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Abstract:The construction and practice of teaching team is one part of the university reform and one of the important measures to carry out the quality engineering and teaching reform. This paper deals with the construction concept, connotation, specific characteristics and target of the teaching team of the biology of water and wastewater treatment and experiment. And in particular it discusses the specific characteristics and target of the teaching team construction of the biology of water and wastewater treatment and experiment in the aspects of the experiment reform of the biology of water and wastewater treatment and improvement of teaching quality.
Key words:teaching team;quality engineering;teaching reform;biology of water and wastewater treatment and experiment
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)32-0088-03
0 引言
在國家教學質量與教學改革工程建設中,教學團隊建設是其重要的組成部分[1]。水處理生物學及其實驗教學團隊建設是為了適應市政工程、環境工程專業教學發展的需要及社會發展的需要,深化課程體系建設、教學思想體系、教學內容改革,提高教學隊伍整體水平和質量、提高學生創新人才培養能力及工程素質,完善教學條件、完善和更新教學方法和教學手段、規范教學管理的一項綜合性整體建設。水處理生物學及其實驗教學團隊是2011年安徽建筑大學評選出的教學團隊,2015年成長為省級教學團隊。教學團隊由具有不同年齡和職稱層次的教師隊伍組成,擁有教授2人,副教授2人,講師3人,其中碩士生導師2人。在教學方面,教學團隊已打造了一批具有豐富教學經驗和較高職業素養的教師隊伍。教學團隊成員都具有受專業教育的背景,大多數團隊成員是從全國著名高校的農林科、理工科等各專業科室中選的,都精通生物學和水污染理論與控制,并且對于專業教學都各有特長。他們中間以博士、碩士為主,擁有系統的業務知識,組成了特色鮮明的教學團隊。
1 水處理生物學及其實驗教學團隊的建設理念
1.1 教學團隊建設形式
水處理生物學及其實驗教學團隊的建設首先要解決構建一支什么形式的團隊。按師資力量、相關的課程規模及近期建設目標等因素,可以把團隊分為狹義的教學團隊和廣義的教學團隊[2]。其中狹義教學團隊又可分為針對單一課程教學而組建的教學團隊和基于專業課及相關專業課組建的課程群教學團隊。單一課程教學團隊主要圍繞某一課程開展教學課程,課程群教學團隊所從事的教學活動側重課程內容之間的關聯性以及課程間的配合。廣義的教學團隊則是圍繞若干較為核心的單一課程教學團隊的建設,組建由單一課程教學團隊和課程群教學團隊構建起來的較完整的專業課程體系而形成的大團隊。廣義的教學團隊小則至少是本科教學中某個年級的課程教學團隊,大到可以是包括相關專業研究生教學的課程體系團隊。
