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环境工程课程设计的难题及措施

2012-10-22 18:05 来源:环境工程论文 人参与在线咨询

作者:杨爽 侯绍刚 康瑞琴 单位:安阳工学院化学与环境工程学院

教育部环境工程与科学教学指导分委会于2005年制定了《高等学校本科环境工程专业规范》要求,非常强调学生的动手能力和创先精神,环境工程专业必须加强实践教学环节,着重培养一下能力:实验技能、工艺操作能力、工艺设计能力、工程设计能力、科学研究能力、社会实验能力等[1]。实践环节对专业教学至关重要,可使学生加深基础知识理解与掌握,锻炼理论知识在实际中的应用能力,提高学生分析与解决实际问题的能力[2]。课程设计作为理工科高等院校专业教学的一个重要实践环节,在教学中起着承上启下的作用,是连接基础知识、基本理论学习和生产实际的纽带和桥梁,是培养学生综合运用所学知识解决生产实际问题能力的有效手段,是培养学生创新能力和创新意识的重要环节,是培养学生工程设计能力的重要手段,是学生综合运用本专业课程和前修课程的基础理论,进行工程设计的尝试,也是对前期教学效果的检验和评价的一种很好的形式。搞好课程设计这一实践性教学环节,对于培养学生动手能力和提高学生综合专业素养具有十分重要的意义。但就目前来讲,我校环境工程专业课程设计存在几个比较突出的问题。

一、环境工程专业课程设计现状

(一)设计课程内容重复

环境工程专业课程设计是在学完本课程后的一次综合训练。我校环境工程专业设置了“水污染控制工程课程设计”和“环保设备-原理•设计•应用课程设计”,时间分别为1周。《水污染控制工程》(下册)选用教材为高廷耀、顾国维、周琪主编的,笔者根据大纲要求及实际教学时数的限制,重点讲解下册第二篇污水处理部分,以水处理的物理方法—化学方法—物理化学方法—生物处理方法为主线,重点讲解物理法、物理化学方法和生物处理方法;《环保设备-原理•设计•应用》选用教材为郑铭主编的,以物理法设备—化学法设备—生化法设备—物理法设备为主线,重点讲解物理法设备、物理化学法设备和生化法设备由于两门课程分别侧重水污染控制原理和水污染控制设备,在课程设计中有一部分内容是重复的。

(二)课时量少

近几年,环境工程专业本科在校生的数量逐渐增加,而专业课课时数量逐渐减少,教师在课堂教学中没有时间单独对课程设计内容进行讲授。而学生在进行课程设计时遇到的问题需要指导教师进行现场解答,由于指导课程设计的教师只有一个,很难及时解答所有学生提出的问题。

(三)课程设计时间短

根据环境工程专业教学计划的安排,“水污染控制工程课程设计”和“环保设备-原理•设计•应用课程设计”的时间各1周。1周的时间设计一套比较复杂的污水处理系统是很困难的,因此课程设计题目难度不宜太高,要求也比较低,对学生实际设计能力锻炼效果有限。例如在进行水污染控制工程课程设计时,首先需要根据给定的水质条件和出水要求选定合适的污水处理工艺流程然后再根据工艺流程进行设计计算,由于学生缺少对工程实例的认识,工艺流程选择未必合理,可能需要重新选择再进行设计计算;而在对设备构筑物进行计算的过程中,需要选取合适的工艺参数,进行计算后对结果进行校核,由于学生对构筑物的认识只停留在理论上,需要进行对此校核计算结果才合理,再加上绘制设计图纸,1周的设计时间就显得非常紧张。

(四)课程设计过于理论化

课程设计一般安排在理论课程结束后,由任课教师根据课程内容,向学生下达一个具有代表性的设计题目。设计题目一般与实际工程问题相结合较少,学生在接到设计题目后也不会安排到类似的工程现场进行参观学习。学生缺少对工程实例的认识,只能根据课本理论查找相关的设计手册,完成设计计算,整个过程过于理论化,与工程实际相差太远。

二、课程设计改革方案

(一)修改教学大纲

我校环境工程专业设置了“水污染控制工程课程设计”和“环保设备-原理•设计•应用课程设计”两门课程,由于两门课程分别侧重与水污染控制原理、方法和水污染控制设备,在课程设计中有一部分内容是重复的,所以在2010级环境工程专业的教学计划中已经进行了修订,将课程设计集中在第七学期“环保设备-原理•设计•应用课程设计”进行,时间为2周,精简了课程设计内容,延长了课程设计时间。

(二)完善课程设计资料

总结近几年课程设计的经验和存在的问题,制订课程设计教学大纲;编写具体的设计指导书;收集整理各种设计参考资料、设计手册等;制订课程设计管理文件。

(三)重视课程设计的实践锻炼

课程设计中特别重要的是计算构筑物的尺寸,选择设备的型号等问题。为了提高课程设计的实践教学效果可安排学生到工程现场进行参观学习,参观的单位一般2~3个即可,重点是让学生了解处理工艺和处理构筑物的规模、重要参数等,让学生做到心中有数,结合工程实例完成设计任务。在2010级环境工程专业的教学计划中对此已经进行了修订,将生产实习安排在了课程设计前,即第六学期进行,丰富学生的实际经验。

(四)改变多人做同一题目的做法

进行课程设计,最好是每个学生采用不同题目。但由于种种原因,目前学生进行课程设计,是多人同做一题,这样就难以避免抄袭现象。为了改变这种情况,作为指导教师要尽可能地多布置不同的设计题目。但学生数量太多,做到一人一题可能性很小。这时,可以布置相对较复杂的设计题目,让几个学生共同完成,每人承担各不相同的任务。这样既可以避免抄袭现象,让学生各自独立完成设计题目,还可以在设计中锻炼学生的工作协作能力,培养团队意识,对学生今后的工作有很大好处。

(五)真题真做,环环相扣

通过生产实习,让学生直接接触污水处理设备,增强学生的工程概念,而且为了提高学生在生产实习时的主动性和积极性,将后续的课程设计与生产实习紧密结合在一起。在学生进行生产实习前,将所有学生进行分组并确定各组应完成的设计题目,并在生产实习前专门进行一次有关课程设计的授课,对课程设计中可能出现的问题给予提醒,同时介绍生产实习厂家的主要特点。这样可以使学生带着问题进行生产实习,使写生在实地参观实习时对其中可能对自己课程设计中具有参考意义的部分进行重点学习和讨论。这样不仅提高了学生生产实习的主动性和积极性,也提高了学生对课程设计的理解,可以在较短时间的生产实习过程中提高学生对工程实践的认识。因此,课程设计应该最大限度地发挥学生的主体作用和主观能动性,调动学生设计的兴趣和积极性,以期取得较好的教学效果[3]。

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