孫偉民 孫昕

[摘要]為適應(yīng)國際化對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新要求，結(jié)合西北工業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)的教學(xué)實際，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實踐教學(xué)和考核模式四個方面對給水與廢水處理（雙語）課程改革進行了探索課程改革充分調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，取得了良好的教學(xué)效果，為培養(yǎng)科學(xué)研究與工程實踐復(fù)合型人才，發(fā)揮了積極的作用。

[關(guān)鍵詞]給水與廢水處理;教學(xué)改革;雙語教學(xué)

[中圖分類號]G642.0[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]2095-3437（ 2020 ）02-0098-03

給水與廢水處理（雙語）課程的前身是水污染控制工程，該課程是西北工業(yè)大學(xué)（以下簡稱“我?！保┉h(huán)境科學(xué)專業(yè)的主干專業(yè)課程之一，同時也是一門涉及物理、化學(xué)、化工、生物（主要是微生物）等學(xué)科交叉、工程應(yīng)用性很強的課程。給水與廢水處理（雙語）課程的建設(shè)目標(biāo)，是培養(yǎng)面向21世紀(jì)、具有國際化視野和扎實寬廣專業(yè)基礎(chǔ)的科學(xué)研究與工程應(yīng)用相結(jié)合的水處理專業(yè)人才。該門課程經(jīng)過十多年的教學(xué)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為雙語課程。為了更好地服務(wù)于教學(xué)實踐，我們對該課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實踐教學(xué)和考核模式四個方面進衙了改革和探索，收到了良好的效果。

一、理順課程體系、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

給水與廢水處理（雙語）是一門教學(xué)內(nèi)容廣、科學(xué)性和工程性都很強的專業(yè)必修課程。在實際教學(xué)過程中，給水與廢水處理（雙語）課程的教學(xué)不是由一門課程獨立完成的，也不可能由一門課程全部承擔(dān)。根據(jù)我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)的辦學(xué)思路，我們以深基礎(chǔ)、寬口徑的培養(yǎng)方向為前提，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究和工.程素質(zhì)并重為目的，從課程體系建設(shè)人手，將原有的單門課程教學(xué)整合為課群體系建設(shè)。建立了以給水與廢水處理（雙語）為核心，環(huán)境化學(xué)、環(huán)境工程微生物學(xué)、化-r原理、化學(xué)化工軟件技術(shù)（ Au工oCAD）等前導(dǎo)課程，水處理新技術(shù)（雙語）、水資源利用與保護、環(huán)境生態(tài)學(xué)等后續(xù)拓展課程，水處理基礎(chǔ)實驗、水污染控制工程實驗、水處理創(chuàng)新實驗、水污染控制r程課程設(shè)計、認(rèn)識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成的前后貫通、首尾呼應(yīng)的課群體系。根據(jù)建設(shè)要求，我們對課群體系中的相關(guān)知識點進行細(xì)致分析并重新分配到各門課程中，修改教學(xué)大綱。這種課群體系的建設(shè)有效地避免了以往多門課程在教學(xué)內(nèi)容上存在交叉、在講授中Jm現(xiàn)遺漏或者銜接不暢等問題，極大地提高了教學(xué)效率果。

