水污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀及改革
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[摘要]《水污染控制工程》是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，實(shí)驗(yàn)課程是該課題體系的重要組成部分，是實(shí)踐型環(huán)境工程人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但在以往的教學(xué)中，存在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果不理想、教學(xué)理念陳舊等諸多問題，文章基于OBE理念對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革探究，將以“教師講課為主”的常規(guī)教學(xué)范式轉(zhuǎn)換為“以學(xué)生為中心”的探索創(chuàng)新模式，在教育教學(xué)的過程中更加注重學(xué)習(xí)產(chǎn)出及對(duì)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的提升，培養(yǎng)學(xué)生“解決復(fù)雜環(huán)境工程問題能力”。
[關(guān)鍵詞]OBE；解決復(fù)雜環(huán)境工程問題能力；水污染控制工程；實(shí)驗(yàn)課程；改革
水污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程圍繞水的性質(zhì)、污水水質(zhì)特征與水質(zhì)指標(biāo)、水體污染及危害、改善水質(zhì)的工程學(xué)原理、設(shè)計(jì)計(jì)算方法、各種水處理的理論、方法、技術(shù)以及各種污水處理系統(tǒng)而展開的，該課程支撐環(huán)境工程專業(yè)本科生畢業(yè)要求能力的達(dá)成，其核心包括：能夠通過自主查閱資料學(xué)習(xí)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，熟悉各種實(shí)驗(yàn)裝置的用途與使用方法，能夠在保證安全的情況下順利完成環(huán)境工程課程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。OBE(Outcomes-basedEducation)，即基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式，是一種重視對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)、圍繞學(xué)生教育的改革模式[1]，該教學(xué)理念堅(jiān)持“以學(xué)生為中心”和“成果導(dǎo)向”，通過創(chuàng)新教學(xué)過程，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。本文從實(shí)踐教學(xué)中存在的問題、改革與創(chuàng)新等方面來探討水污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程的改革與實(shí)踐。
1實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)存問題
1.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不連貫，更新較慢
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面主要存在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容連續(xù)性與革新之間的矛盾。目前的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多年來沿襲傳統(tǒng)內(nèi)容，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容更新速度慢，無法緊跟環(huán)境工程學(xué)科發(fā)展的前沿技術(shù)進(jìn)行教學(xué)。實(shí)驗(yàn)課程中各實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系不夠緊密，缺乏整體性與系統(tǒng)性，實(shí)驗(yàn)課程安排時(shí)間的間隔較長(zhǎng)，學(xué)生對(duì)污水處理工程的了解僅僅局限于單個(gè)部分，難以將所學(xué)各個(gè)工業(yè)單元的操作與知識(shí)進(jìn)行串聯(lián)整合，對(duì)整體內(nèi)容的掌握較困難，這與培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)有一定的差距。另外，課程開設(shè)教材以外的實(shí)驗(yàn)太少，實(shí)驗(yàn)大都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)占比較低[2]。傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式較為單一，操作步驟機(jī)械化，容易使學(xué)生失去積極性和創(chuàng)造性。
1.2教學(xué)手段與方法弊端
傳統(tǒng)的教學(xué)方法是老師作為知識(shí)的輸出者，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，很多學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作過程不夠了解，只是單一的盲目模仿操作，學(xué)不到實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容，能力培養(yǎng)更無從談起，這樣不僅扼殺了學(xué)生在學(xué)習(xí)中應(yīng)有的樂趣，并且大大限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維。在以往的實(shí)驗(yàn)安排中，實(shí)驗(yàn)小組通常為6~8人組，但這樣的分組安排難免導(dǎo)致部分同學(xué)參與度不夠，要提高其實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，就要減少分組人數(shù)，合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)小組成員組成，充分鍛煉每個(gè)實(shí)驗(yàn)人員的動(dòng)手能力，讓每個(gè)人都有發(fā)揮聰明才智的機(jī)會(huì)，同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)課程期間，組內(nèi)成員依次輪流擔(dān)任負(fù)責(zé)人，以充分培養(yǎng)大家的組織領(lǐng)導(dǎo)能力。
1.3能力考核方式有待改進(jìn)
