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水污染課程設計范文1
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?!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。
水污染課程設計范文2
[關鍵詞]環保產業 環境工程專業 水污染控制工程 課程建設 應用復合型人才
[作者簡介]吳向陽(1965-),男,江蘇丹陽人,江蘇大學環境學院院長,教授,博士生導師,研究方向為水污染控制技術、環境化學、生物資源利用;劉宏(1968-),男,江蘇江都人,江蘇大學環境學院副院長,副教授,研究方向為環境與安全管理;李潛(1972-),女,湖南隆回人,江蘇大學環境學院,副教授,研究方向為水污染控制技術。(江蘇 鎮江212013)
[中圖分類號]G642.3 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2012)05-0131-03
“水污染控制工程”作為環境工程專業的核心課程之一,受到各高校的高度重視。該課程以物理化學、生物、化工等理論為基礎,應用工程學的方法研究水體污染控制的途徑以及廢水處理工藝及其工程技術。該課程涉及基礎知識面寬、內容繁雜,具有復雜抽象的問題多、應用知識更新快、知識聯系性強等特點。同時,“水污染控制工程”也是一門綜合性很強的課程,不僅包括理論與實驗教學,而且還涉及課程設計以及實習實踐等環節的內容。教學研究與改革是高等教育永葆活力的源泉,是人才培養適應經濟社會發展的重要途徑,是提高人才培養質量的關鍵。因此,為進一步適應我國快速發展的環保產業對水污染控制設備及工程的人才需求,有必要進一步對“水污染控制工程”課程內容體系進行建設與改革。
一、課程建設原則
1 面向產業,突出需求。作為國家確定的七大戰略性新興產業之一的環保產業,已經成為21世紀的朝陽產業。處于環保產業鏈上游的環保設備制造業對專業技術人才的要求高、需求量大。目前,我國環保設備生產企業已逾萬家,但普遍存在規模較小、技術水平不高、缺少自主創新理念等問題,與發達國家的同行業相比存在較大差距,特別是在大型成套環保設備的研發、設計、制造能力等方面明顯不足。從人才方面來看,同樣存在工程技術人才不配套、專業人才匱乏、重點技術缺口較大等問題。現有環境工程專業人才的學歷結構、知識結構以及能力與素質遠遠不能滿足環保產業的發展需要,培養寬口徑。厚基礎、具有創新性的應用復合型環保設備工程專業人才任重道遠。水污染控制設備是環保產業的重要組成部分,這方面的人才缺口尤為突出。因此,“水污染控制工程”課程建設與改革應面向環保產業對人才的需求。
2 面向工程,強化特色?!八廴究刂乒こ獭弊鳛榄h境工程專業的一門核心課程,其課程建設與改革應根據環境工程專業的人才培養目標,面向工程,加強學生的動手能力、工程實踐能力、創新能力的培養與教育,做到教學、科研和實踐的有機結合,不斷豐富實踐教學的內容、方式和途徑,以有效提高學生面向環保產業生產一線的工程素質。同時,充分利用江蘇大學機械工程、流體機械及工程的學科優勢,與水污染控制工藝設計、新技術開發緊密結合,培養以環保設備為特色,具有水污染控制方面新理論、新工藝和新設備研發能力的高級應用復合型工程技術人才。
二、教學內容改革
1 課程內容體系改革,隨著科學技術的快速發展,水污染控制新技術和新裝備也日新月異,因此,必須緊跟科技發展,積極掌握水污染控制技術及設備的最新進展,及時將新技術、新工藝和新理念融入教學內容。為適應環保產業對具有環保設備研發、設計等方面能力的人才需求,改變以往以水污染控制基本原理和控制工藝為主的內容體系,采用以水污染控制設備(裝置)原理、設計與應用為主線的“三三制”內容體系,即水污染控制技術原理、設備(裝置)設計與應用實例三部分組成的課堂教學內容體系與教學時間各占1/3,使學生既掌握基本原理,又能具有較好的實際應用技能。學生進入就業崗位以后,無須專門培訓就可直接承擔相關技術工作。此外,結合注冊環境工程師的考試要求,將相關內容整合到教學過程中,保持教學軟件與工程實際應用軟件的同步,使學生所學內容能夠和工程設計與管理實踐相接軌,從而構建理論教學、實踐教學以及注冊環境工程師培養三位一體的課程內容體系和實踐教學體系。
