水污染控制工程緒論課教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐
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摘要：水污染控制工程課程是應(yīng)用型本科院校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程之一，緒論課的教學(xué)效果會(huì)對(duì)該課程的后續(xù)教學(xué)產(chǎn)生重要影響。通過(guò)設(shè)置理論講解、案例導(dǎo)入、虛擬仿真、互動(dòng)實(shí)驗(yàn)、課外推薦等環(huán)節(jié)，提高水污染控制工程緒論課的專業(yè)性、實(shí)用性和趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，旨在為該課程的后續(xù)學(xué)習(xí)提供一個(gè)良好的開(kāi)端，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：緒論課；水污染控制工程課程；教學(xué)設(shè)計(jì)；應(yīng)用型本科
水污染控制工程課程作為環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的必修課程，在該專業(yè)的學(xué)習(xí)過(guò)程中占據(jù)著舉足輕重的地位[1]。水污染是目前國(guó)內(nèi)外非常嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，學(xué)習(xí)水污染控制的基本原理，掌握水污染處理的常見(jiàn)方法，對(duì)應(yīng)用型本科院校的學(xué)生就業(yè)起著十分關(guān)鍵的作用，因此學(xué)好水污染控制工程課程對(duì)于環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生而言尤為重要[2]。然而，該課程涉及內(nèi)容廣泛，在缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的情況下，很多知識(shí)不能被學(xué)生較好地消化吸收，甚至容易讓學(xué)生產(chǎn)生倦怠感，影響課程的學(xué)習(xí)效果。緒論課對(duì)于剛剛接觸水污染控制工程課程的學(xué)生而言，可能成為這門(mén)課程的“興奮劑”—教師通過(guò)良好的教學(xué)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3]，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)鋪墊堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；它也可能成為這門(mén)課程的“絆腳石”—依然采用“教師講，學(xué)生聽(tīng)”這種枯燥乏味、一成不變的授課模式，無(wú)疑打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)望而生畏，甚至從一開(kāi)始便打算放棄這門(mén)課程的學(xué)習(xí)。因此，緒論課作為水污染控制工程課程的第一課，應(yīng)當(dāng)成為一個(gè)良好的開(kāi)端，教師很有必要花精力、想辦法讓課堂變得有內(nèi)容、有吸引力。成都工業(yè)學(xué)院作為一所地方應(yīng)用型本科院校，致力于培養(yǎng)基層應(yīng)用型工程技術(shù)人才，近年來(lái)在課程改革方面進(jìn)行了大量的探索，取得了較好的成果。筆者結(jié)合本校水污染控制工程課程的教學(xué)改革實(shí)踐，從理論講解、案例導(dǎo)入、虛擬仿真、互動(dòng)實(shí)驗(yàn)、課外推薦等環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)闡明該課程緒論課的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐。
1理論講解
介紹課程基本情況理論講解環(huán)節(jié)分為“三步走”。第一步，教師需要告訴學(xué)生“為什么”要學(xué)習(xí)水污染控制工程課程，從就業(yè)、考研或個(gè)人能力的提升等幾個(gè)方面，介紹該課程對(duì)于環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的重要性。第二步，教師需要告訴學(xué)生水污染控制工程課程要“學(xué)什么”，從物理法、化學(xué)法、生物法等幾個(gè)方面，介紹水污染防治的常見(jiàn)方法及途徑。需要說(shuō)明的是，教師不需要對(duì)細(xì)節(jié)的方法或復(fù)雜的原理展開(kāi)講解，而更多的是通過(guò)與現(xiàn)實(shí)生活息息相關(guān)的細(xì)節(jié)告訴學(xué)生，水污染治理技術(shù)十分常見(jiàn)，并通過(guò)淺顯易懂的語(yǔ)言闡述水污染處理方法的基本原理。第三步，教師需要告訴學(xué)生“怎么學(xué)”水污染控制工程課程，從理論、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、實(shí)習(xí)等幾個(gè)方面，介紹本課程的學(xué)習(xí)體系、學(xué)習(xí)方法和學(xué)校提供的配套條件。通過(guò)“三步走”策略，打消學(xué)生的畏難情緒，鼓勵(lì)學(xué)生富有創(chuàng)造力的學(xué)習(xí)。
