水污染控制工程实验课程现状及改革

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[摘要]《水污染控制工程》是环境科学与工程专业的重要基础课程，实验课程是该课题体系的重要组成部分，是实践型环境工程人才培养的关键环节，但在以往的教学中，存在实验课程教学效果不理想、教学理念陈旧等诸多问题，文章基于OBE理念对传统教学模式进行改革探究，将以“教师讲课为主”的常规教学范式转换为“以学生为中心”的探索创新模式，在教育教学的过程中更加注重学习产出及对学生创新实践能力的提升，培养学生“解决复杂环境工程问题能力”。

[关键词]OBE；解决复杂环境工程问题能力；水污染控制工程；实验课程；改革

水污染控制工程实验课程围绕水的性质、污水水质特征与水质指标、水体污染及危害、改善水质的工程学原理、设计计算方法、各种水处理的理论、方法、技术以及各种污水处理系统而展开的，该课程支撑环境工程专业本科生毕业要求能力的达成，其核心包括：能够通过自主查阅资料学习，独立完成实验方案的设计，熟悉各种实验装置的用途与使用方法，能够在保证安全的情况下顺利完成环境工程课程的相关实验。OBE(Outcomes-basedEducation)，即基于学习产出的教育模式，是一种重视对学生能力的培养、围绕学生教育的改革模式[1]，该教学理念坚持“以学生为中心”和“成果导向”，通过创新教学过程，提高人才培养的质量。本文从实践教学中存在的问题、改革与创新等方面来探讨水污染控制工程实验课程的改革与实践。

1实验教学现存问题

1.1实验内容不连贯，更新较慢

实验内容方面主要存在实验内容连续性与革新之间的矛盾。目前的实验项目多年来沿袭传统内容，导致实验教学内容更新速度慢，无法紧跟环境工程学科发展的前沿技术进行教学。实验课程中各实验之间的联系不够紧密，缺乏整体性与系统性，实验课程安排时间的间隔较长，学生对污水处理工程的了解仅仅局限于单个部分，难以将所学各个工业单元的操作与知识进行串联整合，对整体内容的掌握较困难，这与培养应用型人才的目标有一定的差距。另外，课程开设教材以外的实验太少，实验大都是验证性实验，创新型、设计型实验占比较低[2]。传统的验证性实验教学方式较为单一，操作步骤机械化，容易使学生失去积极性和创造性。

1.2教学手段与方法弊端

传统的教学方法是老师作为知识的输出者，学生被动地接受知识，很多学生对实验原理与实验操作过程不够了解，只是单一的盲目模仿操作，学不到实质性的内容，能力培养更无从谈起，这样不仅扼杀了学生在学习中应有的乐趣，并且大大限制了学生的创新思维。在以往的实验安排中，实验小组通常为6~8人组，但这样的分组安排难免导致部分同学参与度不够，要提高其实验教学效果，就要减少分组人数，合理规划实验小组成员组成，充分锻炼每个实验人员的动手能力，让每个人都有发挥聪明才智的机会，同时，在实验课程期间，组内成员依次轮流担任负责人，以充分培养大家的组织领导能力。

1.3能力考核方式有待改进

实验考核成绩应该是对学生思考、操作与数据分析问题等能力的综合评定，通过评价学生在实验过程中的参与度与贡献度，教师给出相应合理的成绩，而目前对实验课成绩的评定，主要是依据学生考勤、实验报告、实验结果与数据处理等内容进行[3]，但这种方法存在弊端，无法避免部分学生通过抄袭实验报告而取得高分的现象，在一定程度上就有损成绩评定的公平公正，教师也无法获取准确的信息反馈，不能充分了解学生对实验课程的学习情况，所以主要以实验报告成绩作为学生的课程考核成绩是不合理的。

2实验教学的改革与创新

2.1实验内容与分组安排改革

综合性、设计性实验可以培养学生的多方面实验技能与独立的设计能力，弥补验证性实验的不足[4]。此类实验还可以充分将课本知识渗透延伸到实验课程的实践中，学生通过主动学习，自主对实验加以设计，实验成果对学生而言将会有莫大的成就感，可以激发学生探索学习的兴趣。在实验内容的安排方面，将设计性、综合性实验所占比例增大，使学生的思维得以拓展，以此响应国家培养“解决复杂环境工程问题”的能力型人才的号召。在团队配合方面，减少小组成员人数，安排3~4人为一组，使得每位同学都能充分参与到实验中去，避免偷懒、混时间的现象出现，提高教学质量与教学效果。以此为出发点，我校实验项目课程安排如表1所示。

2.2教学模式改革

基于OBE理念的教学改革后整个实验过程安排如下：实验前下发实验安排以及讲义，学生对照讲义提前预习，了解实验课程的基本目的与原理。综合性、设计性实验，如污水好氧生物处理综合设计性实验，学生通过组内分工合作，参与线上或线下讨论，针对水样的水质特点和出水水质目标，查阅相关书籍资料与参考文献，设计最优的好氧生物处理方案，明确最佳污泥浓度；进而设计曝气时间、溶解氧浓度以及二沉池的停留时间等参数，最后对污水处理的实际效果进行评估[5]。要求每组成员分工明确，参数选择有理有据。实验由学生独立设计完成，在确定实验设计方案后，与老师交流讨论该方案的可行性，经老师批阅修正后方可进行实验，过程中进行数据的规范化记录与整理，最后进行实验数据分析，完成实验报告。

2.3能力考核改革

在OBE理念的基础上，提升对学生解决复杂工程问题的考核手段，转变传统成绩评定的单一模式，进行改革创新，主要有以下几个方面：首先是重视预习阶段，课前随机提问是很好的检测手段；其次是动手操作能力，教师在实验过程中对每名学生的实验操作能力与参与度进行打分；再者，对于实验报告的评分，要将关注点放在学生的逻辑思维能力和数据处理能力方面，在原来学生书写的实验报告中，数据分析、实验心得两部分内容普遍较少，针对这个问题，教师可以布置与实验内容相关的主题小论文，既可以避免互相抄袭的现象，又能提高学生的写作能力。

3结语

OBE教学理念更加关注高阶能力，例如创造性的思维能力、分析和综合信息的能力等，为培养“解决复杂环境工程问题能力”的专业型人才，我校以OBE理念为基础，以学生为中心，对《水污染控制工程》实验课程的教学经过多次的改革实践，到目前为止该课程的教学改革取得了较好的成效。在日后的教学中，为了使我校的教学质量不断提高，我们将继续研究新的教学方法，为国家培养高水平专业型人才贡献力量。

参考文献

[1]陈雪松，郝飞麟，梅瑜．基于OBE理念为导向的《水污染控制工程》实验考核指标体系的构建和探讨[J]．广东化工，2017，44(11)：292-294．

[2]李正一，宋洪庆．流体力学实验课程教学探索与启示[J]．教育教学论坛，2020(31)：251-252．

[3]胡双意，张玮，田野．基于应用型人才培养的水污染控制工程实验教学改革与实践[J]．湖北经济学院学报(人文社会科学版)，2019，16(04)：148-150．

[4]谭雪梅，龙良俊，王小平，等．水污染控制工程实验教学改革与实践探讨[J]．广州化工，2018，46(01)：170-171+202．

[5]王娟，李金成，王亚楠．环境类专业实验教学探索[J]．中国冶金教育，2020(04)：63-65．

作者：王纯 袁子茜 孙迎雪 丁宁 张艳萍 单位：北京工商大学