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水污染控制工程课程设计创建思考

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发布日期:2019-01-10 18:00

摘要:目前《水污染控制工程》课程设计在课程设置、选题上往往存在理论与实践脱节等问题,分析基于就业为导向的地方院校的教育特点和优势,在明确《水污染控制工程》课程设计的教学目标的基础上,从课程设计的任务布置、教学模式及评价反馈体系的构建等几个方面阐述我校水污染控制工程课程设计教学改革措施,以全面提高学生的学习兴趣、对理论课程的领悟能力和解决实际工程问题的能力。

关键词:水污染控制工程;课程设计;模式

《水污染控制工程》是环境工程专业一门重要的专业核心课程,也是一门综合性和实践性极强的专业课程。通过该课程的学习,学生要认识污水处理的必要性,并了解我国污水排放标准和相关规范,培养综合运用《水污染控制工程》基本理论和专业知识的能力,掌握城市污水二级处理厂工艺设计的程序、内容、方法和工艺计算。水污染控制工程课程设计是进一步巩固和加深学生对所学《水污染控制工程》理论课程知识和理解的重要环节,是连接基本理论和工程实际的纽带和桥梁,培养学生根据所学系统的理论课知识及感观的认识实习,分析解决工程实际问题,对于培养和提高学生的实践能力、创新能力以及团队协作能力具有重要意义[1,2]。近年来大学毕业生就业形势严峻,而我国大学期间的课程设置及教学往往重视理论知识的传授,对于培养学生综合应用能力以及创新能力的关注相对较少,虽然目前逐步开设了一些创新创业课程,但仍然不能解决工科毕业生工程实践能力差、不能满足就业和社会的需要的问题;另一方面企业不愿意接受应届毕业生实习,不愿花时间和精力参与培养工程师,都造成大学生就业难的状况。上海理工大学是一所以理工科为主的培养工程应用型人才的上海市属重点大学,在就业形势日益严峻的情况下,我们在构建课程及教学内容体系上更加注重培养学生综合运用各种知识和技能解决工程实际问题的能力,通过课内与课外相结合、教学和实践工程相结合的方式,搞好课程设计这一实践性教学环节,对于提升本科生就业率,提高企业对我校环境工程专业毕业生满意率具有十分重要的意义。在环境工程专业本科生《水污染控制工程》课程设计的执教过程中,我们做了如下探索与建设实践。

一、改进教学模式

过去《水污染控制工程》课程设计通常安排在《水污染控制工程》理论课教学、认识实习之后集中一到两周时间进行,时间紧,任务重,而且通常安排作为本科阶段专业课程的第一个课程设计。学生没有相应的工程设计基础和工程类课程设计基础,因此对于工程设计的一般步骤、工程设计手册和设计规范的利用能力较差,往往感觉无从下手[3]。另外,这种先理论教学后课程设计的模式虽然能够令学生在掌握一定理论知识的基础上进行工程设计,但由于在实际教学过程中,理论课更注重原理和单个构筑物的设计计算,往往容易忽略构筑物的配水、衔接形式等内容,使得理论与实践相脱节;此外,课程设计与认识实习分离进行,时间间隔较长,学生基本对处理构筑物走马观花地看一遍,不能深入了解构筑物内部结构,对于学生实际了解构筑物结构及运行维护理解困难,对课程设计帮助不大。新教学模式将课程设计贯穿于整个《水污染控制工程》教学的全过程,增加了课程设计的学时数,在理论教学初期,布置任务书,学生根据任务书一边学习理论知识,一边完成方案选择及构筑物计算,理论课结束后完成设计计算说明书的编制及工程图纸的绘制。在理论教学过程中,授课教师可针对构筑物的结构、原理、设计规范、设计计算、三维动画演示运行效果等方式更有针对性地进行授课;在实习实践环节,通过学院实验室现有构筑物模型或理论课期间安排认识实习,有利于促进课堂教学和课程设计的进行,有助于学生对课程设计和实习内容更深入的理解;期间通过查阅文献、设计手册、设计规范,独立完成设计计算,最后通过答辩、修改等环节提交课程设计成果,教师根据设计成果及时将问题反馈,进一步保证和提升课程设计质量。

