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水污染控制工程課程教學改革方法和舉措論文

時間:2024-08-21 23:53:00 其他類論文 我要投稿

水污染控制工程課程教學改革方法和舉措論文

  自 20 世紀 90 年代以來,我國 200 多所高校開設了環(huán)境科學專業(yè)。然而偏重基礎、知識面相對較寬、實踐性課程或環(huán)節(jié)相對較少的環(huán)境科學專業(yè),與當前的社會需求之間存在一定的脫節(jié)。學生專業(yè)理論知識豐富,但專業(yè)技能較差,社會適應性差,難以滿足社會對“理論與能力并重,畢業(yè)即能上崗”的專業(yè)人才需求,就業(yè)率普遍較低。為了適應就業(yè)市場的需要,提高環(huán)境科學專業(yè)學生的實踐能力和社會適用性,大部分高校借鑒環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)模式,將環(huán)境科學專業(yè)由理科轉(zhuǎn)向理工科結(jié)合發(fā)展。

水污染控制工程課程教學改革方法和舉措論文

  水污染控制工程是溫州大學環(huán)境科學專業(yè)培養(yǎng)模式改革過程中增設的一門專業(yè)選修課程。課程內(nèi)容豐富、抽象,且工程應用性強。其中部分內(nèi)容與專業(yè)主干課程《環(huán)境科學導論》“水處理”部分重疊,若按照傳統(tǒng)模式開展教學,將導致部分內(nèi)容重復教學,學生對課程缺乏新鮮感,不利于調(diào)動學生的積極性,同時也達不到提高學生工程素養(yǎng)的目的。因此,對該課程教學模式進行改革,提高學生的實踐能力,實現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)工程應用型人才培養(yǎng)的目的,顯得尤為必要和重要。

  課程組以社會人才需求為導向,基于學生的專業(yè)基礎和課程實際特點,融合 CDIO(構(gòu)思、設計、實現(xiàn)和運作)工程教育理念,對課程開展教學改革,提出構(gòu)建“課堂-實驗-設計-實習”四位一體的實踐教學模式設想,將實踐教學貫穿于整個課程教學過程中,豐富課程教學的內(nèi)涵。

  1 課程的教學內(nèi)容及特點。

  傳統(tǒng)的水污染控制工程課程教學包括理論教學,實驗教學和課程設計 3 個部分。理論教學包括污水水質(zhì)和污水出路、物化處理、生物處理、土地處理、污泥處理處置以及污水處理廠設計共 10 章內(nèi)容,涵蓋基本概念、技術(shù)基礎、原理、工藝、設備、設計計算等;實驗包括充氧、沉淀、混凝、過濾、吸附等單元實驗及廢水處理綜合實驗;課程設計是為期 1 周的污水處理工程設計,要求提交設計說明書、平面布置圖及工藝流程圖。課程多學科交叉性、實踐性、時代性突出,涉及知識面較寬,需要物理、化學、機械、電子、微生物等基礎;部分內(nèi)容抽象難懂,如數(shù)學模型、工藝原理、構(gòu)筑物、設備的內(nèi)部構(gòu)造等;工程背景強,設計方案、圖紙需要結(jié)合實際水質(zhì)、水量、排放標準、車間布置、預留用地等情況,設計參數(shù)的選擇需要一定的實際工程經(jīng)驗及查閱相關(guān)設計手冊與標準。

  2 課程教學改革方法和舉措。

  2.1 精心設計教學內(nèi)容 鑒于學生已具備一定的水污染控制基本概念、技術(shù)、原理、工藝基礎,若按傳統(tǒng)的水污染控制工程教學內(nèi)容開展教學,則勢必導致部分內(nèi)容重復教學。因此,以提高學生實踐能力為抓手,對教學內(nèi)容、側(cè)重點作一些調(diào)整。改變教材先理論后設計計算的傳統(tǒng),以實際工程項目設備或構(gòu)筑物的設計計算為導引,輔以對基礎理論知識的講解。如在講解格柵一節(jié)時,首先以餐具清洗消毒廢水處理為例,說明該廢水具有渣量大的特點,再引出人工格柵和機械格柵的適用性,介紹該工程項目中機械格柵的使用效果及格柵的工程設計,同時講解設計過程中的相關(guān)基礎理論知識。

  2.2 深化理論教學模式 課程組曾嘗試以不同類型的廢水為對象作專題介紹,然而成效并不顯著。深入調(diào)查發(fā)現(xiàn),主要原因在于學生的專業(yè)基礎不夠扎實,尚不能綜合地運用各種處理技術(shù),學生普遍反映難度較大,跟不上課堂節(jié)奏。為此,仍然采用水污染控制工程教材的編排順序,適當做出調(diào)整,但以實際工程項目為導向,逐步啟發(fā),深入引導,提高學生的知識應用能力和工程能力。

  充分利用多媒體教學手段,加強動態(tài)多媒體課件的制作,開發(fā)仿真動畫模型,配套錄像、并輔以大量圖片,將污水處理工藝流程,構(gòu)筑物及設備構(gòu)造、安裝、調(diào)試運行以更加生動、直觀的形式呈現(xiàn)出來,化抽象為具體,化平面為立體。開辟第二課堂,針對復雜的較難理解的工藝單元,可將課堂教學遷到工程現(xiàn)場,從整體到細節(jié),邊帶學生參觀邊講解,增強學生的感性認識,同時利于學生在實際中發(fā)現(xiàn)問題,分析問題,并最終解決問題。

