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摘要：《水质工程学》是给水排水专业核心专业主干课程，通过常规的教学方法很难达到预期的教学效果。因此，针对《水质工程学》课程特点，提出了“层进式”教学模式的构想。通过实践，“层进式”教学模式以学生为本，改革课堂教学内容，强化理论与工程实践相结合，开展课堂师生互动教学，有助于培养具有扎实的理论知识和广泛的知识面的技术型人才，以适应新时代的需求。
关键词：层进式；教学模式；水质工程学；实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）14-0125-02
在科学技术迅速发展的时代，工科高等教育应适应现代科学技术的发展。目前，国内外很多高校的教育模式各有不同，但对学生的创新能力、自主学习能力、实践能力方面的培养有很多共识之处。为培养出具有创新能力、自主创新能力、实践能力的技术人才，实现新时代大学培养目标，改革教学中的传统教学方法是提高专业课程教学质量的关键。水质工程学在排水工程专业中是一门主要的学科，在教学中占有重要地位。为了体现水处理理论的实用性和整体性，有关积水排水专业的专家建议高校对原《给水工程》和《排水工程》课程体系进行改革，建议开设《水质工程学》课程。
一、水质工程学课程概述
水质工程学是给水排水工程专业的主干课程，是各高校相关专业学习的重点内容。该课程以化学、生物、物理等课程内容为基础，在研究给水和废水处理的工程技术和工艺方面使用工程的方法，是一门涉及面广、实践性和理论性很强的综合性课程。因此，我们要在不断地摸索、实践中提高有关水质工程学的教学质量
二、水质工程学教学现状
1.教学内容以所选教材为主，内容较单一。水质工程学的教学内容以所选教材为主。教材對基本理论、基本概念、基本方法的讲解比较有条理、系统，理论性比较强，但是由于理论性强，比较抽象，使学生很难理解。当然，只是通过教材内容，不利于体现课程的综合性，使学生对实际工程的了解受到影响。
2.课程之间的联系不够紧密。为促使学生对基本理论、基本概念的深刻理解及对知识结构的掌握，许多高校还开设了给水排水工程专业实验课程。实验课程由验证性实验和演示性实验组成。对于理论教学来讲，实验教学的时间比较长而且相对滞后，实验老师对学生理论知识掌握的情况不了解，往往会出现对学生已经掌握的理论知识点，实验课程上又再次讲解，学生没有掌握的知识点，实验课程上又没有讲解的情况。导致实验教学没有发挥对理论教学补充的作用，既浪费了实验老师和学生的时间和学校的资源，又没有实现实验教学的应有的作用，造成资源、人力、时间的极大浪费。
3.未充分利用实习中搜集的关于水质工程学的资料。为进一步加深学生对教材内容的理解和掌握，以便在课程设计、毕业设计及以后的工作中打下坚实的基础，实习可以说是一个重要的教学手段。学校在大三上半年为给水排水工程专业的学生安排了大约1周的实习时期，暑假又安排了2周的实习。在实习过程中，学生在听技术人员介绍实习内容时，可以用仪器记录下见到的构筑物及设备，由于学生在还没有学完理论知识的情况下进行学习，所以很难将理论知识和实习中遇到的情况联系在一起，达不到实习教学的预期效果。同时，学生实习中拍摄资料仅仅为撰写实习报告所用，势必造成实习参观内容及拍摄资料的浪费。
三、“层进式”教学模式在水质工程学课程中的实践
1.“层进式”教学模式设计。“层进式”教学模式分过四个步骤：（1）由教师结合教材讲解教学内容。学生通过这个过程的学习并不能对所学的知识全面理解、消化、吸收，在短时间内只能有个粗略的认识。（2）教师根据教学内容的需要带领学生到给水排水工程专业实验室结合水处理构筑物实物模型，再次有针对性地讲解通过课堂讲授学生难以理解的知识点。帮助学生对教材中的基本概念、原理、水处理构筑物结构形式特点及工作过程、设计参数等知识点进一步消化、吸收。（3）由学生整理实习过程中拍摄的水厂照片资料及在网上收集的资料，根据所学内容，制作幻灯片讲解。学生通过收集整理资料，制作幻灯片，使所学的知识点通过自主学习的过程进一步深化。学生最后对制作的幻灯片进行专业表述的过程，就是学生对课程内容进一步深化的过程。学生在讲解幻灯片的过程中，不仅能反映出学生所学知识点上的欠缺，还可以变相地反映出教师的教学效果及课堂教学中存在的问题等。（4）由教师根据学生制作的幻灯片及在讲解过程中存在的问题及不足，以和学生讨论的形式讲解，从而弥补课堂教学中存在的缺陷和不足，给学生及时扫平学习过程中的障碍，提高学生的学习效果及兴趣。
