信息化手段推动《水处理技术》项目化教学改革*

关 莹，秦品珠，黄兆琴

(江苏开放大学环境生态学院，江苏 南京 210019)

项目化教学模式的发展，突出了学生的主体作用，改善了传统教师主导教学方式的弊端，目前高职教育中的部分课程对项目化教学模式已经有一定的研究基础，但对于项目化的成熟应用还需更多的教学资源予以支撑。而与此同时互联网和信息化技术的发展，使信息化教学成为今后深化教学改革的方向[1-2]，我国在2003年开展了关于信息化教学模式的探究[3-4]，信息化技术使文字以图、动画、视频和可操作软件等各种生动的形式展现出来，极大的提高了学生的学习兴趣和学习效率，同时利用互联网打破教室围墙，让随时随地学习变成可能。

《水处理技术》课程是环境专业的核心课程，本课程的教学设计跟随项目教学改革，改变以往以物理、化学和生物法分类的模式，将教学内容重新编排进行模块化，课程整体内容分成四大模块：自来水处理、城镇生活污水处理、工业废水处理和污水再生处理[3]。在四个模块下根据工艺流程串联多个子任务，通过任务驱动进行项目化教学。通过前期实践发现，在项目化教学过程中，教学情景的创建、教学任务合理设计和有效教学资源的支撑对教学效果起着至关重要的作用，否者将会出现“虎头蛇尾”的问题，不能深入实现“做中学”的教学目的。笔者将《水处理技术》课程中“混凝”工艺的项目化教学通过信息技术等手段进一步深入推进，希望能对相关课程教学改革研究提供一点点帮助。

1 课程定位及教学目标

《水处理技术》课程面对学习对象为高职环境工程技术专业学生，《水处理技术》是环境工程技术专业的专业核心课程，旨在培养学生掌握各种水处理工艺原理和流程，具备开展工艺小试，水处理工程项目调试、水厂工艺运行管理和及工艺异常情况应对等专业技能，使得学生成为在水处理领域具有创新意识、精深专业技能和良好职业素养的专业人才。本课程以项目为主体、以任务为抓手，形成了四大教学模块，“混凝”工艺教学内容来自模块一“自来水处理”。为培养出具备良好职业素的“知识型、技能型、实践型”三型合一的高素质人才，我们从以下三个维度确立了教学目标，如图1所示。

图1 三维教学目标图

2 学情分析

(1)具有一定学习热情

在学习本教学任务前，学生已经明确了水处理课程的内容框架，并学习掌握了基本水质指标和自来水处理工艺，认识到混凝处理技术在自来水处理中的作用，因而对本教学任务充满期待，学习热情高。

(2)具备实验操作能力

《水处理技术》课程在第三学期开设，作为二年级学生，通过对《分析化学》和《环境微生物学》等前导课程的学习和训练，学生已具备较为熟练的实验操作能力。

(3)理科基础薄弱，缺乏良好的劳动习惯

本节课根据内容要求需要结合部分化学知识进行理解，但是学生的理论基础仍显薄弱，尤其是班级中还有少量学生高中阶段为文科生，因此学习晦涩的机理存在较大困难,同时部分学生缺乏良好的劳动习惯和吃苦耐劳的精神。

3 内容组织

图2 单元内容框架图

在教材内容的基础上对教学任务再次重构。切实立足职业岗位需求，向在岗工作人员进行调研，明确在相关理论知识的支撑下混凝烧杯实验是实验室岗位的能力需求，混凝工艺的运行调试是自来水处理厂技术工人的必备技能。一方面：结合行业规范“混凝沉淀烧杯实验(CECS130-2001)”、《现代化净水厂技术手册》和实验技术岗位需求(图2)，对“混凝沉淀实验”实训内容进行优化，为避免实践与理论脱节，将任务碎片简单化，拆分成4个子任务牵引理论知识的学习，达到“做中学”的目的。另一方面，结合污水处理工程师岗位需求和《给水处理与运行》等相关教材完善“混凝工艺运行调试”方面知识，设置方案制定和仿真实践任务，并增加企业教师指导，弥补校内教师实践经验不足的弊端，进一步推动产学融合，提高学生的实践能力。

4 教学设计及信息化技术手段

本单元教学时长8课时，时间跨度为一周半，分为3次课程完成，每次课的课时量为2/4/2课时。单元整体教学任务划分为三个学习模块，分别为理论基础构建、操作技能训练和实践能力提升，采用课前自主学习，课中系统深入，课后完善拓展三个步骤实现教学目标。采用建构主义学习理论，采用线上与线下、课内与课外、学校与企业互相融合的混合式教学模式。开发动画、微课资源，将晦涩的混凝机理形象化。利用操作视频，使操作技能清晰化。结合仿真软件和企业视频，使繁复的工艺结构和运行真实化。同时，课程平台、即时通讯软件等多种信息化技术和媒体资源贯穿教学全过程，如表1所示。

