水质工程学课程教学改革研究与实践

刘玉+程鹏

摘 要 水质工程学课程是给排水科学与工程专业本科生的一门专业核心必修课程。针对该课程目前教学过程中存在的问题，我们根据自身教学实践，从课堂教学方法、实践教学、实验教学和课程考核方式上进行改革与实践探索，以提高课程的教学效果，使学生掌握基础理论知识的同时，培养锻炼学生的工程实践意识、能力和发现解决实际问题的能力，受到学生的良好评价。

关键词 水质工程学 教学方法 教学改革 实践教学

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.07.053

Water Engineering Course Teaching Reform

Research and Practice Exploration

LIU Yu， CHENG Peng

（Civil Engineering Department， Nanyang Institute of Technology， Nanyang， He'nan 473000）

Abstract Water supply and drainage engineering courses are science and engineering majors professional core required courses. The course for the current problems in the teaching process， according to their own teaching practice， reform and practice from the classroom teaching methods， practice teaching， laboratory teaching and curriculum assessment methods to improve teaching effectiveness courses， so that students master the basic theory knowledge， cultivate students' engineering practice exercise awareness， the ability to solve practical problems and found that， by a good evaluation of students.

Key words water quality engineering; teaching methods; teaching reform; practice teaching

水质工程学是高等学校给排水科学与工程专业本科学生的专业核心课程之一，是一门理论性与实践性紧密结合的课程，它包含很多专业课内容，涉及水分析化学、水泵与水泵站、水文地质学、水工艺设备、水处理微生物学、水工艺仪表与控制等，有很强的综合性。①其教学效果直接关系到本专业学生的专业理论知识水平和实践技能。同时考虑到目前水资源短缺和水体污染的严峻形势，社会对水处理方面的人才需求日益迫切，水质工程学的授课效果越发重要。

我校给排水科学与工程专业开设于2009年，其中水质工程学作为主干必修课程之一，教学内容较多，分为总论、给水处理和污水处理3篇，共25个章节。根据近几年的教学实践经验，我们对水质工程学的课堂教学方法、实践教学、实验教学以及考核方式等问题进行分析，提出相应的教学改革措施并进行初步的实践探索，以适应水质工程技术的迅速发展对人才的更高要求，培养出理论基础知识过硬、工程实践经验丰富和具有一定实验能力的应用型水处理技术人才。

1 存在的问题

1.1 课堂教学方法存在的问题

水质工程学的教学目的是让学生掌握水处理方面的基本理论知识和工艺设计方法，为其将来从事水处理方面的设计、施工及运行管理方面的工作奠定基础。因课程内容较多，又以传统课堂板书讲授式方法为主，教学过程中容易形成“以教师为中心”的教学模式。这种模式容易忽略师生互动、课外实践甚至是课堂实践，结果造成不少课堂时间上出现“教师激情澎湃、滔滔不绝，学生乏味难陈、昏昏欲睡”的场面，并最终导致学生仅在考前集中突击背诵知识点，以应付期末考试，而自身理论应用能力未能得到加强，严重影响了课程想要达到的教学效果。

1.2 实践教学存在的问题

与水质工程学有关的实践教学环节主要包括认识实习、生产实习、课程设计和毕业设计。②我校认识实习在大二上学期进行，生产实习在大三下学期进行，而水质工程学课程在大三下学期开设。认识实习和生产实习过程中，实习内容讲解除任课教师外，主要依靠实习地点的技术人员，而技术人员不能把控讲解的重点和时间安排，同时由于学生缺乏专业基础知识和积极性不强，使认识实习过程流于走马观花的形式，生产实习过程中学生虽然已有一定的基础知识，但很难详细了解实习中接触的水处理构筑物的内部构造和运行方式。

1.3 实验教学存在的问题

因学校实验教学条件限制，本课程建设之初，未配备相应的水质工程学实验室，本课程涉及的个别试验是在其他教学院系的实验室内配合完成的。这一现实情况限制了部分试验环节的开设，不利于学生将所学理论知识与试验过程、结果结合起来。

1.4 考核方式存在的问题

水质工程学的考核方式以期末闭卷考试成绩为主，平时成绩所占综合成绩比重较小，使学生容易集中于期末前两周的突击复习考试，而忽视平时的课堂参与、互动，不利于学生理论学习能力、问题思考能力、知识应用能力的锻炼和提升。

2 课程教学的改革与实践

2.1 课堂教学方法的改革与实践

（1）传统板书教学方法与多媒体课件教学方法相结合。多媒体教学具有内容丰富，图片、视频形象直观生动的优点，本课程将采取多媒体教学为主，板书教学为辅的方式授课，将多媒体教学优势最大化发挥。根据水质工程学的授课内容顺序：水质指标、物理处理法、生物处理法、深度处理以及污泥的处理与处置，如果采用传统教学方法显得枯燥乏味，而采用多媒体授课后，将相应构筑物及设备，通过拍摄的施工现场照片、仿真图片、动画、CAD图以及视频等方式展示给学生，使学生在接受理论教学内容的同时，对实际构筑物的内外部构造、运行方式一目了然，从而形成直观印象并进入深度认识阶段。针对这一教学方法改革，通过课下调查学生意见，学生普遍反映多媒体教学方法更能适应他们的学习要求，尤其是一些构筑物的形象展示，有助于他们理解书本文字意思，提高了教学效果，激发了他们的学习兴趣。