2.“层进式”教学模式的特点。（1）“层进式”教学模式使课程教学内容更丰富。“层进式”教学模式使教学内容以单一的所选教材为主，扩充为以所选教材为基础、以实践内容为补充、以网络资源为拓展的结合水处理学科发展要求的教学内容，即：教材内容——实践教学中的水处理内容——学科前沿的水处理动态的层进形式。“层进式”教学模式是教学内容从抽象难懂的基本理论到学科前沿的层进，不仅体现水处理技术迅速发展，而且突显出了课程的综合性，使课堂教学内容不断更新。（2）“层进式”教学模式使理论教学与实践教学紧密结合，突出课程的工程性。《水质工程学》中基本概念多，水处理方法基本原理抽象，理论性强，水处理构筑物结构复杂、工作过程烦琐，较扎实地掌握水处理的基本概念、基本理论、基本方法是熟练运用处理方法解决水处理问题的前提。过去，教师仅仅想通过查阅大量的书籍，找寻便于学生理解的教学方法，收效甚微。又试图通过实习、实验等实践教学深化课堂理论知识了理解，结果也与预期相差甚远。而“层进式”教学模式巧妙地将理论教学与实践教学紧密结合，以理论教学为基础，充分发挥了实践教学对理论教学的有益补充作用。同时，在课堂教学中通过添加实践教学“元素”突出课程的工程性，增强了课程与课程的相关性。（3）“层进式”教学模式增强学生的自主学习能力、创造能力。“层进式”教学模式的实施，需要学生在实习实践中拍摄构筑物及设备，在课余时间结合所学专业借助网络了解学科发展动态，收集水处理的最新处理方法、处理工艺、处理设备等。根据课堂上所学的知识，与同组同学讨论、整理相关资料，制作成幻灯片，最后在课堂中进行讲解的过程使学生的自主学习能力得到淋漓尽致地发挥。同时，也增强了学生学习的主人翁意识，大大提高了学生的学习兴趣，最终增强了学生对知识的求知欲，使学生的创造能力大大提高。 四、“层进式”教学模式实施效果
1.促进学生综合能力提高。“层进式”教学模式实施3年中，参与实施计划的学生人数180人。学生的学习积极性明显增强，语言表达能力、团队合作能力、动手能力显著提高。学生参加的以《水质工程学》教学内容为基础的各种科研课外活动明显增加。改革实施过程中给水排水工程专业的学生参加实践活动17项，获得优秀团队称号4次，学生个人获奖9人次，以学生为第一作者发表文章5篇，学生获得国家授权的专利1项，学生获得中华环保基金会TOTO水基金2012年节水专利资助活动资助1项，学生制作水处理专业模型2个。在“层进式”教学模式实施过程中参与学生达144人次，占学生总数的80%。
2.促进教师综合能力增强。“层进式”教学模式的顺利实施，就需要授课教师有扎实的理论知识，同时还要有丰富的工程實践能力，以及较强的科研能力。这就推动了教师自我能力提高的过程。课题组教师在“层进式”教学模式实施3年中，获得国家授权的多项专利和课题。课题组教师获得石河子大学教学类奖项4人次。课题组发表教学法论文8篇。课题组教师获得石河子大学青年骨干教师资助计划项目3人，受聘为石河子大学水利建筑工程学院“水蓝社团”指导教师3人。出国深造攻读博士研究生教师1人，攻读国内博士研究生1人。
3.推动课程体系建设。在“层进式”教学模式实施过程中，课题组教师以学生为本，通过整合课程内容，强化理论与工程实践相结合，开展课堂师生互动教学，逐步建立科学合理的课程体系，推动专业课程的建设。通过课题组教师的共同努力，《水质工程学》获2012年度校级二类课程。
五、总结
水质工程学课程教学需要不断地摸索和完善。通过“层进式”教学模式的实践，整合课程内容，逐步建立科学合理的课程内容体系，对提高教学质量具有现实意义。同时，通过“层进式”教学模式的实践，激发学生的学习热情和兴趣，发挥学生的主观能动性，对培养具有扎实的理论知识又具有宽泛知识面的社会需要的工程技术人才具有重要意义。
参考文献：
[1]蒲彧.美国工程学士能力培养研究——以密歇根大学为例[D].大连：大连理工大学硕士学位论文，2010.
[2]董娜.基于工程素质的高等工程教育课程改革的研究[D].苏州：苏州大学硕士学位论文，2006.
[3]吴湘.近年来我国高校课程建设研究[D].苏州：苏州大学硕士学位论文，2010.
[4]李正文，顾明华，袁涛，等.地方综合性大学农科创新人才培养模式研究与实践[J].高等农业教育，2012，（1）.
[5]李宗利，马孝义，蔡焕杰，等.农业水利工程专业人才培养模式研究与实践[J].高等农业教育，2012，（6）.