鑒于市政工程、給排水工程專業教學的特殊性,水處理生物學及其實驗教學團隊屬于狹義的教學團隊,但因“水處理生物學”及其實驗是相關專業的專業基礎骨干課程,應該按照“從大處著眼,從小處切入”的原則進行課程建設。“從大處著眼”就是根據課程所涉專業的教育目標,結合課程的特點及其內在聯系,把生物化學、環境生物學、環境生物技術、環境毒理學、水處理生物學及其實驗等多門存在邏輯性和內在一致性的課程,整合成系列課程進行一攬子建設,組建課程群教學團隊;“從小處切入”就是要將單一課程教學團隊建設好,為課程群教學團隊的可持續發展發揮作用。
1.2 教學團隊建設方式思考
建設教學團隊的過程需要不斷積累和探索[3]。水處理生物學與實驗教學團隊的建設首先應當審定相關專業的總體培養目標;其次需要監督目標的落實,以確保其各層級之間相互配合與協作;最后以此為依托重點開展水處理生物學及其實驗教學團隊教師梯隊的構建和培養。
從小的細節入手,每一個單一課程教學團隊的建設都要落到實處[4]。在實際的建設過程中,單一課程教學團隊建設要在充實內涵的基礎上注重外延銜接。內涵建設指針對某一門課程的教學目標及教學要求進行教學規劃,充分發揮教師豐富扎實的專業知識、強烈的創新意識和創新精神。外延銜接指在明確該課程與其他課程群之間關系基礎上,與其它課程的教學積極主動去聯系,融洽共存,進而實現團隊層面上的局部與整體的統一。
2 水處理生物學及其實驗教學團隊的建設內涵
2.1 加強課程建設和教學改革,拓展教學團隊成長平臺
課程建設要著眼于全局,根據專業教育目標和整套課程體系規劃去設計主體教學方案,貫穿基礎課、專業基礎課和專業課,使課程與課程之間進一步整合,在專業理論中融入更多應用型案例,確保單科教學與整個課程體系相協調[5]。比如在制定《水處理生物學》課程教學內容時,應該考慮該課程與前導課程《生物化學》及后續課程《水質工程學》的聯系,加強應用實例的教學內容。
理論教學方法科學,教學手段先進,采用現代教學模式提高教學效果。理論教學 “以多媒體為主、板書為輔、師生現場操作”的思路進行課堂講學,運用先進的多媒體教學手段來改進傳統教學模式。重視實驗教學方式和內容的改革,注重趣味性、工程性和創新性。市政工程、給排水工程專業的大學生尤其需要重視實驗教學。實驗教學實施原則是重在參與、重在過程、重在實驗報告、重在知道,學到東西比實驗結果重要得多。教學中除注重實驗引導外,還要注重學生自主開發實驗作品的能力,激發學生的實驗興趣和創作熱情,提高實驗教學水平和教學效果。
教學團隊成員要積極申報和建設各級精品課程、MOOC課程。通過課程建設,完善課程的網上學習資源和網上答疑渠道,不斷提升課程建設水平,力爭獲得標志性教學成果。水處理生物學及其實驗教學團隊近3年來取得相關教學工作積累和經驗:主持完成省、校級教學質量工程項目5項,目前在研省、校級教學質量工程項目3項,發表相關教學研究論文10余篇。
2.2 加強師資隊伍培養,提升團隊教師素質
加強教師隊伍建設,尤其對青年教師的培養。本著“質量立校,科研強校”的思想,按照“內培外引,優化結構,打造專兼結合雙師教學團隊”的人才隊伍建設思路,通過在職學歷教育、訪學交流、新技術培訓、職業資格培訓、企業實踐鍛煉和堅持開展“傳、幫、帶”活動、教學競賽活動、師德師風教育等方式,大力加強師資培養,教師隊伍的學歷結構、職稱結構得到充分優化,專業素質、教學水平、實踐能力得到不斷提高,建成一支師德好、素質高、業務精的師資隊伍,為課程教學融入新鮮血液。
2.3 重視科研工作,提高人才培養質量
