萬紅+崔海容+熊薇

摘 ?要：武昌理工學(xué)院踐行成功素質(zhì)教育理念，創(chuàng)立了開發(fā)內(nèi)化教學(xué)模式。教師應(yīng)該根據(jù)課程目標(biāo)、內(nèi)容、特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際，靈活采用多種教學(xué)方法來強(qiáng)化開發(fā)內(nèi)化教學(xué)模式。本文以《水污染控制工程》為例，重點(diǎn)介紹了任務(wù)驅(qū)動(dòng)式、討論式、工程實(shí)例式等教學(xué)方法的應(yīng)用，旨在通過科學(xué)有效的教學(xué)方法研究，提升課程教學(xué)效果，促成學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)化。

關(guān)鍵詞：教學(xué)方法;任務(wù)驅(qū)動(dòng)式;工程實(shí)例;水污染控制工程

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

本文結(jié)合開發(fā)內(nèi)化教學(xué)模式，以《水污染控制工程》為例，重點(diǎn)介紹了任務(wù)驅(qū)動(dòng)式、討論式、工程實(shí)例式等教學(xué)方法的應(yīng)用。旨在通過科學(xué)有效的教學(xué)方法研究，提升課程學(xué)習(xí)效果，促成學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)化。

一、引言

“水污染控制工程” 是環(huán)境工程本科專業(yè)重要的專業(yè)核心課之一，同時(shí)又是工程應(yīng)用性極強(qiáng)的專業(yè)課程。該門課程主要是利用物理、化學(xué)、生物處理或物理化學(xué)處理技術(shù)與方法使廢水經(jīng)過一定的凈化處理，去除其中的污染物質(zhì)，達(dá)到一定的水質(zhì)指標(biāo)后排放到具有一定環(huán)境容量的水體中，從而達(dá)到消除或減輕水污染的目的。該課程的教學(xué)目標(biāo)是掌握生活污水的物理處理、化學(xué)處理、生化處理、物理化學(xué)處理和污水廠污泥處理的基本原理和基本技術(shù)，污水處理工藝中常用設(shè)備及構(gòu)筑物的構(gòu)造和工作原理;具備水污染控制工藝和設(shè)施的設(shè)計(jì)、技術(shù)分析、生產(chǎn)組織管理及研發(fā)能力，正確識(shí)讀與熟練繪制環(huán)境工程施工圖的能力;熟悉污水處理工藝中相關(guān)設(shè)備的選型和應(yīng)用;了解水污染控制的前沿動(dòng)態(tài)（新概念、新工藝、新技術(shù)）和相關(guān)政策法規(guī)。

武昌理工學(xué)院踐行成功素質(zhì)教育理念，創(chuàng)立了開發(fā)內(nèi)化教學(xué)模式——將教學(xué)內(nèi)容（觀念、品格、知識(shí)、能力、方法五大體系）充分內(nèi)化為學(xué)生素質(zhì)的教學(xué)模式。開發(fā)內(nèi)化教學(xué)模式與課程教學(xué)方法應(yīng)該是相輔相成、相得益彰。教師應(yīng)該根據(jù)課程目標(biāo)、內(nèi)容、特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目載體、頭腦風(fēng)暴、現(xiàn)場(chǎng)法、案例法、問題式、討論式、互動(dòng)式等多種教學(xué)方法實(shí)施和強(qiáng)化開發(fā)內(nèi)化教學(xué)模式。環(huán)境工程學(xué)科包含的水、氣、聲、固等污染控制工程類課程、具有很強(qiáng)的應(yīng)用性、實(shí)踐性、綜合性和動(dòng)態(tài)性。為了培養(yǎng)其解決實(shí)際工程問題的能力，突出創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)，本文結(jié)合開發(fā)內(nèi)化教學(xué)模式，以《水污染控制工程》為例，探索環(huán)境工程應(yīng)用型課程的教學(xué)方法。旨在通過科學(xué)有效的教學(xué)方法研究，提升課程學(xué)習(xí)效果，促成學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)化，實(shí)現(xiàn)由專業(yè)知識(shí)教育向?qū)I(yè)素質(zhì)教育的根本轉(zhuǎn)變，為環(huán)境工程應(yīng)用性課程的教學(xué)設(shè)計(jì)研究提供重要的理論基礎(chǔ)。