二、合理选题,丰富设计题材

根据以往课程设计经验,我们摸索出一套质量监控措施,最关键环节在于我们对选题进行了严格控制,课程设计的题目尽可能选用污水处理设施的工程实例,选题范围尽可能覆盖理论课大纲的知识点、重点和难点,然后将任务书中的水量和水质进行改变,给出的任务书题目大于学生分组数,令每组学生设计任务书中涉及的污水总量、居民数量和水质(BOD、COD、SS、TP、TN、NH3-N)均不同,做到题目的多样化,同时对每个题目有人数要求,由学生选择相应水量和工艺,独立完成设计计算任务,加深学生对相关理论知识的理解和应用。对于学生分组尽可能做到各组整体学习能力大致相当,但组内成员的理论水平、学习能力及CAD绘图能力等方面要有一定差异,组长根据组员实际情况对课程设计进行合理分工,明确每个组员的职责[4]并进行列表记录,用于检查,减少抄袭现象的发生。这样既可以让学生接触到更多的课程设计,防止全班同一个题目,促进学生独立思考,同时又能满足设计团队成员间相互交流、团队协作的需要[5]。在课程设计任务书的编排上,按照教学大纲的要求,虽然在难度、深度和广度等要求上与实际工程设计有一定差距,仅为某城镇污水处理工艺的初步设计,但选题皆来自实际工程案例,有利于初步培养学生的工程思维和实践素养;此外,设计任务书明确课程设计的目的、具体设计内容、计划步骤安排,使学生明确任务,明确在哪些时间节点完成哪些工作,按计划有序进行,且使指导教师能够根据进度及时进行检查、督促和指导[6]。

三、评价体系改革

与传统课程设计模式中学生上交设计计算说明书和设计图纸相比,我们在评价体系上做出了相应改革,采用平时成绩、中期检查、答辩和成果评价的评价体系。中期考核是课程设计完成的保障,在以往的毕业设计环节,我们发现学生由于实习、拖沓习惯等各种因素,习惯于在答辩前突击完成。因此,在指导教师根据课程设计任务书和指导书的相关时间节点进行监督的基础上,严格的中期考核可以较好地督促学生保质、保量、按时完成毕业设计。因此,我们借鉴相关经验,在穿插于整个理论教学周的课程设计中安排中期检查,根据学生中期检查的质量,给出相应的分数,作为平时成绩的一部分。在学生完成课程设计初稿的基础上,组织答辩,让学生就课程设计的设计背景、设计规模及要求、设计内容、设计原则、工艺流程的选择、构筑物设计计算、图纸及设计说明书的编制等方面进行阐述,教师根据计算说明书及图纸中存在的问题进行点评并给出答辩成绩,在规定时间内学生就存在问题进行全面修改,然后提交最终课程设计成果。平时成绩根据学生在设计过程中出勤率、讨论答疑参与度及按时间规划完成设计任务的情况(中期检查)给定;设计成果成绩由指导教师根据学生最终提交的设计说明书、设计图纸等文件的质量情况进行评价。教师根据平时表现、答辩情况及设计成果给出成绩。

四、课程设计反馈

通过答疑、中期检查、答辩和成果评价等环节中出现的一些问题、问题迹象或一些容易出错的地方,通过集中上课的方式给予讲解,保证课程设计稳中有序、按时、保质地完成;在课程设计最后,针对课程设计的一般设计步骤、设计计算说明书及图纸设计要点、主要问题等进行总结,令学生对污水处理厂的设计有一个系统的训练,同时巩固课程所学知识和概念;在课程设计结束后再安排一次认识实习,加深感性认识,同时对污水厂设备、设施的运行维护进一步加深了解,丰富课本外的实践经验;学生上交最终设计成果后,针对学生的设计内容,给出总结和意见建议,有利于学生工程实践能力及毕业设计质量的提高。课程设计是高校培养卓越工程人才的重要实践教学环节,我校的改革实践证明,基于就业为导向的《水污染控制工程》课程设计建设取得了一定的效果,采用恰当的教学方法、丰富教学内容和加强实践环节,将学校教学与企业生产实习相结合,保证学生对实际工程有直观、全面的认识,对学生工程知识、工程素养的培养有很大帮助,有助于学生尽快适应工作岗位。

参考文献:

[1]郝桂珍,杨国丽.浅谈水污染控制工程课程教学模式的改革[J].教学研究,2014,37(4):41-43.

[2]丁磊,汪明明,张新喜.给水厂课程设计新教学模式的构建与实践[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2012,29(6):120-121.

[3]温青,李茹民,谭淑媛.基于“卓越计划”的团队合作的水污染控制工程课程设计模式的探讨[J].教育教学论坛,2014,(23):226-227.

[4]仇春华,欧晓霞,张凤杰,王崇.团队合作学习在课程设计中的应用于探索[J].中国电力教育,2013,269(10):154-155.

[5]王淑勤,张敬红.双语教学中课程设计的设置与考核[J].中国电力教育,2012:17-18.

[6]胡国强.课程设计的教学探索[J].焦作大学学报,2002,1(3):62-64.

作者:杨一琼 王吟 张晓东 陶红 黄远东 单位:上海理工大学环境与建筑学院

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