教學團隊建設的重要方面是要重視科研工作,教師學術水平得以提高、教學水平得以進步的基礎是需要教學與科研間的互動。將科研項目與教學相結合,為有能力的學生提供科研項目有關的學習資料,積極讓學生參與科研項目的研究和系統的研發,培養學生的文獻查閱能力、論文報告能力及論文寫作能力。教學團隊成員有幾個科研方向,諸如水處理微生物學、水處理生物生態學、水處理藻類學等,鼓勵教師結合書本知識把科研新知識及時傳授出來,讓學生領略科技發展的魅力,鼓勵學生發奮學習。良好的教學科研互動,尤其是青年教師在受到學生的欽佩和愛戴氣氛中增強了自信心和工作動力。水處理生物學及其實驗教學團隊近幾年來一直從事水處理生物學研究工作,具有相關研究工作積累和經驗:主持完成安徽省十五科技攻關項目“微缺氧懸浮污泥層單級脫氮污水處理設備”、安徽省教育廳自然科學基金項目“新農村建設實用污水處理技術研究”的科研工作,均取得了較為系統的研究成果;目前教學團隊成員主持在研2項國家自然科學基金青年基金“活性污泥法除磷過程中胞內儲存物質的紅外光譜解析與應用”、“sphingomonas sp. SJ-1對三苯甲烷類染料降解脫色的機制研究”;1項國家科技支撐計劃子課題“鋁合金聚氨酯外墻保溫裝飾一體化系統防潮、防霉、防水機理”;1 項安徽高校省級自然科學研究重點項目“污水處理廠尾水中有機氯的活性炭吸附及其機理”。2008-2015年教學團隊成員多人參加了國家水體污染控制與治理科技重大專項“巢湖流域城鎮污水處理功能提升及污泥處理技術與示范”等的科研工作,主要承擔與水處理生物學有關部分的工作。教學團隊成員近3年發表相關領域的科學論文30余篇,SCI、EI檢索10篇。
3 水處理生物學及其實驗教學團隊建設的特殊性――實驗教學改革
3.1 實驗教學改革內容
實驗教學建設是水處理生物學及其實驗教學團隊建設的一個重要方面。根據人才培養的目標,從學生素質培養和鍛煉的角度出發,應該從實驗教學內容、方法以及功能等各方面對相關體系進行全面的深化改革。水處理生物學及其實驗教學團隊不僅能夠充分發揮集體協作的優越性,而且在實驗教學中更加注重實驗的綜合性和實踐性的改革,以達到探索綜合型、設計型實驗教學的新方法新內容的目標[6-8]。
綜合型實驗教學,實際上就是以學生獨立操作為主、教師輔導為輔、實驗過程包含數個實驗關鍵點的實驗教學模式。綜合水處理生物學實驗內容、方法、手段,培養全面思考以及解決水處理生物學問題的思維方式,運用綜合分析問題、解決問題的方法和手段,掌握水處理生物學綜合知識,以達到培養綜合運用水處理生物學知識的能力和素質的目的。設計型實驗教學,即學生根據實驗指導教師提供的可選擇題目自由選擇感興趣的課題、運用所學的理論知識和實驗技能獨立設計研究方案、確定研究路線并完成整個實驗過程以達到實驗目標的實驗教學模式。
綜合型和設計型的實驗教學不僅反映了教學形式的多變性,而且體現了實驗教學的內在本質。在篩選及判定綜合型和設計型實驗過程中,教師應認識和理解水處理生物學實驗教學的內在規律;在進行綜合型和設計型實驗過程中,學生不僅增強多方位考慮問題的大局意識,而且通過水處理生物學研究方案設計以及水處理生物學實驗過程中的設備和儀器調試和操作,學生的創新意識、主觀能動性均得到提高。
3.2 實驗教學改革實踐
設置綜合型實驗。對于市政工程、給排水工程專業的學生來說,選用細菌總數、總大腸菌群2個指標作為綜合性實驗的內容是比較合適的。因為細菌總數、總大腸菌群是自來水廠2個重要的出水衛生學指標,熟練掌握這2個實驗對今后從事水務工作的同學來講是必不可少的。該實驗將若干個微生物基礎實驗串聯在一起,幾乎運用到了微生物實驗所有的基礎操作技能,同學們之間也需要相互配合才能完成,這既增長了學生的實驗操作技能,也培養了同學之間團隊協作精神。
