徐吉成,蒋 艳,陆道明
(镇江高等专科学校 化学与材料工程学院,江苏 镇江 212003)
“水污染控制技术”课程教学方法改革与实践
徐吉成,蒋 艳,陆道明
(镇江高等专科学校 化学与材料工程学院,江苏 镇江 212003)
结合“水污染控制技术”课程的特点及实际教学经验,采用比较教学、直观教学、项目教学、综合实训教学、理实一体教学等方法,提高学生的学习主动性与积极性,促进专业综合能力的培养,提升教学效率。
水污染控制技术;教学方法;综合实训
教学方法是在教学过程中为了完成教学任务、实现教学目标所采用的方法与手段的总称[1]。高职高专院校“水污染控制技术”教学目标是让学生掌握水处理的基础理论知识和现场操作技能,使其毕业后能在给排水处理的工作一线组织生产,并能及时解决生产中出现的各种技术问题[2]。传统的“水污染控制技术”以注入式教学为主,偏重理论讲授,一般是先讲解原理,再讲述工艺,随后是水处理的设备和运行情况,而教师大多是以PPT播放或者板书为主,课堂提问和课后习题为辅,不仅不能引起学生的学习兴趣,还在一定程度上束缚了学生的主动性和创造性,不利于水污染控制知识体系的完善[3]。实验以演示实验为主,难以激发学生的热情。校企结合通道未打通,难以体现该课程工程实践性强的特点。这样的教学,理论讲不透,实验参与少,学生缺乏水处理的工程性知识,影响了培养高技能应用型人才目标的全面实现[4]。现代职业教育,学生应该成为教学活动的主角,对课程内容融会贯通[5]。针对目前高职高专学生的学情,“水污染控制技术”的教学方法需要改革与创新。
“水污染控制技术”是高职高专环境类相关专业的核心课程之一,是直接与学生就业岗位对接的课程之一,具有极强的交叉性、综合性、实践性及工程应用性[6]。“水污染控制技术”中的知识在环境微生物、固体废物污染控制、环境监测等领域均有涉及。通过该课程的系统学习,学生能掌握水污染控制技术,成为专业人才。镇江高等专科学校环境监测与治理技术、工业环保与安全技术专业均开设了该课程,教学内容已由专业指导委员会进行了优化革新,其中理论课48学时,实验课16学时,认识实习4学时,综合实训16学时。在教学中,倡导少、精、新的教育理念,改变传统的重理论轻实践的教学方法,将比较法、直观法、案例法和理实一体化等应用其中,精心组织教学内容,增加最新、最实用的理论和工艺技术,组织师生交流和讨论,归纳重要知识点,引导学生理解和掌握所学知识,提高学习兴趣,培养创新思维和团队合作精神。
理论教学是实践教学的基础,实践教学是理论教学的直接应用和目标[7]。为了使学生掌握基本概念与基本知识,在理论课上使用多种教学方法,加大信息量,提高效率。高职高专院校学生的主要就业面向是企业的一线操作岗位,所以实验实训环节的重要性不言而喻。采用理论课合班、实验课分组、实训课综合的方法,整体教学效果良好。理论课“够用为度”,强化实践内容教学,重点突出工学结合。改革教学方法,促进学生更好地掌握课程知识结构、水处理方法之间的联系和区别,综合运用水污染控制的物理、化学及生物处理技术。
2.1比较教学
“水污染控制技术”包含的水处理的工艺、设备及构筑物较多,有些知识点容易混淆。为了帮助学生厘清思路,掌握各知识点的特征和侧重点,可将容易混淆的知识点放在一起讲解、分析、对比,比如反渗透、超滤、微滤的区别,化学沉淀与混凝的区别,生物滤池和快滤池的区别,活性污泥法和生物膜法的区别,污泥脱水与污泥浓缩的区别,生活污水和工业废水的区别等。分析原理、形状、流程及工艺等,可以让学生牢记知识点的应用范围,认知与理解新知识,培养分析能力。
2.2直观教学
在“水污染控制技术”理论教学中,准备1张典型的污水处理厂全部工艺流程及设备图,第1节课就展示给学生,并在以后的教学过程中,结合教学进度,反复呈现,使学生将相对独立、零散的工艺和构筑物串联在一起学习,不仅掌握单个构筑物本身的工艺和特点,而且明确构筑物在整个污水处理工艺中的位置和作用。
