水污染控制工程緒論課教學設計實踐

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摘要：水污染控制工程課程是應用型本科院校環(huán)境科學與工程專業(yè)的核心課程之一，緒論課的教學效果會對該課程的后續(xù)教學產生重要影響。通過設置理論講解、案例導入、虛擬仿真、互動實驗、課外推薦等環(huán)節(jié)，提高水污染控制工程緒論課的專業(yè)性、實用性和趣味性，激發(fā)學生的學習興趣，旨在為該課程的后續(xù)學習提供一個良好的開端，促進教學目標的實現。

關鍵詞：緒論課；水污染控制工程課程；教學設計；應用型本科

水污染控制工程課程作為環(huán)境科學與工程專業(yè)的必修課程，在該專業(yè)的學習過程中占據著舉足輕重的地位[1]。水污染是目前國內外非常嚴峻的環(huán)境問題，學習水污染控制的基本原理，掌握水污染處理的常見方法，對應用型本科院校的學生就業(yè)起著十分關鍵的作用，因此學好水污染控制工程課程對于環(huán)境科學與工程專業(yè)的學生而言尤為重要[2]。然而，該課程涉及內容廣泛，在缺乏實踐經驗的情況下，很多知識不能被學生較好地消化吸收，甚至容易讓學生產生倦怠感，影響課程的學習效果。緒論課對于剛剛接觸水污染控制工程課程的學生而言，可能成為這門課程的“興奮劑”—教師通過良好的教學設計，提高學生的學習興趣[3]，引導學生主動學習，為后續(xù)內容的學習鋪墊堅實的基礎；它也可能成為這門課程的“絆腳石”—依然采用“教師講，學生聽”這種枯燥乏味、一成不變的授課模式，無疑打擊學生的學習積極性，讓學生對后續(xù)課程的學習望而生畏，甚至從一開始便打算放棄這門課程的學習。因此，緒論課作為水污染控制工程課程的第一課，應當成為一個良好的開端，教師很有必要花精力、想辦法讓課堂變得有內容、有吸引力。成都工業(yè)學院作為一所地方應用型本科院校，致力于培養(yǎng)基層應用型工程技術人才，近年來在課程改革方面進行了大量的探索，取得了較好的成果。筆者結合本校水污染控制工程課程的教學改革實踐，從理論講解、案例導入、虛擬仿真、互動實驗、課外推薦等環(huán)節(jié)的設計闡明該課程緒論課的教學設計與實踐。

1理論講解

介紹課程基本情況理論講解環(huán)節(jié)分為“三步走”。第一步，教師需要告訴學生“為什么”要學習水污染控制工程課程，從就業(yè)、考研或個人能力的提升等幾個方面，介紹該課程對于環(huán)境科學與工程專業(yè)的重要性。第二步，教師需要告訴學生水污染控制工程課程要“學什么”，從物理法、化學法、生物法等幾個方面，介紹水污染防治的常見方法及途徑。需要說明的是，教師不需要對細節(jié)的方法或復雜的原理展開講解，而更多的是通過與現實生活息息相關的細節(jié)告訴學生，水污染治理技術十分常見，并通過淺顯易懂的語言闡述水污染處理方法的基本原理。第三步，教師需要告訴學生“怎么學”水污染控制工程課程，從理論、實驗、實踐、實習等幾個方面，介紹本課程的學習體系、學習方法和學校提供的配套條件。通過“三步走”策略，打消學生的畏難情緒，鼓勵學生富有創(chuàng)造力的學習。

2案例導入

普及水污染生活常識案例導入環(huán)節(jié)主要通過與生活密切相關的案例，普及與水污染控制工程課程相關的生活常識。案例的選擇應該具有引導性，如在緒論課開始時導入“癌癥村”案例，通過視頻和報紙新聞資料介紹“癌癥村”的由來和影響，進而引出“水污染”的危害；案例的選擇應該具有實用性，如在介紹物理化學法時導入“電解水騙局”案例，通過電解水實驗視頻揭秘凈水器常見騙局，進而讓學生明白學習本課程的實用性；案例的選擇還應該具有專業(yè)性，如在介紹水體主要污染物時導入“滇池水體富營養(yǎng)化”案例，通過圖片、Flash等形式讓學生初步了解水體富營養(yǎng)化的原因、危害。在不同的環(huán)節(jié)，導入不同類型的案例，可以讓學生更好地體會水污染控制的重要意義。

3虛擬仿真

感受水污染凈化過程通過理論講解和案例導入后，學生已經對水污染控制工程課程有了初步的了解，對常見的水處理方法也有了初步的印象，然而對于集成各項水處理技術于一體的污水處理廠仍處于模糊狀態(tài)。此時，通過“虛擬仿真”環(huán)節(jié)的設置，讓學生身臨其境觀看污水處理廠的全貌、主體構筑物以及動態(tài)工藝流程，感受水污染凈化過程，并指出水處理工藝多種多樣，應該根據實際情況選擇和組合運用，從而實現污染物的去除或污水的達標排放。該環(huán)節(jié)結束后，教師應鼓勵學生在學習之余進入虛擬仿真實驗室模擬訓練，將課堂所學知識靈活運用，依托虛擬仿真平臺掌握水處理的基本操作技巧。

