提高水质工程设备基础课程教学质量的探索与实践
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摘要：《水质工程设备基础》是给水排水工程专业本科生的一门专业基础课。为提高教学质量，根据课程之间的衔接关系，对课程进行了合理的安排；教学中明确教学重点和难点，并积极进行了教学方法和手段改革。教学实践表明，以上方法和途径可有效提高教学质量。
关键词：水质工程设备基础；教学质量；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）33-0162-02
《水质工程设备基础》是给水排水工程专业根据学科发展需要开设的一门专业基础课[1]。随着给水排水工程领域新技术、新设备的不断出现，从事给水排水工程的专业技术人员必须加强对水工艺设备的设计、制造和运行管理等基础知识的掌握。通过本课程的学习，使学生全面了解水工艺设备的常用材料；熟悉水工艺设备的制造、设计、工艺特点、适用条件等基础知识，掌握设备材料腐蚀防护的基本原理和容器应力理论，为学生今后从事工程设计、生产施工、设备维护、技术管理等各项工作打下扎实的专业理论知识基础。笔者从2004年开始参与了我校给水排水工程专业各级本科生的培养计划制订，并多次主讲《水质工程设备基础》课程，以下是对《水质工程设备基础》课程安排和教学改革的一些体会。
一、适时安排《水质工程设备基础》课程，注重与基础课、理论课和实践环节的衔接
合理、有序、系统地安排好给排水工程专业各门课程及各个教学环节对于稳定教学秩序、提高教学质量具有重要意义。《水质工程设备基础》的内容分为基础篇和设备篇，教学时间安排应注重与基础课、理论课和实践环节的衔接。根据我校给排水工程专业培养计划，“基础篇”涉及的基础类课程有《物理化学》、《工程力学》和《流体力学》等，《水质工程设备基础》课程教学安排在以上基础课之后；而“设备篇”涉及课程《泵与泵站》、《水质工程学》、《给排水管道系统》、《建筑给排水》和《水工仪表与控制》等，《水质工程设备基础》课程也应安排在以上专业基础课和专业课教学之后。根据以上课程之间的衔接关系，我校将《水质工程设备基础》安排在第八学期前三周。在第六、七学期开设过专业基础课和专业课教学以后，此时学习《水质工程设备基础》可巩固专业知识，承前启后。
《水质工程设备基础》课程安排的同时考虑了该课程与教学实践环节之间的关系，有利于提高后续实践环节的教学效果。与《水质工程设备基础》相关的教学实践环节有给排水毕业实习和毕业设计，给排水生产实习紧随《水质工程设备基础》安排在第八学期第四、五周，其后为13周的毕业设计阶段。这样的教学安排不仅能够使学生在实习中巩固加深所学的基础理论、基本技能和专业知识，而且能够熟悉各种水质工程设备的性能和特点，以便在课程设计、毕业设计中设备合理选型。
二、明确教学重点和难点，适当拓展教学内容
《水质工程设备基础》教材内容比较全面和系统，知识面广，我校课程教学时数仅为24学时，为保证教学效果，教师必须在教学中分析教材内容，在保证课程教学内容完整的基础上，突出重点、解决难点。不可主次不分，平铺直叙；也不可避重就轻，本末倒置。工程教育教学过程应注重素质教育，对包含复杂公式的理论内容应化繁为简，让学生理清其推导思路，重点掌握如何用于设备的设计与选型，难点问题也就迎刃而解；另一方面应结合工程案例，分析不同条件下因地制宜进行设备选型的要点，使学生理解和掌握重点、难点。
近年来，随着污水处理技术迅速发展，相配套的各种水质工程设备不断涌现，教材相关内容的增加与更新并不是非常及时，因此，教师要了解行业发展，在备课时查阅课外资料，关注水质工程的前沿动态，适当拓展教学内容，补充高效低耗新设备的理论与技术，以便缩小教材与实际工程应用的差距，提高学生的学习兴趣，增强学生毕业后对专业工作的适应能力[2]。
三、积极进行教学方法和教学手段改革
课程《水质工程设备基础》与工程实践联系密切，要达到提高学生的兴趣、增强学生对教学内容的理解的效果，要在教学方法和教学手段上下功夫，灵活运用多种教学方法，合理利用多媒体课件是提高教学效果的有效途径。