設置設計型實驗。對于市政工程、給排水工程專業的學生來講,由于很多學生畢業后都將從事水污染控制與理論工作,所以有關污水生物處理機理研究是其未來工作的重點。為此,我們設計了不同的實驗以提高學生的技術水平:在綜合型實驗基礎上,諸如“設計一個從污水處理構筑物中分離降解某種污染物的細菌純種的實驗方案”題目,要求學生學會從特定實驗材料中分離降解某種污染物的細菌。為了培養學生解決問題的能力,實驗中我們將學生分成幾個小組,讓學生自己查找資料、設計方案、準備藥品和儀器,并完成實驗。在這期間,教師只負責實驗的指導和檢查。通過此類實驗,提高了學生查閱文獻、應用文獻的能力,最終達到駕馭文獻的目的,由此增強了學生的成就感,大大提高了學生進行水處理生物學實驗的興趣。
4 水處理生物學及其實驗教學團隊建設的根本目標――提高人才培養質量
倡導團隊中的成員與學生溝通,成為他們的知心朋友。深入同學中間,去了解同學生活、理解同學的喜怒哀樂,為同學們排解學習疑難,增進師生間的友誼,引導學生健康愉快學習生活。
倡導團隊成員博學多才。大學教育不能夠僅是講授書本知識,需要把與書本知識相關的知識融入到教學過程中。人人知道“大腸桿菌”,在講授大腸桿菌相關內容時,適時穿插一些水處理之外的內容,如大多數大腸桿菌是條件致病菌,主要附生在人或動物的腸道里,一般不致病,消除學生對其的畏懼心理;生物知識對水處理很重要,其實與我們的生活也息息相關,酸奶、奶酪、酒、食品添加劑(味精、醬油等)、豆腐乳、臭豆腐等均與微生物有關。借助好學生的好奇心,這樣既活躍課堂教學氣氛,又能夠增強課堂教學效果,豐富學生的知識面。
水處理生物學及其實驗教學團隊的建設是長期的,每一位成員都以團隊建設為己任,都在為團隊爭光;每一位成員都在用人格的正能量督促自己、影響學生,教與學相長,達到提高人才培養質量的根本目標。
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教材教學模式考核體系給排水技術的迅猛發展,給排水工程專業教育的國際化成為必然趨勢,雙語教學也已成為很多高校給排水工程專業教學改革的重點之一。我校土木工程專業于2001年開設了給水排水工程方向,于2007年正式開始招生,在2011年一次性順利通過學士學位點評估,并于2012年通過省教育廳審批成為“江蘇省本科重點專業”。《水處理生物學》是給排水工程專業的學生必修的一門專業基礎課,水處理生物學領域的發展是給排水工程技術的發展與創新的根本源泉,所以,為了培養給排水專業學生的創新能力及國際競爭力,開展《水處理生物學》雙語課程的建設勢在必行。
一、教材的選編
《水處理生物學》的主體部分是微生物學,有很多權威的外文書籍。目前,我國很多高校雙語教學選用的是外文原版教材,雖然原版的外文教材能給學生提供很地道的英語環境,但是外文原版教材價格昂貴,而且外文教材的編寫思路與國內專業設置的教學內容存在差異,學生通常難以適應,甚至會造成專業知識結構與重點的錯亂的不良結果。因此,需要調整外文原版教材的專業知識結構,編寫雙語教學專用的教材,一方面,選用了很地道的、權威的英文專業術語;另一方面,又能很好地適應國內的教學思路。此外,選擇一些國際前沿的科技研究論文,編成課外選讀教材,讓學生接觸科技論文的寫作技巧,同時也及時了解本學科的前沿動態。作者所在教研組以“高等學校給水排水工程專業指導委員會規劃推薦教材”中文版教材為基準,從眾多的英文原版教材中選擇相應的內容匯編成英文版的教材,并選取大量的科技類論文編成選讀教材,這樣實現了雙語教材內容的一致性,同時也非常符合中國學生知識構建的一般規律,有利于學生接受知識,在實踐中效果很顯著。
二、教學模式
目前,國內高校常用的雙語教學模式是“英文原版教材,中文講授”。但考慮到學生的英語水平薄弱,加上《水處理生物》的知識點比較多,比較零散,如果直接采用英語授課將不利于學生對專業知識的理解與掌握。此外,教師講授為主的模式也不利于充分發揮學生的主觀能動性。