2 教材和輔助教學資源建設。在改革課程內容體系的同時,切實加強教材和輔助教學資源建設,進一步擴充教學參考資料。目前,我校采用由本校教師主編的《水污染控制工程》教材,該教材全面系統地介紹了我國水污染防治的有關技術政策、水污染控制技術的基本原理與方法、水污染控制設備的設計及計算,并吸收了同類國家級規劃教材的優勢。該教材在內容安排上,依據廢水中污染物性質及狀態,將廢水處理技術和操作單元歸納為物理化學處理技術和生物生態處理技術兩大體系,同時介紹了多種廢水處理新技術。目前,本課程教學團隊正在對該教材進行修訂,在新版教材中將充分體現以水污染控制設備原理、設計與應用為主線的“三三制”教學內容體系。此外,本課程教學團隊積極開展了輔助教學資源的建設,匯編習題庫與試題庫,創建多媒體教學素材庫、電子教案和多媒體課件,并建設課程網站,搭建了師生網絡交流平臺,初步實現了立體化教材建設目標。
另外,根據本課程多學科交融、知識交叉和綜合的特點,為了拓展學生的知識面,了解和把握本領域國內外的發展動向,并且培養和訓練學生主動學習的習慣,提高學生的自學能力,本課程教學團隊進一步擴充了教學參考資料,為學生提供大量的相關資料與文獻。主要包括《三廢處理工程技術手冊,廢水卷》《室外排水設計規范》《給水排水設計手冊》等工具書:Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment,《水質工程學》《當代給水與廢水處理原理》《廢水厭氧生物處理理論與技術》等本領域著名專家的著作與優秀教材;WaterScience&Technology,Water Research,《工業水處理》《水處理技術》《環境工程》《中國給水排水》《給水排水》等國內外知名期刊;其他如各種廢水處理工藝原理及流程的flas,環保設備(裝置)、生態處理系統及工藝場景的數碼圖片,廢水處理廠實況錄像,生活污水、工業廢水處NT程設計實例等教學輔助材料。
三、教學團隊優化,教學方法改進
1 優化教學團隊。教師是課程建設的關鍵,教師的能力和水平決定了人才培養的質量。為了更好地實現該精品課程的教學目標與建設目標,通過優化組合,由教學水平高、學術造詣深的學科帶頭人領銜負責,建立知識結構、年齡結構合理并能經常性地開展教學研究工作的教學團隊?!八廴究刂乒こ獭闭n程教
學團隊由實驗教師、講師、副教授、教授組成,以中青年骨干教師為主體,團隊成員在知識結構、學歷結構、年齡結構等方面更加優化,既有教學經驗豐富學術造詣較深的學術型教師,又有多年從事工程實踐工作經歷的“雙師型”教師。該課程教學團隊具有明確的建設目標,即通過創建“水污染控制工程”精品課程優秀教學團隊,在提高團隊成員整體素質的同時,有效促進“水污染控制工程”課程教學改革與建設,不斷提高教學效果,提升教學水平,同時注重培養年輕教師的業務能力和綜合素質,努力建成省級精品課程教學團隊。
2 靈活應用啟發式、互動式和開放式教學方法?!八廴究刂乒こ獭眱热荻唷⑸婕懊鎻V,而教學學時卻有限,因此,課堂教學難度較大。突出重點,靈活應用啟發式、互動式和開放式教學方法,既可避免“填鴨式”教學的弊端,又可解決學時有限的問題。在“水污染控制工程”教學過程中,以講重點、講方法和講實例為主,注重理論聯系實際,將理論原理與工程實例穿插講述,例如,講授城市污水深度處理與中水回用技術時,結合江蘇大學附近丁卯污水處理廠將深度處理后的水作為我校綠地澆灌用水的實例,極大地提高了學生學習的興趣,加深了學生對知識點的理解與掌握。教師在教學過程中也要善于把單向信息輸出的課堂變成師生平等進行雙向信息溝通、交流與討論的場所,通過提出、分析和解決問題,循序漸進,從而有效增強學生學習的主動性、積極性,不斷提高學生的自主學習能力、語言表達能力以及創造性思維能力。
3 廣泛采用視頻、仿真、網絡等多種現代教育技術。根據每節課的教學目的和教學重點與難點,從知識的導入到新概念的建立,直至新知識的鞏固,廣泛采用多種現代教育技術,引入視頻、仿真動畫等進行直觀演示,不斷提高課堂教學效果。如采用典型污水處理廠的運行實況錄像、各種廢水處理工藝單元圖片以及工藝、設備運行動畫,將工程實際問題短時間集中呈現給學生,既加大了課堂教學信息量,又增添了課堂教學的形象性與趣味性,有效克服了以往教師語言描述枯燥無味、學生難以理解的缺陷,有效提高了課堂教學效率與效果。同時,主講教師告知學生與課程相關的網絡資源,使學生充分利用網絡資源最大限度地獲取有關本課程的最新信息。