二、工程項(xiàng)目和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法

環(huán)境工程學(xué)科大多數(shù)課程是污染控制工程類課程，研究以工程項(xiàng)目和任務(wù)驅(qū)動(dòng)的思想組織教學(xué)內(nèi)容，以工程模塊的方式設(shè)計(jì)教學(xué)單元項(xiàng)目，將每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目分解為多個(gè)子任務(wù)，精選和設(shè)計(jì)子任務(wù)對(duì)應(yīng)的教學(xué)案例和實(shí)訓(xùn)案例;同時(shí)以項(xiàng)目教學(xué)單元任務(wù)為主線，以典型案例為載體實(shí)施教學(xué)，將課程單元知識(shí)點(diǎn)融合到案例和實(shí)訓(xùn)練習(xí)中。這樣能夠促進(jìn)學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)探究式學(xué)習(xí)，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，促成學(xué)生將課程內(nèi)容內(nèi)化為素質(zhì)。以《水污染控制工程》（第三版，下冊(cè)，高教出版社）教材為例，通過設(shè)計(jì)合理的主體項(xiàng)目，將第九章（污水水質(zhì)和污水出路）、第十章（污水的物理處理）、十二章（活性污泥法、第十八（污泥的處理與處置）和第十九章（污泥的處理與處置）的教學(xué)內(nèi)容通過主體項(xiàng)目的子任務(wù)串聯(lián)在一起，從而將這五大章的知識(shí)要點(diǎn)以任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的方法融合到主體項(xiàng)目這條主線中。主體項(xiàng)目的子任務(wù)如表1所示，主體項(xiàng)目設(shè)計(jì)如下：

已知某城鎮(zhèn)生活污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)為：動(dòng)植物油=100mg/L，COD=400mg/L， BOD5=250 mg/L， NH3-N=38 mg/L，TP=10 mg/L，SS=200mg/L，污水中含有一定量的漂浮物和砂子、煤渣等無機(jī)顆粒，進(jìn)水流量為7萬噸/天。項(xiàng)目要求：（1）通過工藝比選分析后設(shè)計(jì)出合理的工藝流程，并對(duì)主要構(gòu)筑物或設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和選型，使處理后的污水能夠達(dá)到《污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。（2）該城鎮(zhèn)在北邊有一塊長(zhǎng)200米、寬150米的平地可作為污水處理廠廠址，最低地面標(biāo)高為3.5米，地下水位標(biāo)高為0.5米，地基承載能力為15噸/m2，污水收集管網(wǎng)總出口標(biāo)高為1.5米。年平均氣溫15℃，年降水量800mm，夏、冬季計(jì)算氣溫分別為30℃和5 ℃;夏、冬季主導(dǎo)風(fēng)向分別為東南風(fēng)和西北風(fēng)。畫出污水處理廠平面布置和高程圖。

表1 主體項(xiàng)目的子任務(wù)和相應(yīng)章節(jié)的知識(shí)要點(diǎn)

教學(xué)章節(jié) 子任務(wù) 知識(shí)要點(diǎn)

第九章（污水水質(zhì)和污水出路） 1.主體項(xiàng)目的污染指標(biāo)有哪些？各指標(biāo)的含義是什么？

2.排放污水要求的水質(zhì)指標(biāo)限值是多少？各指標(biāo)的處理程度是多少？ 污水的性質(zhì)與污染指標(biāo);污水的排放標(biāo)準(zhǔn)

第十章（污水的物理處理） 1.概括污水物理處理的主要方法、涉及的相關(guān)理論或定律和物理處理設(shè)備。

2.確定主體項(xiàng)目中污水物理處理工藝的流程，說明物理處理的原理和相關(guān)技術(shù)。

3.對(duì)物理處理的相關(guān)構(gòu)筑物或設(shè)備進(jìn)行合理的選型及設(shè)計(jì)計(jì)算。 沉淀的基礎(chǔ)理論、斯托克斯定律和淺池理論;格柵、沉砂池、沉淀池、隔油池、氣浮池等構(gòu)筑物或設(shè)備的功能、種類、構(gòu)造、工作原理、選型和設(shè)計(jì)計(jì)算

十二章（活性污泥法 1.查閱資料，總結(jié)活性污泥基本工藝及演變工藝（至少15種）的工藝原理、工藝特征和適用范圍;總結(jié)污水同步脫氮除磷工藝（至少5種）的工藝特征和適用范）。（此任務(wù)以分組討論的形式進(jìn)行）

2.分析并確定主體項(xiàng)目中污水二級(jí)生化處理的工藝流程，說明生化處理的原理和相關(guān)技術(shù)。

3.設(shè)計(jì)二級(jí)生化處理工藝（包括生化池、曝氣系統(tǒng)、二沉池） 活性污泥法和污水生物脫氮除磷的原理及技術(shù);去除有機(jī)物及脫氮除磷的活性污泥法工藝過程設(shè)計(jì)方法;曝氣設(shè)備的選型和設(shè)計(jì)方法;二沉池的選型和設(shè)計(jì)計(jì)算方法

第十八章（污泥的處理與處置） 1.選擇并確定主體項(xiàng)目中污泥處理工藝，說明污泥處理的原理和使用的技術(shù)。

2.設(shè)計(jì)污泥處理工藝（包括濃縮池、消化池、脫水設(shè)備） 污泥的處理處置方法;剩余污泥的計(jì)算;濃縮池和消化池的設(shè)計(jì)計(jì)算方法;脫水設(shè)備的選型和計(jì)算

第十九章（污泥的處理與處置） 1.畫出污水處理廠平面布置圖（包括主要構(gòu)筑物、泵站、附屬構(gòu)筑物、生活建筑、道路、廠區(qū)界限，各種連接管渠、閥門計(jì)量設(shè)備等）。

