水污染控制工程課程設(shè)計創(chuàng)建思考
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摘要：目前《水污染控制工程》課程設(shè)計在課程設(shè)置、選題上往往存在理論與實踐脫節(jié)等問題，分析基于就業(yè)為導(dǎo)向的地方院校的教育特點和優(yōu)勢，在明確《水污染控制工程》課程設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，從課程設(shè)計的任務(wù)布置、教學(xué)模式及評價反饋體系的構(gòu)建等幾個方面闡述我校水污染控制工程課程設(shè)計教學(xué)改革措施，以全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、對理論課程的領(lǐng)悟能力和解決實際工程問題的能力。
關(guān)鍵詞：水污染控制工程；課程設(shè)計；模式
《水污染控制工程》是環(huán)境工程專業(yè)一門重要的專業(yè)核心課程，也是一門綜合性和實踐性極強的專業(yè)課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要認(rèn)識污水處理的必要性，并了解我國污水排放標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范，培養(yǎng)綜合運用《水污染控制工程》基本理論和專業(yè)知識的能力，掌握城市污水二級處理廠工藝設(shè)計的程序、內(nèi)容、方法和工藝計算。水污染控制工程課程設(shè)計是進一步鞏固和加深學(xué)生對所學(xué)《水污染控制工程》理論課程知識和理解的重要環(huán)節(jié)，是連接基本理論和工程實際的紐帶和橋梁，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)所學(xué)系統(tǒng)的理論課知識及感觀的認(rèn)識實習(xí)，分析解決工程實際問題，對于培養(yǎng)和提高學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力以及團隊協(xié)作能力具有重要意義[1，2]。近年來大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)形勢嚴(yán)峻，而我國大學(xué)期間的課程設(shè)置及教學(xué)往往重視理論知識的傳授，對于培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力的關(guān)注相對較少，雖然目前逐步開設(shè)了一些創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，但仍然不能解決工科畢業(yè)生工程實踐能力差、不能滿足就業(yè)和社會的需要的問題；另一方面企業(yè)不愿意接受應(yīng)屆畢業(yè)生實習(xí)，不愿花時間和精力參與培養(yǎng)工程師，都造成大學(xué)生就業(yè)難的狀況。上海理工大學(xué)是一所以理工科為主的培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的上海市屬重點大學(xué)，在就業(yè)形勢日益嚴(yán)峻的情況下，我們在構(gòu)建課程及教學(xué)內(nèi)容體系上更加注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運用各種知識和技能解決工程實際問題的能力，通過課內(nèi)與課外相結(jié)合、教學(xué)和實踐工程相結(jié)合的方式，搞好課程設(shè)計這一實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，對于提升本科生就業(yè)率，提高企業(yè)對我校環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生滿意率具有十分重要的意義。在環(huán)境工程專業(yè)本科生《水污染控制工程》課程設(shè)計的執(zhí)教過程中，我們做了如下探索與建設(shè)實踐。
一、改進教學(xué)模式