“水污染控制技术”中,构筑物形式多样,内部构造复杂,传统的理论讲授法难以使学生掌握这些抽象的知识点,如各种水处理构筑物的内部结构、功能,各种处理单元的实际运行流程等。直观教学,将教具作为感官传递物,采用现代化教学手段向学生展示,并使用大量的图片、动画、录像等辅助教学。在讲授构筑物的结构时,充分利用构筑物模型、图片及污水处理中的小型设备等,激发学生的好奇心,指导学生探究构筑物的构造、功能、特点。讲解构筑物工作原理时,结合相关工程中的应用实例,采用动画形式演示污水处理的工作流程。播放实际水处理构筑物运行的录像,使复杂的原理和工艺可视化、形象化、简单化,降低难度,提高学生的工程意识,从而提高教学效率。
2.3项目教学
将教学与科研结合起来,即将主讲教师的研究课题作为典型污水处理的1个项目,进行项目化教学。如以臭氧氧化处理感光废水作为化学氧化法处理工业废水的1个项目,从分析被列入《国家危险废物名录》的感光废水原水水质着手,以去除废水中的COD为主要目标,进行臭氧氧化的预处理及深度处理,使臭氧处理后的出水水质得到明显改善[8-9]。在具体项目中,学生能掌握臭氧氧化的机理,了解臭氧法处理工艺的优点与缺点,深刻认识化学氧化、污水的预处理与深度处理,不但有利于他们对“水污染控制技术”及相关课程的学习,也利于他们综合素质的提升,并激发他们参与科研、申报大学生创新项目的积极性。采用印染废水处理、含油废水处理、含酚废水处理及洗车废水处理等的项目化教学,可以让学生学会依据行业特征分析废水水质,运用相关技术规范选取合适的处理工艺,并熟悉相关实验和流程,掌握各种污水的排放标准。
2.4实习教学
到污水处理厂认识实习是“水污染控制技术”课程教学的一个重要环节。没有参加过认识实习的学生对污水处理的单个实体构筑物的感性认识不足,很难理解污水处理厂的高程及平面布置,不能很好地掌握教学内容。调整教学内容后,选择涵盖物理法、化学法、生物法的污水处理厂及自来水厂,带领学生认识实习,有针对性地进行现场教学。在现场,学生可以看到实际构筑物,直接观察其相应的高程及平面布置,聆听企业一线工作人员生动形象的讲解,边看边记录,学习热情非常高,收获很大。也可以将实习现场录成视频,在教授相应章节时,让学生观看,加深实习印象。实习教学事半功倍,学生更容易理解、掌握相应的知识点,提高工程实践意识。
2.5理实一体教学
把实验实训环节和理论教学融为一体,实现“理论与实践一体化”教学,可以取得更好的教学效果。镇江高等专科学校有水处理实训中心,那里有污水的A2O工艺城市污水处理装置、生物接触氧化池装置、Carrousel氧化沟装置、SBR装置、竖流式圆型气浮装置、活性炭吸附装置、过滤及反冲洗装置、UASB发酵装置等,并在实训室配有多媒体设备,教师可以将部分课堂从普通教室搬到实训室,面对实验装置进行教学。在一体化的实训场所中开展相应的污水处理工艺的教学,面对实验装置讲解设备的原理与工艺,演示实验,可以让学生及时看到污水处理的流程,及时动手实验,理论知识与实物相互印证,进一步巩固所学内容,教学效果明显强于先在教室学习理论知识再到实验室进行实训操作。比如在讲解活性污泥法中的“氧化沟”时,面对实验室的Carrousel氧化沟实验装置,讲解装置的组成、曝气机的位置和作用,污泥回流管的位置及具体运行时的水流状况,学生能很快理解为何氧化沟具有推流式和完全混合式反应器的特点,为何需要污泥回流,为何具有良好脱氮和除磷的作用等。学生看完演示实验后动手操作,迅速掌握了氧化沟装置的组成及运行原理。
2.6综合实训教学
利用学校购置的水环境监测与治理技术综合实训平台,在所有理论课及单个处理单元的实训结束后,增设综合应用性实训环节。利用综合实训平台,学生进行污水样品配制与测定、污水处理工艺的设计与计算(包括选用并设计合理的污水处理构筑物)、污水处理设备部件的安装与调整、污水处理设备的调试运行、环保监测仪器仪表的运用等。整个实训过程,由学生按照全国职业院校技能大赛的要求独立完成。将实践教学场景模拟成技能大赛考场,有助于学生加深对污水处理过程的理解,规范实验行为,提高操作技能水平,培养综合运用能力。指导教师对操作的要点进行启发式讲解,教授学生如何正确处理数据,并将实训报告以论文的形式撰写。通过综合实训教学,学生不但掌握了“水污染控制技术”的学习内容,提高了数据计算、分析及作图能力等,而且提升了毕业论文(设计)的写作水平。综合实训教学过程中始终强调,以学生为主,教师为辅,充分调动学生的积极性、主动性和创新性,引导学生分工合作、互帮互助,培养团队协作的精神和踏实肯干的作风。
