關(guān)于工程流體力學(xué)與水污染控制工程教學(xué)改革論文

　　論文摘要：根據環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，分析了該專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課“工程流體力學(xué)”和主干專(zhuān)業(yè)課“水污染控制工程”在教學(xué)中存在的問(wèn)題，文章從教學(xué)內容、教學(xué)模式、師資配置、考核方式四個(gè)方面提出了“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”教學(xué)改革思路。

　　論文關(guān)鍵詞：環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)；工程流體力學(xué)；水污染控制工程；教學(xué)改革

　　“工程流體力學(xué)”是研究流體（液體、氣體）處于平衡狀態(tài)和流動(dòng)狀態(tài)時(shí)的力學(xué)規律、流體與固體之間的相互作用及其在工程技術(shù)中應用的一門(mén)科學(xué)，是力學(xué)的一個(gè)獨立分支，有其自身的理論體系，其基礎理論主要由三部分組成：流體靜力學(xué)、流體運動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)�！八�污染控制工程”是關(guān)于控制水體污染途徑以及各種廢水處理方法（包括物理處理方法、化學(xué)處理方法、生物處理方法等）的基本理論、工作原理及設計計算的一門(mén)科學(xué)�！肮こ塘黧w力學(xué)”是環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的重要技術(shù)基礎課，“水污染控制工程”是環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的核心專(zhuān)業(yè)課，這兩門(mén)課程在環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)中有著(zhù)舉足輕重的作用，同時(shí)兩者之間也存在著(zhù)重要的相互理論關(guān)系。

　　“工程流體力學(xué)”是水利、環(huán)境、能源、土木、機械、動(dòng)力等學(xué)科的一門(mén)技術(shù)基礎課程，該課程的教學(xué)內容紛繁豐富，其特點(diǎn)是理論性和綜合性比較強，概念抽象，難于理解�！八�污染控制工程”課程內容與“工程流體力學(xué)”內容結合相對比較緊密，如城市排水溝道系統、各種污水處理構筑物等的設計計算，以及在構筑物中的生化反應、化學(xué)絮凝反應中水力條件的控制等均是工程流體力學(xué)理論知識在水污染控制工程中的實(shí)際應用。目前，在環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)方面，“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”課程正面臨著(zhù)比較尷尬的局面：一方面課程內容趨于復雜和廣泛；另一方面在課時(shí)量逐漸壓縮的情況下，“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”教學(xué)內容沒(méi)有起到應有的相互銜接，教學(xué)內容彼此脫離。由此形成環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)“工程流體力學(xué)”教學(xué)內容與專(zhuān)業(yè)課銜接不夠，在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生感到內容枯燥，概念抽象；而在“水污染控制工程”教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生感到工程流體力學(xué)基礎理論知識不扎實(shí)，不能夠熟練應用工程流體力學(xué)基礎理論解決水污染控制工程方面的實(shí)際問(wèn)題。

　　針對目前環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)課程設置及教學(xué)內容的狀況，本文從教學(xué)內容、教學(xué)模式、師資配置、考核方式四個(gè)方面提出“工程流體力學(xué)”與“水污染控制工程”教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，培養學(xué)生綜合能力。

　　一、改革教學(xué)內容

　　對“工程流體力學(xué)”教學(xué)內容進(jìn)行改革，結合環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，重構環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的“工程流體力學(xué)”課程，對該課程中的主要內容進(jìn)行優(yōu)化設計，緊密結合后續專(zhuān)業(yè)課“水污染控制工程”的內容進(jìn)行改編，為“水污染控制工程”的講授奠定基礎理論知識�！肮こ塘黧w力學(xué)”教學(xué)內容主要包括理論教學(xué)和實(shí)踐性教學(xué)兩部分，其中在理論教學(xué)內容部分，如“工程流體力學(xué)”中涉及到的流體粘滯性、流體內摩擦定律等內容，結合水污染控制工程的斜板斜管沉淀池中水的流態(tài)所需要的雷諾數內容為實(shí)例進(jìn)行教學(xué)內容改革；“流體靜力學(xué)”中絕對壓強、相對壓強、真空度等概念、理論在水污染控制工程中虹吸濾池、脈沖澄清池以及沉淀池、污泥濃縮池重力式排泥所需要的靜水頭壓力等實(shí)際工程中的應用為實(shí)例進(jìn)行教學(xué)內容改革；流體運動(dòng)學(xué)中基本理論對“水污染控制工程”中的數學(xué)模式的建立為實(shí)例進(jìn)行教學(xué)內容改革；“流體動(dòng)力學(xué)”中壓力損失理論在水污染控制工程中的水力計算，水射器理論在水污染控制工程中的計量作用、加藥作用、射流曝氣作用為實(shí)例進(jìn)行教學(xué)內容改革等。其次，“工程流體力學(xué)”實(shí)踐性教學(xué)內容部分，改革傳統的實(shí)驗教學(xué)內容，除驗證性實(shí)驗之外，增加工程應用性實(shí)驗，如文丘里流量計、三角堰流量計、巴氏計量槽、畢托管測速儀、虹吸管、孔口與管嘴的工程應用等內容，既加強了動(dòng)手操作能力，也培養了學(xué)生將基礎理論知識轉化為現實(shí)生產(chǎn)力的綜合分析與應用能力，不僅使教學(xué)內容豐富，也提高了學(xué)生學(xué)習的熱情和積極性。

