水質工程學多元化教學模式探討

張彥平+王榮霞+李靜+李一兵+王朋+韓非

摘要：為了提高教學質量，水質工程學課程可以構建多元化教學模式。在教學實踐中，以多媒體與板書相結合為基礎，采用對比教學、啟發式教學、實踐教學、案例教學、研究型教學等多元化教學方法，在授課過程中建立課程主線，開設討論課、習題課，多方位地加強學生對知識的系統理解和掌握。實踐表明，多元化教學模式可以充分調動學生的積極性，開拓視野，活躍課堂氣氛，提高學生的積極性和創造性，取得較好的教學效果。

關鍵詞：水質工程學；多元化教學模式；啟發式教學；研究型教學

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）15-0106-02

水質工程學是給排水科學與工程專業的一門核心主干課程，該課程以物理化學處理知識和生物化學處理知識為主要授課內容，對水質概念、水質標準、水體污染的危害與自凈、水處理基本概念、基本原理、方法、工藝系統等進行系統講解，探討水處理新技術和新工藝及其未來的發展前景，為將來從事本專業工程設計、施工、規劃、科研以及運行管理等工作奠定必要的理論和應用基礎。該課程涉及面廣，理論性和實踐性強，內容多，課堂教學難度大。因此，課堂教學方法對學生理解與掌握該課程的基本知識具有至關重要的影響。為此，本文提出水質工程學課程的多元化教學模式，且在教學實踐中取得較好的效果。

一、多元化教學模式

1.以多媒體結合板書教學為基礎。由于傳統的板書教學會占用大量的課堂時間，減少有效信息的傳授，難以完成大綱規定的教學任務，而目前流行的多媒體教學能大大節省板書時間，且信息量大，會穿插圖片和動畫，能提高學生的注意力和興趣，受到廣大教師的青睞。但這種教學方式由于信息量太大，節奏過快，使得學生沒有足夠的時間進行思考，難以跟上教師的思路，同時教學過程中重點、難點不突出，易造成學生思緒和視覺疲乏。針對以上問題，水質工程學課程在教學過程中應采用多媒體與板書相結合的教學方法。在教學過程中，采用圖片、動畫、視頻等方式解決傳統教學方法難以講清楚，甚至無法講清楚的重點、難點或是工藝過程，有助于加深學生對理論知識和工程實際的理解和掌握，激發他們的課堂熱情和主動性。教學實踐發現，播放圖片、動畫或視頻時，學生的熱情會有所提高，注意力集中。在采用多媒體教學的同時，利用板書將每一堂課的主線及重點、難點書寫在黑板上，這樣有利于學生系統理解知識，把握重點、難點。授課過程發現，當教師停頓下來開始在黑板上書寫時，學生的注意力開始集中，并進行筆記。在講述基本理論、基本原理和公式推導等部分時，采用以板書授課為主、多媒體為輔的教學方法。如在公式推導過程中，一邊板書推演，一邊講解，學生可利用書寫板書的時間進行思考，此時教師可以觀察學生的反應，判斷他們的接受和理解程度，適時增加分析步驟，幫助學生理解和掌握所學知識。教學過程中發現，采用多媒體與板書結合的授課方式，學生不僅對重點、難點知識把握得較好，而且對工藝系統、運行等也有很好的理解，授課效果較好。

2.對比教學。對比教學不僅可以將新舊知識聯系起來，進行區分，而且能夠培養學生的學習興趣。以《水質工程學II》為例，活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理是生物處理的重點部分，如果單純地按章節進行講述，很多學生會感覺在理解方面存在一定的困難，認為知識比較散亂。因此，在授課時，教師可以將不同的方法、工藝進行比較。例如，可以將生物膜法與活性污泥法在污泥的存在形式、基本工藝流程、應用范圍、微生物相、處理工藝、運行管理、基建投資等方面進行系統比較。針對每一章節，可將不同形式的工藝進行比較。例如在講述活性污泥法的各種演變時，可以將傳統活性污泥法、漸減曝氣、分段進水、吸附—再生、完全混合、延時曝氣、高負荷、純氧曝氣、選擇器活性污泥法等多種工藝形式進行分析比較，有利于讓學生了解活性污泥工藝的發展，以及不同工藝的優缺點、原理及應用范圍，更加系統地掌握知識。

3.啟發式教學。啟發式教學是指教師根據教學目標，采用各種教學啟發手段，充分調動學生的積極性，讓其參與到教學活動中，發揮學生在學習中的主體作用，提高其學習的積極性和主動性，培養其思考問題、解決問題的能力。水質工程學這門課程和實際結合緊密，授課過程中為了提高學生的學習興趣，可以從日常生活中的一些問題出發，啟發學生進行思考，進而引入相應的理論知識。例如，在講授厭氧生物處理時，可以結合新聞報道提問“為什么新年放鞭炮時不宜在污廢水井蓋上燃放？”或“某工人下污水管道疏通卻突然昏迷是什么原因？”等，讓學生進行思考，進而引入厭氧生物處理過程中產生的有害廢氣及相關微生物。在講授產甲烷菌的環境因子時，向學生提問“為什么農村廁所改造產生的甲烷氣體夏天多而冬天少？”進而引入溫度對產甲烷菌的影響。教師通過學生感興趣問題，啟發他們積極思考，主動學習，提高學習熱情，加強對知識的掌握和理解。