4 積極施行研究性教學。以科研促進教學,本課程教學團隊積極推行研究性教學,實現教學與科研的交叉融合,不斷提高教學質量。教學團隊將科研最新成果和工程實踐前沿技術應用于教學實踐,以科研帶動理論與實踐教學,并依托校企產學研合作平臺,建立了穩定的課程實踐教學基地,為學生開展科研創新性實驗和課外科技活動提供了有利條件,同時也極大地豐富了本課程的教學內容。
四、以工程素質能力為核心構建實踐教學體系
融合該課程的實驗教學、課程設計、認識實習、生產實習以及科研立項等環節構建“實驗一實習一實訓”三位一體的課程實踐教學體系,切實加強實踐教學環節,培養學生工程素質能力和創新能力。
1 實驗教學。大力開展實驗教學內容改革,增設綜合性、設計性、創新性實驗項目,同時加強實驗室建設,建立以學生為中心、滿足個性化學習的實驗教學環境與條件以及開放運行的保障機制。重點建設綜合性、創新性實驗項目,如“工業廢水可生化性分析及其處理”“污水組合控制工藝”等,實行開放式實驗教學,從而進一步開拓學生視野,啟發學生的創造性思維,提高學生動手能力和創新能力。
2 實習環節。實習環節是學生理論聯系實際的最佳途徑。教學團隊在課程教學過程中針對教學內容,充分利用學校附近城市給水處理、城市污水處理、垃圾滲濾液處理等“產、學、研”三結合的實踐教學基地,組織學生赴現場參觀,使學生能夠學習不同行業的廢水處理工藝技術,彌補校內課堂教學與實驗教學對事物直觀認識的不足,有效提高學生的工程技術水平與工程實踐能力。根據污水處理新技術、新工藝及其發展情況不斷調整參觀實習計劃,在深刻認識傳統工藝的基礎上,注重對新工藝、新技術的認識實習。在整個教學過程中結合工程實際問題,構建理論教學、工程實踐和創新能力培養為一體,產、學、研相結合的學生綜合能力培養與訓練體系,實現應用復合型人才培養目標。
3 設計環節。課程設計是培養學生工程素質能力的重要環節。通過理論與實驗教學以及實習環節的培養,學生基本掌握了廢水處理工程的基本設計規范,能夠比較熟練地進行廢水處理工藝與設備的設計計算以及圖紙繪制。設計環節以廢水處理基本原理為指導,以工程實例為背景,強調理論與實踐相結合。學生在教學團隊老師的指導下進行廢水處理工程的設計,主要內容包括廢水處理工藝的確定、廢水處理方案的編制、設備(裝置)的設計與計算以及設計圖紙的繪制,進一步鞏固和拓寬課堂所學理論知識并加以靈活運用,著重培養學生的工程意識,提高其工程實踐能力。在課程設計環節,安排學生有針對性地到相關廢水處理場進一步深入了解和學習各種水污染控制設備及其設計與運行參數,以更好地完成課程設計所規定的任務,保證課程設計的質量。
4 創新能力訓練?!八廴究刂乒こ獭笔且婚T具有較大創新空間的課程,充分利用本校環境科學與工程一級學科博士授權點的學科優勢,讓本科生全面參與教學團隊教師的科學研究活動,積極組織學生開展課外科技活動,并指導學生積極申報江蘇省教育廳組織的“大學生實踐創新訓練計劃立項項目”、江蘇大學組織的“百項本科生創新計劃項目”、江蘇大學團委組織的“大學生課外學術科研項目”等創新訓練項目,組織指導學生開展科學研究,培養學生的科研能力、創新意識和創新能力,同時也培養了學生的團隊意識和合作精神。
五、進一步建設思路
“水污染控制工程”課程建設以應用復合型環保產業人才培養為目標,既是一項系統工程,又是一項必須與時俱進、不斷改革、不斷完善的具體工作。
1 進一步加強教學團隊建設。緊跟高等教育國際化潮流,重點加強海外留學人才引進力度,大力支持教師出國進修,訪名校、拜名師,全面提升教學團隊的教學水平和科研水平。
2 不斷完善多媒體課件。由于“水污染控制工程”內容龐雜、信息量大,非常適合采用多媒體授課,因此,必須注重課件內容的不斷更新,緊跟學科前沿,及時引入水污染控制領域的新工藝、新技術、新方法與新裝備,不斷完善多媒體課件。
水污染課程設計范文3
關鍵詞:OBE理念;水污染控制工程;教學改革
引言