　　對“水污染控制工程”教學(xué)內容進(jìn)行改革包括理論教學(xué)內容改革和實(shí)踐性教學(xué)內容改革，強調“工程流體力學(xué)”基礎理論知識在水污染控制工程中的應用。在理論教學(xué)內容方面，“水污染控制工程”中的污水溝道系統水力計算、水處理構筑物中水力參數的確定、污水在構筑物中的最佳流態(tài)、各水處理構筑物之間高程布置、混合反應池中攪拌強度的確定、過(guò)濾池中配水系統的設計及其濾速確定等一系列涉及工程流體力學(xué)問(wèn)題的相關(guān)內容進(jìn)行必要教學(xué)改革，加強學(xué)生對“工程流體力學(xué)”基礎理論知識在水污染控制工程中的工程應用有一個(gè)更清晰的認識，理解“工程流體力學(xué)”基礎理論知識在水污染控制工程中的重要性，使學(xué)生既掌握了“水污染控制工程”應用設計方法、設計原則、計算方法等知識，也加強了學(xué)生對“工程流體力學(xué)”基礎知識在水污染控制實(shí)際工程的應用。在實(shí)踐性教學(xué)內容方面，加強工程性應用實(shí)驗教學(xué)內容，從不同的工業(yè)企業(yè)和居民生活區采集不同的廢水水樣，根據化驗所得廢水水質(zhì)，確定所采用的處理技術(shù)和處理工藝，并通過(guò)實(shí)驗驗證在各種廢水處理工藝中所選擇的工程流體力學(xué)水力參數，基于“工程流體力學(xué)”基礎理論知識分析廢水處理工藝水力參數的合理性。

　　二、改革教學(xué)模式

　　“工程流體力學(xué)”特點(diǎn)是理論性、綜合性、系統性較強，概念抽象、邏輯結構嚴謹。目前傳統的教學(xué)模式基本上是教師講、學(xué)生聽(tīng)，“授—受”型單一模式，盡管在學(xué)的過(guò)程中采用了多種形式的多媒體教學(xué)方式，但仍沒(méi)有改變學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中的被動(dòng)地位，學(xué)生缺乏主動(dòng)性和實(shí)踐性。改革傳統教學(xué)模式，實(shí)施探究式、啟發(fā)式、開(kāi)放式的創(chuàng )新教學(xué)模式，結合水污染控制工程中的實(shí)際問(wèn)題，以工程實(shí)例為背景，應用工程流體力學(xué)基礎知識解決實(shí)際工程問(wèn)題，誘導學(xué)生積極思考，在教學(xué)過(guò)程中形成教學(xué)互動(dòng)，調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性和參與性。根據教學(xué)內容性質(zhì)，“工程流體力學(xué)”教學(xué)內容可以分為基礎理論和實(shí)際工程應用兩個(gè)部分。在流體靜力學(xué)、流體運動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)三個(gè)基礎理論部分，采用形象化的多媒體演示、軟件模擬、小型實(shí)驗相結合探究式、啟發(fā)式教學(xué)模式，鼓勵學(xué)生課堂討論；在實(shí)際工程應用教學(xué)部分，如孔口管嘴、有壓管流和明渠流部分，以水污染控制工程中的工程實(shí)例為背景，采用適量的實(shí)際工程圖片，豐富教學(xué)信息量，刺激學(xué)生的感官，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，拓寬學(xué)生的思路，開(kāi)闊學(xué)生的視野，可以使枯燥、乏味的內容變得趣味盎然，使抽象、晦澀的內容變得直觀(guān)生動(dòng)。

