伍昌年．“水污染控制工程”实践性教学体系的探讨［J］．安徽职业技术学院学报，2011，10(1):5-8．

［4］ 江 芳．李健生．提高水污染控制工程实验教学效果的几点体会［J］．实验室研究与探索，2008，27(12):112．

［5］ 张 洁，李 燕．“水污染控制工程"一体化实践教学模式探讨［J］．高职高教研究，2010，42:214-215．

［6］ 隋 涛，刘娟娟．环境工程专业基于“卓越工程师计划”的课程设计改革［J］．价值工程，2011，28:191-192．

［7］ 王春荣．“水污染控制工程课程设计”改革与优化［J］．科技咨询导报，2007(18):198．

［8］ 曾 科．污水处理厂设计与运行［M］．北京:化学工业出版社，2001．

［9］ 高挺耀，顾国维．水污染控制工程(下册)［M］．3版．北京:高等教育出版社，2007．

［10］ 刘 红．水处理工程设计［M］．北京:中国环境科学出版社，2003:3-6．

［11］ 成官文，梁 斌，黄翔峰．水污染控制工程设计(论文)指南［M］．北京:化学工业出版社，2011．

［12］ 彭党聪．水污染控制工程实践教程［M］．北京:化学工业出版社，2011．

［13］ 刘建勇，邹联沛．水污染控制工程技术与实践［M］．北京:化学工业出版社，2009．

［14］ 张自杰．排水工程(下册)［M］．北京:建筑工业出版社，2000．

［15］ 崔玉川，刘振红，张绍怡．城市污水厂处理设施设计计算［M］．北京:化学工业出版社，2011．