  增加課堂討論教學環(huán)節(jié),提高學生的課堂參與率和主觀能動性。采用 2 種形式,一種就某單元工藝開展討論,加深學生對工藝的理解。如廢紙造紙廢水懸浮物濃度高,可就懸浮物的處理工藝、每種工藝的優(yōu)缺點及適用性展開討論,最后以實際工程為例,說明理論分析與實際工程的差距所在。另一種以典型工程項目為背景,學生自由組隊、設計,并繪制工程圖紙。成果以 ppt 的形式進行匯報。這個過程需要學生查閱設計手冊、標準、設備等大量資料,對各種技術(shù)的可行性進行綜合比對,或者到相關(guān)工程現(xiàn)場進行考察。通過這種鍛煉,利于培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和組織能力,激發(fā)學生的興趣,提高學生對理論知識的理解和靈活應用能力,增強學生的工程實踐能力。

  2.3 構(gòu)建實踐教學平臺 在現(xiàn)有專業(yè)實踐教學基地的基礎上,積極拓展校企合作,建立了以“氧化溝、厭氧-缺氧-好氧(A2/O)、序批式活性污泥法(SBR)、曝氣生物濾池(BAF)、內(nèi)循環(huán)厭氧反應器(IC 反應器)+深井曝氣、人工濕地”等典型工藝為代表的 10 余家穩(wěn)定的頂崗實習基地,如溫州東片污水處理廠、溫州西片污水處理廠、溫州中心片污水處理廠、溫州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠、溫州雙鹿啤酒廠等;建立了由環(huán)保管理部門、設計院所、企業(yè)等單位從事管理、設計、安裝、調(diào)試的 30 余名技術(shù)人員組成的校外導師庫,為學生營造良好的校外工程實踐環(huán)境,提供豐富的校外實踐教學資源。

  同時依托溫州大學生命與環(huán)境科學省級實驗教學示范中心,加強實驗室水污染控制硬件設施建設。建設出一套日處理能力為 15 噸的城鎮(zhèn)污水處理中試裝置,為學生提供污水處理調(diào)試、運行、管理的校內(nèi)工程實踐教學平臺。

  2.4 建立“課堂-實驗-設計-實習”四位一體的實踐教學模式 傳統(tǒng)為期 1 周的課程設計,大部分學生的設計成果存在方案可行性、經(jīng)濟性、圖紙細節(jié)不規(guī)范等多個問題。因時間較緊,對圖紙的要求上相對較松,如只要求提供平面布置圖和高程圖,與實際工程存在一定的差距。

  借鑒 DICO 工程教育的理念,將課程設計貫穿到整個教學過程中,按照實際工程的標準,即學生的成果可以直接進行工程應用。構(gòu)建設計項目-理論分析-實驗設計-工程設計-實習驗證的實踐教學模式。在課程教學中期,根據(jù)課程組實施完成的實際工程項目下達設計任務書,將學生劃分成 3~5 人 1 組,要求學生自主設計 3~4 套試驗方案,并對每一套方案進行實驗室驗證,從而確定最佳處理工藝,編制設計方案與計算說明書,繪制全套施工圖,最后安排學生到相應的工程現(xiàn)場進行為期 5~7d 的頂崗實習,找出理論設計與實際工程項目之間的差異及存在的問題,并與現(xiàn)場工程師進行交流探討,從而對設計方案、計算說明書及施工圖等進行優(yōu)化,形成課程設計的最終成果。

  2.5 改變課程考核方式 改變傳統(tǒng)的注重考試、不重視過程的考核方式,提高平時成績的占比,調(diào)動學生參與教學過程的積極性,以更好地引導學生對專業(yè)技能的訓練,增強學生的工程實踐能力。如制圖和平時作業(yè)占 20%、課堂討論占 20%、實驗占 20%、期末考試占 40%.

  3 結(jié)語。

  水污染控制工程是一門知識面寬,信息量大,部分內(nèi)容抽象難懂,工程背景強的課程。環(huán)境科學專業(yè)學生在先修環(huán)境工程科學導論的情況下,對水污染控制基本概念、工藝、原理已有了初步的認識,不適宜采用該課程傳統(tǒng)的教學內(nèi)容和教學模式。為此,以市場需求為導向,以提高學生能力和工程素養(yǎng)為目標,通過現(xiàn)場教學,課堂討論,結(jié)合仿真動畫、錄像、圖片等多媒體技術(shù),構(gòu)建實踐教學平臺,建立“課堂-實驗-設計-實習”四位一體的實踐教學模式等方面,實施課程教學改革。已逐步在溫州大學2011、2012、2013 級環(huán)境科學專業(yè)學生水污染控制工程課程教學上加以應用,收到了一定的成效。改革中涉及的實踐教學平臺的建立和完善,需要相關(guān)部門的協(xié)調(diào)、配合;改革的有效開展依賴于工程素養(yǎng)較高的師資隊伍,這些有待于進一步完善。

  參考文獻。

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