給水與廢水處理（雙語）作為水赴理課群體系的核心，它具有知識面寬、信息量大，部分內(nèi)容抽象難懂，工程背景強的特點。這門課程的教與學(xué)，對教師和學(xué)生來說都是挑戰(zhàn)。為此，教師可以利用各種機會收集污水處理工藝、設(shè)備的相關(guān)圖片、視頻，通過和企業(yè)的合作加強工程案例的搜集，消化吸收后生動形象地傳遞給學(xué)生。通過對水與廢水的物理處理、化學(xué)處理、物理化學(xué)處理、生化處理、污泥的處理與處置、污水深度處理與資源化利用等板塊的基本原理、基本工藝、設(shè)計步驟、設(shè)備選型，以及污水處理廠的平面布置和高程布置讓學(xué)生對課程有個總體了解，為其將來從事水環(huán)境科學(xué)研究或水污染治理工程設(shè)計、施工或運行實踐應(yīng)用打下堅實的理論基礎(chǔ)。水質(zhì)指標(biāo)在環(huán)境監(jiān)測里面出現(xiàn)較多，在本課程中刪除，不再詳細(xì)介紹。而近些年新出現(xiàn)的水處理納米技術(shù)、高級氧化技術(shù)、納米材料與技術(shù)等放到后續(xù)課程水處理新技術(shù)（雙語）課程中進行討論;將水處理生態(tài)技術(shù)部分放在環(huán)境生態(tài)學(xué)課程中進行講授;將水資源與水循環(huán)、地下水污染與控制部分放在水資源利用保護課程中講授。

二、采用先進的教學(xué)方法和手段，提高教學(xué)質(zhì)量

（一）大力推廣雙語教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量

雙語教學(xué)是指除了母語教學(xué)以外，同時用一門外語作為課堂教學(xué)語言以提高專業(yè)知識和披能為主要目標(biāo)的教學(xué)。英語作為一種國際合作交流最常用的語言在我國雙語教學(xué)中經(jīng)常被使用。雙語教學(xué)的目的是借鑒國外先進的教學(xué)理念，使學(xué)生能夠熟悉專業(yè)名詞的英語表達(dá)方式，掌握用英語描述專業(yè)知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生使用英語進行思考和交流的習(xí)慣，為日益國際化的科學(xué)研究與工程實踐奠定堅實的基礎(chǔ)[2l。我們采用雙語教學(xué)，將美國麥克希爾教育集團最新m版的《廢水工程》（第五版）作為教材，該書號稱污水處理界的“圣經(jīng)”，在 國際上享有很高的聲譽。與第四版相比，第五版教材容量更大，已經(jīng)超過2000頁，其中的新工藝、新理論都增加了不少。而我們的理論教學(xué)課時只有56課時，面面俱到地講解教材內(nèi)容是不可能的，所以很有必要對教材進行“瘦身”。我們以此教材為參考，進行講義的編寫，在教學(xué)中試用，根據(jù)學(xué)生的反饋情況再進行修改。同時選取國內(nèi)同行公認(rèn)的經(jīng)典教材及新近出版的教材作為參考，比如哈爾濱工業(yè)大學(xué)李圭白、張杰院士主編的《水質(zhì)T程學(xué)》（第二版，中國建筑工業(yè)JHJ版社出版）等，供學(xué)生課下參考使用，通過英漢對比，強化學(xué)習(xí)效果。采用浸入式教學(xué)法[3]，在課堂上盡量采用英語講課，重點地方用漢語再進行強調(diào)。在專業(yè)詞匯表述和一般表述上與國際接軌，使學(xué)生在專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和外語的學(xué)習(xí)兩方面都取得滿意的成績。根據(jù)學(xué)生的接受與反饋情況，逐漸升級到純英語教學(xué)。

（二）整合現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段，進行多樣化、綜合性教學(xué)