（一）把握教师的教学主导作用，灵活运用多种教学方法
《水质工程设备基础》在教学中要教、学并重。教师认真备课、授课的同时，课堂中要注意提升学生的学习兴趣、注重调动学生听课的积极性，适时采用啟发式、讨论式、问题导向式、翻转课堂等教学方法和形式提高教学效果。教学方法的灵活运用一方面可使教师能够准确掌握学生的学习情况，便于及时改进教学[3]；另一方面通过改变灌输式的陈旧传统教学方式，可激发学生的学习兴趣。例如，水质工程设备的腐蚀、防护，其基本原理简单易掌握，教学重点是学生在掌握原理后能根据具体情况恰当地选用设备腐蚀与防护技术。因此，笔者设置了一些问题，课前布置让学生思考，课堂进行分组讨论，如“给排水管道采用的防腐蚀技术有哪些？为减轻锅炉腐蚀，保障工业锅炉安全的安全运行，可采取哪些技术措施？污水处理中水下设备如何防蚀？”等问题，通过同学的积极思考、分组讨论（组代表陈述、组员补充）后，教师进行总结，学生对设备选材、防蚀结构设计、电化学保护、设备环境介质的控制等设备防腐蚀方法的知识理解、掌握情况良好。对于水处理设备新材料更新速度快，教材内容不能及时更新的问题，合理选择知识模块安排学生查阅文献的课程作业，计入作业成绩考核，是行之有效的方法。
（二）充分利用各种教学手段，合理使用多媒体课件
水质工程设备基础的工程实践性强，水工艺设备的教学仅靠传统教学法远远不能达到教学目的，因此需充分利用各种教学手段，合理使用多媒体课件。
1.使用直观教具、Flash动画、图片等进行直观教学。进行直观教学离不开一些直观教具，如教学模型、实际的小型水处理设备构件等。笔者所用的一些直观教具多是在参加水处理设备展览会时收集的，包括阀门、管材、滤头和曝气器等。教学中让学生传看这些小设备和材料，可了解其结构、性能等。另外，我校给排水实验室的大量教学模型也是非常好的直观教具，部分教学内容可结合实验室的观摩实习加以理解和掌握。利用上述设备、材料和实习教学可以将教材内容生动、具体、形象地展现在学生眼前，加深印象和知识的理解，从而达到提高教学效果的目标。
利用Flash动画能够很好地展现设备的构造、工作过程，是进行直观教学的有效途径。对于水质工程设备基础的任课教师，不一定自己要制作Flash动画，若有经费可以通过购买专业公司制作的Flash动画素材，内容较全；另外，也可以在互联网上搜索下载到大量水工艺设备的动画、图片。笔者在教学中使用了我院购买的北京某仿真公司制作的给水处理素材库、污水处理素材库中的许多Flash动画，以及自己拍摄和来自网络的大量水处理设备动画和照片。将以上素材用于教学可增强教学的生动性，提高学生学习兴趣，学生乐于接受。
2.使用视频资料制作多媒体课件。随着多媒体的发展，水质工程设备基础教学过程非常有必要引进多媒体教学手段，提高教学效率和教学质量[4]。例如在机械制造工艺的教学中，利用传统教学法对未参加过实际生产的学生讲解机械制造工艺比较空泛，教学缺乏生动性，无法使专业理论紧密联系实际；而多媒体教学可以通过提供直观的感性材料，克服时间和空间的限制，使一些工艺变成具体的可观察的画面，给学生以身临其境的感觉，配合音频中专业的讲解，学生对该部分专业知识的理解、掌握非常容易。笔者从不同途径搜集到了多段视频，如金属加工（包含自由锻造、轧制、薄板冲压等）、铣削与铣床、内圆磨削和平面磨削等，碟式反渗透膜、超滤膜应用等，用于教学后效果良好。
参考文献：
[1]黄廷林.水工艺设备基础[M].北京：中国建筑工业出版社，2017.
[2]熊家晴，黄廷林，任瑛.给水排水专业水工艺设备基础教学方法研究[J].高等建筑教育（增刊），2005，（s6）：28-30.
[3]毛玉红，严子春，高素霞.水工艺设备基础课程教学内容和教学方法探索[J].中国科学研究，2009，6（3）：141-142.
[4]张翔凌，姜应和，金建华.高等院校工科专业基础课教学方法与改革研究——以《水工艺设备基础》为例[J].大学教育，2013，（17）：100-102.
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