過去《水污染控制工程》課程設(shè)計通常安排在《水污染控制工程》理論課教學(xué)、認(rèn)識實習(xí)之后集中一到兩周時間進行，時間緊，任務(wù)重，而且通常安排作為本科階段專業(yè)課程的第一個課程設(shè)計。學(xué)生沒有相應(yīng)的工程設(shè)計基礎(chǔ)和工程類課程設(shè)計基礎(chǔ)，因此對于工程設(shè)計的一般步驟、工程設(shè)計手冊和設(shè)計規(guī)范的利用能力較差，往往感覺無從下手[3]。另外，這種先理論教學(xué)后課程設(shè)計的模式雖然能夠令學(xué)生在掌握一定理論知識的基礎(chǔ)上進行工程設(shè)計，但由于在實際教學(xué)過程中，理論課更注重原理和單個構(gòu)筑物的設(shè)計計算，往往容易忽略構(gòu)筑物的配水、銜接形式等內(nèi)容，使得理論與實踐相脫節(jié)；此外，課程設(shè)計與認(rèn)識實習(xí)分離進行，時間間隔較長，學(xué)生基本對處理構(gòu)筑物走馬觀花地看一遍，不能深入了解構(gòu)筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對于學(xué)生實際了解構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)及運行維護理解困難，對課程設(shè)計幫助不大。新教學(xué)模式將課程設(shè)計貫穿于整個《水污染控制工程》教學(xué)的全過程，增加了課程設(shè)計的學(xué)時數(shù)，在理論教學(xué)初期，布置任務(wù)書，學(xué)生根據(jù)任務(wù)書一邊學(xué)習(xí)理論知識，一邊完成方案選擇及構(gòu)筑物計算，理論課結(jié)束后完成設(shè)計計算說明書的編制及工程圖紙的繪制。在理論教學(xué)過程中，授課教師可針對構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)、原理、設(shè)計規(guī)范、設(shè)計計算、三維動畫演示運行效果等方式更有針對性地進行授課；在實習(xí)實踐環(huán)節(jié)，通過學(xué)院實驗室現(xiàn)有構(gòu)筑物模型或理論課期間安排認(rèn)識實習(xí)，有利于促進課堂教學(xué)和課程設(shè)計的進行，有助于學(xué)生對課程設(shè)計和實習(xí)內(nèi)容更深入的理解；期間通過查閱文獻、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范，獨立完成設(shè)計計算，最后通過答辯、修改等環(huán)節(jié)提交課程設(shè)計成果，教師根據(jù)設(shè)計成果及時將問題反饋，進一步保證和提升課程設(shè)計質(zhì)量。
二、合理選題，豐富設(shè)計題材
根據(jù)以往課程設(shè)計經(jīng)驗，我們摸索出一套質(zhì)量監(jiān)控措施，最關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于我們對選題進行了嚴(yán)格控制，課程設(shè)計的題目盡可能選用污水處理設(shè)施的工程實例，選題范圍盡可能覆蓋理論課大綱的知識點、重點和難點，然后將任務(wù)書中的水量和水質(zhì)進行改變，給出的任務(wù)書題目大于學(xué)生分組數(shù)，令每組學(xué)生設(shè)計任務(wù)書中涉及的污水總量、居民數(shù)量和水質(zhì)（BOD、COD、SS、TP、TN、NH3-N）均不同，做到題目的多樣化，同時對每個題目有人數(shù)要求，由學(xué)生選擇相應(yīng)水量和工藝，獨立完成設(shè)計計算任務(wù)，加深學(xué)生對相關(guān)理論知識的理解和應(yīng)用。對于學(xué)生分組盡可能做到各組整體學(xué)習(xí)能力大致相當(dāng)，但組內(nèi)成員的理論水平、學(xué)習(xí)能力及CAD繪圖能力等方面要有一定差異，組長根據(jù)組員實際情況對課程設(shè)計進行合理分工，明確每個組員的職責(zé)[4]并進行列表記錄，用于檢查，減少抄襲現(xiàn)象的發(fā)生。這樣既可以讓學(xué)生接觸到更多的課程設(shè)計，防止全班同一個題目，促進學(xué)生獨立思考，同時又能滿足設(shè)計團隊成員間相互交流、團隊協(xié)作的需要[5]。在課程設(shè)計任務(wù)書的編排上，按照教學(xué)大綱的要求，雖然在難度、深度和廣度等要求上與實際工程設(shè)計有一定差距，僅為某城鎮(zhèn)污水處理工藝的初步設(shè)計，但選題皆來自實際工程案例，有利于初步培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和實踐素養(yǎng)；此外，設(shè)計任務(wù)書明確課程設(shè)計的目的、具體設(shè)計內(nèi)容、計劃步驟安排，使學(xué)生明確任務(wù)，明確在哪些時間節(jié)點完成哪些工作，按計劃有序進行，且使指導(dǎo)教師能夠根據(jù)進度及時進行檢查、督促和指導(dǎo)[6]。
三、評價體系改革