　　“水污染控制工程”特點(diǎn)是實(shí)踐性、工程應用性強，因為不同的廢水水質(zhì)達到處理要求所采用的處理技術(shù)、處理工藝不同；即便相同的廢水水質(zhì)，如果污水量不同，所采用的處理工藝也不同；一個(gè)廢水處理工程，即廢水水質(zhì)、水量數據相同，也可以采用不同的處理技術(shù)和處理工藝，工程流體力學(xué)參數的選擇是確定不同廢水處理技術(shù)、工藝的主要影響因素之一。因此，在“水污染控制工程”的教學(xué)過(guò)程中，改革傳統教學(xué)模式，實(shí)施探究式、啟發(fā)式、開(kāi)放式的實(shí)踐教學(xué)模式，以工程實(shí)例為背景，通過(guò)開(kāi)放性的實(shí)踐性實(shí)驗正確選擇工程流體力學(xué)參數，并通過(guò)實(shí)驗研究對參數的選擇、廢水處理效果等進(jìn)行科學(xué)驗證。通過(guò)工程實(shí)例和實(shí)踐性教學(xué)改革，使學(xué)生既對廢水處理工程設計過(guò)程有一個(gè)清晰的思路，又能達到舉一反三的效果。

　　三、優(yōu)化師資配置

　　師資隊伍優(yōu)化，一靠資源，二靠制度，師資隊伍優(yōu)化也是一個(gè)相對的漸進(jìn)過(guò)程，優(yōu)化的標準和措施與所處時(shí)代、社會(huì )背景及其自身所處發(fā)展階段和學(xué)科特色有關(guān)。環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)要求師資隊伍結構合理、質(zhì)量可靠�！肮こ塘黧w力學(xué)”與“水污染控制工程”是本專(zhuān)業(yè)的主要技術(shù)基礎課和主干專(zhuān)業(yè)課，兩門(mén)課程在講授過(guò)程中存在著(zhù)千絲萬(wàn)縷的必然聯(lián)系，這就對師資配置和師資隊伍建設提出了更高的要求。首先，建立高質(zhì)量的師資隊伍，定期或不定期對教師進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓和實(shí)踐工程訓練，要求講授“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”兩門(mén)課程的教師對兩個(gè)學(xué)科均有一定的研究，或者承擔一定量研究科研工作，洞悉當前“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”發(fā)展的最新前沿理論和技術(shù)；其次，在師資配置方面，要求講授“工程流體力學(xué)”的教師對“水污染控制工程”有一定的研究或承擔相關(guān)科研項目，講授“水污染控制工程”的教師對“工程流體力學(xué)”有扎實(shí)的理論研究或承擔相關(guān)的科研項目；第三，建立教師研討會(huì )制度，講授“工程流體力學(xué)”的和講授“水污染控制工程”的教師定期或不定期舉行教學(xué)研討會(huì )，避免兩門(mén)課程的講授內容出現彼此分裂現象。如果在師資配置中，講授“工程流體力學(xué)”的教師畢業(yè)于力學(xué)專(zhuān)業(yè)，即使講授“工程流體力學(xué)”的教師對力學(xué)有很高的造詣，對該門(mén)課程的講授有聲有色，但如果該教師對環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)“水污染控制工程”專(zhuān)業(yè)理論知識或實(shí)踐工程知之甚少，那么在教學(xué)過(guò)程中，必然不能夠將“工程流體力學(xué)”與“水污染控制工程”教學(xué)內容相結合，對環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，這樣的師資配置，必定不是最優(yōu)化的師資配置。

　　四、改革考核方式

　　教育離不開(kāi)考試，考試在教育中的作用不可低估。關(guān)鍵是采用什么樣的考試方式，更能體現學(xué)生對基礎理論知識的掌握程度，并反映基礎理論知識在實(shí)際工程中的綜合應用能力。傳統的“工程流體力學(xué)”、“水污染控制工程”課程一般采用閉卷考試的形式，并結合平時(shí)成績(jì)、實(shí)驗成績(jì)按一定比例計算該門(mén)課的最終成績(jì)，這種考試模式在內容和形式上趨于定向化，體現不出學(xué)生基礎知識的綜合運用能力、工程實(shí)踐應用能力等水平發(fā)揮，不利于學(xué)生能力的培養和發(fā)展。

　　根據環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，對現行考試模式進(jìn)行改革。在考核方式上，改變期末一次性終結考試方式，實(shí)行學(xué)習階段的全程性考核與督導，將多階段考核與綜合能力考核相結合，這種考試方式既注重過(guò)程，又注重結果；既注重基礎理論知識，又注重綜合能力。在考核形式上，采取多樣化的考試形式，不僅要實(shí)行閉卷考試，而且要提倡開(kāi)卷考試，或以課程論文、設計等形式來(lái)評定學(xué)生的成績(jì)，因材施考，以綜合思考題、分析題、應用題為主要題型。在考試內容上，要注重學(xué)生運用知識解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并在試題中加以體現，如在“工程流體力學(xué)”和“水污染控制工程”課程考試中出一些具有一定工程背景的綜合性試題。

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