給水與廢水處理（雙語）是一門理論性和應(yīng)用性都很強的課程，該課程以提高學(xué)生的科研能力和工程素養(yǎng)并重為目標(biāo)，通過課堂教學(xué)使學(xué)生通過理論課程的學(xué)習(xí)，全面、深入地掌握給水與廢水處理中的知識要點。課堂教學(xué)時需要介紹工藝、構(gòu)筑物及設(shè)備選型等內(nèi)容，傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以充分合理地表達(dá)，盡管教師費盡口舌，學(xué)生還是似懂非懂，教學(xué)效果不盡如人意。運用多媒體課件可以很好地展示工程現(xiàn)場構(gòu)筑物、設(shè)備、圖紙等，為課堂教學(xué)提供豐富的教學(xué)媒介。除運用多媒體授課外，教師還應(yīng)綜合運用多種教學(xué)方式，將理論講授、課堂討論、課堂提問、工程實例、觀看相關(guān)視頻、大作業(yè)、網(wǎng)上互動交流與課后答疑等靈活多樣的教學(xué)方法相結(jié)合，把教學(xué)重點和難點多次以提問的形式引出，讓學(xué)生回答，促進師生互動交流，以培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、研究學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣[4]。同時，根據(jù)教學(xué)的進度，指導(dǎo)學(xué)生進行對比、分析、歸納和總結(jié)。比如，一個單元學(xué)習(xí)結(jié)束后，指導(dǎo)學(xué)生對本單元的知識點進行總結(jié)：學(xué)完好氧生物處理后，讓學(xué)生對活性污泥和生物膜進行對比;學(xué)完厭氧生物處理后，讓學(xué)生把好氧和厭氧進行對;學(xué)完消毒后，對幾種常用的消毒方法進行對比等。

（三）充分利用新媒體技術(shù)，促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)和互動學(xué)習(xí)

我們在實施多年網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化網(wǎng)站設(shè)計，整合網(wǎng)絡(luò)教育資源，為不同層次的學(xué)生提供更多的選擇空間[5]。我們設(shè)立的本專業(yè)的教學(xué)網(wǎng)站——綠色家園，該網(wǎng)站以環(huán)境專業(yè)的教學(xué)為主，設(shè)立了教育教學(xué)、教學(xué)研究、學(xué)習(xí)就業(yè)、環(huán)境科學(xué)，環(huán)境工程、環(huán)境材料等板塊，在教育教學(xué)欄目下按課程名稱劃分了子版塊;同時兼顧非環(huán)境專業(yè)學(xué)生的環(huán)保理念教育，設(shè)立了綠色國際、綠色國家、綠色省市、綠水青山、綠色生活、綠色文苑、綠色互聯(lián)等板塊。同時，充分利用新媒體技術(shù)，通過00群、微信等建立資源共享平臺，通過微信公眾號為學(xué)生推送國內(nèi)外最新的技術(shù)咨詢和信息交流。這不僅是對課堂教學(xué)內(nèi)容的補充，而且大大豐富了學(xué)生課后拓展的知識內(nèi)容，為學(xué)有余力的學(xué)生提供了必要的信息咨詢和技術(shù)幫助，能鼓勵學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)和互動學(xué)習(xí)，學(xué)生也可以將相關(guān)資料與大家共享。通過搭建師生共享的信息資源平臺，提高了學(xué)生的參與度，讓師生的交流和互動制度化、常態(tài)化，最終實現(xiàn)教學(xué)相長的目的[6]。同時，這個信息共享平臺也為教師備課提供了豐富的素材，可謂一舉多得。

