针对目前环境工程专业课程设置及教学内容的状况,本文从教学内容、教学模式、师资配置、考核方式四个方面提出“工程流体力学”与“水污染控制工程”教学改革,提高教学质量,培养学生综合能力。
一、改革教学内容
对“工程流体力学”教学内容进行改革,结合环境工程专业特点,重构环境工程专业的“工程流体力学”课程,对该课程中的主要内容进行优化设计,紧密结合后续专业课“水污染控制工程”的内容进行改编,为“水污染控制工程”的讲授奠定基础理论知识。“工程流体力学”教学内容主要包括理论教学和实践性教学两部分,其中在理论教学内容部分,如“工程流体力学”中涉及到的流体粘滞性、流体内摩擦定律等内容,结合水污染控制工程的斜板斜管沉淀池中水的流态所需要的雷诺数内容为实例进行教学内容改革;“流体静力学”中绝对压强、相对压强、真空度等概念、理论在水污染控制工程中虹吸滤池、脉冲澄清池以及沉淀池、污泥浓缩池重力式排泥所需要的静水头压力等实际工程中的应用为实例进行教学内容改革;流体运动学中基本理论对“水污染控制工程”中的数学模式的建立为实例进行教学内容改革;“流体动力学”中压力损失理论在水污染控制工程中的水力计算,水射器理论在水污染控制工程中的计量作用、加药作用、射流曝气作用为实例进行教学内容改革等。其次,“工程流体力学”实践性教学内容部分,改革传统的实验教学内容,除验证性实验之外,增加工程应用性实验,如文丘里流量计、三角堰流量计、巴氏计量槽、毕托管测速仪、虹吸管、孔口与管嘴的工程应用等内容,既加强了动手操作能力,也培养了学生将基础理论知识转化为现实生产力的综合分析与应用能力,不仅使教学内容丰富,也提高了学生学习的热情和积极性。
对“水污染控制工程”教学内容进行改革包括理论教学内容改革和实践性教学内容改革,强调“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的应用。在理论教学内容方面,“水污染控制工程”中的污水沟道系统水力计算、水处理构筑物中水力参数的确定、污水在构筑物中的最佳流态、各水处理构筑物之间高程布置、混合反应池中搅拌强度的确定、过滤池中配水系统的设计及其滤速确定等一系列涉及工程流体力学问题的相关内容进行必要教学改革,加强学生对“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的工程应用有一个更清晰的认识,理解“工程流体力学”基础理论知识在水污染控制工程中的重要性,使学生既掌握了“水污染控制工程”应用设计方法、设计原则、计算方法等知识,也加强了学生对“工程流体力学”基础知识在水污染控制实际工程的应用。在实践性教学内容方面,加强工程性应用实验教学内容,从不同的工业企业和居民生活区采集不同的废水水样,根据化验所得废水水质,确定所采用的处理技术和处理工艺,并通过实验验证在各种废水处理工艺中所选择的工程流体力学水力参数,基于“工程流体力学”基础理论知识分析废水处理工艺水力参数的合理性。
二、改革教学模式
“工程流体力学”特点是理论性、综合性、系统性较强,概念抽象、逻辑结构严谨。目前传统的教学模式基本上是教师讲、学生听,“授—受”型单一模式,尽管在学的过程中采用了多种形式的多媒体教学方式,但仍没有改变学生在学习过程中的被动地位,学生缺乏主动性和实践性。改革传统教学模式,实施探究式、启发式、开放式的创新教学模式,结合水污染控制工程中的实际问题,以工程实例为背景,应用工程流体力学基础知识解决实际工程问题,诱导学生积极思考,在教学过程中形成教学互动,调动学生学习的主动性和参与性。根据教学内容性质,“工程流体力学”教学内容可以分为基础理论和实际工程应用两个部分。在流体静力学、流体运动学和流体动力学三个基础理论部分,采用形象化的多媒体演示、软件模拟、小型实验相结合探究式、启发式教学模式,鼓励学生课堂讨论;在实际工程应用教学部分,如孔口管嘴、有压管流和明渠流部分,以水污染控制工程中的工程实例为背景,采用适量的实际工程图片,丰富教学信息量,刺激学生的感官,激发学生的学习兴趣,拓宽学生的思路,开阔学生的视野,可以使枯燥、乏味的内容变得趣味盎然,使抽象、晦涩的内容变得直观生动。