加入《華盛頓協議》代表我國正式開始了具有國際實質等效的工程教育認證工作。工程教育專業認證有三大基本理念:(1)成果導向;(2)以學生為中心;(3)持續改進[1]。這些理念能夠引導和促進專業建設與教學改革,保障和提高工程教育人才培養質量[2]。OBE(Outcomes-basededucation)教育概念自1981年提出以來,已迅速成為國際教育改革的主流概念,并且也符合工程教育認證標準。因此,用其指導我國教育理念引導工程認證改革,具有重要的現實意義[3]。目前,國內已有諸多學者將OBE教學模式應用在其課程教學中,并取得了很好的效果[1,3-5]。
1教學設計目前存在的不足之處
水污染控制工程課程是環境工程專業的核心主干課程,也是考研科目之一。本課程側重于基礎理論和基礎知識的傳授。教學目標是要求學生理解和掌握水污染控制的具體過程方法和進行實踐,培養學生能夠獨立分析水污染問題,使學生具備進行水污染控制的規劃設計和開展水污染控制科學研究的能力,達到培養理論知識扎實、實踐能力強的高層次水環境保護人才的目標。通過調研我們發現目前水污染控制工程課程的教學存在著一定問題,關于課程教學效果這一方面,目前的課堂教學更多拘泥于課本上的知識,教師按照課本的章節介紹各種工藝流程的原理及設計計算,主要采用的是被動灌輸為主的教學方法,忽略了學生的主體作用;同時教學模式單一枯燥,不能更好地調動學生的學習熱情,在持續改進方面做的也不夠。在課程評價機制方面,水污染控制工程課程的教學效果主要通過學生綜合評價分數的分布和期末試卷的分析來評價,采用將平時成績(30%)與期末考試成績(70%)相結合進行綜合評價的傳統模式。這種評價方式不能對應到具體的課程教學目標,無法準確評估學生的學習成果情況。據此提出的教學改進措施過于籠統,缺乏針對性,不能很好地持續改進[1];實驗教學方面,主要模式是教師先對實驗進行講解和演示,學生按照教師設定的實驗操作步驟,一步一步完成實驗,再以實驗報告的形式完成實驗考核,在這個過程中,學生對實驗的參與度較低,數據的可靠性也不會得到更多的關注,實驗結果的準確性也較低,甚至實驗報告普遍存在抄襲現象;至于課程設計這一部分,目前更多的是通過分組開展,小組內部的分工和監管均存在問題,小組中經常存在沒有真正參與到設計中的同學,小組和小組之間的借鑒率也很高,不能有效地提升學生的課程設計能力,滿足不了現代社會對工程類人才的迫切需求。因此,為了提高環境類專業人才的質量,亟需對水污染控制工程課程開展教學改革。
2基于OBE理念的課程教學改革思路
2.1課程改革目標
OBE教育理念強調在教學設計和實施中以學生的培養目標為指導,培養目標與畢業要求基于學生的培養來確定,在教學內容的設計過程中充分考慮學生的預期教學效果[3-4]。水污染控制工程課程是一項環境工程和科學專業的核心課程,它要求學生掌握水污染控制的基本原則和水處理技術的主要處理方法,并能夠設計工藝路線,滿足選擇設備和結構設計計算、調試及相關項目管理實際情況的需要。本課程的學習使學生掌握相關內容,為將來進入環境水處理領域打下基礎。基于OBE理念中的成果導向教育理念,首先利用調查問卷的形式針對教師、學生和用人單位開展調研工作并對結果整理分析,綜合考量目前社會對高素質人才的要求,確立環境工程專業的水污染控制工程課程的培養目標[3]。在此基礎上,優化設計教學過程,重新構建課程的目標定位,明確學生畢業要求中關于“知識、能力與素質”這些方面的達成度,并按照這門課程對環境工程類畢業生的畢業要求的對應達成效果將預期產出逐條分解為課程中需完成的能力指標點。
2.2教學內容改革
教學內容從培養目標和學生的實際需求出發。教師在預期學習目標的指導下,結合課程畢業要求的指標設計教學內容,引導學生進行有目的的學習。水污染控制工程課程教材中詳細地介紹了水中各種污染物的處理方法及原理,然而在現實中多種污染物復合存在的情況普遍存在,處理工藝和設備的選用靈活多變[6]。因此,在設計教材內容時,要對相關知識點進行梳理、集中、合理補充,例如在介紹污水生物處理這一部分知識點時,結合環境工程微生物學課程,從微生物學的角度來學習分析廢水處理中微生物的作用,進而理解廢水處理的原理。提高學生對知識點融會貫通的程度,調動學生的積極主動性,以期培養學生理解、分析和解決實際問題的能力[6]。
2.3教學方式改革
