張小燕，馬瑞娜，王 剛，郭 華

(1.河北農(nóng)業(yè)大學 城鄉(xiāng)建設(shè)學院，河北 保定071001；2.河北農(nóng)業(yè)大學 教務(wù)處，河北 保定 071001；3.河北農(nóng)業(yè)大學 理工學院，河北 滄州 061100)

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以提高實踐能力為導向的“水質(zhì)工程學”課程改革與實踐

張小燕1，馬瑞娜2，王 剛3，郭 華1

(1.河北農(nóng)業(yè)大學 城鄉(xiāng)建設(shè)學院，河北 保定071001；2.河北農(nóng)業(yè)大學 教務(wù)處，河北 保定 071001；3.河北農(nóng)業(yè)大學 理工學院，河北 滄州 061100)

“水質(zhì)工程學”是高校給排水科學與工程專業(yè)學生的主干專業(yè)課。隨著工作崗位對給排水人才技能水平要求的不斷提高，傳統(tǒng)的教學模式愈發(fā)不能滿足創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)目標。為了提高學生課堂學習的積極性，增強學生實踐能力，本次課程改革分別從課堂理論教學、生產(chǎn)實踐教學、考核評價機制等方面展開改革。其中，課堂理論教學采用“研究性學習”模式，充分體現(xiàn)課堂教學“雙主體”地位，生產(chǎn)實踐環(huán)節(jié)試行“分散觀摩與集中強化”新型實習模式及“任務(wù)驅(qū)動式”課程設(shè)計模式，考核評價采用“試卷+過程控制”的考核評價機制等。在激發(fā)學生學習興趣的同時，使學生的專業(yè)實踐及課外創(chuàng)新能力得到明顯提高。

水質(zhì)工程學；“研究性學習”；課堂理論教學；生產(chǎn)實踐教學；考核評價機制

DOI號：10.13320/j.cnki.jauhe.2016.0140

給水排水專業(yè)是一門綜合性、技術(shù)性、實踐性很強的學科[1，2]，專業(yè)課學習質(zhì)量的高低直接影響到學生就業(yè)及與社會的接軌?！八|(zhì)工程學”作為該專業(yè)的主干專業(yè)課，不但要求學生能夠掌握污水的各種處理原理，熟練應用各種處理工藝，還要求學生通過學習掌握設(shè)計和繪制污水處理工藝施工圖的技能。

多年來，我國教育領(lǐng)域始終存在一個突出問題，這就是傳統(tǒng)教育思想偏重知識傳承，一直把傳承性教與學置于中心位置，卻忽視學生的自主探究和自主學習，造成了學生對教師、對書本、對權(quán)威的盲從，這種教育模式的培養(yǎng)出的人才大多缺乏批判思維、想象力和創(chuàng)新能力，這種狀況與日益加劇的國際競爭對創(chuàng)新人才的強烈需求形成尖銳沖突[3]。近年來，隨著就業(yè)形勢的變化以及企事業(yè)單位對大學生人才素質(zhì)的要求個性化[4-6]，重視知識傳授、忽視能力培養(yǎng)以及忽視有效思維培養(yǎng)的傳統(tǒng)教學模式越來越無法滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求。因此，能夠根據(jù)課程要求及學科特點，最大程度發(fā)揮學生主體作用的教學模式成為當代高校教學的迫切需求。為此，筆者結(jié)合河北農(nóng)業(yè)大學給排水科學與工程專業(yè)的實際情況，分別從課堂理論教學、生產(chǎn)實踐教學、考核評價機制等方面進行了水質(zhì)工程學的課程改革。

一、課堂理論教學改革

當前學院選用的“水質(zhì)工程學”教材是中國建筑工業(yè)出版社出版的《水質(zhì)工程》(范瑾初、金兆豐主編，2009年8月第一版)，全書以水的社會循環(huán)為主線，分為總論、給水處理、污水處理3大篇，本次課程改革的內(nèi)容為污水處理篇，主要側(cè)重于污水處理的原理、工藝選擇及構(gòu)筑物設(shè)計，課程開展的同時配有水處理實驗技術(shù)、生產(chǎn)實習、課程設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)的支撐以保障其理論教學效果。

