环境工程学中水污染控制工程的教学手段探究
来源：UC论文网2016-06-24 10:52
摘要：
以"水污染控制工程”篇章为例，从该部分现有在教学过程中存在的问题着手，从理论教学和实践教学两方面进一步提出具体的改革措施，以便为该课程的后续发展提供必要的参考。
吉林师范大学环境科学与工程学院环境科学专业开设的《环境工程学》课程总学时为54，是一门专业必修课程。该课程内容主要介绍了环境工程学的基本理论，包括水质净化与水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物的处置与管理以及其他公害(如噪声、电磁辐射等）防治技术的基本原理和方法。根据本院人才培养的目标及要求,应使学生具备环境科学的基本理论、基本知识和基本技能’能在学校、科研机构、企事业单位及行政管理部门等从事教学、科研、环境保护、环境管理、环境监测和环境影响评价等工作的高级应用型人才。然而有限的课时、内容的繁杂以及传统的教学模式不仅割裂了理论与实际的关系,而且让学生失去了学习的兴趣和灵活应用的动力,最终达不到提高学生工程实践能力的目的。因此,经过数年的思考与实践，我们努力对教学进行改革，以不断提高教学质量。下面本文以该课程中"水污染控制工程”部分为例，对其教学手段进行探究,为该课程的后续发展提供必要的参考。
1.“水污染控制工程"内容概况
“水污染控制工程”内容包括水质与水体自净、水的物理化学处理方法、水的生物化学处理方法以及水处理工程系统与最终处置,是环境工程学课程中内容最多、技术应用范围最广的一部分。通过该篇章的理论学习和实践训练，使学生在系统了解污水处理工程各构筑物的工作原理、运行参数和特点的基础上,能够对污水处理工艺过程进行合理的组合和设计,以培养学生分析和解决环境工程实际问题的能力，为学生进人社会从事环境保护领域的工作打下坚实的理论和实践基础⑴。由此可见，在环境工程学课程中“水污染控制工程”部分具有及其重要的地位，在培养实用性环境保护专业技术人才方面起到至关重要的作用。
2.课程教学中存在的问题
立足于培养直接面向市场和生产第一线的高级应用型人才,”水污染控制工程”部分的课程在教学实践过程中还存在一些问题：
(1)部分教学内容仍停留在原有的老技术、老工艺上，与实际工程相脱节，导致学生掌握的知识不能适应现代环境工程的发展[2]。
(2)课程知识点多，学时相对较少，学生吸引消化有一定难度。
(3)教学方法仍以教师单向讲授形式为主，缺乏教师与学生之间的互动,造成学生的学习主动性不能被完全激发。长时间学习后易感到枯燥乏味，导致课程的整体教学效果并不理想。
(4)作为工程学课程，需要结合大量的工程分析与设计,传统的课堂教学难以完成。这就使得学生在学习过程中还是存在理论与实践严重脱节的现象。
(5)水污染控制实验室现有的污水处理试验装置各自相对独立，缺乏一定的关联性,很难使学生自然而然地将它们融会贯通成一个完整的污水处理工艺过程。此外，实验过程缺少设计性、创新性,学生在实验过程中比较被动,做实验的积极性不强。这些问题都使得对学生动手能力、创新意识的培养不够理想。
3.教学改革的具体措施
根据吉林师范大学环境科学专业的培养目标，主要培养德、智、体、美全面发展,基础扎实，知识面宽,具备环境科学的基本理论、基本知识和基本技能,能在学校、科研机构、企事业单位及行政管理部门等从事教学、科研、环境保护、环境管理、环境监测和环境影响评价等工作的髙级应用型人才。这就要求在‘‘水污染控制工程”部分的课程当中要结合实际，在确定课程目标、理论与实践教学内容以及采用的教学方式方法等方面都考虑到学生的学习基础和相关能力，注重与学生的实际水平相适应来开展各项教学活动。
3.1理论教学
(1)对于《环境工程学》这样一门不断发展的科学技术课程，其内容日新月异,只有不断补充国内外最新的科技成果,丰富和更新教学内容,才能确保环境工程技术的时效性。因此,在符合教学大纲规定教学内容的基础上,要求教师根据工程实际或新科技的应用来开发教学素材，适当压缩或删减落后的、淘汰的工艺技术内容，深人扩展讲解近几年来企业生产的新工艺、新技术,特别是“产-学-研”合作基地和教学实习基地的内容,以适应现代环境工程技术的发展。
(2)在教学方法上，除了满足条理清楚、层次分明、重点突出、攻克难点等一般课堂教学要求外，更强调充分调动学生学习的积极性和主动性，因此,在教学方法上由原来单一的、灌输式的教学方式向启发式、探究式的教学方式转变。在课堂中充分利用多媒体及网络技术,采用讲授式、讨论式、案例式教学和现场观摩相结合的科学的教学方法，将抽象的概念、复杂的原理比较具体的呈现在学生面前，也可以根据教学内容采用nash技术开发相关工艺的模拟过程,通过增强教学的生动性、直观性和实用性,进一步提高学生的学习兴趣,加深学生对相关概念的理解。
