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摘要：《污水处理厂课程设计》是水污染控制理论课程的核心实践性教学环节，其教学质量对学生的工程实践能力培养非常关键。设计目标是熟悉污水处理厂工艺设计要求、内容和基本方法，能够基于设计规范和专业理论知识，进行城镇污水处理厂工程项目的单元设计与工艺计算，并能用文字、图表和图纸等表达解决工程问题。本文围绕我校《污水处理厂课程设计》教学现状和存在的问题进行了分析，并提出了一些有效的改革措施。
关键词：污水处理厂；课程设计；水污染控制；实践教学平台；过程管理
本文引用格式：张华,等.基于理论与设计双融合的《污水处理厂课程设计》教学改革与实践[J].教育现代化,2019,6(65):27-28,36.
我校《污水处理厂课程设计》实践教学和水污染控制理论教学都设置在大学三年级第二学期，其中，课程理论教学安排40学时，设计实践教学1周，提交成果包括设计说明书及设计图纸。通过多年的教学实践，发现一些问题。
一 教学现状与存在问题
（一）课堂理论教学与课程设计教学相互支撑不够
课程教材采用中国建筑工业出版社出版的《排水工程》下册（第五版）。课堂理论教学包括水质、污水的物理处理、生物处理、深度处理及污泥处理等内容。由于内容多、学时短，课堂教学主要是围绕知识点开展，知识点的教学基本只停留在“点”上，是简化的、离散的，欠完整。课程设计的任务是根据已知条件完成一座污水处理厂的工艺设计，提交成果内容要达到初步设计深度要求，内容上要求完成处理工艺的选择，单体构筑物的设计，以及厂区平面及高程布置等。从学习过程和提交成果来看，设计教学更强调知识点的拓展学习及应用，通常具有复杂性、连续性、完整性等特点。以格栅设计为例，课堂教学介绍了栅渣量计算、格栅类型等知识点；课程设计要求完成栅渣量计算、栅渣输送及处理装置的选型设计；格栅栅隙计算、安装深度、宽度的确定，以及选型设计。学生无法完全依靠理论课程学习完成设计工作，学习时会感觉理论和设计脱节，无法建立完整的认知体系，教学效果不理想。
（二）教学主体工程技能能力不足
工程技能是一个综合素养，包括大量的工程经验知识，工程经验知识的积累通常伴随着工程思维能力的提升与增强[3]。而工程经验的获取就需要通过设计文件的学习应用，以及工程项目的施工与管理等实践工作中获取。作为教学中“学”的主体——学生，课程设计需要的经验知识主要来源于课程理论学习、课程实验，以及实践教学活动。理论课程与实验教学基本上以课堂为主，学生接触工程实践有限。与污水处理厂课程设计密切相关的先修实践课程是给排水认识实习，一般开设在大学一年级第一学期末，内容包括给水厂、污水厂、建筑给排水以及施工现场参观等。由于同学们还没有学习相关专业课，在认识实习过程只能大概了解污水处理的目的，并初步接触专业从事的工程领域及专业工作。而再加上时间短暂，学生很难从获取相关工程经验。其他高校也存在类似问题[4]。作为教学中“教”的主体——专业教师，多为博士毕业直接到学校工作，往往缺乏相关工程经验，在课程设计指导过程中，基本遵循理论教学的照本宣科方式，这也影响了学生工程技能的培养。
（三）学生综合运用文献资料能力欠佳
设计图纸是污水处理厂课程设计提供的主要成果，在课程设计教学中，学生存在综合运用文献资料能力不足的现象。一是大多数的同学计算过程过于依赖课本或某本参考书，设计图纸往往参考课本或网络下载样图画，缺乏“求是和求实”精神。二是不注重最新规范和标准收集，学习和理解，如设计使用老标准，对标准更替信息不清楚，以及对设计中条文理解不准确等问题。最后就是不善于围绕知识点，综合地运用文献资料。以辐流式沉淀池设计为例，根据规范选取的设计参数，计算出辐流式沉淀池直径，往往还需要根据刮吸泥机产品的尺寸，调整沉淀池的直径和结构，并进行校核，这一过程是教材、设计手册没有提及的，学生往往手足无措，不知如何下手。
（四）存在抄袭现象
一些同学存在“抄袭”现象。部分学生存在畏难情绪，在课程设计过程中遇到问题，就等其他同学做完，照葫芦画瓢跟着做一遍，相关的设计文献资料基本不看。部分自觉一点的同学会根据参考书，照着例题按部就班地进行设计，会围绕设计提出一些问题，展开设计计算，但缺乏如何围绕课程设计知识点，进行拓展学习及应用。以粗格栅设计为例，教材和参考书，都根据格栅的间隙进行了格栅尺寸的设计，而实际应用中需要考虑粗格栅是否和重点泵站合建，粗格栅前后工作渠道与设备选择的关系等等，完全参考教材设计案例计算，也是照猫画虎，缺乏深入的思考。
二 教学改革与实践
