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《水分析化学》绪论教学模式探究

2020-11-28

绿色科技 2020年7期
关键词:分析化学污水教学模式

张 岩

(河南城建学院,河南 平顶山 467000)

1 引言

《水分析化学》是给排水工程、环境工程专业的重要专业技术基础课、必修课。这门课主要研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们的分析方法,要求学生必须具有扎实的化学基础理论和基本技能。同时,水分析化学服务于本专业的后续专业课学习,是学好《水质工程学》《建筑给水排水工程课程设计》等课程的基本保证[1]。这门课程是培养学生严谨的科学态度、独立分析问题、解决实际问题的重要手段。但是在多年的教学中,发现一些同学对这门课程的重要性认识不够,甚至由于化学基础较差而产生畏难情绪,这就要求在学期开始的第一节课就来解决这些问题,让学生轻装上阵,带着强烈的求知欲望主动完成课程的学习。

为了获得更好的教学效果,许多新的教学方法和模式应运而生,比如翻转课堂和“互联网+”模式。翻转课堂是近些年国内外关注较多的教学模式,是将传统课堂中的知识传授和知识内化两个阶段翻转过来,实现以学生为主体,教师为主导的一种方式,在学习过程中,教师给学生布置课前预习,学生通过自学在课堂上进行讨论,教师有针对性地进行指导解答,使学生完成知识的掌握过程[2,3]。“互联网+”是信息时代产生的新模式,通过互联网技术与互联网思维整合各种资源,从而实现资源高效配置。在“互联网+”的帮助下,翻转课堂的教学模式可以更加高效便捷地实现[4]。基于此,将这些教学理念运用到《水分析化学》的绪论教学中,探索高效可行的课堂教学模式,解决学生“学什么”、“为什么学”以及“怎么学”的问题。

2 解决“学什么”的问题

初次接触这门课,通常会使一些对化学不感兴趣的同学丧失自信心和积极性,在第一节课就让学生了解到这门课讲什么,要学什么就至关重要。而“互联网+”的教学模式,可以给学生充足的自主权,让学生自己找到问题的答案。在上课之前,我们先给学生布置任务,查找并仔细阅读《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002、《地表水环境质量标准》GB3838-2002、《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006、《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》GB/T18920-2002,然后再结合课本了解这些内容对应的章节,从而首先对整本书有了大致的印象。在上课期间,采用翻转式教学,引导学生细致地学习这些标准,并分析讨论,相互协作交流学习[5,6]。以“《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002”为例,让学生认识到这项国标里涉及到了污水厂的处置对象,检测指标以及检测方法,也了解到这些检测方法在课本每一章的分布。然后给学生设计讨论问题“谈一下你对这门课的认识,以及通过这门课你想学到什么?”学生通过自学和讨论有了很直接的答案“想知道我们吃的自来水是否达标”、“想知道什么样的污水可以排放”、“想知道污水还有没有利用价值”、“想锻炼实验操作能力”、“想提高自己分析问题的能力”......学生对课程内容有了大致的概念,目标明晰,学习不再盲目。

思政教育也是高校教学必不可少的内容。2016年12月,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出:要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人,全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面[7]。这就要求教师在教学过程中要融入思想观念、政治观点、道德规范等思想政治教育,引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。而简单的说教往往会引起学生的反感,课程思政就要追求润物无声、潜移默化的效果。

在绪论的教学过程中,大篇幅讲解了水环境治理与保护的重要性,结合习近平总书记提出的:既要绿水青山,也要金山银山。宁要绿水青山,不要金山银山,而且绿水青山就是金山银山的思想,讲解目前国家正在全力推进的“环境污染治理攻坚战”,介绍“水十条”,让学生了解国家生态环境治理领域的整体形势,把握行业未来发展趋势,从而加强学好专业的信念,投身国家环保事业的决心。同时,结合塞罕坝林场的事迹,让学生感受到祖国由弱变强,由落后到先进的历程,使同学们萌生爱国主义情操,体会牢记使命、艰苦创业、绿色发展的塞罕坝精神。讲到优先污染物及污染物限值的时候,给学生介绍实验室里常用到的对环境有污染的物质,提醒同学们在使用的时候要操作规范,尽量避免药品的过度使用而对环境造成污染,同时,要求同学们在实验结束要对有毒废弃物进行分类收集,集中处置,培养学生的环保意识。