[6]给水排水工程专业指导委员会.全国高等学校土建类专业本科教育培养目标和培养方案及主干课程教学基本要求.给水排水工程专业（2004）专业建设[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.
关键词：层进式；教学模式；水质工程学；实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）14-0125-02
在科学技术迅速发展的时代，工科高等教育应适应现代科学技术的发展。目前，国内外很多高校的教育模式各有不同，但对学生的创新能力、自主学习能力、实践能力方面的培养有很多共识之处。为培养出具有创新能力、自主创新能力、实践能力的技术人才，实现新时代大学培养目标，改革教学中的传统教学方法是提高专业课程教学质量的关键。水质工程学在排水工程专业中是一门主要的学科，在教学中占有重要地位。为了体现水处理理论的实用性和整体性，有关积水排水专业的专家建议高校对原《给水工程》和《排水工程》课程体系进行改革，建议开设《水质工程学》课程。
一、水质工程学课程概述
水质工程学是给水排水工程专业的主干课程，是各高校相关专业学习的重点内容。该课程以化学、生物、物理等课程内容为基础，在研究给水和废水处理的工程技术和工艺方面使用工程的方法，是一门涉及面广、实践性和理论性很强的综合性课程。因此，我们要在不断地摸索、实践中提高有关水质工程学的教学质量
二、水质工程学教学现状
1.教学内容以所选教材为主，内容较单一。水质工程学的教学内容以所选教材为主。教材對基本理论、基本概念、基本方法的讲解比较有条理、系统，理论性比较强，但是由于理论性强，比较抽象，使学生很难理解。当然，只是通过教材内容，不利于体现课程的综合性，使学生对实际工程的了解受到影响。
2.课程之间的联系不够紧密。为促使学生对基本理论、基本概念的深刻理解及对知识结构的掌握，许多高校还开设了给水排水工程专业实验课程。实验课程由验证性实验和演示性实验组成。对于理论教学来讲，实验教学的时间比较长而且相对滞后，实验老师对学生理论知识掌握的情况不了解，往往会出现对学生已经掌握的理论知识点，实验课程上又再次讲解，学生没有掌握的知识点，实验课程上又没有讲解的情况。导致实验教学没有发挥对理论教学补充的作用，既浪费了实验老师和学生的时间和学校的资源，又没有实现实验教学的应有的作用，造成资源、人力、时间的极大浪费。
3.未充分利用实习中搜集的关于水质工程学的资料。为进一步加深学生对教材内容的理解和掌握，以便在课程设计、毕业设计及以后的工作中打下坚实的基础，实习可以说是一个重要的教学手段。学校在大三上半年为给水排水工程专业的学生安排了大约1周的实习时期，暑假又安排了2周的实习。在实习过程中，学生在听技术人员介绍实习内容时，可以用仪器记录下见到的构筑物及设备，由于学生在还没有学完理论知识的情况下进行学习，所以很难将理论知识和实习中遇到的情况联系在一起，达不到实习教学的预期效果。同时，学生实习中拍摄资料仅仅为撰写实习报告所用，势必造成实习参观内容及拍摄资料的浪费。
三、“层进式”教学模式在水质工程学课程中的实践
1.“层进式”教学模式设计。“层进式”教学模式分过四个步骤：（1）由教师结合教材讲解教学内容。学生通过这个过程的学习并不能对所学的知识全面理解、消化、吸收，在短时间内只能有个粗略的认识。（2）教师根据教学内容的需要带领学生到给水排水工程专业实验室结合水处理构筑物实物模型，再次有针对性地讲解通过课堂讲授学生难以理解的知识点。帮助学生对教材中的基本概念、原理、水处理构筑物结构形式特点及工作过程、设计参数等知识点进一步消化、吸收。（3）由学生整理实习过程中拍摄的水厂照片资料及在网上收集的资料，根据所学内容，制作幻灯片讲解。学生通过收集整理资料，制作幻灯片，使所学的知识点通过自主学习的过程进一步深化。学生最后对制作的幻灯片进行专业表述的过程，就是学生对课程内容进一步深化的过程。学生在讲解幻灯片的过程中，不仅能反映出学生所学知识点上的欠缺，还可以变相地反映出教师的教学效果及课堂教学中存在的问题等。（4）由教师根据学生制作的幻灯片及在讲解过程中存在的问题及不足，以和学生讨论的形式讲解，从而弥补课堂教学中存在的缺陷和不足，给学生及时扫平学习过程中的障碍，提高学生的学习效果及兴趣。
