信息化背景下高职课程项目化教学改革与实践——以水污染治理与资源化技术课程为例

翟 建，姜春华

（1．上海城建职业学院，上海 200438；2．南京科技职业学院，江苏 南京 210048）

《国务院关于印发国家职业教育改革实施方案的通知》[1]明确提出，职业教育与普通教育是两种不同教育类型，具有同等重要的地位，具有不同的培养目标。高职教育环境工程技术专业主要培养理想信念坚定，德、智、体、美、劳全面发展，具有一定的科学文化水平，良好的人文素养、职业道德和创新意识，精益求精的工匠精神，较强的就业能力和可持续发展能力，掌握本专业知识和技术技能，从事环境工程工艺设计、环境治理工程实施及环境监测服务等工作的高素质技术技能人才[2]。这些人才作为新时代中国特色社会主义建设者和接班人，将肩负着我国生态文明建设的重任。但鉴于目前高等职业学校培养年限以及各个学校培养体系所限，环境工程技术专业毕业生动手能力还有所欠缺[3]，与社会需求还存在一定的差距。本文采用信息化耦合项目化教学方法[4-10]，线上学理论，线下练实践，克服了培养时间不足、理论基础不扎实、动手能力不强的顽疾痼瘴。

一、课程概述

水污染治理与资源化技术课程是高职环境工程技术专业核心课程之一，在广泛、深入的企业基层工作岗位调研的基础上，我们确定了本门课的培养目标：培养学生污水处理与资源化工艺辅助研发的基本技能，在环境工程技术专业人才培养体系中承担污水处理与资源化能力的培养。该门课程的先修课程主要有基础化学、化工单元操作技术、环境监测应用技术、环境微生物技术，后续课程主要包括环境工程设计和污染治理设备运行与维护。基础化学课程、化工单元操作技术课程、环境微生物技术课程是基础，环境监测应用技术课程是手段。学生在学习本门课时，需要利用先修课程的基本技能来评价研发的污水处理与资源化工艺实施效果是否达到了预定的目标。在掌握污水处理与资源化工艺研发的基础之上，进一步学习污水处理与资源化工艺的设计、设备的选型以及后续的运行、管理与维护。

二、课程教学目标分析

基于课程的内容及其在课程体系中的地位，该门课程主要培养学生污水处理与资源化工艺辅助研发的基本技能，使学生能胜任环保企事业单位污水处理与资源化工艺研发岗位。具体的能力、知识与素质目标如下。

（一）能力目标

在工艺研发主管的指导下，能查阅、收集、分析污水处理与资源化工艺资料；能根据污水水质、水量特点进行治理与资源化技术小试实验；能根据小试结果集成创新污水处理与资源化工艺。

（二）知识目标

掌握污水处理与资源化工艺国内外文献的查阅、收集与分析方法；掌握污水处理与资源化常规技术；掌握污水处理与资源化集成技术。

（三）素质目标

培养学生自主学习、综合运用知识的能力；培养学生实事求是、科学严谨的工作作风；培养学生团结协作、开拓创新的精神；让学生树立安全生产、清洁生产、经济生产的意识；让学生树立岗位责任意识、竞争意识与生态文明理念。

三、基于项目化教学的课程内容改革

教学情境：某化学工业园区，为达到环保部门的要求，拟委托我单位进行该园区污水处理与资源化工艺研发。

基本思路：先企业预处理，后接管网集中处理。

基本理念：源头控制、资源化，与末端处理相结合。

本门课程摒弃了传统的“先理论后实践”的授课模式，而是通过“分析水质、总结特点、匹配技术”的方法，引出污水处理技术。线上重点讲授基本原理、主要影响因素；线下通过实际污水处理小试实验，培养学生的实践技能。本门课程在充分调研的基础之上，筛选出了14项典型工作任务（如图1所示），涵盖了目前常用污水处理技术。结合学习情境，将14项典型工作任务按照污水处理工艺流程对授课内容进行重新整合，即先讲授预处理技术，随后是主体处理技术，最后则为深度处理技术，使教学既符合工程实际，又满足由浅入深、循序渐进的理念。

图1 课程内容图

四、基于信息化教学背景下的教学方法改革与实践

（一）教学策略改革

授课地点由传统教室转移至信息化平台支撑下的理实一体化实训室，采用“虚实有机结合”“线上线下融合互补”教学方法、“做中学-教师指导-学中做”模式，以学生做为主、教师教为辅，依托理实一体化实训室，借助信息化的教学手段，引导学生在实训过程中发现问题、分析问题、解决问题并积累实践经验，实现学生实践技能的培养。

（二）授课组织模式设计

本门课的授课组织模式包括课前学习、课堂实施与课后拓展三个部分（如图2所示）。

图2 课程组织模式图

1．课前学习

首先，由企业教师依据实际工况发布本堂课的工作任务；其次，学生登录蓝墨云平台，进行自主学习并制定实践方案；再次，由专业教师进行课前答疑。

2．课堂实施

首先，进行课前学习效果评价；其次，学生按照拟定的方案分组实践、发现问题、师生交流、解决问题；再次，进行小组汇报与教师点评。

3．课后拓展

鼓励学生尝试运用所学知识解决生活中的实际问题，引导学生学以致用，帮助学生在实践过程中不断获得成就感。

五、教学过程设计

本文以混凝技术预处理高浊度废水内容为例。课前学习、课堂实施、课后拓展的时间分配为1:3:1。其中课堂实施其4节课，共计180 min，包括课前学习效果评价（30 min）、分组实训（45 min）、教师指导（30 min）、分组再实训（45 min）以及小组汇报与教师点评（30 min）5个环节（如图3所示）。