因此,筆者所在教研組嘗試將中文與英文講授相結合,并充分調動學生學習的主觀能動性。具體要求學生課前同步預習中/英文教材的內容,查詢相關生詞;課堂上先用中文講解中文教材的內容,然后用英文進行總結和要點的回顧;板書與多媒體以中文為主,涉及到的專業術語給出對應的英文翻譯,多媒體中加入一些純英文的圖片、音頻、動畫等,幫助學生理解與聯想記憶;布置選讀教材上相關的翻譯、思考題作為課后作業;同時,考慮到全面培養學生對英語的聽、說、讀、寫的能力。因此,在課堂的復習回顧環節中通過英文提問和英文回答來鍛煉學生的聽說能力,通過開展課堂討論,鼓勵學生查閱與課程內容相關的外文文獻后,用英語對某一話題進行演講與討論。此外,《水處理生物學》有課內實驗,實驗課也采用雙語進行教學。通過實踐證明,該教學模式很大程度地調動學生學習的主觀能動性,學生對專業知識的掌握和應用英語的能力均有較大的提升,教學效果很好。
三、考核體系
雙語教學課程的考核與普通課程不一樣,既要注重對學生掌握專業知識情況的考核,又要注重學生對專業英語的綜合應用能力的考核,同時也要綜合平時的學習表現和閉卷考試的成績。作者所在教研組開展《水處理生物學》雙語教學過程中,將學生課前預習的情況、復習回顧環節中的英文回答、課堂討論中對英文的運用情況等納入了考核體系,同時閉卷考試中加入了三分之一的英文試題,綜合考察了學生對專業知識的掌握情況以及對專業英語的運用能力。
四、其它輔助資源
學生應當多閱讀國內外相關專業的文獻,才能拓展專業知識面,培養英語運用能力,因此外文學術資源對于雙語教學非常重要。作者所在學校的圖書館可以提供國內外權威書籍的紙質版和學術資料的電子版。同時學院的獨立資料室可提供與專業更密切相關的文獻書籍,還有可供小組討論的場所,有助于學生團隊合作完成雙語課程的作業。學院還具有一系列鼓勵教師到國內、國外著名高校調研交流的政策,有利于雙語課程建設的調研與完善。
為實現高等教育與國際的接軌,開展雙語教學是必然的趨勢。但是實踐中由于多種原因,雙語教學的效果并不理想。作者所在教研組通過近幾年對《水處理生物學》雙語教學的實踐與研究,從教材的選編、教學模式、考核體系以及其它的輔助資源的角度進行了經驗性的總結,可為今后其它類似雙語教學的開展提供參考。
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摘 要:目前,高效低耗去除水中氮磷污染物是國內外廣泛關注的環境問題,污水反硝化脫氮除磷技術則是當前的研究熱點。本論文針對反硝化脫氮除磷技術的核心——反硝化除磷菌的微生物學性能進行了研究,以深入理解反硝化除磷現象,也由此才能充分利用其優越性來提高和優化生物脫氮除磷效率和工藝。
關鍵詞:污水處理;反硝化脫氮除磷;微生物學;反硝化除磷菌
到目前為止,國內外學者普遍關注反硝化除磷工藝的試驗及影響因素,但對反硝化除磷脫氮微生物及其種屬的研究較少,尚處于起步階段,而針對反硝化除磷菌種在生理生態方面的特性研究則更少。本論文針對反硝化脫氮除磷技術的核心——反硝化除磷菌開展微生物學研究,更進一步理解反硝化除磷現象,提高生物脫氮除磷效率。
1.反硝化脫氮除磷的微生物機理 Seyoum Yami Gebremariam, Marc W. Beutel, David Christian, et al. Research advances and challenges in the microbiology of enhanced biological phosphorus removal-a critical review. Water Environment Research, 2011, 83(3): 195-219.