2.畫出污水廠高程布置圖。 污水廠平面布置和高程布置原則;沿程水力計(jì)算方法;工程繪圖方法和規(guī)范

三、討論式教學(xué)方法設(shè)計(jì)

討論式教學(xué)方法是指在教師組織學(xué)生就教材中的基礎(chǔ)理論、主要重難疑點(diǎn)或某一主題在獨(dú)立鉆研的基礎(chǔ)上共同進(jìn)行討論或辯論的教學(xué)組織形式。討論的形式可以是全班集體討論或分組討論。筆者認(rèn)為課堂內(nèi)的小討論宜采取全班討論，而對(duì)比較大型的主題宜采取全班分組討論形式。例如，由于《水污染控制工程》這門課的主要內(nèi)容以生活污水處理技術(shù)及工藝為主，考慮到工業(yè)廢水和生活污水處理技術(shù)的相通性，確定了主題是“某種工業(yè)廢水的典型處理工藝及工程實(shí)例分析”。將全班同學(xué)分為四組，四組的討論主題分別是：啤酒廢水、石油化工廢水、電鍍廢水和印染廢水。討論課是按照以下四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行：①小組代表用ppt展示討論主題內(nèi)容（15分鐘）;②學(xué)生和老師對(duì)討論小組主題相關(guān)內(nèi)容自由提問，由該討論小組的成員負(fù)責(zé)解答;③老師和學(xué)生代表點(diǎn)評(píng)小組討論效果;④討論小組成績(jī)?cè)u(píng)定：老師和其他三組共同評(píng)分。四個(gè)小組按照這幾個(gè)過程有序展開。工程實(shí)例分析時(shí)，學(xué)生能夠圍繞處理水質(zhì)的特點(diǎn)、出水要求、處理水量、工藝流程、典型設(shè)備進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析，還有些學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況對(duì)工程實(shí)例提出了改進(jìn)和建議。最精彩的部分是“自由提問”階段，用學(xué)生的話說，提了很多意料之外的不太好回答的問題，整個(gè)提問和回答問題的環(huán)節(jié)充滿了質(zhì)疑和爭(zhēng)論，場(chǎng)面非常熱烈。通過討論課既可以讓學(xué)生進(jìn)一步鞏固水處理工藝和技術(shù)，又能夠促進(jìn)學(xué)生拓展專業(yè)視野，掌握幾種典型工業(yè)廢水的處理技術(shù)及工藝;同時(shí)也能夠提升學(xué)生文獻(xiàn)查閱、分析和總結(jié)的能力。

四、案例式教學(xué)法

案例教學(xué)法是在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求，利用案例引導(dǎo)教學(xué)活動(dòng)，組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)、研討和探究的一種教學(xué)方法。案例教學(xué)法可以開闊學(xué)生思路、彌補(bǔ)單純灌輸理論知識(shí)、有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)理論和實(shí)踐緊密結(jié)合。在活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理、物理化學(xué)處理等教學(xué)內(nèi)容中，采用案例法教學(xué)非常合適。教師可以自己精選典型案例，根據(jù)案例和教學(xué)重難點(diǎn)設(shè)計(jì)合理的思考題;也可以組織學(xué)生在查閱資料的基礎(chǔ)上搜索工程實(shí)例，結(jié)合實(shí)際工程案例有針對(duì)性地講解工藝流程、工藝技術(shù)參數(shù)、各處理構(gòu)筑物的選型和工藝特點(diǎn)。通過案例教學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際工程應(yīng)用能力。

五、現(xiàn)場(chǎng)式教學(xué)法

開展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐式教學(xué)。例如在學(xué)習(xí)沉淀池，氣浮池、曝氣池等構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)和工作原理時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)室有現(xiàn)成設(shè)備，直接在實(shí)驗(yàn)室開展相關(guān)教學(xué)，觀察構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行，使學(xué)生更直觀的面對(duì)實(shí)物設(shè)備，增加學(xué)習(xí)興趣和效果。學(xué)習(xí)序批式活性污泥工藝時(shí)，讓學(xué)生提前在校污水處理站了解和記錄序批式活性污泥工藝的運(yùn)行工序，各工序的運(yùn)行時(shí)間，測(cè)定各工況的運(yùn)行參數(shù)（BOD5、COD、氨氮、TP、PH值、有機(jī)負(fù)荷等），課堂檢驗(yàn)表明學(xué)生對(duì)序批式活性污泥工藝的原理和運(yùn)行工序過程掌握效果非常好。

教學(xué)有法，但無定法，教學(xué)的真諦不在于傳授、仿效，而在于通過教師開發(fā)促成學(xué)生將教學(xué)內(nèi)容內(nèi)化為自身的素質(zhì)，教學(xué)確實(shí)需要我們每位教師真正用“心”去研究和創(chuàng)新教學(xué)方法。只要我們做到忠誠(chéng)教育，大愛學(xué)生，志存高遠(yuǎn)，不懈追求，就一定能夠培養(yǎng)和造就創(chuàng)新型人才。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 吳小寧，馮晉陽，劉增超.水污染控制工程課程教學(xué)方法研究[J].教學(xué)研究，2012（5）.

（本文審稿 劉向明）