基于工程實踐能力培養的《水污染控制工程》實驗教學初探

摘要通過實踐研究，結合華北科技學院環境工程專業的特點與實際狀況，以實驗教學突出培養學生工程實踐能力為目標，對實驗教學的講義、實驗課時、實驗項目、實驗指導教師和實驗考核幾方面進行了研究，形成了一套適合我院的水污染控制工程實驗教學模式。

關鍵詞 水污染控制工程 實驗 工程 實踐

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

Study on Teaching Lab Course of \"Water Pollution Control Engineering\" Based on Trainning Engineering Practical Ability

HUANG Ling

（North China Institute of Science and Technology， Beijing 101601）

AbstractThe purpose of this paper is to study teaching model of lab course of water pollution control engineering. Depended on the character and actual status of environment engineering in North China Institute of Science and Technology， the textbook of lab course， lab course time and item arrangement， lab course guiding teacher and lab course test were researched with practice method. The results showed that the teaching model of lab course of water pollution control engineering was fitting for North China Institute of Science and Technology was formed. It was helpful for enhancing engineering practical ability of undergraduate students.

Key wordswater pollution controlling engineering; lab; engineering; practice

實驗教學是《水污染控制工程》課程教學培養學生工程實踐能力的一個重要環節。充分合理的實驗環節的安排、內容的設置和形式的采用在使學生具有水處理工程師素質的教學上是至關重要的。文獻研究發現，環境工程專業水處理方向實踐教學模式已經引起了不少環境工程教育工作者的關注。但是這些研究都是針對作者所在院校的實際狀況得出的，不能全盤應用到我院環境工程專業水處理方向的實踐教學中。因此有必要找到一套適合華北科技學院環境工程專業水處理方向的實踐教學的模式。

1 研究思路

在總學時的控制下，華北科技學院《水污染控制工程》的課時僅為64學時，而實驗課課時為16學時。同其他院校環境工程專業相比，本課程的學時數少了1/3。而同時對學生工程實踐能力的培養的又是這門課程開設的終極目標。為使相對較少實驗課時最優化應用到學生實踐能力培養上，本課程組以理論學習和教學實踐相結合的方式，對《水污染控制工程》的實驗教學方式、方法進行了探究，形成一套適于華北科技學院特點的教學模式。

2 《水污染控制工程》實驗教學模式

2.1 考慮實驗項目全面，自編實驗講義

我院《水污染控制工程》在總學時限制下課時設置相對其他兄弟院校都少。這種情況下還要突出工程實踐能力的培養，重點即在實驗內容的設置。因此本課題組綜合我專業實驗室的實際狀況和教學目的自行編寫了一份實驗講義，在四屆本科生教學中均投入使用，效果良好。

為突出水處理工程實踐能力的培養，盡管只有16學時，本課題組也設計了5項實驗，且大多設計成污水處理工藝實驗。實驗項目囊括了水處理三大處理法工藝，其中包括物理處理法2項，分別時自由沉淀和混凝實驗；化學法1項，為化學氧化法處理有機廢水；生物處理法1項，為城市生活污水的生物法處理。所有這些項目以實際水樣為實驗對象，使學生從實踐的角度加強了水污染控制的三大處理方法基本原理的理解，同時培養了學生水處理實驗技術的基本技能。這樣的實驗設置可使學生在有限的學習時間內，重點掌握基本水處理工藝與原理。

2.2 與相關課程前后呼應，有效利用實驗課時

在大多數兄弟院校中，《水污染控制工程》實驗項目中要有相當比例的課時是放在污水水質的測定上。而在本專業教學計劃設置之初，充分考慮到課程間的過渡過程，因此從涉及水處理方向的《環境工程微生物學實驗》和《環境監測》這兩門課程開設時間上就已經安排好它們之間的銜接。

比如相關水質指標的監測在上述兩門課程的實驗教學中已經讓學生得到充分的鍛煉，因此在《水污染控制工程》的水處理工藝實驗中學生對于水質項目的測定原理和操作方法亦較為熟悉。在三大方法處理污水的實驗項目的預習和操作過程中學生可重點掌握工藝原理和運行過程與細節，不用再花過多的精力放置在水質指標的測定。這樣的安排不但充分地利用了有限的學時，而且也讓學生有重點地在不同時間段上掌握不同的實驗技能，綜合發展實踐能力。