（2）教学方法中增加案例式教学法。现代科学技术发展很快，水质工程学涉及的新理论、新技术、新设备、新工艺、新材料不断涌现，并快速应用到工程实际中。但这些新技术从开始应用，到大家普遍认可，再到写入教材，编入教学大纲，常常有一定的滞后。所以学生通过课本学习到的都是一些传统经典的知识与理论。采用案例式教学法，③给学生讲述相应的经典的设计案例，同时补充最新的工程案例，以对比新、老工艺，将不同水厂运行中出现的问题作为讨论主题，以提升学生的学习兴趣。与此同时，将当今较热的注册公用设备工程师执业资格考试试题，专业涉及的相应设计规范，以及近期出现的水资源和水体污染热点事件通过相应案例介绍给学生，引发他们积极讨论，并积极查阅相关设计手册，提高了学生的学习热情，培养了学生自主查阅资料的能力，增强了理论结合实践的工程应用能力。

（3）增加课堂实践，个别章节采用学生授课的方式。为避免学生长时间以接受为主形成听课疲劳，采取对某些容易理解的章节，由学生自行安排教学内容、自行准备设计PPT、自行课堂授课，教师与其他学生一起听课的方法。

2.2 实践教学的改革与实践

水质工程学是工程实践性很强的课程，将课堂授课与课外实习紧密结合起来能有事半功倍的效果。我校认识实习是在理论授课之前开展，学生没有相应的理论知识支撑，不知道需要认识哪些内容，参观时目的性不强。为此我们在认识实习之前，首先动员学生查找相关水厂的设计资料，再邀请实习地点的专家开设专题讲座，对水厂的工艺流程、构筑物、设备及运行中常见问题进行详细讲解，最后结合现场参观、现场咨询，提高了认识实习的效率。生产实习是在理论授课之后进行，在理论知识学习和认识实习的基础上，此次实习效果相对较好。为进一步提高实习效果，在授课之后、生产实习之前，将实习水厂的设计图纸分发给学生，提醒学生利用课余时间，研究每个构筑物的设计图，争取弄懂每个构筑物的内部构造。同时在生产实习过程中要求学生每天记录实习日记，绘制当天所见构筑物的流程图。通过这种方式在提高本次实习效果的同时，锻炼提高了学生的识图、绘图能力，更激发了他们对设计工作的热情。课程设计是实践教学的主要环节，尝试将课程设计任务提前到课堂教学过程中布置，按教学内容进度讲解课程设计计算过程，二者有机结合，有利于培养学生理论联系实际的能力，提高实践水平，课程设计的水平体现了学生运用理论知识的能力与水平。④毕业设计是实践教学的关键环节，是对专业课知识的总结和实践。首先引导学生对毕业设计的重要性有充分认识，不能过分挤压设计时间;其次毕业设计命题采用真题形式，个人独立完成，相当于使学生提前熟悉未来的设计工作程序和环境，有利于提高其未来就业竞争力。

2.3 实验教学的改革与实践

目前我专业水质工程学实验室已建成并于2014年底通过验收。实验室配置了操作性和验证性试验如自由沉淀试验、混凝试验、充氧试验等;演示性试验如氧化沟构筑物、A2O构筑物。操作性试验能训练学生的动手能力，验证性试验可加深学生对基础理论知识的理解，演示性试验有利于帮助学生理解构筑物内外部构造及运行方式，增强教学效果。通过实验教学，激发学生对水处理实验的兴趣，同时锻炼了学生的实验技能，增强了学生的综合能力。

2.4 课程考核方式的改革与实践

课程的考核对于学生的学习具有较大的引导作用。水质工程学课程考核应加大平时成绩所占比重，平时成绩包括考勤、课堂提问、课堂讨论、课堂实践等，通过这一改革措施的实施，有利于督促学生平时积极参与课堂教学过程，提高主动学习的积极性，考查了学生的综合应用能力。

另外期末考试开、闭卷形式上也进行了一些调整。对于一些常识性、基础性的内容，采用闭卷考试测试学生掌握程度;对于一些涉及复杂公式计算、设计参数选择等综合应用性的内容，采用开卷考试考查学生解决问题的能力。总之，开、闭卷考试相结合，更符合对教学内容考察的实际需要，理论测试的同时，锻炼学生将理论应用于实际计算的能力。

3 总结

水质工程学是应用性很强的课程，课程特点决定其教学方式方法具有独特性。为此，我们从课堂教学方法、实践教学、实验教学和考核方式上等多方面进行改革尝试，以提高教学质量，取得了较好的教学效果，受到学生良好评价。

注释

① 高等学校给水排水工程专业指导委员会.高等学校给水排水工程专业本科教育培养目标和培养方案及教学大纲[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

② 樊建军，张朝升，等.水质工程学国家级精品课程建设的实践[J].中国现代教育装备，2011（1）：106-108.

③ 姚宏，李德生，于晓华，等.水质工程学研究型案例型教学模式改革研究[J].中国现代教育装备，2012（7）：66-68.

④ 郭永福，徐乐中，提高水质工程学教学质量的研究与实践[J].现代企业教育，2009（20）：201-202.