課堂教學方式直接關(guān)乎學生的學習效果，因此，為了提高學生課堂參與積極性，保障教學效果，本次理論教學改革采用研究性學習方式，分別從劃分知識模塊、創(chuàng)建興趣小組、學習過程指導及課堂課后延伸等方面展開教學嘗試。

(一)知識模塊分區(qū)

“水質(zhì)工程學”不但要求學生全面系統(tǒng)地了解污水的水質(zhì)特征、污水排放的水質(zhì)標準以及水體污染與自凈等基本概念與理論，扎實掌握污水處理的基本理論、基本方法及其發(fā)展狀況，還要求學生熟練掌握污水處理的工程技術(shù)與方法的設(shè)計計算、應用條件以及新工藝與新技術(shù)，為將來從事本專業(yè)的工程設(shè)計、科研及運行管理工作奠定必要的理論和應用基礎(chǔ)，并培養(yǎng)學生具有設(shè)計、計算水質(zhì)工程中的各類水處理構(gòu)筑物、水處理工藝系統(tǒng)的初步能力[7，8]。

根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格和課程教學大綱，將課程知識點區(qū)分為基礎(chǔ)型和研究型兩類。其中，基礎(chǔ)型知識點仍以課堂講授方式展開教學，研究性學習主要圍繞研究性知識點展開討論學習。

水質(zhì)工程學污水處理篇共56學時，以28次課完成，根據(jù)課程內(nèi)容將知識點進行模塊劃分，依據(jù)劃分的模塊類型分別組織20場課堂情景劇和8次講授課完成(知識模塊劃分如表1所示)。

表1 知識模塊劃分

(二)興趣小組創(chuàng)建

興趣小組創(chuàng)建時，除考慮學生人數(shù)、性別、學生成績、知識基礎(chǔ)、學習能力等因素外，還必須注重學生的個性特點。每個小組都盡量安排有一名表現(xiàn)活躍、善于關(guān)心、鼓勵他人的學生，以利于調(diào)動小組學習學習氣氛，增強合作意識。同時，應明確小組合作學習不再是一種個人的學習行為，而是一種集體活動行為，這需要學生有足夠的團隊意識及其角色任務(wù)，確保每位同學各盡所長、參與其中。

結(jié)合理論教學的實際需要，根據(jù)課題內(nèi)容及班級人數(shù)，按照“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”的原則，將學生分成12個學習小組，每個小組由5～6名學生組成。小組內(nèi)部分工明確，由不同學生擔任工程設(shè)計的總工、設(shè)計員、講解員、施工員、交底人及資料員等不同角色?？偣ひ獧z查小組成員的學習情況，確認每個成員所完成的學習任務(wù)，并就本組知識模塊涉及的內(nèi)容接受其他小組成員的提問；設(shè)計員要對當節(jié)知識模塊所涉及的構(gòu)筑物的選型、設(shè)計等進行對比優(yōu)選，并就該構(gòu)筑物的設(shè)計要點、工藝計算、設(shè)備優(yōu)缺點及在水處理過程中的適用場合進行認真的剖析與總結(jié)；講解員要代表本組匯報小組討論的結(jié)果，并注意控制發(fā)言的時間；施工員應就構(gòu)筑物的施工方法及注意事項進行查閱與總結(jié)，為該環(huán)節(jié)的構(gòu)筑物施工進行技術(shù)把關(guān)等。為了能夠培養(yǎng)學生多方面的能力，教師可以讓小組成員定期交換角色，隨時充分關(guān)注小組合作學習的情況及存在的問題，并對出現(xiàn)的問題認真分析原因并進行重組。

根據(jù)課程進度及污水廠的設(shè)計步驟，每次課前2天，與學生一起商定下次課程的討論內(nèi)容，并指定具體的學習小組，各學習小組根據(jù)自己組員的具體情況分配學習任務(wù)，每個知識點可由2個不同的小組分別完成，以便小組討論時互相質(zhì)疑與補充。

