基于人工濕地的水處理實驗課程教學改革

王慶雨，林曼斌, 張永利

（韓山師范學院， 廣東 潮州 521041）

基于人工濕地的水處理實驗課程教學改革

王慶雨，林曼斌, 張永利

（韓山師范學院， 廣東 潮州 521041）

人工濕地法是一種環保可持續發展的處理廢水工藝，不僅能使資源開發最大化，而且耗資少、廢水可回收再利用，完美詮釋了“綠色環境”與“廢水回用”雙功能作用。在人工濕地實施工藝實驗課程中，以教師總體把關可行性，學生自主學習、設計、研究其實用性，成為專業理論知識扎實，實干和分析問題能力強的綜合素質技術人才。

人工濕地; 廢水回用; 綠色環保; 教學改革

目前，高校中對于廢水處理實驗種類較多，人工濕地廢水處理運用還不是很廣泛，合理開發學校未利用面積，處理廢水，可模擬濕地系統，進行人工濕地實驗，還可用作教學實驗基地。濕地具有優化水質、溫和天氣、防止沙塵暴、保護環境、平衡生態等優點[1]。通過模擬原始生態凈化系統，構建人工水池，地下設有隔層，填有一些基質層料，選擇一些處理效果好、易生存的植物，以及微生物，它們三者組成一個循環可持續系統，人工需定期進行監督管理，以便更好的維持下去。本系統專業性強，針對某一類型廢水處理效果好，并不適用于全部廢水，學校廢水只有實驗用水和生活用水，成分較簡單，可分別處理，進行試驗課程講授時也可讓學生了解更多知識，根據人工濕地的特性，從教學思維、教學內容、教學方法、教學成果等方面進行改進[2]。從教學思維上弱化老師在整個實驗課程的角色作用，讓學生自主觀察條件，查找資料，設計可行的方案，老師確定其可行性再進行下一步研究；從教學內容上，通過理論聯系實際，走出傳統的實驗室，自行設置流程并安裝試驗器材；從教學方法上減少傳統耗時板書形式，利用多媒體技術展示人工濕地處理廢水過程中涉及的圖片、動畫等；從教學成果上，不同于以往的考試考核形式，通過學生自主設計的實驗涉及過程進行分析并寫出書面報告形式，給出相應的考核體系[3]。通過不同的實驗，研究出多種廢水的專用廢水濕地處理流程。

1 不同植物及其組合對廢水凈化作用

人工濕地中種植不同的植物品種凈化效果如表1。由表1可知，香蒲與美人蕉組合的效果最好，凈化效果高達64.2%，對學校的廢水能很好回收利用。

2 人工濕地法廢水處理實驗教學改革

2.1 人工濕地法廢水處理教學設備更新化

良好的教學質量是建立在一定設備基礎之上，包括設備的更新，設備的開放程度，設備的精心維護以及實驗室經費的支持，學校應根據人工濕地廢水處理實驗性質及類型，調整好實驗室經費比例，創建一個科學的適合本實驗室的規章體系，完善人工濕地廢水處理實驗設備使用制度，做到設備損壞最小化，及時更換過舊的設備，為做好人工濕地廢水處理實驗教學掃平路障[4]。

表 1 不同植物處理NH4+-N 的效果Table 1 Effect of NH4+-N treatment with different plants

2.2 人工濕地法廢水處理教學思維突破化

傳統人工濕地法教學實驗方式很難滿足現代化教學新潮，在學生理論知識運用到實踐實驗、動手、創新意識以及獨立思考、解決問題的能力提高不大。如何彰顯人工濕地法實驗教學在理論教學中與實踐相結合的橋梁作用，做到課程資源利用最大化，是我們人工濕地法教學思維轉化的關鍵部分。通過老師去引導，學生為核心，培養學生查找人工濕地法資料，綜合運用，實際操作，分析總結以及創新的能力，開拓學生的思維，激發他們的興趣，讓他們在科學的理論知識體系下，運用自己的知識，針對一定的廢水設計可行的人工濕地法流程。傳統的人工濕地法實驗課一般設計在課程里面，與課程相結合，沒有一定的考核體系，需要有單獨考核制，相應的操作實驗過程評定，最后進行綜合測評。人工濕地法實驗教學應將實驗課程單獨設置一個課程，將科研成果與實驗教學聯系到一起，這樣不僅讓學生了解了整個實驗的操作，同時培養了學生的嚴謹思維，人工濕地法實驗具有工程實用參考價值，取題應結合專業發展動態，與最新成果結合在一起，顯現出一種科研的環境[5]。