另外，《水污染控制工程》中設置的唯一一個水質指標監測項目就是活性污泥評價指標實驗。這個實驗就是進行活性污泥系統工藝指標參數的污泥沉降比（SV）、污泥容積指數（SVI）、混合液懸浮固體濃度（MLSS）和混合液揮發性懸浮固體濃度（MLVSS）的測定。學生只有了解活性污泥法處理污水的原理與工藝才能對活性污泥的這幾個工藝指標有深刻理解。這部分內容不在前兩門課程中，因此盡管環境監測理論教學中涉及到了這些指標的概念，但是為了突出活性污泥在生物法工藝系統處理污水中的重要性，將這部分內容就設在了《水污染控制工程》。實際結果證明，這個實驗與其后的城市生活污水的生物法處理實驗相互呼應，效果良好。

2.3 與相關實習前后呼應，強調完整實驗項目的進行

《水污染控制工程》實驗中包括城市生活污水的生物法處理這項綜合性實驗，實驗要求學生分組對生物氧化溝、SBR反應池及A2/O三種工藝進行模擬實驗，要求將各工藝的運行參數及實際生活污水的處理效果進行水質指標對比。由于實驗為冬季運行，因此僅僅依靠實驗大綱給出的6學時完成處理過程是非常有困難的。為了解決這個問題，本課題組適時調整。將原來的實驗內容給為兩部分：一部分是實驗課上時間，由學生先期掌握工藝運行特點、步驟及參數，教師再進行考核；后一部分實際污水處理的運行必須要經過較長時間段才能獲得良好效果，因此放置在后續的生產實習時間段內。在這個時間段內，一是使學生有時間保證自行準備實驗藥品、儀器和調試模擬構筑物；二是學生在一段時間內可詳細觀察各構筑物每一部分的構造和工作狀態、污水和活性污泥的運行工況，為后續的實習及設計環節做好準；三是學生通過自己動手測定水樣水質指標和撰寫實習報告，對不同污水處理工藝的處理效果進行比較分析，對于運行的優缺點也能充分體會，使學生能夠更好地鍛煉如何應對實際工藝運行狀況的能力。

這樣不但使課程與實踐環節有呼應，而且促進了完整實驗項目的進行。這樣的設置使得學生對整體水處理工藝的過程清楚明了，同時還能有充足的時間對于工藝中實際運行遇到的問題全面了解并掌握。這對于學生的“大工程”意識的樹立很有幫助。

2.4 實驗指導教師均為理論教學和有科研任務的教師，加強學生實踐能力

本課程的實驗指導教師的選擇都是教授本課程的理論教學教師。同時這些教師都承擔了相應的科研任務，因此在教授和指導實驗時能夠結合自身科研實驗經驗。對相關學生實驗過程的操作錯誤、結果誤差和報告分析進行較為到位的指導和深刻的評價。

同時，結合教學實驗讓有興趣的同學以大學生科技創新或畢業論文的形式參加教師自己的科研實驗。教師確定大的實驗方向后，由學生自行制定具體方案進行實驗。這樣既加深了學生對課本要求的理解，同時加強鍛煉了他們的創新科研思維。既培養了學生們的基本實驗技能，又突出了實踐能力的歷練，增強他們對專業掌握的自信心。

2.5 完善的考核制度是保證學生實踐能力培養的關鍵

對于學生實驗的考核，應從實驗態度、操作過程與手法、實驗結果的報告、分析這幾方面進行，任一方面都不能忽略。實驗態度的考察可以加強學生對實驗的認真程度，進而促進他們對實驗項目的有效操作。實驗操作過程與手法考察學生動手及創新的能力；實驗報告考察學生分析問題及解決問題的能力。雖然這樣增加了考試的難度和廣度和教師的工作量，但是可以較大幅度地促進和調動學生的實踐能力和興趣。

3 結論

實踐表明，《水污染控制工程》的實驗教學模式有效利用并節約實驗課時，讓學生有充分的動手實踐機會。同時通過精心設置實驗環節又保證了大實驗項目的完整性，使學生樹立了“大工程”的思維。不但在本課程的教學中取得較好的效果，而且也有助于其他課程和實踐環節的學習和實施。當然，為了保證上述實驗教學理論得到完美的實踐效果，實驗教學的質量監控評價保障措施應該建立起來，以便能夠全方位地考察和監控實驗教學環節的教學質量。因此這些問題還有待于繼續研究。

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