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摘要:通过以面向地方、面向应用、面向行业,提高环境工程专业本科生综合素质和工程实践能力为目标,积极探索“水处理工程”课程一体化与多元化创新教学模式的改革与实践,即以“课堂—实验—实习—设计”为“经线”,突出教学的一体化,以“案例—讲座—多媒体—创新杯”为“纬线”,突出教学的多元化,从而实现整个教学过程的立体化。在此教学理念指引下,笔者制作了“水处理工程”多媒体课件,以提高教学质量,实现人才培养的良性循环,拓展环境工程专业应用创新型人才的综合素质,突出学生的工程实践能力和工程师意识。
关键词:水处理工程;一体化;多元化;多媒体课件
作者简介:宿程远(1981-),男,河北晋州人,广西师范大学环境与资源学院,讲师,环境工程硕士,主要研究方向:水及废水处理理论与技术;邓华(1977-),女,湖南永州人,广西师范大学环境与资源学院,讲师,环境工程硕士,主要研究方向:植物修复技术。(广西 桂林 541004)
基金项目:本文系广西新世纪教改工程“十一五”第四批立项启动项目、第七届广西师范大学教改项目的研究成果。
“水处理工程”是环境工程专业重要的专业主干课程,具有实践性、综合性、多学科性等特征。其教学的目的在于使学生系统地了解和掌握各种水处理技术的原理及应用、培养学生运用理论知识和水处理方法解决实际废水处理问题的能力,为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理等工作奠定必要的理论和应用基础。[1]为提高教学质量以适应培养环境工程专业技术人才的需要,特别是提高学生的工程实践能力和工程师意识,针对本课程的特点,笔者制作了基于“一体化”与“多元化”创新教学模式的“水处理工程”课件。
一、课件设计理念
“水处理工程”课件以“一体化”与“多元化”教学模式为指导思想与设计理念,即以“课堂—实验—实习—设计”为“经线”,突出教学的一体化,以“案例—知识拓展—学习小组—创新杯”为“纬线”,突出教学的多元化,[2]从而实现整个教学过程的立体化,拓展学生的综合素质,突出培养其工程实践能力和工程师意识。
二、课件组成部分
本课件包括七大部分,分别为:
(1)教学主体课件部分,包括污水水质和污水出路、污水的物理处理、污水生物处理的基本概念和动力学基础、活性污泥法、生物膜法、稳定塘和污水的土地处理、污水厌氧生物处理、污水化学与物理化学处理、城市污水回用、污泥的处理与处置、污水处理厂设计等十一章的内容。
(2)互动习题部分,包括课堂练习、模拟题等。通过此部分巩固学生对所学知识的理解与掌握。
(3)实验指导部分,包括混凝实验、沉淀实验、过滤实验、气浮实验等水处理工程中有代表性的实验指导等。
(4)实践环节部分,包括测量实习、认识实习、毕业实习等,每个实习均包含有实习指导电子书、实习总结、实习报告等。
(5)课程设计部分,包括课程设计与毕业设计,含有设计指导书、设计任务书、与水处理设计相关的标准与规范、专业选泵的软件,优秀设计说明及AutoCAD模板等。
(6)创新素质部分,包括学生参与创新杯与暑期社会实践成果电子书、学生发表的学术论文、学生通过创建学习小组进行的典型污水案例分析等。
(7)知识拓展部分,包括教师发表的科研与教改论文、教师从事的科研项目介绍、外文参考文献、重大水处理会议的报告、英语版的中国水环境突发事件报告、2009年供排水分析报告、2009年中央电视台大型纪录片《水问》等。
三、课件特点
1.突出“水处理工程”一体化创新教学
(1)教学主体课件。水处理新技术与污水厂设计知识的渗透:水处理工程技术发展十分迅速,新理论和新技术层出不穷,因此需要不断更新和充实教学内容。[1]课件制作时可以将教师承担的科研项目、发表的科研教改论文融入课堂,例如在讲述生物脱氮除磷时,可将反硝化除磷、倒置A/A/O工艺进行适当的补充,使学生掌握水处理技术的最新发展动态。为了突出本课程的应用性,可以将“给排水设计手册”当中的知识,适当的补充到课件中,既为后续的课程设计与毕业设计服务,更有助于提高学生的工程实践能力和工程师责任意识。[3]