OBE教學模式改變了以往的知識導向教學模式,強調以學生為中心的教育,側重于學生學到了什么和他們能做什么。教師以學生為中心,幫助學生學習[6]。為了實現既定的學習目標,需要創造相應的機會和條件,如利用網絡微課、教學短視頻等引導學生課前預習,熟悉教學內容;將先進的研究成果融入教學,使得課程內容新穎、與時俱進;在教學過程中,通過引入與課程內容密切相關的實踐案例,激發學生積極思考,增強學生對教學內容的關注度;根據知識點,組織課堂討論、演講、學生相互評價,不僅調動了學生學習的積極性,也鍛煉了學生洞察問題、分析問題的能力;圍繞課程的核心知識點,設計、分發、分組提交開放式問題作業,鼓勵學生通過小組討論、查閱資料的方式完成作業,對課堂教學的內容進行補充。
2.4考核方式改革
在OBE教學理念中,突出了學生的學習成果的重要性,對于教師的教學評價應聚焦在學生取得的成績上,即教得好與不好,要通過學生學得好與不好來進行反饋,并且不斷地實施持續的反饋改進模式。OBE教學理念中的多元化評價模式是一種全過程、多元化、多層次、多角度的針對學生學習過程的考核,用以評估教學目標的完成度,進而根據考核結果反饋到教學內容與教學策略中,繼而對教學過程更進一步優化調整,建立一種具有“評價—反饋—改進—評價”循環特征的持續改進機制。傳統的課程考核側重以考試成績來衡量學習成果,在OBE教學模式中,合作學習也是非常重要的一點,即借助團隊協作的模式,引導每一位學生來共同實現教學目標,教學目標最終是達成性評價,而不是比較性評價。因此要對以往的閉卷考試這種考核方式進行改進,引入過程評價體系,引導和鼓勵學生自主思考,自主學習,以小組為單位引導學生多討論,多交流,以期學生能夠獲得更好的學習成效。
水污染課程設計范文4
環境工程是一門邊緣交叉型的綜合性學科, 也是工程領域正在得到快速發展的學科之一,它要求本專業的學
生能夠了解相關專業的基本知識,并能夠理論聯系實際,學會用工程措施和手段來控制環境污染, 解決環境問題。因此在環境工程高等教育中實踐教學的地位顯得非常突出,它不僅是理論教學環節的必要補充,也是培養學生創新精神和工程能力所必需的途徑,對于培養學生從事科研和工程設計與實踐的能力具有舉足輕重的作用。
2現有環境工程專業實踐教學體系分析
1973年召開的第一次全國環保會議,是我國環境保護工作的里程碑,在這次會議上第一次提出了關于我國環境教育的設想。此后20多年,全國許多高校紛紛開設環境科學和工程專業,我國環境工程學科得到迅速發展。但是由于各校的歷史沿革和專業設置的特點不同,使得各校在環境工程專業實踐教學環節課程體系的設置上不盡相同,現以西南科技大學環境工程專業實踐教學環節設置為例進行分析。
西南科技大學環境工程專業成立于1993年,是四川省內較早開設環境專業的學校之一。1995年開始招收環境工程本科學生,2003年獲得環境工程碩士學位授權,2007年被四川省教育廳評為“四川省本科高校特色專業”,并以優秀成績順利通過教育部組織的本科教育水平評估。 經過10余年的發展,已具備一定的規模,得到社會的廣泛認同。結合學校地處西部地區和綿陽科技城的特點,其實踐教學環節課程設置具有自己的特色,歸納起來主要包括以下幾個方面:
(1)以軍事理論與技能訓練、思政課實踐教學、外語強化訓練、設計/綜合性化學實驗、創新實踐等為代表的通識教育集中實踐訓練環節。該環節體現了學校對新形勢下本科人才培養目標的認識,反應了社會發展對人才質量的總體要求, 是加強素質教育和通才教育的重要一環。
表1環境工程專業教育實踐訓練課程
(2)工程訓練、化學類課程實驗、專業課程實驗等環境工程專業教育訓練環節。主要由專業必修基礎課程和專業方向課程兩大模塊構成。專業必修基礎課程模塊包括工程制圖、機械設計基礎、測量等工程技術訓練課程;無機化學、有機化學、分析化學、物理化學等相關化學類課程實驗以及環境工程微生物實驗、環境監測實驗等專業基礎課程實驗。專業方向課程模塊主要根據本校在專業設置上的具體情況開設了水污染控制實驗、大氣污染控制實驗、固體廢物處理實驗。課程設置見表1。
(3)以了解企業實際生產工藝和流程,培養學生工程設計能力為目的的實習和設計環節,包括環境工程認識實習、生產實習、畢業實習及水污染控制課程設計、大氣污染控制課程設計和畢業設計。
3環境工程實踐教學環節改革的設想