近年来，我校针对《污水处理厂课程设计》教学中存在的问题，开展了一系列的教学改革和实践。
（一）理论教学与课程设计教学双融合
为了加强水污染控制理论课程和《污水处理厂课程设计》的相互支撑和融合，在教学内容组织和形式上进行了优化。形式上采用理论教学和实践教学同步开展。以粗格栅的设计知识点为例，目前工程实践中广泛地采用泵房与粗格栅渠道合建的结构形式，在设计教学组织上，我们提出了一些关键问题：如何确定泵房进水井的水位及尺寸？如何确定污水泵站集水池容积？如何结合泵的选择确定泵房平面尺寸？如何根据泵房出水和泵的安装进行泵房的竖向设计？如何基于格栅的安装要求计算格栅渠道宽度？从这些问题的设定可以看出，课程设计的内容已经远远超过了课堂教学格栅部分的知识点，是一个复杂、综合的应用过程。这就要求学生在课堂听课之余，需要投入更多的课外时间进行自主学习，一个个地去解决问题，在解决问题的过程中，学习能力、分析能力、工程经验也相应地增长。这种理论教学和课程设计的融合推进，有力地推动了课程设计教学的效果，也加强了课堂课外教学的互动。
（二）建设实践教学平台，教学材料服务教学全过程
课程设计过程，教学主体存在综合运用文献资料能力不足、工程技能能力不足的问题。给排水科学与工程专业实习包括认识实习、生产实习、毕业实习和课程设计，师生在教学过程会在不同阶段接触污水厂设计、运行管理方面的知识。我校从专业层面建设互联网+实践教学平台。依托国家级大学生校外实习基地——“桂林理工大学—南宁建宁水务投资集团有限责任公司”工程实践教育中心等基地，组织任课教师参与校企共建基地实践教学资源的收集、整理和设计，引导学生参与案例设计，对资源进行数字化处理和编辑，使之成为符合教学要求和网络平台技术标准的数据形式，构建互联网+实践教学平台。师生主体可以通过视频了解污水厂的组成和运行，也可以通过工程图片、图纸了解污水处理厂的结构设计特征，还可以下载学习最新的规范和标准为课程设计服务。实践教学平台的建设可以使实践教学材料服务教学全过程。工程资料的整理、设计与学习过程也明显推动了师生综合运用文献资料的能力和工程技能能力。
（三）加强过程管理，考核多元化
理论教学和课程设计相融合的教学方式，将设计过程从传统的1周时间，集中安排的“阵地战”，转变为10周左右的“持久战”。加强过程管理尤为重要。具体可以采用下面的措施，加强课程设计过程工作任务的“自查”、“互查”和“抽查”。“自查”是要求学生围绕“关键问题”检查自己的设计是否解决了相关的工程问题；“互查”是引导学生建立学习小组，人员安排上选择学习能力较强学生与稍弱学生的组合，实现组内的相互检查；“抽查”是任课老师对设计任务按进度及时检查和指导。根据教学反馈，学习小组的建立，显著增强了同学们的积极性和互动过程，提升了学习氛围。在考核上明确了考核要求，将课程设计考勤（占10%）、各单元设计工作任务完成情况（占40%）、报告和图纸质量（占50%）以及小组汇报（占10%）纳入考核管理。细化设计成果质量要求标准。考核考虑了个人成果，学习小组整体组织，增强了同学们的责任心和荣誉感，有效地提高了课程设计成果的质量。
三 结论
设计图纸是工程师的“语言”，是设计者设计意图的体现。《污水处理厂课程设计》是水污染控制理论相关课程的工程应用与实践，学习过程及提交的成果在一定程度上直观反映了学生的工程能力。在分析总结课程设计存在问题的基础上，以提高教学效果为核心，通过优化教学内容组织和形式，推动理论教学与课程设计教学双融合，建设实践教学平台，加强过程指导，引入“自查”、“互查”和“抽查”以及考核多元化等措施，可以有效提高教学质量，实现课程设计教学目标。
参考文献
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[2]唐玉朝,伍昌年,潘法康,等.《水污染控制工程》课程设计教学革新与探索——以安徽建筑大学为例[J].安徽职业技术学院学报,2017,16(4):6-9.
[3]邵华,吴静怡,奚立峰.基于课程项目的工程思维能力培养与工程经验知识获取[J].高等工程教育研究,2014(3):144-147.
[4]杨一琼,王吟,张晓东,等.基于就业为导向的《水污染控制工程》课程设计建设初探[J].教育教学论坛,2016(4):117-118.
[5]李宝,邱继彩,王昌稳.水污染控制工程教学体系整体优化探索—以临沂大学为例[J].教育现代化,2018,5(06):116-117+129.
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