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境科學與工程專業的核心課程之一，緒論課的教學效果會對該課程的后續教學產生重要影響。通過設置理論講解、案例導入、虛擬仿真、互動實驗、課外推薦等環節，提高水污染控制工程緒論課的專業性、實用性和趣味性，激發學生的學習興趣，旨在為該課程的后續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境科學與工程專業的必修課程，在該專業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境科學與工程專業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。成都工業學院作為一所地方應用型本科院校，致力于培養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、課外推薦等環節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節分為“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、考研或個人能力的提升等幾個方面，介紹該課程對于環境科學與工程專業的重要性。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，鼓勵學生富有創造力的學習。

2案例導入

普及水污染生活常識案例導入環節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性，如在介紹水體主要污染物時導入“滇池水體富營養化”案例，通過圖片、Flash等形式讓學生初步了解水體富營養化的原因、危害。在不同的環節，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。此時，通過“虛擬仿真”環節的設置，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。該環節結束后，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。“小實驗”結束后，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。傳統的課外學習模式主要包括課后作業、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]，如環境工程、中國給水排水、環保水圈、工業污水處理等；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保類文章。通過上述途徑，讓學生保持學習狀態，與時俱進，了解最新的水處理動態。在該環節的實際操作中，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，鼓勵大家積極思考、踴躍發言。

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學生的學習興趣，鼓勵學生積極創新，為水污染控制工程課程后續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.農業院校“水污染控制工程”課程改革與實踐:以湖南農業大學為例[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.微信公眾號在環境工程專業課教學中的應用[J].科技風,2019(20):47.

作者：陳佼 陸一新 羅秀 張穎 單位：成都工業學院材料與環境工程學院