(三)學習過程指導

包括課堂組織和課下指導兩個環(huán)節(jié)。課堂組織主要以課堂情景劇形式展開(組織形式如表2所示)，每次情景劇涉及6個小組，3個匯報組，3個評判組(專家組)。每個匯報小組大約分配20min時間，其中10min左右用來對自己的選題內(nèi)容進行匯報，10min左右用來進行專家提問、質(zhì)詢與討論，回答問題的學生可為匯報組內(nèi)任意指定成員。同時，對于所提問題，專家組成員有義務(wù)就自己提出的問題進行補充與解釋。進行過程中，老師作為課堂的組織者、幫助者、促進者應及時進行補充、糾正及方向引導，確保課程秩序及行進方向的可控性。

表2 課堂時間及內(nèi)容安排

課下指導則采用個別引導、課題分析等方式，首先，通過提前了解學生準備情況，及時了解學生對該知識點的重點及難點的把握，以便對課上討論節(jié)奏及走向的把握。其次，根據(jù)課堂的討論情況，了解個別學生對不同知識點的掌握情況，對學生掌握不理想的知識點留出一些靈活性應用性較強的題目。在加強學生對重難點問題掌握的同時，增強其根據(jù)所學知識解決現(xiàn)實問題的能力。

(四)課堂課后延伸

教學活動的特點是“功在課前，效在課中，果在課后”。因此，教師必須把課后拓展延伸納入教學的一個不可或缺的部分。設(shè)計精當?shù)恼n后拓展延伸內(nèi)容不但會保證高效的課堂教學，而且會為課堂增效。在新課程教學的有效拓展設(shè)計中，要求教師要做到多元設(shè)計，精心安排。首先，要考慮拓展方式多元性。對于課堂教學中涉及的主要“問題”、學生認為的疑難性“問題”和可拓展性“問題”等，教師要選擇多種途徑和手段，給學生提供寬闊的拓展平臺。其次，要考慮通過拓展使學生進一步實現(xiàn)轉(zhuǎn)變學習方式。從學習方式上看，轉(zhuǎn)變學生學習方式，實現(xiàn)自主合作探究的學習，并不僅僅是指課前和課堂教學過程中的轉(zhuǎn)變，應該包括課后學習方式的轉(zhuǎn)變。通過課后拓展，使學生真正實現(xiàn)自主學習、合作學習、探究學習。

在課堂教學過程中，根據(jù)課程內(nèi)容安排，結(jié)合國家的環(huán)保政策變化及水處理行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，及時補充更新知識點，讓學生不再拘泥于課本的限制。既能看到書本里，又能看到書本外，使所學知識緊跟行業(yè)發(fā)展水平步伐。此外，課下指導學生總結(jié)完善每次研究性學習的課題報告，鼓勵學生結(jié)合所學知識，積極參與課外科技創(chuàng)新活動，學以致用，進一步鞏固課堂學習效果。

二、生產(chǎn)實踐教學改革

(一)“化整為零”的任務(wù)驅(qū)動型設(shè)計模式

課程設(shè)計通常設(shè)置在課程結(jié)束之后，且在課程結(jié)束之前，學生較少接觸過設(shè)計任務(wù)書，因此，課堂學習針對性差，知識點掌握相對零散。為了彌補過去教學過程中的不足，本次研究性學習對課程設(shè)計環(huán)節(jié)進行改革。

首先，課程設(shè)計任務(wù)書提前發(fā)放。讓學生在課程開設(shè)之初就先了解本門課程的專業(yè)方向、課程任務(wù)以及通過學習本門課程可以具備怎樣的技能。同時，優(yōu)選幾份上學年的優(yōu)秀課程設(shè)計給學生傳閱，讓他們在對課程設(shè)計有個初步認識的同時，也對自己的設(shè)計能力提升充滿期待。

其次，課程設(shè)計任務(wù)貫穿理論教學。在課程講授的過程中，以課程設(shè)計的流程作為主線貫穿于理論教學中，有助于學生把各個零散的知識點形成知識體系，討論課內(nèi)容著重安排與各種處理工藝及處理構(gòu)筑物的特點及設(shè)計，有助于學生在學習過程中對各種不同構(gòu)筑物進行比選，使得課程理論教學環(huán)節(jié)結(jié)束時，學生可以根據(jù)自己的設(shè)計任務(wù)書選擇確定出污水處理工藝流程，避免在課程設(shè)計時在此環(huán)節(jié)占用過多時間。