课堂教学与网络教学相结合:[1]制作了包括课题练习、模拟题为主的互动习题,对学生的学习进行巩固;同时将水处理工程相应的资料,如仿真动画、课件PPT、工程设计实例、设计指导、实验指导、实习指导等,放在“水处理工程”课程网络教学平台上,学生可以按自己的学习需求下载相应的资源进行学习。
积极推进双语教学:在课件制作中,通过给出主要专业术语的英文单词,实现专业词汇表述与国际接轨。同时在课件中添加与教学内容密切相关的英文文献,例如关于活性污泥法、生物滤池等英文文献,这样可以使学生尽快实现从基础外语到专业外语的过渡。[4]
面向地方的特色教学:针对广西印染、制糖、矿山等工业废水排放量大的特点,在课件中可以适当补充相应的工业废水处理技术,增加厌氧废水处理技术的讲解,并引导学生积极讨论,培养他们为地方服务的理念。
营造立体教学模式:课件中收集了国内外典型污水处理厂的工程实例照片,污水处理厂工艺流程的教学DV片,Flash等,这种教学模式可以提高课堂教学直观性、动态性和交互性,[5]同时为了帮助学生更清晰的理解水处理工艺和水处理主要构筑物的结构特点,可将污水处理主要构筑物的AutoCAD图作为课件的有力补充。
(2)实验指导。为使实验指导打破实验室的限制,课件中制作了实验指导电子书。实验指导电子书包括实验题目、实验方案、实验步骤,实验分析等,使学生的实验学习由被动变为主动;同时在实验课件中加入Flash、视频等,给学生以更加直观的指导,提高实验教学效果。
(3)实践环节。将测量实习、认识实习、毕业实习等实践环节制作成电子书,里面含有实习指导、实习报告、大量的图片以及视频,突出教学方式的直观性,对学生学习兴趣的提高起到多点触动的积极作用。
(4)课程设计与毕业设计。课程设计是本课程非常重要的内容之一,课程设计与毕业设计部分含有设计指导书、设计任务书、专业选泵的软件、大量设计相关的标准与规范、以及优秀设计的AutoCAD图模板。可以实现学生的自我学习,并且优秀设计的模板可以起到“榜样”的力量,通过让学生对比发现自己设计的问题与不足,从而不断完善自己的设计。
2.拓展“水处理工程”多元化创新教学
(1)案例教学。结合课堂教学内容,列举4～6个性质不同的典型案例,这些案例均是当前研究的热点问题,然后根据学生兴趣,进行分组,让学生自己动手查阅资料,现状调查,最后以学习小组课件的形式得以呈现,使这部分课件作为教学主体课件的一个有益的补充。
(2)创新素质。课件制作中加入学生参与创新杯和暑期社会实践成果电子书、学生发表的学术论文,搭建工程素质培养和创新科技平台,从而引发学生的思考,激起他们对科研的浓厚兴趣。
(3)知识拓展。将教师发表的科研与教改论文、从事的科研项目、外文参考文献、重大水处理会议的报告、英语版的中国水环境突发事件报告、2009年供排水分析报告、2009年中央电视台大型纪录片《水问》等,渗入到“水处理工程”课件中,让学生真正的认识到学无止境。
四、结语
以面向地方、面向应用、面向行业,提高环境工程专业本科生综合素质和工程实践能力为目标,“水处理工程”课件以“一体化”与“多元化”教学模式为指导思想与设计理念,即以“课堂—实验—实习—设计”为“经线”,突出教学的一体化,以“案例—知识拓展—学习小组—创新杯”为“纬线”;突出教学的多元化,从而实现整个教学过程的立体化,实现人才培养的良性循环;同时拓展环境工程专业应用创新型人才的综合素质,突出学生的工程实践能力和工程师意识。通过该课件制作与应用,对提高环境工程专业学生的综合素质和工程实践能力,培养优秀的从事水处理工程领域技术人才必将起到积极的作用。
参考文献:
[1]吴桂萍.水污染控制多元化教学体系建设与实现[J].科技资讯,2009,(2):193.
[2]张莉,毕亚凡,余训民.水污染控制工程“案例—实验—设计”一体化实践教学创新模式的探索[J].化工高等教育,2008,(4):99-102.
[3]谢德华,任伯帜.关于提高“水质工程学”教学质量的思考[J].湘潭师范学院学报,2007,29(5):212-213.