图3 教学过程设计图

（一）课前学习

企业教师下达“采用混凝技术预处理火力发电厂高浊度废水”工作任务。学生登录“蓝墨云平台”水污染治理与资源化技术课，自主学习混凝技术的基本原理、影响因素等理论基础知识，观看混凝技术预处理高浊度废水演示视频，开展混凝技术的仿真训练。并通过“蓝墨云平台”，向教师请教知识盲点，制定本组实践方案。教学团队会在课前及时解答，帮助学生初步掌握该项污水处理技术所涉及的基本操作步骤与设备使用方法。

（二）课堂实施

课堂实施以学生的“学”为中心，采用“实践—指导—再实践”的课堂组织模式，激发学生的学习热情，培养学生发现问题、分析问题与解决问题的能力（如图4所示）。

图4 课堂实施图

1．课前学习效果评价

教师提问，随机选择学生进行回答。教师整理归纳在“蓝墨云平台”里学生提出的问题，并给予重点讲解。

2．分组实践

主要任务为确定最佳混凝剂投加量。分组要坚持男女生搭配、文科理科生搭配的原则，并在实践过程中反复强调实验安全事项、实验规范、团队协作与创新。所用仪器包括六联程控混凝实验搅拌仪；使用的方法为“蓝墨云班课”视频提供的操作方法；所用试剂包括聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）与高浊度废水。补充内容是，如何判断聚合氯化铝品质好坏？通过颜色判断：颜色越黄越好；颜色越红说明含铁量越高，品质越差。

学生分组进行小试实验，在实践过程中发现“形成的絮体较小与蓝墨云班课视频中呈现的结果不一致”，组内讨论，无法找到原因，则将遇到的问题上传至“蓝墨云班课”，咨询教师。

3．教师指导

教师带领小组成员梳理实训过程的每个环节，查找问题根源，然后指导学生利用已学知识解决实际问题，并将解决方案上传至“蓝墨云平台”，做好实践案例的积累，以备学生后期自主学习之用（如图5所示）。

图5 基于信息化平台实训指导图

4．分组再实践

学生根据教师的指导意见，解决未调节pH值至中性和搅拌过快等问题，完成工作任务。

5．分组汇报与教师点评

整理实验结果，进行小组汇报。教师根据授课过程中存在的共性问题，再次强调：pH值未调节到中性，会导致混凝剂水解不充分，影响混凝效果；搅拌速度过快，且没有进行快搅和慢搅，使得形成的絮体被打碎，影响混凝效果；等等一些知识与技能要点。

（三）课后拓展

举例在今后的实际生活中遇到浑浊的水源，不适合饮用，可运用所学的混凝技术，制作简易净水器，降低水体浊度，达到净化的目的。其净化过程如图6所示。

图6 简易净水器净水过程图

首先向其中加入适量食用级明矾，然后先进行15～20 s的快速搅拌，再进行15～20 min的慢速搅拌，静止10 min。再将上部水倒入用矿泉水瓶自制的简易过滤器（填充不同粒径的鹅卵石与石英砂）中，即可实现混浊污水的净化。

六、考核方案设计

本课程采用形成性考核，学生的综合成绩由14项工作任务成绩与其对应的权重乘积相加所得。具体计算方法如式1所示，项目权重见表1。

工作任务成绩=课前学习×30%+课堂实施×50%+课后拓展×20%

表1 项目权重表

（一）课前学习

登录蓝墨云信息化教学平台，学习六联程控混凝搅拌仪与浊度计的使用方法，进行仿真训练，查阅文献。

（二）课堂实施

团队发现并能在教师指导下解决实践过程中出现的问题，能依据出水浊度曲线图确定聚合氯化铝最佳投加量，能整理实验结果并进行汇报；团队具备良好的课堂纪律、 实验安全与卫生意识、团队合作意识、污水处理与资源化理念以及生态文明理念。

（三）课后拓展

运用所学混凝技术，解决水源混浊不宜饮用的问题。

综上，本课程以某化工园污水处理与资源化工艺研发为项目背景，实现了学习情境的创新。通过分析常见污水的来源与特点，引出对应的处理技术。这一教学方式摈弃了传统先理论后案例的授课模式，使工作任务具有较强的画面感与故事感，充分激发了广大学生的学习热情，实现了授课内容的创新。整个授课过程包括课前学习、课堂实施与课后拓展三个阶段。

课前学习阶段，通过信息化教学平台提供教学PPT、实验演示视频和仿真软件，便于学生进行自主学习，模拟训练，发现知识盲点。

课堂实施过程阶段，在理实一体化实训室进行，采用“虚实有机结合”“线上线下融合互补”的教学方法，采用“做中学—教师指导—学中做”的教学模式，让学生在实践中发现问题，师生互动解决问题，再实践完成工作任务。学生借助“蓝墨云平台”向指导教师请教实践过程中遇到的问题，教师则可通过平台进行解答。有效破解了人数偏多，教师不能面面俱到的难题，又积累了大量的实践案例，丰富了师生的实践经验，同时还解决了因培养周期短导致学生动手能力不足的问题，实现了授课方式的创新。

课后素质拓展则是鼓励学生运用所学污水处理技术解决实际问题，实现了培养方式的创新。