(3)理论讲解主要是让学生理解和掌握水处理工程的有关理论，从而为学生深入了解和掌握工艺设计、调试方法打下扎实的基础。由于某些工艺原理比较抽$，构筑物和设备结构较为复杂,因此,学生对问题的理解有一定的难度。为了加深学生对水污染控制工程课程的了解，在整个教学过程中，穿插了大量的案例。通过引人案例教学,将学生带人了实践,又将实践引进了课堂,使学生具体运用所学的知识和理论,也帮助学生树立了实践的观点,锻炼提离了学生的实践能力。
(4)将该课程的教学大纲、授课教案、多媒体课件、设计图纸、工艺运行模拟、作业习题等放在天空教室精品课程的网络平台上，使学生可以按照自己的学习需求下载相应的资源进行学习。学生也可以通过QQ、微信或E-mail等方式与老师进行沟通,及时解决学习中遇到的疑难问题。通过把课堂教学与网络教学相结合,把书本基础知识与工程规范相结合，不但可以多渠道的培养学生的工程技术思维,同时还可以增强师生之间的交流互动。
3.2实践教学
(1)配合理论课的教学，合理配置基础型实验、专业型实验和综合设计型实验。目前开设的实验主要包括:二级反渗透水处理实验、过滤与反冲洗实验、斜板沉淀池实验、活性炭吸附实验、混凝实验、塔式生物滤池和生物转盘实验等。在实际的教学过程中，根据不同的学习阶段设置不同水平的实验内容，分阶段实施，由学生自主设计实验方案，使学生的动手实践能力与理论课程同步，循序渐进。
(2)利用实习基地,把课堂教学与现场参观有机结合起来,以提升学生的实践技能。目前建设的实习基地主要包括:四平市污水处理厂、四平市热电厂、天成玉米开发有限公司、长春城市垃圾处理中心。这些实习基地可以使学生深人到科研和生产一线，从理论知识、工艺流程、生产技术和管理等各个环节以完成项目的形式得到实际锻炼[6]。在接下来的课程体系建设中，还将进一步完善和建立更多的实习基地，以为学生课裎设计、实习实训及顶岗实习提供较好的平台需要。
(3)课程设计是培养学生工程实践能力的关键环节。通过理论教学、实验教学以及实习环节的培养,学生已经对污水处理工程的基本理论和设计规范等有了一定程度的掌握，能够比较熟练地进行污水处理工艺与设备的设计计算以及图纸的绘制。本院环境科学专业开设的"水污染控制工程”课程设计将课程内容和知识点进行合理组织安排，历时1周。课程设计选题均以实际污废水处理工程为基础，每小组3?5人。设计环节中学生根据教师提供的设计任务书（包括设计题目、工程概况、污水水质水量及排放标准、设计原则）展开设计，设计内容主要包括废水处理工艺的确定、废水处理方案的编制、设备（装置）的设计与计算、设计图纸的绘制等，并最终以设计说明书的形式作为整个设计工作的书面总结进行提交,以此进一步巩固和拓宽课堂所学理论知识并加以灵活运用，着重培养学生的工程意识，引导学生面向并独立解决实际问题的能力。
(4)结合学生实际,加强职业技能培训力度，提髙学生的工程实践能力和专业表达能力第一，本院通过多次举办“吉林师范大学环境科学与工程学院职业技能大赛”、“机械制图与手工绘图技能大赛”等手段促进学生积极主动参加 职业技能培训。第二,本院参照教育部“卓越工程师”人才培养计划进行大胆人才培养方式改革，开展“环境专业卓越工程师人才培养计划”，选派学生到环保企业顶岗实习，建立企业、学校互动的人才培养模式。第三,结合所学知识不定期邀请相关工程技术人员对实习过程中涉及的工艺流程、采用的仪器设备进行讲解,把书本上的理论知识和工程实践结合起来。第四，鼓励学生参与实际工程案例的研究、开发,并选择优秀的工程案例在全院进行汇报与答辩。通过上述手段使学生能够结合自身的特点和优势,找到适合自身开发和学习的职业技能，实现“产-学-研”相结合的学生综合能力培养与训练体系，达到应用复合型人才培养的目标。
4.总结
“水污染控制工程”课程作为《环境工程学》的一部分，旨在向学生全面讲授主要构筑物的构成、基本原理、工艺特点、应用范围和工艺计算等。它的教学效果如何，直接影响到学生就业时的业务能力。而《环境工程学》是一门发展中的学科,所涉及的内容广泛,涉及到大气、水、固体废弃物和噪声等污染控制的方方面面，可见水污染控制工程”课程在专业发展和专业人才培养中的重要地位和关键作用。因此,该课程体系的建立和改革是十分重要内容,也是一项长期的系统工程，需要在实践中不断检验和完善。
总之，在实际教学活动过程中要根据本课程的需要,采用灵活的授课方式，将理论教学体系与实践教学体系更加紧密的结合在一起，使学生能够快速接受所学的课程内容，提高其理解问题、解决问题和创新能力的培养，以形成较完整的具有工科专业特色的《环境工程学》教学体系。
王艺璇,汤茜,杨春维,赵尔康2
(1.吉林师范大学环境科学与工程学院;2.吉林师范大学学生工作处)