以軍事理論與技能訓練、思政課實踐教學、外語強化訓練、設計/綜合性化學實驗、創新實踐等為代表的通識教育集中實踐訓練環節,夯實了學生的學科基礎,體現了厚基礎、寬口徑的培養原則,使學生不僅具有扎實的理論基礎, 而且有寬廣的知識面, 能夠在實際工作中解決復雜的多樣化的實際環境問題,充分反映了注重通才教育和素質教育的基本原則。
對環境工程實踐教學環節的改革可以從專業教育訓練環節和實習、設計環節著手。
3.1專業教育訓練環節包括無機化學、分析化學、有機化學、物理化學等化學類實驗課程,環境工程微生物實驗、環境監測實驗等專業基礎課程實驗以及水污染控制實驗、大氣污染控制實驗、固體廢物處理實驗等專業方向實驗課程。這些實驗課程的開設對于培養學生基本實驗操作、提高動手能力和創新精神很有幫助。在實驗教學過程中,應注意改變老師為主、學生為輔的局面,從傳授實驗知識變為指導實驗方法,學生由被動接受變為自覺汲取,控制實驗小組的人數,力爭讓每個學生都有動手的機會;減少驗證性實驗,增加綜合性、探索性實驗,提倡學生自己進行實驗設計,培養獨立實驗工作能力;同時采用靈活的學習機制,對積極參與教師科研、開展科研實驗工作的學生也予以承認一定的學分,提高學習積極性和主動性,使其能較快的適應實際工作,得到全面鍛煉。
3.2認識實習是學生在開始專業學習之前進行的一項實踐教學環節,其主要目的是讓學生在參觀水污染、氣污染、固體廢棄物以及噪聲污染治理實際工程的基礎上對環境工程專業有一定的簡單了解。由于學生沒有一點專業基礎,所以只能是一些感性的認識。建議可將認識實習的課程設置進行調整,將其學時分配到專業課程學習過程中,采用邊學習專業知識邊進行參觀的方法,可以很好地理論聯系實際,加深對實際工藝流程的了解和認識。國外某些高校在專業課程設置時往往采用這種方式。如德國斯圖加特大學,在進行環境工程本科第二階段專業基礎課程的學習時,在生物和化學處理工程、水資源管理、環境規劃等多門課程教學過程中除理論學習之外,均安排一定學時的參觀學習,并記入學分。
3.3課程設計和畢業設計是培養環境工程專業學生工程實踐能力的關鍵環節。但是由于條件限制,這一重要環節往往只能在校內進行,無法及時了解最新工程技術進展,因此常常造成學習的專業知識老化、與市場需求脫節的現象。要注意采取多種有效手段,為學生深入社會進行工程實踐創造條件。如選擇具有代表性的污染治理工程作為固定的實習和設計基地,在進行課程設計和畢業設計時可以安排學生到基地進行學習,也可以邀請基地的工程技術人員直接進行指導,依托實習基地進行實踐教學,使理論與實踐相結合,技術與工程相結合;或者讓學生在設計時參與教師科研工作,完成實際工程設計,對培養學生的工作技能、實驗能力、工程設計能力以及交流能力,也是一條行之有效的途徑。
4結語
水污染課程設計范文5
關鍵詞:水污染控制工程;實踐教學;創新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)12-0055-02
水污染控制工程課程是環境工程專業核心課程之一,其內容包括“污水處理及回用技術”和“排水工程”兩部分,并設有相應的實驗課、課程設計以及環境工程專業的綜合實驗等實踐環節。實踐教學和理論課內容環環相扣,有助于學生們及時深入理解、消化吸收理論課的知識內容,迅速轉化為內在的實際技能,并增加學生們學習的興趣,具有其他教育活動所不可替代的功能。實踐教學還是培養工程類學生創新思維和增強工程意識的重要環節,學生在整個實踐過程中會逐步養成以研究的眼光去觀察事物和進行學習的習慣,在這些過程中學生逐漸形成創新意識和創新思維。實踐還是創新的源泉,實踐教學基地是創新的基地[1]。實踐能力的培養不能僅僅依靠社會實踐等校外活動環節,在校內、課堂、實驗室必須將實踐能力的培養貫穿于教學過程的始終[2]。
一、實驗教學體系的改革與創新能力培養