實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)應(yīng)該是對(duì)學(xué)生思考、操作與數(shù)據(jù)分析問題等能力的綜合評(píng)定，通過評(píng)價(jià)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的參與度與貢獻(xiàn)度，教師給出相應(yīng)合理的成績(jī)，而目前對(duì)實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的評(píng)定，主要是依據(jù)學(xué)生考勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容進(jìn)行[3]，但這種方法存在弊端，無法避免部分學(xué)生通過抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告而取得高分的現(xiàn)象，在一定程度上就有損成績(jī)?cè)u(píng)定的公平公正，教師也無法獲取準(zhǔn)確的信息反饋，不能充分了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)情況，所以主要以實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)作為學(xué)生的課程考核成績(jī)是不合理的。
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新
2.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與分組安排改革
綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的多方面實(shí)驗(yàn)技能與獨(dú)立的設(shè)計(jì)能力，彌補(bǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的不足[4]。此類實(shí)驗(yàn)還可以充分將課本知識(shí)滲透延伸到實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐中，學(xué)生通過主動(dòng)學(xué)習(xí)，自主對(duì)實(shí)驗(yàn)加以設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)成果對(duì)學(xué)生而言將會(huì)有莫大的成就感，可以激發(fā)學(xué)生探索學(xué)習(xí)的興趣。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排方面，將設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)所占比例增大，使學(xué)生的思維得以拓展，以此響應(yīng)國(guó)家培養(yǎng)“解決復(fù)雜環(huán)境工程問題”的能力型人才的號(hào)召。在團(tuán)隊(duì)配合方面，減少小組成員人數(shù)，安排3~4人為一組，使得每位同學(xué)都能充分參與到實(shí)驗(yàn)中去，避免偷懶、混時(shí)間的現(xiàn)象出現(xiàn)，提高教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果。以此為出發(fā)點(diǎn)，我校實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目課程安排如表1所示。
2.2教學(xué)模式改革
基于OBE理念的教學(xué)改革后整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程安排如下：實(shí)驗(yàn)前下發(fā)實(shí)驗(yàn)安排以及講義，學(xué)生對(duì)照講義提前預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)課程的基本目的與原理。綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，如污水好氧生物處理綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過組內(nèi)分工合作，參與線上或線下討論，針對(duì)水樣的水質(zhì)特點(diǎn)和出水水質(zhì)目標(biāo)，查閱相關(guān)書籍資料與參考文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)最優(yōu)的好氧生物處理方案，明確最佳污泥濃度；進(jìn)而設(shè)計(jì)曝氣時(shí)間、溶解氧濃度以及二沉池的停留時(shí)間等參數(shù)，最后對(duì)污水處理的實(shí)際效果進(jìn)行評(píng)估[5]。要求每組成員分工明確，參數(shù)選擇有理有據(jù)。實(shí)驗(yàn)由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)完成，在確定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案后，與老師交流討論該方案的可行性，經(jīng)老師批閱修正后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)的規(guī)范化記錄與整理，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
2.3能力考核改革
在OBE理念的基礎(chǔ)上，提升對(duì)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的考核手段，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)成績(jī)?cè)u(píng)定的單一模式，進(jìn)行改革創(chuàng)新，主要有以下幾個(gè)方面：首先是重視預(yù)習(xí)階段，課前隨機(jī)提問是很好的檢測(cè)手段；其次是動(dòng)手操作能力，教師在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)每名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力與參與度進(jìn)行打分；再者，對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)分，要將關(guān)注點(diǎn)放在學(xué)生的邏輯思維能力和數(shù)據(jù)處理能力方面，在原來學(xué)生書寫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)心得兩部分內(nèi)容普遍較少，針對(duì)這個(gè)問題，教師可以布置與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的主題小論文，既可以避免互相抄襲的現(xiàn)象，又能提高學(xué)生的寫作能力。
3結(jié)語
OBE教學(xué)理念更加關(guān)注高階能力，例如創(chuàng)造性的思維能力、分析和綜合信息的能力等，為培養(yǎng)“解決復(fù)雜環(huán)境工程問題能力”的專業(yè)型人才，我校以O(shè)BE理念為基礎(chǔ)，以學(xué)生為中心，對(duì)《水污染控制工程》實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)經(jīng)過多次的改革實(shí)踐，到目前為止該課程的教學(xué)改革取得了較好的成效。在日后的教學(xué)中，為了使我校的教學(xué)質(zhì)量不斷提高，我們將繼續(xù)研究新的教學(xué)方法，為國(guó)家培養(yǎng)高水平專業(yè)型人才貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)
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作者：王純 袁子茜 孫迎雪 丁寧 張艷萍 單位：北京工商大學(xué)