三、構(gòu)建“實驗一設(shè)計一實習(xí)”三位一體的實踐教學(xué)模式

在學(xué)校和學(xué)院的支持下，我們加大師資引進的工作力度，加強學(xué)科建設(shè)和實驗室建設(shè)。教師均具有博士學(xué)位，部分教師具有海外博士學(xué)位或海外交流學(xué)習(xí)經(jīng)歷。強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進一步加大實驗課程開設(shè)的力度，構(gòu)建“實驗一設(shè)計一實習(xí)”三位一體的實踐教學(xué)模式，從整體上走理論與實踐相結(jié)合的道路.從大二開始，開設(shè)水處理基礎(chǔ)實驗，讓學(xué)生對水力學(xué)等水處理相關(guān)的基礎(chǔ)理論有一個感性的認(rèn)識。為了實現(xiàn)理論教學(xué)工作同步，在大三下學(xué)期我們開設(shè)了水污染控制工程實驗（16學(xué)時）實驗課程。此外，還有水處理創(chuàng)新實驗，這個主要是由學(xué)生白由組團，學(xué)生根據(jù)白己的興趣愛好在教師的指導(dǎo)下申請大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目。我們實行本科生導(dǎo)師制，無論學(xué)生有無創(chuàng)新實驗項目，都可以在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進入實驗室，開展創(chuàng)新實驗研究。在此基礎(chǔ)上申請省級或國家大學(xué)生創(chuàng)新實驗訓(xùn)練項目，走可持續(xù)發(fā)展的科研創(chuàng)新之路。水污染控制工程課程設(shè)計與理論教學(xué)有密切的關(guān)系，以前安排在大三期末進行為期兩周的課程設(shè)計，由于時間緊而且臨近期末，大部分學(xué)生的設(shè)計成果存在方案可行性、經(jīng)濟性、圖紙細(xì)節(jié)不規(guī)范等多個問題，與實際工程存在一定的差距。我們在課程設(shè)計教學(xué)過程中，引入PBL（ problem-based learning）教學(xué)模式。PBL教學(xué)模式以問題為焦點組織學(xué)習(xí)者進行調(diào)查和探究，從而讓學(xué)習(xí)者了解問題解決的思路與過程，靈活掌握相關(guān)概念和知識，進一步培養(yǎng)學(xué)習(xí)者理解問題、分析問題和解決問題的能力，讓學(xué)習(xí)者從中獲得解決現(xiàn)實問題的經(jīng)驗，最終形成白主學(xué)習(xí)的意識和能力[7].改革后，我們將課程設(shè)計貫穿到整個學(xué)期的理論教學(xué)過程中構(gòu)建“方案設(shè)計-工藝計算一圖紙繪制一技術(shù)經(jīng)濟一答辯”五合一模塊化的課程設(shè)計教學(xué)模式。在學(xué)期初，公布課程設(shè)計任務(wù)書，讓學(xué)生要求根據(jù)自己的愛好興趣選擇，學(xué)生每人選一個課題，互不相同。教師給出，全程的指導(dǎo)性計劃，具體進度由學(xué)生白己掌握，每個階段經(jīng)過驗收以后才能進行以下一階段的設(shè)計。學(xué)生選定題目后，自己查找資料，提出設(shè)計方案，畫出工藝流程圖，經(jīng)教師驗收后進行工藝設(shè)計計算，之后是圖紙的繪制、技術(shù)經(jīng)濟分析，最后進行課程設(shè)計答辯，讓學(xué)生對自己的設(shè)計全過程進行總結(jié)。課程設(shè)計的成績也是由方案、計算、圖紙、技術(shù)經(jīng)濟、答辯等分段給出，最后計算總分。暑假進行的生產(chǎn)實習(xí)，是對課程設(shè)計的驗證，也是對現(xiàn)場的工藝設(shè)計進行評價，對其優(yōu)缺點進行分析。實習(xí)能讓學(xué)生找出自己的設(shè)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，這過程能加深學(xué)生對工藝設(shè)計的理解。生產(chǎn)實習(xí)期間，我們住在西安市第三污水處理廠，以該廠為實例進行剖析，對現(xiàn)代化大型污水處理廠的污水、污泥、化驗、機電、中水等單元進行跟班實習(xí)，了解現(xiàn)代化大型城市污水處理廠的運行管理;同時以第三污水廠為基礎(chǔ)，選擇了西安市污水處理有限公司下轄的第四、第五、第十污水廠、紡織城污水廠、垃圾滲濾液處理廠和污水公司的分析化驗中心進行參觀學(xué)習(xí)、探討，了解各廠的亮點，進行研究性學(xué)習(xí)。分析測試中心擁有一批高尖端的大型儀器設(shè)備，學(xué)習(xí)這些儀器設(shè)備的使用方法和操作規(guī)程，能為學(xué)生將來從事水污染治理與水環(huán)境保護的科學(xué)研究和工程設(shè)計、施工和運行管理奠定堅實的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的技能、行動技能和社會技能，滿足社會發(fā)展對人才的要求[8]。