1.構建完善的實驗教學體系。經過長期的教學探索、改革與實踐,已形成了由課內實驗、課程設計、綜合實驗、創新實驗組成的較為完善的實踐教學體系。①驗證性實驗。通過驗證性實驗掌握水污染控制工程的基本操作技能:培養學生基本實驗理論、數據處理知識、實驗規范和實驗方法的能力,學會常規實驗儀器的使用。原來的觀摩實驗內容改為面對模型提問-研討-總結的教學方式。促使學生主動思考工程現場每個閥門、管路的具體設計功能,并將此實驗現場提問-研討-總結過程拍攝錄像,放在網絡教學平臺,供本專業和其他相關專業學生觀摩學習。②設計性實驗。明確實驗設計要求,規范實驗內容。要求學生自己查閱文獻資料,選擇實驗項目和實驗方法,自己制定實驗方案。為學生進實驗室提供寬松的條件,讓學生善于發現問題,做好現場指導。執行實驗方案的過程是鍛煉學生分析問題、綜合應用理論知識和能力的過程,鼓勵學生動手的同時還要動腦筋想辦法綜合應用理論知識指導實驗過程,學會及時調整實驗方案。③綜合性實驗。讓學生研討實際水質的監測和處理問題,進行現場采集樣品分析測試,對運行中出現的異常問題尋找解決方案,提高了分析問題、解決問題的能力,鍛煉和提高了動手能力。④創新性實驗。課題組注重研究如何以科研促教學,教學帶動科研的相互激勵機制,培養學生從事水污染控制工程學研究的興趣和技能。每年選拔優秀學生,參與教師自己的科研工作,盡早參與創新性實驗。有些學生的畢業設計(論文)題目是結合教師自己的科研項目而進行的創新性研究,并將實驗研究成果以論文形式發表。
2.實驗教學方法、教學手段的改革。為加強實踐教學,不僅購買教學光盤及視頻課件,還采用多媒體及現代化網絡教學手段進行仿真模擬實驗,擴充實踐教學內容;合理安排學生在校內實習基地觀摩并現場取樣分析測試,實驗教學效果明顯提高。課內實驗每班每批次10~12名同學,設計性實驗每人一個試驗臺,獨立完成實驗,其他實驗2名同學一組,老師現場考察每個同學的實驗操作。設計性實驗要求每名同學事先設計實驗方案,交任課教師批改修正后自己完成實驗過程。要求學生采用不同實驗方案,按照自己設計的實驗步驟處理污水達到水質清澈,鼓勵學生的創新性思維。每次實驗要求學生完全掌握了操作內容并且得出正確的結果后才能離開實驗室。實驗完成后分析處理實驗數據,得出結論,遞交實驗報告。綜合實驗是單獨開設的實驗課程也是綜合實踐教學環節,其目的是使學生通過專業課的學習,能夠提出問題,自己制定研究方案,進行方案實施、數據處理及分析、總結、撰寫實驗報告,受到基礎研究、應用基礎研究以及實際工程技術方面的科學思維和科學實驗訓練,在工程實踐能力和創新能力等方面得到進一步的鍛煉與提高。①實踐教學基地的建設。為了提高綜合實驗的效果,建立了校外、校內綜合實驗教學基地─保定市污水處理廠和華北電力大學中水站。在校外實習基地,學生只能參觀污水處理設備以及運行維護情況;在校內中水站,學生不僅可以參觀實際水處理系統的運行工況,還可以采集樣品進行現場分析測試,對運行中出現的異常問題尋找解決方案。通過兩周32學時的綜合實驗鍛煉,學生對現場實際問題進行多指標的檢測分析和治理研究,加強了對水處理設備實際問題的認識,學會了利用原有的理論知識分析解決污水處理中遇到的運行問題,鍛煉和提高了工程意識。②開發仿真模擬案例。課題組開展模擬實際操作,虛擬現實技術研究,采用計算機仿真系統作為現場實踐的重要補充,彌補校外實踐時,學生通常只能看,不能動手的缺陷。以VB 6.0為主要設計工具,開發的仿真界面包括:中水站流程圖,中水站設計和運行原理圖,各個界面能夠互相轉換,軟件可以實現啟停操作、參數的實時顯示、出水水質在線監測模擬。最終的仿真軟件以可安裝的應用軟件形式出現,可以完全脫離開發環境,在Windows操作系統下獨立運行,界面友好,方便使用,既能用于模擬實驗,又能進行仿真運行培訓。
二、課程設計的教學改革與創新能力培養
課程設計是一個不可或缺的專業實踐教學環節,它不僅可以補充和深化教學內容,而且是引導學生理論聯系實際、培養學生的“工程”思想,提高學生的綜合素質的途徑[3]。
1.課程設計分組進行。我們在課程設計的教學組織中,充分注意到要發揮課程設計對理論教學的補充作用,做到二者相互銜接、緊密配合;同時,注意發揮課程設計在培養學生素質與創新能力方面的重要作用。因此,在課程設計題目的選擇上,指導教師盡可能從近年參與或有關設計部門的實際工程中篩選出題目。為使同班同學拿到的課程設計題目的難度要求相適應,我們僅對設計內容做了適當的簡化,使題目的總體難度相近;但在內容與設計路線上有較大的差異,做到分組設計。學生可在教師的指導下根據自己對某一廢水處理工藝的興趣,自主選擇題目,從而充分發揮學生的主動性和能動性,激發學生的創新精神。課程設計成果包括兩個方面,一是計算說明書,二是一定數量的圖紙。圖紙是一門工程語言,識圖能力和繪圖能力是對環境工程師最基本的要求。