與傳統(tǒng)課程設(shè)計模式中學(xué)生上交設(shè)計計算說明書和設(shè)計圖紙相比，我們在評價體系上做出了相應(yīng)改革，采用平時成績、中期檢查、答辯和成果評價的評價體系。中期考核是課程設(shè)計完成的保障，在以往的畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生由于實習(xí)、拖沓習(xí)慣等各種因素，習(xí)慣于在答辯前突擊完成。因此，在指導(dǎo)教師根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)書和指導(dǎo)書的相關(guān)時間節(jié)點進行監(jiān)督的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格的中期考核可以較好地督促學(xué)生保質(zhì)、保量、按時完成畢業(yè)設(shè)計。因此，我們借鑒相關(guān)經(jīng)驗，在穿插于整個理論教學(xué)周的課程設(shè)計中安排中期檢查，根據(jù)學(xué)生中期檢查的質(zhì)量，給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，作為平時成績的一部分。在學(xué)生完成課程設(shè)計初稿的基礎(chǔ)上，組織答辯，讓學(xué)生就課程設(shè)計的設(shè)計背景、設(shè)計規(guī)模及要求、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計原則、工藝流程的選擇、構(gòu)筑物設(shè)計計算、圖紙及設(shè)計說明書的編制等方面進行闡述，教師根據(jù)計算說明書及圖紙中存在的問題進行點評并給出答辯成績，在規(guī)定時間內(nèi)學(xué)生就存在問題進行全面修改，然后提交最終課程設(shè)計成果。平時成績根據(jù)學(xué)生在設(shè)計過程中出勤率、討論答疑參與度及按時間規(guī)劃完成設(shè)計任務(wù)的情況（中期檢查）給定；設(shè)計成果成績由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生最終提交的設(shè)計說明書、設(shè)計圖紙等文件的質(zhì)量情況進行評價。教師根據(jù)平時表現(xiàn)、答辯情況及設(shè)計成果給出成績。
四、課程設(shè)計反饋
通過答疑、中期檢查、答辯和成果評價等環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的一些問題、問題跡象或一些容易出錯的地方，通過集中上課的方式給予講解，保證課程設(shè)計穩(wěn)中有序、按時、保質(zhì)地完成；在課程設(shè)計最后，針對課程設(shè)計的一般設(shè)計步驟、設(shè)計計算說明書及圖紙設(shè)計要點、主要問題等進行總結(jié)，令學(xué)生對污水處理廠的設(shè)計有一個系統(tǒng)的訓(xùn)練，同時鞏固課程所學(xué)知識和概念；在課程設(shè)計結(jié)束后再安排一次認(rèn)識實習(xí)，加深感性認(rèn)識，同時對污水廠設(shè)備、設(shè)施的運行維護進一步加深了解，豐富課本外的實踐經(jīng)驗；學(xué)生上交最終設(shè)計成果后，針對學(xué)生的設(shè)計內(nèi)容，給出總結(jié)和意見建議，有利于學(xué)生工程實踐能力及畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的提高。課程設(shè)計是高校培養(yǎng)卓越工程人才的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，我校的改革實踐證明，基于就業(yè)為導(dǎo)向的《水污染控制工程》課程設(shè)計建設(shè)取得了一定的效果，采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法、豐富教學(xué)內(nèi)容和加強實踐環(huán)節(jié)，將學(xué)校教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)相結(jié)合，保證學(xué)生對實際工程有直觀、全面的認(rèn)識，對學(xué)生工程知識、工程素養(yǎng)的培養(yǎng)有很大幫助，有助于學(xué)生盡快適應(yīng)工作崗位。
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作者：楊一瓊 王吟 張曉東 陶紅 黃遠(yuǎn)東 單位：上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院