提高实验教学效果，提升学生应用能力

刘强++闫军伟

摘 要：为提高学生的理论水平和实际应用能力，同时使学生具备一定的创新能力，培养出更多的优秀给排水科学与工程专业应用型人才，文章以“水质工程学”实验课为例，对实验课在整个教学过程中的切入点进行合理安排，将实验课与课堂教学进行有机结合，充分发挥学生在实验课上的主体作用以及优秀学生的模范带头作用，取得了很好的教学效果。

关键词：水质工程学；给排水科学与工程；应用型人才；实验教学

中图分类号：TU991；TU992 文献标识码：A

徐州工程学院（以下简称“本校”）位于江苏省徐州市，是一所全日制市属本科院校。学校坚持地方性、应用型的办学定位，实施“错位发展”战略，致力应用型人才的培养。学校给排水科学与工程专业现在每届招收学生120人左右，分3个班。为达到“应用型人才的培养目标”，充分提升学生的应用能力和创新能力，本校借鉴相关经验并结合学校自身特点，对相关专业课程进行了精心组织与安排，取得了良好的教学效果，现以“水质工程学”实验课为例予以说明。

一、“水质工程学”实验课的背景介绍

水质工程学课程的特点就是强调在掌握各种理论知识的同时，注重理论和实践之间的结合，让学生能够在工作的过程之中拥有解决实际问题的能力。为此，对于水质工程学来讲实验教学与课堂教学都是教学之中所不可或缺的环节。特别是水污染的治理本身就是一个较为复杂的过程，其所研究的领域也是相当宽广，各种新理论、新技术以及新工艺层出不穷，这些都要求实验教学必须从内容上进行更新，要从方法上进行改变，力争在实验教学的内容以及结构上都能够紧跟当今科技发展的潮流，让学生能够在学习的过程之中掌握一门综合技术，形成解决实际问题的能力，以满足社会发展对于人才的需要。

本校“水质工程学”课程分为两部分：一部分是“水质工程学1”，学时数为48，主要讲述给水处理技术；另一部分是“水质工程学2”，学时数为64，主要讲述污水处理技术。为了提高教学效果，在“水质工程学”课程的教学过程中安排了混凝、沉淀、好氧生物处理等8个实验，每个实验占用2个学时，实验课总学时数为16。

二、“水质工程学”实验课的改革与探索

1. 对实验课在教学过程中的切入点进行精心组织安排

实验课的教学效果会因每个实验在教学过程中切入点的不同而有明显差异。切入点若超前，学生对该实验的基本原理还没有搞清楚就进实验室，在做实验的过程中就会懵懵懂懂，实验效果肯定要大打折扣；切入点若滞后，学生在课堂上本来已经掌握的知识可能由于时间间隔较长而遗忘或淡化，同样起不到理想的教学效果。为了解决该问题，笔者对每个实验在“水质工程学”教学过程中的切入点进行了精心组织与安排。以“混凝”实验为例，该实验所对应的内容在《水质工程学》中为独立的一章，名为“混凝”。为了使学生深入理解该章的内容，同时提升其实际应用能力，笔者对该章的学时进行了如下安排：该章内容的教学学时总计为8个学时，其中4个学时为课堂教学，主要讲授混凝机理、影响因素等基本理论；2个学时为设计计算，主要讲授加药间内溶解池、溶液池的设计计算以及机械搅拌絮凝池、水力搅拌絮凝池的设计计算（由于实际水厂中一般采用管式混合器进行混合，因此混合构筑物的设计可以一带而过）；2个学时进行实验。

由于实验课的切入点紧跟在理论课（课堂教学）与设计计算课之后，学生刚刚掌握了基本原理，并且对相关构筑物的功能及工艺特点也有了一定的了解，此时做实验更有利于学生对理论知识及相关构筑物的深入理解，实验教学效果最好。

2. 实验课一定要以课堂教学成果为依托

做实验时一定要以课堂上的教学成果为依托，切忌为了做实验而做实验。教师可以拿出一包混凝剂，告诉学生该混凝剂的名称，请学生注意观察该混凝剂的颜色，要求学生回答其混凝机理以及在混凝过程中可能会受哪些因素的影响。在混凝剂的称重、溶解与定容过程中，要求学生回答该步骤在生产中对应的是哪几道工序（可以根据学生的回答情况进行提示，例如，可以提示学生联想加药间内的溶解池和溶液池）。由上述实验要求可知，学生若想真正做好混凝实验必须有扎实的理论基础。因此，教师要有重点、有计划、有目标地把相关知识在课堂上讲清、讲透。