表1 信息化技术手段的应用及企业融通情况

4.1 前 导

教师再教学平台上推送预习任务和相关学习材料，学生展开自主学习，并通过QQ及教学平台展开师生沟通和讨论，最终形成汇报PPT，上传教学平台，教师进行批阅和总结分析。

4.2 课 中

本课中指的是单元教学8课时的课中，共包括3次课程。

(1)模块一——理论基础

课中学生对PPT进行展示，生生之间互相学习和讨论，激发学生学习兴趣，并形成对混凝技术的初步认知。结合课内子任务引燃学生学习热情，小组展开实验，直观观察学习，并引发问题深入思考，结合任务内容提出混凝的机理和混凝剂特点的问题，完成在线任务获得积分。之后结合动画和微课视频，破解学生疑问，完善知识内容。最后教师答疑总结，扎实理论基础，并布置本次课课后学习内容。

(2)模块二——操作技能

对接模块一课后自主学习内容，教师课前进行情况分析，设计教学。课上展示作业完成情况，引导学生明确学习重、难点，通过答疑环节扫除学生知识盲点，梳理相关内容。教师布置任务，引导学生明确任务宗旨，创设情境。之后现场开展任务实验，本节课引入企业教师现场指导，增加专业性和情景的真实性。实验过程中为避免不规范操作，教学平台上提供实验规范操作要点视频，清晰呈现操作要点。实验结束后，小组展开讨论形成报告初稿上传学习平台。小组展示讨论，根据完成情况对接实际工作情况，企业教师进行点评和错误纠正，完善知识及方法体系。各小组根据指导完善报告内容。

(3)模块三——实践能力

对接模块二课后任务，学生课前自主学习，并初步形成“混凝工艺调试及异常情况应对方案”。课上利用仿真素材、Flash动画和企业现场视频等信息化资源辅助学习混凝工艺相关设备，明确混凝工艺基本流程，升华课前学习内容。随着知识内容的不断完善，反复修改初步方案，梳理方案内容，利用仿真软件模拟操作，验证方案的可行性，并形成最终方案成果上传平台。

4.3 后 续

布置后续任务，明确混凝技术在污水和工业废水处理中的应用情况，形成报告，同时安排水厂参观学习，具化学习内容。

5 考核评价

采用过程性考核方式，对前导学习、课中学习和后续学习全过程评价。设置学生小组互评、教师评价、企业专家评价、在线教学平台和软件自动评价多元化评价主体，并根据不同的任务形式，均衡评价主体的权重比例，全面评价任务完成情况。本单元成绩总分为100+5分，其中设置了5分附加展示分，目的是鼓励学生积极参与课堂展示，培养学生的表达能力。

本单元学习任务包括客观和主观两大类形式，其中客观类任务为在线自动评价。主观类从五种形式、三个方面制定评价标准，其中五种形式为PPT汇报、在线主观题目、实验报告、方案制定和分析报告，三个方面为提交分、质量分和展示分，同时根据任务的形式设置不同评价角度。

6 成效特色

(1)任务设计合理性

根据单元“三模块”内容中子任务设置的合理性和实用性来看：

模块一，子任务1和2可直观展现教学内容，化解专业名词及技术语言讲解的枯燥苍白的问题，从后续学习和任务完成情况可以看出，学生基础知识掌握扎实；

模块二，子任务3和4的设置，学生能够从工作岗位角度学会对实验方法的应用，同时实验报告质量得到有效改善；

模块三，通过对仿真软件实践过程分析，使内容具体化。

(2)技术手段适用性

在线教学平台和在线课程是混合式教学的必要手段，是实现发展课堂的必要技术，同时在线教学平台强大的互动和数据统计功能，可有效提高效率，实现形式多样的学习形式，丰富课堂内容。微课对抽象的机理学习作用明显，学生表示喜欢微课讲解的学习方式，并且对知识掌握印象深刻。实验操作视的频针对辅导，改善了传统教师课上现场讲解效率低的问题，有效解决以往学生围观教师一人，无法观看清晰的问题。仿真软件的使用是现有阶段提高学生实践能力的有效途径。

(3)教学元素丰富性

在现有阶段针对本单元内容的教学实施情况来看，存在不足，并有更美好的期盼。学生实践能力的锻炼提升仍然受到课堂教学的局限，尽管仿真操作推动了发展，但还有更大的空间。在后续改革中从技术层面希望能够建设开发如VR，远程视真等资源，提高工艺的真实度和可操作性，同时希望可以达成深度融合的校企合作。