4互動實驗

激發(fā)學生學習興趣“講”和“看”往往還不足以調動學生的學習興趣，若能在緒論課中融入課堂互動實驗，將原本枯燥乏味的課堂變得生動活潑。教師應根據自己的教學經驗和可用的實驗條件，設計出若干可用于課堂操作的互動“小實驗”。之所以稱之為“小實驗”，是因為它與實驗室實驗存在明顯的區(qū)別，主要體現在：一是“小實驗”應與水處理技術密切相關，但學生能在還未掌握專業(yè)知識的情況下順利完成，并在完成后通過教師的引導對專業(yè)知識進行掌握；二是“小實驗”需要嚴格控制時間，一般設計在較短時間(10～20分鐘左右)內完成，同時安全性可控；三是“小實驗”應當具有明顯的視覺效果，讓學生能清楚觀察到實驗前后的變化；四是“小實驗”在具備專業(yè)性的同時，還應具有趣味性，教師可將其設置成競賽形式，基于實驗效果評選出最佳互動選手，從而激發(fā)學生的學習熱情。以“過濾和吸附”知識點為例介紹“小實驗”的設計。教師提前準備好以下材料：濾柱若干根；河砂、石英砂、大理石砂、沸石砂、碎石、活性炭、陶粒、廢棄鋼渣、海綿鐵、鐵粉、玉米芯等不同類型、不同粒徑的濾料若干份；含一定濃度污染物的人工配制污水；濾布若干份；其他配件(剪刀、藥勺、手套、燒杯等)。向學生展示上述材料，并解讀互動實驗規(guī)則：選取3～5位學生上臺，每人挑選1～3種濾料填入濾柱內，提示學生可以只選擇其中一種，也可以選擇多種進行任意組合或混合，但填充高度不能超過柱內的指定高度(限時5分鐘)；利用自制濾柱，每人負責處理完一定體積的人工配制污水(限時5分鐘)；由教師采用提前配制好的測試藥劑對濾柱出水水質進行判定，根據學生的操作表現和處理效果綜合評判出最佳凈水員?！靶嶒灐苯Y束后，教師請參與互動的學生談談自己的收獲與體會，并與同伴一起分析失敗或成功的原因，最后總結影響過濾和吸附效果的因素以及濾料的選擇和混配原則。通過這些“小實驗”，激勵學生勇于創(chuàng)造，充分利用生活廢棄物作為水處理原材料，積極學習水處理知識，踴躍探索和開發(fā)新型的水處理裝置。

5課外推薦

鼓勵學生經常學習課堂學習時間是有限的，知識體量的傳輸也是有限的。課外學習既可以復習鞏固課堂所學，同時也是對課堂知識的一項補充與延展。傳統(tǒng)的課外學習模式主要包括課后作業(yè)、考試訓練、制作PowerPoint等，但這些方法趣味性不強。為解決這一問題，教師在緒論課結束之余，可以向學生推薦若干實用的涉及水污染控制的論壇，如小木蟲、水網論壇、水世界等；也可以推薦若干關注度較高的微信公眾號[4]，如環(huán)境工程、中國給水排水、環(huán)保水圈、工業(yè)污水處理等；還可以建立課程微信群，由教師不定期、選擇性地推薦一系列具有代表性的水環(huán)保類文章。通過上述途徑，讓學生保持學習狀態(tài)，與時俱進，了解最新的水處理動態(tài)。在該環(huán)節(jié)的實際操作中，教師應該給學生提供相應的網址或二維碼，鼓勵學生至少關注一個論壇或微信公眾號。課程微信群的推薦文章，教師應當精心選擇，同時也鼓勵學生推薦文章。此外，課程微信群除推薦相關文章外，還可以作為課后習題、學習疑問的討論區(qū)，鼓勵大家積極思考、踴躍發(fā)言。

6結語

緒論課作為水污染控制工程的第一課，其重要性不言而喻，教師應當給予緒論課教學足夠的重視。不僅要幫學生理清楚“為什么”學習這門課程，這門課程“學什么”“怎么學”；更要通過緒論課教學激發(fā)學生的學習興趣，鼓勵學生積極創(chuàng)新，為水污染控制工程課程后續(xù)內容的學習打下良好的基礎。

參考文獻

[1]閆立龍,任源,張穎,等.水污染控制工程課程改革與實踐[J].中國現代教育裝備,2012(15):33-34.

[2]周耀渝,沈光家,羅琳,等.農業(yè)院?！八廴究刂乒こ獭闭n程改革與實踐:以湖南農業(yè)大學為例[J].教育教學論壇,2017(35):139-140.

[3]楊卓娟,楊曉東.關于高校課程緒論教學的思考[J].中國大學教學,2011(12):39-41.

[4]朱超勝,程彬偉,李運林,等.微信公眾號在環(huán)境工程專業(yè)課教學中的應用[J].科技風,2019(20):47.

作者：陳佼 陸一新 羅秀 張穎 單位：成都工業(yè)學院材料與環(huán)境工程學院