所谓重点，指的是本专业学生必须理解、不得不掌握的知识点。既然有的内容是重点，那么有的内容肯定就是非重点，教师一定要搞清楚哪些内容是重点，哪些内容是非重点。对于重点的内容要深入讲、反复讲，对于非重点的东西可以一带而过甚至省略不讲，不能“眉毛、胡子一把抓”。在课堂教学过程中，一般在每节课开始前要告诉学生这节课主要讲什么内容，对讲课内容尽量精简，原则上是一节课讲清楚一件事即可，切忌贪多，要分清主次。例如，对于“混凝机理”这部分内容，计划用2个学时来讲述，第1学时讲胶体的性质，让学生明白“什么是胶体？”“为什么胶体在水中具有稳定性？”；第2学时讲混凝机理，让学生明白为什么投加混凝剂后胶体会失去稳定性而产生絮凝。只有让学生先把相关的基本原理搞清楚了，才能保证学生顺利完成实验，取得良好的实验教学效果。

所谓计划，即教师在讲课过程中要有层次、分步骤地讲，先讲什么，后讲什么，要有一个整体的规划。在讲“水质工程学1”（给水部分）时，先告诉学生给水处理的常规工藝是“混凝—沉淀—过滤—消毒”，然后顺着这条线开始讲，每讲完一章的内容再给学生强调一下常规处理工艺，然后继续下一章的内容。

所谓目标，即教师希望学生掌握哪些内容，学生对各部分内容的掌握程度是什么，要有一个明确的目标。

3. 实验课要将理论知识形象化、具体化

实验课上对相关理论知识的讲授不是对课堂教学的简单重复，而应是对课堂教学内容的升华，使抽象的理论知识形象化、具体化。例如，将称重完的混凝剂先溶解，然后再用容量瓶定容，告诉学生这两个步骤分别对应水厂加药间里的溶解池和溶液池，那么学生自然就能明白溶解池和溶液池的功能是什么；在用混凝搅拌仪模拟絮凝过程时，将搅拌浆的转速设定为2～3档，每档转速由快变慢，同时要求学生注意矾花粒径的变化情况。做完实验后，学生自然就能理解在矾花由小变大的过程中，搅拌速度若不减小就很容易把矾花打碎，最终影响絮凝效果。也可以将问题扩展到实际的水厂，给学生提问，让学生思考，以提高学生的分析能力以及解决问题的能力。例如，对于一个新建的水厂或刚恢复供水的水厂，应先进水还是先加药？让学生在做实验的过程中自己思考。

实验课的目的应该是以视觉、触觉、听觉等刺激手段對学生形成强烈的冲击，将抽象的理论知识形象化、具体化，以加深学生对理论知识的理解。

4. 使学生在实验课上成为主体

在实验开始前，教师要把实验的原理、方法、步骤、注意事项等讲清楚，此时，教师的角色是指导者。在实验开始以后直至实验结束，在确保学生人身安全、仪器设备安全的前提下，教师应尽量作为一个旁观者的角色出现，使学生真正成为实验课上的主体。

有的教师喜欢紧盯着学生，一旦学生在某个环节上出现错误就赶紧去制止、去纠正，其实这不利于学生独立思考、分析以及应用能力的培养，学生的自信心会受到打击，也容易养成依赖的习惯。在实验过程中，教师不要担心学生会犯错，只要这个错误不妨碍人身安全和设备安全，就应该放手让学生去做。出错误不怕，实验失败也不怕，关键是要善于引导学生分析失败的原因，然后找出解决问题的办法。很多时候，犯几个错误对学生的印象更深，实验失败对学生而言是一种另类的收获。

5. 充分发挥优秀学生的模范带头作用

由于本校给排水科学与工程专业实验室成立时间较短，实验室专职教师极为匮乏，如果仅仅依靠任课教师对上百位学生进行实验课的管理，工作量会非常大，而且也力不从心。为了解决该问题，我们充分发挥优秀学生的带头作用，将每个班划分为若干小组，每个小组4～6人，任命平时课堂表现好、理论基础扎实、动手能力强、乐于奉献的学生为组长，由组长带领大家完成实验任务。

为了充分利用实验室资源，本校还规定，学生如果在实验课上完不成实验，可以在组长的带领下利用业余时间来实验室继续做实验，前提是跟实验室老师提前预约。

三、结语

实验课是“水质工程学”课程的一个重要组成部分，其教学效果的好坏直接影响到学生对该课程的掌握程度以及应用能力、创新能力。根据学校的培养目标要求，从课程的整体安排及授课方式上进行了一系列的改革与尝试，在后续的教学过程中也会根据实际教学效果进行调整，希望能够为社会输送更多的理论基础扎实、动手能力强、有一定创新能力的优秀给排水科学与工程专业人才。同时还需要认识到学生的专业技能以及综合能力并不是一朝一夕就可以形成的，需要贯穿于学生的整个学习过程，而实验教学则是培养学生这些能力的重要手段。社会经济以及科学技术的发展都对专业人才有着更高的要求，特别是如今，对于人才的要求已经不再局限于对理论知识的要求，同时对人才独立处理问题与解决实际问题的能力也有着较高的要求，这些都需要我们在教学改革的过程之中进行综合的考虑。

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