4.實踐教學。由于水質工程學這門課程的工程實踐性較強，其在實際的教學過程中必須結合課程設計、課程實習以及實驗教學等實踐性教學方式，才能多方面地培養學生，使其成為合格的水處理工程人員。因此，本專業安排了認識實習和課程實習，帶領學生參觀多個污水處理工藝，給予他們直觀的印象，從而將課堂的基礎理論和工程實踐相結合，提高學習熱情和對實際工程的理解能力。課堂教學過程中應穿插一些主要構筑物內部結構的講解，結合實習時見到的構筑物的內部結構，使得學生更容易理解，否則設計時會感覺一頭霧水，不知道自己計算的是什么，是干什么用的。

實驗教學是水質工程學不可或缺的重要環節。通過實驗，不僅能加深學生對水質工程學基本概念、原理和規律的理解和應用，更重要的是能培養和提高他們的實踐能力和創新能力。根據水質工程學的內容要求和目前水處理發展趨勢，結合學?，F有實驗室的設備，設置操作性、演示性實驗和驗證實驗，可以加深學生對基礎理論的理解，訓練他們的動手能力，激發對實驗探索的主動性和積極性，增強教學效果。

5.案例教學。案例教學是指將以真實事件為基礎所撰寫的案例應用于課堂教學，通過教師講授基本知識、提出問題、組織學生討論、得出分析結果等過程來實現教學目的，改善教學效果。水質工程學在教學過程中，有針對性地將模擬實際污水處理工藝的課程設計布置給學生，并在課堂教學過程中結合實際工程案例進行有針對性的講解，包括工藝流程的選擇、構筑物的選擇、參數的選取、主要構筑物的設計與計算等，讓學生結合自己的課程設計進行比較，引導其完成工程設計，并引入設計手冊、規范等設計資料，逐步培養學生查閱資料、自主學習的能力。在教學過程中，結合水處理工程中存在的實際問題展開討論，引發其進行思考。例如針對參觀的某SBR污水處理工藝，可以引出一連串讓學生思考的問題。如，進水水質為何會發紅？采用何種方法來解決？會帶來何種后果？等等。這種教學方式有助于深化學生對理論知識的理解，增強其全面分析問題及解決問題的能力。

6.研究型教學。根據課堂講解的理論課教學內容，引導對科研感興趣的學生利用學校圖書館的學術期刊庫及搜索引擎，查找近幾年發表的與課堂講授內容相關的學術期刊、工程實例等，結合課本知識進行分析對比，培養學生資料查閱、文獻整理和總結的能力。同時，對科研感興趣的學生，還可以讓其加入到教師的科研團隊中，參加相關的科學研究，或鼓勵其參加校內的大學生創新活動，撰寫申請書和論文，鍛煉和提高學生的創新意識和科研能力，為學生將來讀研和就業打下堅實的基礎。

7.建立課程主線。水質工程學課程涉及的知識面廣，學科交叉，內容多，并涉及新工藝、新理論、新技術，如果不將所講內容串聯起來，學生會感覺所學內容多而散，記憶困難。因此，在講授每一章節之前，要對該章節的內容主線進行總結，找到其內在聯系和規律，建立起主體線索，形成邏輯性強的系統結構，使得學生對該章內容有一個整體的把握，同時也可鍛煉學生的思維方式。

8.開展討論課、習題課。在授課過程中，針對某些問題開展課堂討論，先提出問題，讓學生分組進行討論，然后由教師進行歸納總結。例如，在講授曝氣這一節時，教師可以讓大家根據氧轉移速率公式討論提高充氧效果的途徑有哪些。之后，教師進行總結歸納，補充不足，這可以充分調動學生的學習積極性，加深其對知識的印象和理解。在講授污泥時，可以讓學生討論“今后污泥處理處置的發展方向”，這有助于提高學生的思維能力和創新能力。同時，留有一定量的思考題，使學生對重點知識和理論做到有效的掌握，并對學生形成獨立思考、勤于思考的習慣有所幫助。教師可根據習題的完成情況，了解學生對知識點的理解和掌握程度，以此為據，不斷改進教學方法，提高教學效果。

二、總結

水質工程學作為給排水科學與工程專業的主干課程，與理論學科不同，其教學方法也應具有獨特性。在授課過程中，教師應根據課程內容采用多元化教學模式，充分發揮各種教學方法的優勢，全方位調動學生的學習興趣，提高其積極性和創造性，取得較好的教學效果，彰顯其獨特性。今后，為了進一步提高水質工程學的教學質量，仍需我們不斷地進行深入思考、研究、實踐、總結和完善，更進一步地提高水質工程學的教學效果。

參考文獻：

[1]張勇，唐冬生.采用多媒體教學存在的問題與對策[J].教學研究，2005，28（3）：247-249.

[2]劉強.幾種教學方法在《水質工程學》課堂教學中的綜合應用[J].大學教育，2013，（2）：125-127.