最后，帶著設(shè)計問題參加實習。學生確定出各自的污水處理工藝流程后，需要進行各種構(gòu)筑物的詳細設(shè)計及計算。具體的設(shè)計和繪圖會遇到很多實踐問題，因此，課程設(shè)計開始之前安排學生進行生產(chǎn)實習，讓每個學生帶著自己的設(shè)計任務(wù)和問題走進水廠及污水處理廠，著重觀察自己所選用的處理構(gòu)筑物的構(gòu)造及設(shè)計，仔細學習每個構(gòu)筑物的設(shè)計施工圖紙，這種目的性明確的實習有助于學生的實際設(shè)計及圖紙繪制，同時也有利于實習效果的保障。

(二)“分散觀摩與集中強化”實習

生產(chǎn)實習是高等院校實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是對學生所學理論知識的實際檢驗，對培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力，提高學生綜合素質(zhì)具有至關(guān)重要的作用[9，10]?，F(xiàn)階段，由于學校招生規(guī)模擴大，實習經(jīng)費嚴重不足，實習基地難以保證，時間短、人員集中、實習效果十分不理想[11]。因此，為了徹底改善這種走馬觀花式的實習方式，保證實習效果，充分發(fā)揮生產(chǎn)實習對課程內(nèi)容鞏固及課程設(shè)計指導的作用，本次研究性學習通過對實習內(nèi)容、時間分配、組織方式以及考核考評等方面的創(chuàng)新研究，探尋適合水質(zhì)工程學這門課程的生產(chǎn)實習模式。

1.做好實習準備。根據(jù)培養(yǎng)目標和教學計劃，將生產(chǎn)實習安排在學生剛剛修完水質(zhì)工程學課程后進行。實習前制定好生產(chǎn)實習指導書，對生產(chǎn)實習目的、主要內(nèi)容、要求、方式與管理、考核制度、實習報告撰寫要求以及教師組織指導工作進行了明確規(guī)定，并給出生產(chǎn)實習報告書、實習日記和實習單位評價表的具體格式；同時，對實習教師進行培訓，邀請施工單位相關(guān)專家進行講座，并組織青年教師到生產(chǎn)一線進行實地操作學習，提高教師實踐經(jīng)驗，保證生產(chǎn)實習高質(zhì)量完成。

2.多組分散實習。為了保證實習效果，使每個學生都可以真正地參與到實習中，本次實習決定采用多組分散實習形式。首先，劃分實習小組，每組人數(shù)不超過10人，每人分配具體任務(wù)，防止由于組內(nèi)人員過多出現(xiàn)部分學生無事可做。其次，加強過程管理，為每個小組的學生安排一個實習單位，在每個實習單位的實習時間不得低于2周，要求學生跟實習單位的員工一起，吃、住、工作在單位。不但要實際參與實習單位的生產(chǎn)運行，更要利用晚上時間熟悉污水廠的全套施工圖紙。每天實習結(jié)束后都要記錄實習心得與收獲，每3天進行一次小組實習總結(jié)與交流，使得學生在實習結(jié)束后，不但能夠基本掌握污水廠的運行生產(chǎn)，更能熟悉工藝施工圖紙。最后，實習結(jié)束后，組織所有學生召開實習總結(jié)交流會，每個小組把自己在實習過程中的收獲與其他小組一起分享與交流。這將有利于加強學生對本次實習內(nèi)容的掌握，有效的保障實習效果。

3.嚴格實習考核，落實實習效果。由于生產(chǎn)實習學生人數(shù)眾多，教師很難做到對所有學生進行監(jiān)督，由此造成了部分學生懶散、松懈，嚴重影響了實習質(zhì)量。這就要求必須制定嚴格的考核制度，以約束學生實習行為，提高實習質(zhì)量。筆者在水質(zhì)工程學生產(chǎn)實習過程中制定了完善的考核制度，將平時考核和最終考核結(jié)合，將職業(yè)素質(zhì)考核和專業(yè)技能考核相結(jié)合。