[4]向迎洪,王成端.水污染控制工程课程教学改革探索[J].西南科技大学学报,2004,21(4):51-52.
[5]成官文.水污染控制工程国家精品课程教育方法和手段的改革与实践[J].理工高教研究,2007,7(2):96-99.
(责任编辑:郝魁府)
关键词:水处理工程;一体化;多元化;多媒体课件
作者简介:宿程远(1981-),男,河北晋州人,广西师范大学环境与资源学院,讲师,环境工程硕士,主要研究方向:水及废水处理理论与技术;邓华(1977-),女,湖南永州人,广西师范大学环境与资源学院,讲师,环境工程硕士,主要研究方向:植物修复技术。(广西 桂林 541004)
基金项目:本文系广西新世纪教改工程“十一五”第四批立项启动项目、第七届广西师范大学教改项目的研究成果。
“水处理工程”是环境工程专业重要的专业主干课程,具有实践性、综合性、多学科性等特征。其教学的目的在于使学生系统地了解和掌握各种水处理技术的原理及应用、培养学生运用理论知识和水处理方法解决实际废水处理问题的能力,为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理等工作奠定必要的理论和应用基础。[1]为提高教学质量以适应培养环境工程专业技术人才的需要,特别是提高学生的工程实践能力和工程师意识,针对本课程的特点,笔者制作了基于“一体化”与“多元化”创新教学模式的“水处理工程”课件。
一、课件设计理念
“水处理工程”课件以“一体化”与“多元化”教学模式为指导思想与设计理念,即以“课堂—实验—实习—设计”为“经线”,突出教学的一体化,以“案例—知识拓展—学习小组—创新杯”为“纬线”,突出教学的多元化,[2]从而实现整个教学过程的立体化,拓展学生的综合素质,突出培养其工程实践能力和工程师意识。
二、课件组成部分
本课件包括七大部分,分别为:
(1)教学主体课件部分,包括污水水质和污水出路、污水的物理处理、污水生物处理的基本概念和动力学基础、活性污泥法、生物膜法、稳定塘和污水的土地处理、污水厌氧生物处理、污水化学与物理化学处理、城市污水回用、污泥的处理与处置、污水处理厂设计等十一章的内容。
(2)互动习题部分,包括课堂练习、模拟题等。通过此部分巩固学生对所学知识的理解与掌握。
(3)实验指导部分,包括混凝实验、沉淀实验、过滤实验、气浮实验等水处理工程中有代表性的实验指导等。
(4)实践环节部分,包括测量实习、认识实习、毕业实习等,每个实习均包含有实习指导电子书、实习总结、实习报告等。
(5)课程设计部分,包括课程设计与毕业设计,含有设计指导书、设计任务书、与水处理设计相关的标准与规范、专业选泵的软件,优秀设计说明及AutoCAD模板等。
(6)创新素质部分,包括学生参与创新杯与暑期社会实践成果电子书、学生发表的学术论文、学生通过创建学习小组进行的典型污水案例分析等。
(7)知识拓展部分,包括教师发表的科研与教改论文、教师从事的科研项目介绍、外文参考文献、重大水处理会议的报告、英语版的中国水环境突发事件报告、2009年供排水分析报告、2009年中央电视台大型纪录片《水问》等。
三、课件特点
1.突出“水处理工程”一体化创新教学
(1)教学主体课件。水处理新技术与污水厂设计知识的渗透:水处理工程技术发展十分迅速,新理论和新技术层出不穷,因此需要不断更新和充实教学内容。[1]课件制作时可以将教师承担的科研项目、发表的科研教改论文融入课堂,例如在讲述生物脱氮除磷时,可将反硝化除磷、倒置A/A/O工艺进行适当的补充,使学生掌握水处理技术的最新发展动态。为了突出本课程的应用性,可以将“给排水设计手册”当中的知识,适当的补充到课件中,既为后续的课程设计与毕业设计服务,更有助于提高学生的工程实践能力和工程师责任意识。[3]
课堂教学与网络教学相结合:[1]制作了包括课题练习、模拟题为主的互动习题,对学生的学习进行巩固;同时将水处理工程相应的资料,如仿真动画、课件PPT、工程设计实例、设计指导、实验指导、实习指导等,放在“水处理工程”课程网络教学平台上,学生可以按自己的学习需求下载相应的资源进行学习。