四、逐步實施分階段定性定量的考核模式

課程考核不只是檢測學(xué)生學(xué)習(xí)成績的方法，更是學(xué)校辦學(xué)理念及課程建設(shè)水平的集中體現(xiàn)?？己俗鳛槎酱賹W(xué)生學(xué)習(xí)的指揮棒，只是手段，而不是目的。國際化背景下，環(huán)境科學(xué)與工程復(fù)合型人才在知識、能力及素養(yǎng)培養(yǎng)的全過程都要加強對學(xué)生積極性、主動性的培養(yǎng)，讓學(xué)生具有提出與解決問題的能力，從而適應(yīng)社會發(fā)展的要求。為全面實現(xiàn)復(fù)合型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，我們對給水與廢水處理（雙語）課程考核模式進行改革，更新考核理念、改革考核方式，摒棄過去以考試為主的考核方式，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(xué)生參與教學(xué)過程的積極性，以增強學(xué)生的工程實踐能力，實現(xiàn)定量考試與定性考核有機結(jié)合，達(dá)到既教書育人，義不給學(xué)生增加太多負(fù)擔(dān)的目的[9]。

在和學(xué)生溝通的基礎(chǔ)上，課程考核采取如下考核模式：期末成績占70%，平時成績占30%。其中平時成績包括duty report（值日報告，10%），presentantion（課堂匯報，10%），作業(yè)（lO%）。duty report（值日報告），這是每次上課前學(xué)生輪流做的，值日報告不限定內(nèi)容，主要和水處理、環(huán)保關(guān)聯(lián)即可。presentamion（課堂匯報），這個匯報是將課程中最重要的知識點梳理出來，讓學(xué)生自己總結(jié)，上臺演講，然后同學(xué)進行討論、打分。這個學(xué)生非常重視，他們通過查閱資料，進行總結(jié)，做出非常精美的PPT，然后上臺做展示匯報。presentation（值日報告）有效地檢驗了“參與式教學(xué)”在這門課程中使用的成果[10]，是學(xué)生受益最大的地方，也是最成功的嘗試，學(xué)生反映效果非常好，建議以后繼續(xù)堅持。作業(yè)主要是將每個單元的要點進行總結(jié)，從而對課程中的重點進行對比、分析、歸納和總結(jié)。綜合考慮到學(xué)生的承受能力，這次我們沒有進行階段考試或期中考試，以后會逐漸增加單元測試，進一步削弱期末考試的比例。筆者在美國北卡州立大學(xué)訪問期間，有幸旁聽了他們的給水與廢水系統(tǒng)課程，他們課程階段考試有3次，學(xué)習(xí)成績是幾次階段測試成績、平時作業(yè)、課堂成績、課下討論等的最終加權(quán)成績，學(xué)生要拿到一門課程的學(xué)分非常不容易。

五、結(jié)論

給水與廢水處理（雙語）課程是國際化背景下學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與工程素養(yǎng)綜合訓(xùn)練的課程。這門課程具有容量大、時間緊、綜合性強等特點。我們對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實踐教學(xué)和課程考核等方面進行了一些探索，取得了較好的效果。但和國內(nèi)外同類優(yōu)質(zhì)課程相比，還有較大差距。這需要在實踐中不斷探索、改進，以適應(yīng)新形勢下課程教學(xué)的要求，為社會培養(yǎng)具有國際化素養(yǎng)的綜合性創(chuàng)新型科學(xué)研究與工程技術(shù)復(fù)合型人才。

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[責(zé)任編輯：陳明]

[收稿時間]2019-03-07

[基金項目]西北工業(yè)大學(xué)2016年教學(xué)與考核模式改革課程項目（給水與廢水處理（雙語））。

[作者簡介]孫偉民（1972-），男，河南洛陽人，研究生學(xué)歷，博士，講師，研究方向：污水處理與資源化利用。