考核由3部分組成：(1)平時成績占40%，其中考勤、實習單位意見占20%，實習日記占20%；(2)不少于5 000字的實習報告占30%；(3)實習交流座談會占30%，采用座談會的形式讓學生進行發(fā)言，談?wù)勛约荷a(chǎn)實習的收獲和感想。通過這3部分的考核對學生實習過程、總結(jié)思考以及語言組織能力進行全面考核，確保學生有所收獲。

三、考核評價機制改革

傳統(tǒng)的試卷測評考核模式側(cè)重于對記憶型知識的測試，不利于也不可能全面考核學生研究性學習成效。為此，在“水質(zhì)工程學”研究性課程考核評價過程中，不完全采用試卷測評的考核評價模式，而是將考核分為兩個部分：過程綜合表現(xiàn)考核及期末試卷考核。

(一)過程綜合表現(xiàn)考核

研究性學習過程中綜合表現(xiàn)的過程評價項目包括但不限于：文獻查閱與分析、調(diào)研問卷設(shè)計和成效、課題報告完成質(zhì)量、課堂討論答辯表現(xiàn)等。

評價采用匯報組成績與專家組成績加權(quán)確定，在評價過程中，采用課題小組自評、學生課堂評價、授課教師評價3種方式，并由課題小組成員、全體學生、授課教師乃至其他專業(yè)課教師共同參與，從而使考核更公正可信。

1.匯報組成績。每個選題討論結(jié)束，對參與情景劇的匯報組及專家組的表現(xiàn)及時打分。其中，匯報組每個成員的表現(xiàn)由教師及同學共同打分，確定其角色成績(成績的給定參照表4的評定標準)，去掉最高分和最低分后取平均值。

表4 匯報組成績評定標準

2.專家組成績。每名學生有7～8場匯報成績和7～8場平均成績。其中，匯報組成績在60分以下時，論證不通過，匯報組成員無該場成績；依據(jù)情景劇表現(xiàn)給出T1—T3成員匯報成績權(quán)重，給出T4—T6平時成績；每場情景劇匯報成績=組成績×成員匯報成績權(quán)重；每名同學綜合表現(xiàn)成績=0.7×Σ4場匯報組成績/10+0.3×Σ4場專家組成績/10。

(二)期末試卷考核

對于課程中的基本原理、基本規(guī)律等在課堂討論中不容易呈現(xiàn)或需要學生必須記憶的內(nèi)容，本項目采用試卷考核形式。試卷考核應側(cè)重于課程的重點難點以及知識的靈活運用，以檢測學生對基本知識點的掌握情況。

通過“試卷+過程”考核，可以有效控制學習過程，較好地活躍課堂，也能解決學生對知識點死記硬背、考完就忘的問題，為專業(yè)技能培養(yǎng)打下良好基礎(chǔ)。

四、結(jié)論及問題

本次研究性學習，通過對理論教學、實踐教學及考核評價機制等方面的改革，極大的提高了學生的學習興趣及參與課外設(shè)計的能力。在此過程中，通過積極引導學生參與創(chuàng)新實踐，指導該批學生參與課外創(chuàng)新實踐活動4項。其中，“挑戰(zhàn)杯”河北省大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽二等獎3項，第四屆全國大學生水利創(chuàng)新設(shè)計大賽優(yōu)勝獎1項，指導學生撰寫申請實用新型專利2項，發(fā)表科研論文2篇。此次實踐使學生收獲了除課本知識之外的許多寶貴經(jīng)驗。

但是，由于“水質(zhì)工程學”教學改革在我校尚屬首次，因此，本課程的改革過程中出現(xiàn)了一些困難。如基礎(chǔ)教學設(shè)施還不完善，圖書資料室與相配套的專業(yè)資料急缺，由于實習經(jīng)費緊張導致實習地點范圍較小，研究性學習同時開展的人數(shù)(67人)較多，匯報組之外的學生的積極性及參與性調(diào)動比較困難等。相信在后續(xù)的改革和實踐中，會逐步克服本次實踐中的不足，進一步提高教學效果及學生的積極性。

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(編輯：劉偉霄)

2016-09-02

河北農(nóng)業(yè)大學教學研究項目：“‘水質(zhì)工程學’研究性學習”(編號：2014Y09)。

張小燕(1985-)，女， 山東濟南人，碩士，講師， 主要研究方向：給排水科學與工程教學與管理。

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