工程专业认证背景下的水污染控制工程课程体系研究与实践

张洁 李燕 田立江 何士龙

摘要：在工程专业认证的背景下，构建了“课堂教学—实验教学—课程设计—实习”一体化实践教学模式。以解决复杂环境问题为导引，解构与重构课堂教学，实现教学理论与工程实践的统一，实现了理论教学与实践教学的协同提升。

关键词：专业认证；水污染控制工程；复杂环境问题；理论教学；实践教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）33-0183-02

我国的工程教育认证始于2006年，并于2016年成功加入《华盛顿协议》。《华盛顿协议》的顺利加入，为我国职业工程师制度的实施、工程技术人才的国际流动打下了基础。开展工程教育专业认证，对加强工程实践教育、提高工程教育人才对工业产业的适应性、实现国际互认具有重要意义。我校环境工程专业始建于1983年，于2015年顺利通过全国工程教育专业认证。至此以工程专业认证为契机，确立了以培养解决复杂环境问题高级工程技术人才的目标，而“水污染控制工程”作为环境工程专业主干课，在进一步强化工程实践能力和解决复杂工程问题能力的培养上将成为重要的核心推动力。

一、工程专业认证背景下本课程的培养目标解析

本课程的培养目标主要包含两个部分的内容：一是在掌握基本原理和基本技术的基础上，有效培养学生对复杂水污染问题的解决能力；二是以课堂教学、课程实验、课程设计以及实习共同构建我校水污染控制工程的课程体系，在“课堂教学—实验教学—课程设计—实习”的一体化实践教学模式下，全面提升学生的独立思考能力、创新能力和工程实践能力。解决复杂环境问题和提高实践能力的培养是专业认证的两大主题，也是与人才培养目标完全吻合的，为此，我们主要从课堂教学和实践课程构建两个方面加以有重点地解决。

二、以解决复杂环境问题为导引，解构与重构课堂教学

解构课堂教学就是透视教学知识点，将其分解并放大具体分析，更多地着眼于微观视角，并最终落实到工程实践层面；而重构是在解构的基础上，将分解后的知识点重新归并、整合，整体把握并将教学知识点进一步显化、深入，更多地着眼于宏观视角，关注于理论层面。课堂教学的解构与重构就是强调教学理论与工程实践的统一，解构是重构的前提和基础，重构是解构的凝练和升华，以此将复杂环境问题由微观到宏观、由理论到实践加以系统解决。以脱氮除磷机理及相关工艺的篇章介绍为例。首先，由教师提供城镇生活污水A2O处理工艺的应用案例，将学生引入一个特定的环境工程问题中；继而，详细介绍该目标废水的进出水水质情况、工艺运行状况以及实际运行中出现的问题等工程背景，经过深入地分析后，找出该工艺处理的重点和难点，即为氮磷的同时去除；进而引入脱氮除磷机理这一知识点，同时结合该工程案例进行细化分析，至此完成对知识点解构的过程；最后，在深入分析脱氮和除磷机理、工程案例的实现手段以及在两者实现同时达标可能出现的问题的基础上，引出脱氮除磷的矛盾以及基于该矛盾可采用的改进工艺等问题，从而完成对脱氮除磷知识点的归并、整合和提升，实现对该知识点的重构。如此，使得课堂教学不再仅限于理论层面，而是使得抽象的理论教学有了工程实践做附着点，也使得课堂教学的具体过程不再流于经验层次，而是有了教学实践作为理论教学的支撑点。

三、以培养解决复杂环境问题高级工程技术人才为目标，构建实践课程体系

在以往以传授知识为主要任务教育思想的指导下，教学过程中往往是重知识积累，轻知识的运用和能力的培养，这种现象在本课程的实践教学环节上表现尤为突出。在实验教学环节，设置实验课时相对较少，且多为验证性实验，仅能满足巩固基本理论知识，掌握基础实验技能，对于激发学生的创新思维，培养其创新能力起不到应有的作用；在课程设计环节，形式较为单一，学生积极性不高；在生产实习环节，由于资金投入不足，加之现场条件的限制，大多是走马观花，收效甚微。这对于激发学生的创新思维，培养其创新能力起不到应有的作用，也未以解决复杂环境工程问题为指向，无益于复合型工程人才的培养。为此，本课程在强化课堂教学的基础上，进一步改革和完善以水污染控制为主线的教学体系，构建了“实验教学—课程设计—三大实习”一体化实践教学模式。