2案例導(dǎo)入
普及水污染生活常識(shí)案例導(dǎo)入環(huán)節(jié)主要通過(guò)與生活密切相關(guān)的案例，普及與水污染控制工程課程相關(guān)的生活常識(shí)。案例的選擇應(yīng)該具有引導(dǎo)性，如在緒論課開(kāi)始時(shí)導(dǎo)入“癌癥村”案例，通過(guò)視頻和報(bào)紙新聞資料介紹“癌癥村”的由來(lái)和影響，進(jìn)而引出“水污染”的危害；案例的選擇應(yīng)該具有實(shí)用性，如在介紹物理化學(xué)法時(shí)導(dǎo)入“電解水騙局”案例，通過(guò)電解水實(shí)驗(yàn)視頻揭秘凈水器常見(jiàn)騙局，進(jìn)而讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)本課程的實(shí)用性；案例的選擇還應(yīng)該具有專業(yè)性，如在介紹水體主要污染物時(shí)導(dǎo)入“滇池水體富營(yíng)養(yǎng)化”案例，通過(guò)圖片、Flash等形式讓學(xué)生初步了解水體富營(yíng)養(yǎng)化的原因、危害。在不同的環(huán)節(jié)，導(dǎo)入不同類型的案例，可以讓學(xué)生更好地體會(huì)水污染控制的重要意義。
3虛擬仿真
感受水污染凈化過(guò)程通過(guò)理論講解和案例導(dǎo)入后，學(xué)生已經(jīng)對(duì)水污染控制工程課程有了初步的了解，對(duì)常見(jiàn)的水處理方法也有了初步的印象，然而對(duì)于集成各項(xiàng)水處理技術(shù)于一體的污水處理廠仍處于模糊狀態(tài)。此時(shí)，通過(guò)“虛擬仿真”環(huán)節(jié)的設(shè)置，讓學(xué)生身臨其境觀看污水處理廠的全貌、主體構(gòu)筑物以及動(dòng)態(tài)工藝流程，感受水污染凈化過(guò)程，并指出水處理工藝多種多樣，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇和組合運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)污染物的去除或污水的達(dá)標(biāo)排放。該環(huán)節(jié)結(jié)束后，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)之余進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室模擬訓(xùn)練，將課堂所學(xué)知識(shí)靈活運(yùn)用，依托虛擬仿真平臺(tái)掌握水處理的基本操作技巧。
4互動(dòng)實(shí)驗(yàn)
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣“講”和“看”往往還不足以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，若能在緒論課中融入課堂互動(dòng)實(shí)驗(yàn)，將原本枯燥乏味的課堂變得生動(dòng)活潑。教師應(yīng)根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和可用的實(shí)驗(yàn)條件，設(shè)計(jì)出若干可用于課堂操作的互動(dòng)“小實(shí)驗(yàn)”。之所以稱之為“小實(shí)驗(yàn)”，是因?yàn)樗c實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)存在明顯的區(qū)別，主要體現(xiàn)在：一是“小實(shí)驗(yàn)”應(yīng)與水處理技術(shù)密切相關(guān)，但學(xué)生能在還未掌握專業(yè)知識(shí)的情況下順利完成，并在完成后通過(guò)教師的引導(dǎo)對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行掌握；二是“小實(shí)驗(yàn)”需要嚴(yán)格控制時(shí)間，一般設(shè)計(jì)在較短時(shí)間(10～20分鐘左右)內(nèi)完成，同時(shí)安全性可控；三是“小實(shí)驗(yàn)”應(yīng)當(dāng)具有明顯的視覺(jué)效果，讓學(xué)生能清楚觀察到實(shí)驗(yàn)前后的變化；四是“小實(shí)驗(yàn)”在具備專業(yè)性的同時(shí)，還應(yīng)具有趣味性，教師可將其設(shè)置成競(jìng)賽形式，基于實(shí)驗(yàn)效果評(píng)選出最佳互動(dòng)選手，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。