3 解决“为什么学”的问题

结合实例可以有效解决学习动力的问题,学生只是知道了这门课在讲什么,但是并没有足够的动力,那么“为什么要学”就可以从专业需要、就业途径、研究生深造三方面来讨论。

首先,《水分析化学》是给排水科学与工程专业的基础课程,是掌握专业知识的重要基础,通过这门课程的学习不但是对专业知识的积累,而且还是对科学研究能力的培养。给排水专业的人才培养方案中,这门课设定2学分,32学时,另外还有16学时单独开课的《水分析化学实验》课程,在专业课学时不断压缩的形势下,足以说明这门课的重要性。

其次,通过课程的学习,学生可以选择去检测单位工作,包括有水厂的分析化验室,第三方检测机构等。用历年来从事该行业的毕业生的实例来说明知识体系和实验操作技能的重要性。在学习了国家标准分析方法后提出问题:既然检测标准里有详细的实验步骤,完全照搬去做就行,为什么还要在大学里学习呢?学生通过思考和讨论得出了结论:为了知道原理,为了知道更多的知识。这就是要知其然还要知其所以然,只有掌握了系统的科学知识,才有更大的发展空间。从而树立了学生要不断用知识来丰富自己的内涵,提高自己的核心竞争力,增强了学生学习的自信心与积极性。

最后,《水分析化学》是市政工程、环境工程等相关专业研究生考试的一门主要专业课,涉及到哈尔滨工业大学、重庆大学等重点高校,所以有考研计划的同学必须要认真学习。而且,一旦考上研究生,在硕士学习期间就要从事科研工作,这就需要在《水分析化学》的学习中练习实验技能和解决问题的能力。

4 解决“怎么学”的问题

传统的教学模式中,教师基本上属于“满堂灌”的教学方法,由于功课较重,学生进行课前预习的不多。这样的教学方式使学生对课内要学习的知识一无所知,完全听任教师的灌输,被动的接受,由于人的注意力集中时间有限,所以“满堂灌”的效果较差。而翻转课堂的模式是将课程的重点内容提前发放给学生,学生可以自由多次学习。在教学过程中,结合“互联网+”模式,将互联网平台上重点大学的优质慕课推荐给学生,让学生博百家之长,丰富自己的知识储备。

在绪论的教学里,涉及到水质指标,推荐了东华大学的《环境监测》慕课、华中科技大学的《环境监测》慕课以及西安交通大学的《无机及分析化学》国家精品课程,学生通过知识的收集和整合,形成自己的知识基础,而在课内的教学过程中,只需要对这些知识点进行扩充,练习臭阈值的计算实例,讨论水样表色的预处理方法以及生活中常用的几种饮用水的电导率的差别,让学生选择喝正确的水等等,用实例来补充理解这些知识点,这样就由浅入深,由迷惑到清晰,让学生自主掌握知识点。

在讨论《地表水环境质量标准》时,设计了这样的一个问题,“污水处理厂达标排放的污水进入地表河流之后,是不是污染源?如何能够改善这一问题?”同学们对比相关的几项国家标准,经过分组讨论后得出了结论:污水处理厂的污水排放满足一级A标准,但是一些指标依然只能满足或者低于地表水环境质量标准中的五类水,这就对下游的河流造成了污染,但是河流可以通过水的自净作用完成污染物的净化处理。然后学生们通过互联网,了解到如果想改善这种现象,可以采用在污水处理厂的排水口下游建设人工湿地,通过湿地中的植物、微生物等的协同作用将污染物进行进一步的处置。

通过问题的设置和讨论过程的引导,学生会调动自己的知识储备,借助互联网找到正确的答案,锻炼分析问题与解决问题的能力,也增加了对专业的认知,提高了学习的动力。

5 结语

将“互联网+”与“翻转课堂”等教学模式结合来进行绪论课程的教学过程,使学生自主地认识到了《水分析化学》课程在专业中的重要性,将学习变成自己的事情,主动积极地投入学习,推动教师前行,从而真正实现教师主导,学生主体的教学理念。

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