积极推进双语教学:在课件制作中,通过给出主要专业术语的英文单词,实现专业词汇表述与国际接轨。同时在课件中添加与教学内容密切相关的英文文献,例如关于活性污泥法、生物滤池等英文文献,这样可以使学生尽快实现从基础外语到专业外语的过渡。[4]
面向地方的特色教学:针对广西印染、制糖、矿山等工业废水排放量大的特点,在课件中可以适当补充相应的工业废水处理技术,增加厌氧废水处理技术的讲解,并引导学生积极讨论,培养他们为地方服务的理念。
营造立体教学模式:课件中收集了国内外典型污水处理厂的工程实例照片,污水处理厂工艺流程的教学DV片,Flash等,这种教学模式可以提高课堂教学直观性、动态性和交互性,[5]同时为了帮助学生更清晰的理解水处理工艺和水处理主要构筑物的结构特点,可将污水处理主要构筑物的AutoCAD图作为课件的有力补充。
(2)实验指导。为使实验指导打破实验室的限制,课件中制作了实验指导电子书。实验指导电子书包括实验题目、实验方案、实验步骤,实验分析等,使学生的实验学习由被动变为主动;同时在实验课件中加入Flash、视频等,给学生以更加直观的指导,提高实验教学效果。
(3)实践环节。将测量实习、认识实习、毕业实习等实践环节制作成电子书,里面含有实习指导、实习报告、大量的图片以及视频,突出教学方式的直观性,对学生学习兴趣的提高起到多点触动的积极作用。
(4)课程设计与毕业设计。课程设计是本课程非常重要的内容之一,课程设计与毕业设计部分含有设计指导书、设计任务书、专业选泵的软件、大量设计相关的标准与规范、以及优秀设计的AutoCAD图模板。可以实现学生的自我学习,并且优秀设计的模板可以起到“榜样”的力量,通过让学生对比发现自己设计的问题与不足,从而不断完善自己的设计。
2.拓展“水处理工程”多元化创新教学
(1)案例教学。结合课堂教学内容,列举4～6个性质不同的典型案例,这些案例均是当前研究的热点问题,然后根据学生兴趣,进行分组,让学生自己动手查阅资料,现状调查,最后以学习小组课件的形式得以呈现,使这部分课件作为教学主体课件的一个有益的补充。
(2)创新素质。课件制作中加入学生参与创新杯和暑期社会实践成果电子书、学生发表的学术论文,搭建工程素质培养和创新科技平台,从而引发学生的思考,激起他们对科研的浓厚兴趣。
(3)知识拓展。将教师发表的科研与教改论文、从事的科研项目、外文参考文献、重大水处理会议的报告、英语版的中国水环境突发事件报告、2009年供排水分析报告、2009年中央电视台大型纪录片《水问》等,渗入到“水处理工程”课件中,让学生真正的认识到学无止境。
四、结语
以面向地方、面向应用、面向行业,提高环境工程专业本科生综合素质和工程实践能力为目标,“水处理工程”课件以“一体化”与“多元化”教学模式为指导思想与设计理念,即以“课堂—实验—实习—设计”为“经线”,突出教学的一体化,以“案例—知识拓展—学习小组—创新杯”为“纬线”;突出教学的多元化,从而实现整个教学过程的立体化,实现人才培养的良性循环;同时拓展环境工程专业应用创新型人才的综合素质,突出学生的工程实践能力和工程师意识。通过该课件制作与应用,对提高环境工程专业学生的综合素质和工程实践能力,培养优秀的从事水处理工程领域技术人才必将起到积极的作用。
参考文献:
[1]吴桂萍.水污染控制多元化教学体系建设与实现[J].科技资讯,2009,(2):193.
[2]张莉,毕亚凡,余训民.水污染控制工程“案例—实验—设计”一体化实践教学创新模式的探索[J].化工高等教育,2008,(4):99-102.
[3]谢德华,任伯帜.关于提高“水质工程学”教学质量的思考[J].湘潭师范学院学报,2007,29(5):212-213.
[4]向迎洪,王成端.水污染控制工程课程教学改革探索[J].西南科技大学学报,2004,21(4):51-52.
[5]成官文.水污染控制工程国家精品课程教育方法和手段的改革与实践[J].理工高教研究,2007,7(2):96-99.
(责任编辑:郝魁府)