以“過(guò)濾和吸附”知識(shí)點(diǎn)為例介紹“小實(shí)驗(yàn)”的設(shè)計(jì)。教師提前準(zhǔn)備好以下材料：濾柱若干根；河砂、石英砂、大理石砂、沸石砂、碎石、活性炭、陶粒、廢棄鋼渣、海綿鐵、鐵粉、玉米芯等不同類型、不同粒徑的濾料若干份；含一定濃度污染物的人工配制污水；濾布若干份；其他配件(剪刀、藥勺、手套、燒杯等)。向?qū)W生展示上述材料，并解讀互動(dòng)實(shí)驗(yàn)規(guī)則：選取3～5位學(xué)生上臺(tái)，每人挑選1～3種濾料填入濾柱內(nèi)，提示學(xué)生可以只選擇其中一種，也可以選擇多種進(jìn)行任意組合或混合，但填充高度不能超過(guò)柱內(nèi)的指定高度(限時(shí)5分鐘)；利用自制濾柱，每人負(fù)責(zé)處理完一定體積的人工配制污水(限時(shí)5分鐘)；由教師采用提前配制好的測(cè)試藥劑對(duì)濾柱出水水質(zhì)進(jìn)行判定，根據(jù)學(xué)生的操作表現(xiàn)和處理效果綜合評(píng)判出最佳凈水員?！靶?shí)驗(yàn)”結(jié)束后，教師請(qǐng)參與互動(dòng)的學(xué)生談?wù)勛约旱氖斋@與體會(huì)，并與同伴一起分析失敗或成功的原因，最后總結(jié)影響過(guò)濾和吸附效果的因素以及濾料的選擇和混配原則。通過(guò)這些“小實(shí)驗(yàn)”，激勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)造，充分利用生活廢棄物作為水處理原材料，積極學(xué)習(xí)水處理知識(shí)，踴躍探索和開(kāi)發(fā)新型的水處理裝置。
5課外推薦
鼓勵(lì)學(xué)生經(jīng)常學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí)時(shí)間是有限的，知識(shí)體量的傳輸也是有限的。課外學(xué)習(xí)既可以復(fù)習(xí)鞏固課堂所學(xué)，同時(shí)也是對(duì)課堂知識(shí)的一項(xiàng)補(bǔ)充與延展。傳統(tǒng)的課外學(xué)習(xí)模式主要包括課后作業(yè)、考試訓(xùn)練、制作PowerPoint等，但這些方法趣味性不強(qiáng)。為解決這一問(wèn)題，教師在緒論課結(jié)束之余，可以向?qū)W生推薦若干實(shí)用的涉及水污染控制的論壇，如小木蟲(chóng)、水網(wǎng)論壇、水世界等；也可以推薦若干關(guān)注度較高的微信公眾號(hào)[4]，如環(huán)境工程、中國(guó)給水排水、環(huán)保水圈、工業(yè)污水處理等；還可以建立課程微信群，由教師不定期、選擇性地推薦一系列具有代表性的水環(huán)保類文章。通過(guò)上述途徑，讓學(xué)生保持學(xué)習(xí)狀態(tài)，與時(shí)俱進(jìn)，了解最新的水處理動(dòng)態(tài)。在該環(huán)節(jié)的實(shí)際操作中，教師應(yīng)該給學(xué)生提供相應(yīng)的網(wǎng)址或二維碼，鼓勵(lì)學(xué)生至少關(guān)注一個(gè)論壇或微信公眾號(hào)。課程微信群的推薦文章，教師應(yīng)當(dāng)精心選擇，同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生推薦文章。此外，課程微信群除推薦相關(guān)文章外，還可以作為課后習(xí)題、學(xué)習(xí)疑問(wèn)的討論區(qū)，鼓勵(lì)大家積極思考、踴躍發(fā)言。
6結(jié)語(yǔ)
緒論課作為水污染控制工程的第一課，其重要性不言而喻，教師應(yīng)當(dāng)給予緒論課教學(xué)足夠的重視。不僅要幫學(xué)生理清楚“為什么”學(xué)習(xí)這門(mén)課程，這門(mén)課程“學(xué)什么”“怎么學(xué)”；更要通過(guò)緒論課教學(xué)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生積極創(chuàng)新，為水污染控制工程課程后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
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作者：陳佼 陸一新 羅秀 張穎 單位：成都工業(yè)學(xué)院材料與環(huán)境工程學(xué)院