平 巍 張 雅 倪 琪

（重慶三峽學院環(huán)境與化學工程學院 重慶 404000）

1 傳統(tǒng)教學過程存在的問題分析

沉淀是“水污染控制工程”課程中重要的章節(jié)內(nèi)容。其主要學習目標是讓學生掌握顆粒物沉淀的基本規(guī)律，沉砂池、沉淀池等典型沉淀構筑物的設計。傳統(tǒng)的教學過程是從顆粒沉淀的基礎理論入手，進而闡述理想沉淀池的工作過程，然后再進一步講授沉砂池和沉淀池的構造和設計計算，這樣的學習方法是從理論認知到實踐操作的過程。符合傳統(tǒng)的理論-實踐教學觀念，且實施較為容易。但長期的教學過程中發(fā)現(xiàn)，大部分學生對該章節(jié)的掌握與要求還存在差距，經(jīng)分析，傳統(tǒng)的教學過程存在以下問題：一是學生受限接觸理論目的性不強，學生在缺乏對沉淀應用一定的了解的前提下，直接接觸理論知識，并不清楚學習理論知識的目的和目標，只能為了學習而學習，容易迷茫；二是理論與應用環(huán)節(jié)之間缺少必要的過渡，學生在學習過程中容易脫節(jié)；三是傳統(tǒng)的教學模式中，沉淀章節(jié)的實踐環(huán)節(jié)是自由沉淀實驗，該實驗主要是驗證沉淀過程中沉速和去除率之間的關系，繪制自由沉淀曲線，實踐形式較為單一，難以達到全面掌握并應用知識的要求。此外，“水污染控制工程”通常會開設對應的課程設計，主要內(nèi)容是教師布置設計題目，給定水質(zhì)水量和處理要求，由學生進行設計計算，并繪制工程圖樣，課程設計的開展，有利于學生全面掌握水處理工程的設計，然而，課程設計通常是在理論課程學習結束后集中開展，和理論課程缺乏互動，學生在設計過程中往往盲目的參考設計手冊和規(guī)范，僅僅是機械的利用公式進行簡單的計算，并未將理論知識與設計要求有機整合。

2 教學改革方案

2.1 重構教學環(huán)節(jié)

對照教學目標，按層次依次將“水污染控制工程”沉淀章節(jié)的教學過程分為導入、理論、驗證、應用四個層次。各環(huán)節(jié)之間的教學目標、內(nèi)容如圖1 所示。其中導入是通過演示實驗，案例展示，讓學生初步了解沉淀在水處理中的應用，及沉淀池的工作過程，并由實際工程中的重要關注點-沉淀池凈化水的效率如何提出問題，以此為導向，將教學點自然過渡到沉淀的基礎理論，在學習完沉淀基礎理論后，再通過實驗進行驗證，進一步將理論知識內(nèi)化。并提出新的問題，沉淀理論如何指導實際工作？由此展開應用環(huán)節(jié)的教學環(huán)節(jié)。按此模式，導入和驗證主要通過實踐教學開展，而應用可根據(jù)實際情況，以理論輔以課程設計、沉淀單元操作實驗等實踐來開展。通過該教學模式，有利于學生在學習過程中明確教學目標，有助于學生將理論和實踐兩個方面的知識內(nèi)容整合形成綜合能力。

圖1 教學實施流程示意圖

2.2 構建層次分明的實踐教學體系

擴充實踐環(huán)節(jié)，并按演示、驗證、操作四個層次開展實踐教學。[1]其中演示環(huán)節(jié)主要目標是讓學生了解沉淀的應用和工作過程，可以通過參觀典型的構筑物模型，讓學生直觀地了解實際水處理工程中沉淀單元的結構及工作方式，彌補理論課堂僅僅通過文字、圖片等比較抽象單一的學習方式；驗證實驗用于驗證理想沉淀池沉速與去除率的關系，有助于學生內(nèi)化理論知識；操作實驗則通過沉淀池模型進行動態(tài)沉淀實驗，讓學生更清楚直觀地觀察沉淀池各部分的工作狀態(tài)，并通過改變進水水力負荷率測定去除率的變化，讓學生進一步理解水力負荷對于沉淀池運行的重要影響；最后，將傳統(tǒng)的大課程設計分解成單元專項設計，在課程結束后，即布置沉淀池專項設計，讓學生通過查閱規(guī)范手冊，計算沉淀池的尺寸，確定沉淀池的結構，避免理論課程與設計割裂，同時，將設計工作分散在平時，也能夠有效緩解學生期末忙于課程設計，難以保證設計質(zhì)量的問題。