2.利用VB開發工程設計案例。教材對于成熟技術的設計計算公式講解較多,學生容易學;但是對于某些新技術的講解很少,學生不知道如何進行設計計算,課題組采用Windows XP為開發平臺,以VB6.0為設計語言工具編制了設計計算軟件,對生活污水使用膜生物反應器進行污水生物處理部分進行計算,通過給定的參數,軟件自行運算出厭氧池容積、A/O池容積、膜池的尺寸等參數,便于學生自主學習。
三、實踐教學考核體系的改革
課程設計與課程教學分開計算成績,課程設計的成績組成中不僅包括設計成果——設計簡圖和設計說明,還包括總體設計過程、設計計算結果與分析和答辯效果。為了避免一考定成績的局限性,實驗課成績占課程總成績的20%。實驗成績評定中,實驗操作考核占50%,實驗預習報告或者實驗設計報告占10%,實驗數據處理和實驗現象分析以及思考題的回答狀況等占40%。這種綜合評價體系可以全面系統的評價學生的學習能力,有助于學生動手能力的提高和綜合能力的培養。
總之,幾年來的實踐證明,實踐教學體系的改革有效地提高了教學質量,通過計算機仿真模擬技術、現場取樣分析測試、實驗操作視頻等提高實踐教學效果,有助于學生樹立工程意識;開發了課程設計仿真計算軟件供學生參考,提高學生的理解能力;為學生綜合素質、創新能力的發展奠定了堅實的基礎。
感謝河北省教改項目13301009,華北電力大學教改項目13051001對本課題的資助。
參考文獻:
[1]王業社,王放銀,秦波蓮.加強實踐教學基地建設,培養創新型人才[J].中國電力教育,2009,(8):134-136.
水污染課程設計范文6
用兒童的眼光選擇主題
教師在主題選擇時應尊重學生的自利,與他們的生理、心理協調,具有新奇性、啟發性、趣味性和實踐性,使他們感到自由、民主和寬松。因此教師要有一雙善于發現問題的眼睛,引導學生設計與自己生活、年齡和興趣相關的主題。只有充分關注學生的興趣與直接生活經驗,建構一個貼近學生真實世界的課程領域,這樣,學生才會對綜合實踐活動傾注全部的熱情,綜合實踐活動實施才會取得好的效果。
比如,“走進生活,了解蔬菜”“生活中的紙”“校服我設計”“水果大世界”等這些活動主題,就貼近學生生活,他們對這些并不陌生,但對相關知識不了解,由此才會激發學生探究的欲望,促使學生積極地行動起來,進行調查、訪問。主題也應避免成人化,如關于家鄉水污染情況調查,教師如果不充分考慮學生身心發展特點,進行“水污染調查”的主題活動,那么枯燥乏味的主題讓學生一聽就索然無味。如果在活動導入時從觀察現象入手,提出“明天有水喝嗎?”這個主題,親切自然,一下子就抓住了學生的注意力,學生展開激烈的討論,進而產生了要對水污染情況進行研究性學習的愿望。由此可以看出,通過這種充滿童趣的人性化表達,水污染調查活動得到了孩子們在情感上的認同和接受。
從社會生活中提取主題
兒童對于自然、社會、人生具有強烈的探究意識和追問欲望,綜合實踐活動學習應該抓住這一特點,引導學生從生活實踐中提取學習主題,這樣既能調動學生的學習興趣,又能培養學生關注現實的意識。《綜合實踐活動指導綱要》指出:綜合實踐活動是基于學生的直接經驗、密切聯系學生自身生活和社會生活、體驗對知識的綜合運用的課程形態。綜合實踐活動主題的選擇應尊重學生的身心發展規律和學習特點,充分關注學生的生活經驗,將主題活動置于現實的生活背景之中,激發學生作為生活主體參與教學活動的強烈愿望,讓他們在生活中學習,在學習中更好地生活,從中獲得必要的科學知識、必要的社會生活技能,培養創新精神和實踐能力。
例如,針對外來務工子女的過年習俗各有不同,在學生寒假期間布置了“關于家鄉過年風俗與習慣”的采訪活動,學生在歡度春節時,利用多種途徑收集了很多關于自己家鄉過年的風俗、習慣、傳說。開學之后,他們對收集到的資料進行加工和整理,通過廣泛的交流活動,把自己的所思所想寫成了生動有趣的小短文,還自己動手制作了家鄉特色的燈籠、剪紙、對聯等,并設計了新穎的手抄春節小報。
在實踐探究中確定主題
“人生來就有一種探索新異環境和操縱新奇客體的需要。探究行為是生長中的兒童特有的。”在兒童的眼里,萬事萬物都是有生命的,在他們的腦海里有千萬個為什么,他們可對萬事萬物發問,綜合實踐活動課程特別強調實踐和體驗,要求學生在充分感知和體驗的基礎上,提升對社會的關心,發展對現實社會生活的基本認識,進而形成積極的社會態度和社會責任感。