“教学有法,教无定法,贵在得法。”采取多种教学方法,如重点讲解、实验演示、认识实习、综合实训等,提高了学生的学习积极性,为其后续专业课程的学习、顶岗实习及就业打下坚实的基础。
教学方法改革是镇江高等专科学校环境监测与治理技术专业“水污染控制技术”精品课程建设的重要内容,也是环境及相关专业课程体系改革、专业人才培养方案革新的重要组成部分。教学中,强调多种教学方法的有机融合、优化处理,形成“以学生为主体、教师为主导”的教学方式,学生学习兴趣提升,成绩的优良率也逐步上升,参加本校与河海大学联办的“环境工程”专业的“专接本”及“专转本”进一步深造的积极性更高了。
[1] 石碧清,罗永军,王雪.依托技能大赛提升高职环境类专业人才培养水平[J].教育与职业,2011(9):177-178.
[2] 樊开青,王勇,史红林.高职《水污染控制技术》教学存在的问题及改革探讨[J].职业教育研究,2010(12):88-89.
[3] 余燕.《水污染控制技术》课程开放式教学初探[J].湖北函授大学学报,2012,25(6):117-118.
[4] 纪振,朱其兆,李东升.水污染控制技术课程体系改革与实践[J].广东化工,2013,40(8):179-180.
[5] 吴国旭,崔迎,王秀玲.《水污染控制技术》精品课程教学内容设计[J].天津职业院校联合学报,2009,11(1):89-90.
[6] 周笑绿,胡晨燕.《水污染控制工程》课程教学方法探讨[J].教育教学论坛,2014(13):92-93.
[7] 郝桂珍,杨国丽.浅谈水污染控制工程课程教学模式的改革[J].教学研究,2014,37(4):41-43.
[8] 徐吉成,储金宇,蒋艳,等.臭氧氧化法处理感光废水中COD的研究[J].镇江高专学报,2010,23(3):66-68.
[9] 徐吉成,储金宇,徐兵,等.臭氧降解显影废水中显影剂及其氧化物总量的研究[J].镇江高专学报,2011,24(1):83-86.
〔责任编辑: 卢 蕊〕
ReformandpracticeforteachingmethodsofthecourseWaterPollutionControlTechnology
XUJi-cheng,JIANGYan,LUDao-ming
(School of Chemical and Material Engineering, Zhenjiang College, Zhenjiang 212003, China)
Combined with the characteristics of the course and the actual teaching experience in Water Pollution Control Technology, this thesis put forwards the teaching methods such as comparative teaching, intuitive teaching, project teaching, practice teaching and real integration teaching method to stimulate students’ learning initiative and enthusiasm, promote the cultivation of the professional comprehensive abilities and improve the teaching effects.
Water Pollution Control Technology; teaching method; comprehensive training
2014-12-28
江苏省高校“青蓝工程”资助(苏教师〔2012〕39号);镇江高等专科学校教学改革示范课程项目资助(201401006);镇江高等专科学校“化工分析重点专业群”资助(ZYQ201203)
G642
: C
:1008-8148(2015)02-0101-03
徐吉成(1980—),男,江苏镇江人,副教授,博士生,主要从事高分子材料、水污染控制技术等研究;蒋 艳(1982—) ,女,江苏溧水人,讲师,主要从事仪器分析、水污染控制技术等研究。