2.3 理論與實踐穿插交互

基于實踐—理論—實踐的模式，將實踐環(huán)節(jié)按進度穿插于理論教學中，理論與實踐交互展開，層層遞進。根據(jù)人類掌握知識的客觀規(guī)律。認識首先來源于實踐，[2]因此，章節(jié)開篇，可以從演示實驗環(huán)節(jié)開始，基于沉砂池、沉淀池教學模型或仿真設備，讓學生通過觀察，配合指導教師降解，初步了解沉淀池的結構，去除對象和工作過程，由此對沉淀有一個基本的認識，然后再進入理論學習。在學習完理想沉淀池后，由于臨界沉速和去除率的關系屬于章節(jié)重要的理論，在此時間節(jié)點開設自由沉淀驗證實驗，讓學生通過動手測定自由沉淀曲線，將理想沉淀池相關理論內(nèi)化；然后再進入實際沉淀池的學習，在此階段，適時開展動態(tài)沉淀操作實驗，進一步讓學生認識各類沉淀池的結構、過程，充分理解沉淀池進、出水、儲泥排泥等局部結構及水力負荷等重要工藝參數(shù)對連續(xù)運行沉淀池去除率的影響，將所學的理論知識通過實踐進一步內(nèi)化吸收，并為學生日后進入水廠解決沉淀池實際問題打下堅實的實踐基礎。最后，進入各類沉淀池的設計計算的講解，在講解過程中，教師應多注意引導，重點在于讓學生知道計算公式的內(nèi)在意義，盡力建立理論與實踐之間的橋梁，杜絕直接讓學生套公式，知其然而不知其所以然。章節(jié)結束后，通過單元專項設計，讓學生動手掌握各類沉淀池的設計計算方法。通過以上的調(diào)整，部分理論課時可以放到實踐環(huán)節(jié)中，而實踐又是為了認識、理解、掌握和運用理論服務，彼此有機整合，最大程度的為教學目標服務。

2.4 以問題為導向銜接各教學環(huán)節(jié)

在教學課程中，改變傳統(tǒng)的講授時教學方法，將教師為主體的教學模式轉變?yōu)閷W生為主體的教學模式。[3]實際教學工程中，可以問題為導向，按照目標—原理—構筑物—操作—設計這條主線以此遞進展開。演示實驗結束后，學生建立了沉淀的概念，此時，提出問題：沉淀池的處理效果（去除能力）這一重要的結果取決于什么因素？通過沉淀基礎理論和理想沉淀池的理論學習，問題得以解決，再通過實驗予以驗證，此時沉淀理論的教學結束，但考慮到理想沉淀池的預實際沉淀池的差別，又出現(xiàn)新的問題，理想沉淀池與實際的沉淀池有什么差別？這種差別的影響如何克服？通過實際沉淀池的結構，并闡述各個部分的形狀結構的工程意義，再結合動態(tài)沉淀操作實驗，展示實際沉淀池的工作特性，并讓學生深刻理解對水力負荷等重要的參數(shù)對沉淀池的影響的結果和理論依據(jù)，此時學生已經(jīng)系統(tǒng)地掌握了沉淀池的工作原理、結構，并對如何提高沉淀池效率，出水水質(zhì)不佳等常見問題的解決具備了一定的理論知識儲備和實踐操作技能，最后提出問題，對于新建水廠，應如何設計沉淀池，引入沉淀池的設計計算。按照以上的模式，整個章節(jié)的教學過程中，提出問題—解決問題貫穿始終，以問題進入新的教學單元/環(huán)節(jié)，以解決問題結束該單元/環(huán)節(jié)，并提出新的問題。以提出問題—解決問題為教學過程的主線，既能保證教學過程主線清晰，讓教學過程自然展開，又能夠維持教學過程中的推動力，充分激發(fā)學生資助學習的意識，有利于學生融會貫通，全面系統(tǒng)的把握理論知識和實踐技能，而不是將知識點割裂，陷入盲目的生搬硬套。

3 結語

按層次擴充實踐環(huán)節(jié)，和理論穿插融合開展教學，符合學習知識的客觀規(guī)律，能夠將理論和實踐的教學作用最大化，從而顯著提升教學效果。改革所提出的全新教學方法，不僅能夠用于課程沉淀章節(jié)，也能夠推廣到本課程其他的章節(jié)，從而全面提升課程教學效果。