2.“层进式”教学模式的特点。（1）“层进式”教学模式使课程教学内容更丰富。“层进式”教学模式使教学内容以单一的所选教材为主，扩充为以所选教材为基础、以实践内容为补充、以网络资源为拓展的结合水处理学科发展要求的教学内容，即：教材内容——实践教学中的水处理内容——学科前沿的水处理动态的层进形式。“层进式”教学模式是教学内容从抽象难懂的基本理论到学科前沿的层进，不仅体现水处理技术迅速发展，而且突显出了课程的综合性，使课堂教学内容不断更新。（2）“层进式”教学模式使理论教学与实践教学紧密结合，突出课程的工程性。《水质工程学》中基本概念多，水处理方法基本原理抽象，理论性强，水处理构筑物结构复杂、工作过程烦琐，较扎实地掌握水处理的基本概念、基本理论、基本方法是熟练运用处理方法解决水处理问题的前提。过去，教师仅仅想通过查阅大量的书籍，找寻便于学生理解的教学方法，收效甚微。又试图通过实习、实验等实践教学深化课堂理论知识了理解，结果也与预期相差甚远。而“层进式”教学模式巧妙地将理论教学与实践教学紧密结合，以理论教学为基础，充分发挥了实践教学对理论教学的有益补充作用。同时，在课堂教学中通过添加实践教学“元素”突出课程的工程性，增强了课程与课程的相关性。（3）“层进式”教学模式增强学生的自主学习能力、创造能力。“层进式”教学模式的实施，需要学生在实习实践中拍摄构筑物及设备，在课余时间结合所学专业借助网络了解学科发展动态，收集水处理的最新处理方法、处理工艺、处理设备等。根据课堂上所学的知识，与同组同学讨论、整理相关资料，制作成幻灯片，最后在课堂中进行讲解的过程使学生的自主学习能力得到淋漓尽致地发挥。同时，也增强了学生学习的主人翁意识，大大提高了学生的学习兴趣，最终增强了学生对知识的求知欲，使学生的创造能力大大提高。 四、“层进式”教学模式实施效果
1.促进学生综合能力提高。“层进式”教学模式实施3年中，参与实施计划的学生人数180人。学生的学习积极性明显增强，语言表达能力、团队合作能力、动手能力显著提高。学生参加的以《水质工程学》教学内容为基础的各种科研课外活动明显增加。改革实施过程中给水排水工程专业的学生参加实践活动17项，获得优秀团队称号4次，学生个人获奖9人次，以学生为第一作者发表文章5篇，学生获得国家授权的专利1项，学生获得中华环保基金会TOTO水基金2012年节水专利资助活动资助1项，学生制作水处理专业模型2个。在“层进式”教学模式实施过程中参与学生达144人次，占学生总数的80%。
2.促进教师综合能力增强。“层进式”教学模式的顺利实施，就需要授课教师有扎实的理论知识，同时还要有丰富的工程實践能力，以及较强的科研能力。这就推动了教师自我能力提高的过程。课题组教师在“层进式”教学模式实施3年中，获得国家授权的多项专利和课题。课题组教师获得石河子大学教学类奖项4人次。课题组发表教学法论文8篇。课题组教师获得石河子大学青年骨干教师资助计划项目3人，受聘为石河子大学水利建筑工程学院“水蓝社团”指导教师3人。出国深造攻读博士研究生教师1人，攻读国内博士研究生1人。
3.推动课程体系建设。在“层进式”教学模式实施过程中，课题组教师以学生为本，通过整合课程内容，强化理论与工程实践相结合，开展课堂师生互动教学，逐步建立科学合理的课程体系，推动专业课程的建设。通过课题组教师的共同努力，《水质工程学》获2012年度校级二类课程。
五、总结
水质工程学课程教学需要不断地摸索和完善。通过“层进式”教学模式的实践，整合课程内容，逐步建立科学合理的课程内容体系，对提高教学质量具有现实意义。同时，通过“层进式”教学模式的实践，激发学生的学习热情和兴趣，发挥学生的主观能动性，对培养具有扎实的理论知识又具有宽泛知识面的社会需要的工程技术人才具有重要意义。
参考文献：
[1]蒲彧.美国工程学士能力培养研究——以密歇根大学为例[D].大连：大连理工大学硕士学位论文，2010.
[2]董娜.基于工程素质的高等工程教育课程改革的研究[D].苏州：苏州大学硕士学位论文，2006.
[3]吴湘.近年来我国高校课程建设研究[D].苏州：苏州大学硕士学位论文，2010.
[4]李正文，顾明华，袁涛，等.地方综合性大学农科创新人才培养模式研究与实践[J].高等农业教育，2012，（1）.
[5]李宗利，马孝义，蔡焕杰，等.农业水利工程专业人才培养模式研究与实践[J].高等农业教育，2012，（6）.
[6]给水排水工程专业指导委员会.全国高等学校土建类专业本科教育培养目标和培养方案及主干课程教学基本要求.给水排水工程专业（2004）专业建设[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.