1.实验教学。综合设计性实验建立在实验室现有实验设备可开展设计性实验题目的基础上，由学生查阅相关资料以分组的形式提交实验方案初稿，经教师和学生充分论证后，对原有实验方案进行适当的修改，继而学生按照既定的实验方案在实验室完成相关实验内容，并完成对数据的分析处理以及后续实验报告的撰写。综合设计性实验是多个教学知识点的有机统一，从方案的制定到数据的原始记录设计以及最后的数据分析，可充分调动学生的主观能动性，培养独立分析问题、解决问题的能力，从而逐步培养学生解决复杂环境问题的能力。

2.课程设计。水污染控制工程课程设计是在完成课程学习后进行的一个重要的实践环节，在教学中起着承上启下的作用，是连接基础知识、基本理论学习和生产实际的纽带和桥梁。具体方法为将课程设计与生产实习交叉进行：首先，由指导教师参照现场实例，给出设计要求和部分设计参数，学生分组或自由组合，协作或单独做出设计方案和设计图件；然后，组织学生现场参观，对其优缺点进行讨论比对，在此基础上提出改进建议；最后，完成对课程设计的修正。两者的融合交叉使学生在设计实践中遇到的问题到现场得以解决，增强学生的感性认识，实现理性—感性—理性的升华。

3.三大实习。三大实习包括认识实习、生产实习和毕业实习，认识实习主要是感性认识；生产实习是专业主干课程之后的一次重点实习环节；毕业实习是毕业设计（论文）之前的本科阶段最后一个实习环节。本课程组针对每一个实习阶段均开展了“三阶段”模式，即分别在实习前、实习中和实习后采取相应措施强化实习效果，具體做法是：实习前，教师在生产实习前把有关课程中实践性比较强的内容与实习结合起来进行教学，甚至加讲少量必不可少的新知识，充分调动学生的主观能动性；在实习过程中，可安排参观和相互交流，或请专家和师傅举办一些专题讲座；实习结束后，再分小组讨论，并撰写实习报告。通过以上做法切实提高了实习效果，实现了理论知识与实践教学的有机融合，形成了理论知识点的闭环反馈和层层递进。

四、结束语

在工程专业认证的背景下，本课程构建了“课堂教学—实验教学—课程设计—实习”的一体化实践教学模式。一方面，解构与重构课堂教学内容，深化教学理论与工程实践的统一，以此将复杂环境问题由微观到宏观、由理论到实践加以系统解决；另一方面，从实验教学、课程设计、三大实习三个主要实践环节入手，以解决复杂环境问题为导向：不断更新和充实实验教学内容，提高实验的研究性和设计性，增加综合设计性实验，培养学生的动手能力；将课程设计与生产实习交叉进行，强化课程设计的效果；采用“三阶段”模式，强化认识实习、生产实习、毕业实习环节与解决工程实际问题的结合，培养学生的工程能力，实现理论知识与生产实践的有机结合。

参考文献：

[1]姜理英，陈浚.工程教育专业认证背景下环境工程专业教学改革探析[J].浙江工业大学学报（社会科学版），2014，13（3）：256-260.

[2]罗新兵，罗增儒.案例教学：谋求教学理论与教学实践协同提升[J].天津师范大学学报（基础教育版），2005，6（2）：17-20.

[3]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（717）：131-133.

[4]张洁，李燕，王丽萍，等.“水污染控制工程”一体化实践教学模式探讨[J].考试周刊，2010，（42）：214-215.

[5]王丽萍，张洁，何士龙.大学生实践创新能力培养模式[J].实验室研究与探索，2012，31（10）：313-315.