2.3 人工濕地法廢水處理教學內容多樣化

在充分完成人工濕地法教學大綱規定內容的前提下，對人工濕地法教學內容進行延伸與拓展，人工濕地法實驗教學可分為三個階段，教學初的人工濕地法演示實驗，實驗室中有些實驗操作復雜，實驗費用高，耗材大、原理深奧，通過實驗員的操作以及講解，學生有不懂的地方可直接詢問操作員，使問題簡單明了，避免人為問題導致實驗失敗以及設備的損壞，為下一系列實驗做準備；驗證式的人工濕地法熟悉實驗，通過已定的實驗方案，了解實驗過程中每個步驟意義，熟悉實驗操作，為創新型實驗做準備；自主設計的人工濕地法綜合性實驗，選題需滿足科學性、綜合性、實用性、可行性、創新性[6]。通過相關的理論學習，對于實際實驗的環境進行調研，參考實驗題目，查閱資料，撰寫方案，分析可行性，提出亮點，分組合作共同完成實驗，分析結果，提高學生的思考、觀察、組織、創新等綜合能力。

2.4 人工濕地法廢水處理教學方法現代化

首先，將老師從傳統的“單口相聲”中解救出來，人工濕地法實驗課不是一味的聽從老師的講解，是一個讓學生學會知識，應用知識較強的課程，是一個引導，思考，解決問題的過程。單純授課很難讓學生體會到知識點精髓，同時也無法調動學生的求知欲望[7]。在人工濕地實驗課授課過程中，通過聯系實際課題所做的研究，分出方向，同時也將學生分組，采取集體討論、分析、設計、實踐等一系列過程，老師則總結整個過程中優缺點，及時調整，確定其可行性。其實，從教學手段上減少板書演練，利用現代化先進媒體設備進行實地圖片展示，原理模型動漫播放，濕地廢水模擬流程軟件等多種靈活教學方式， 避免了板書死板，難以生動講授原理，學生理解困難等問題。利用多媒體輔助工具以及人工濕地模型相結合，將靜態的板書內容轉化成Flash等生動形式，將枯燥的理論知識變的更加有吸引力。有了這些直觀的、生動的講解過程，再加上良好實踐操作，不僅激發了學生的學習興趣，同時讓他們更能深刻學到理論知識和實踐能力，為以后的專業課學習以及科研奠定了一定的基礎[8]。

2.5 人工濕地法廢水處理教學成果科研化

人工濕地法教學成果不僅要從學生角度考慮，同時也要從老師角度展現出來。首先，在形式上教師學生采取互評方式，從老師角度了解學生學習狀況，根據學生的學習狀態，學習方法、學習進步程度，學生完成人工濕地法實驗成效綜合考慮，給予一定考核體系，完善教育考核體系；從學生的角度講，不僅要學到實驗的基本操作步驟，同時還要了解人工濕地法實驗的最新進展。對老師授課方式、內容以及接受程度進行認真評價，還可以再次提出自己的想法以及建議。其次，將人工濕地法教學實驗與科研僅僅相連，不僅節約了資源，還讓人工濕地法實驗與實際相結合，不會顯得空洞，學生也能從中學到很多知識，并且可以論文成果形式發表出來。

最后，還可以通過期中座談會形式面對面交流，以一種平等形式對話，改進當前的教學模式，共同研討出適合師生的模式，使學習效率最大化[9]。

3 結 語

人工濕地法教學改革是一個首先改變思想而后改變環境的一個冗長的過程，并非一朝一夕之事。人工濕地法實驗課程改革采取探討式模式進行，既讓老師及時了解到學生的想法，共同探討科研方向，又讓學生長進知識，解放思維，改進學習方法，誕生成果作品；考核方式上集師生共同想法，設計出合理的體系。通過這種體系，實現素質教育，使學生成為專業性強、動手能力好的創新性人才。

［1］錦樓, 陳琴, 許連煌. 人工濕地在應用中存在的問題及解決措施[J].環境科學, 2013( 01): 401-408.

［2］勝前. 中美地理教學設計的比較研究[D].武漢:華中師范大學,2007.

［3］國利, 蓋功琪, 蘇冬妹. 開放式實驗教學模式的研究與實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2010( 02): 91-93+132.

［4］洪麗. 學校教學設備采購管理系統的設計與實現[D]. 天津:天津師范大學, 2014.

［5］森,石健壯. 預設性與生成性:教學思維的二重基本屬性[J]. 當代教師教育, 2010( 01): 52-56.

［6］張永利. 環境科學專業的化工原理課程教學改革[J]. 科技信息, 2009(08):301.

［7］文芝,張蕾. 淺談學習“高等代數”興趣的培養[J]. 中國電力教育, 2013, 25: 113+134.

［8］曉英, 趙杰, 鄒龍江, 等. 材料科學基礎實驗課多媒體教學及網絡教學平臺建設[J]. 中國現代教育裝備, 2013, 19: 42-43.

［9］月新, 黃小益, 譚喬來. 研究型實驗課教學模式的試驗報告[J]. 中國現代教育裝備, 2011( 01): 126-128.

Teaching Reform of Wastewater Treatment Experiments Based on Artificial Wetland

WANG Qing-yu, LIN Man-bin, ZHANG Yong-li
(Hanshan Normal University, Guangdong Chaozhou 521041，China）

The artificial wetland is an environment-friendly and sustainable wastewater treatment process. It not only can maximize the resource development, but also can reduce the cost and recycle waste water, so it has "green environment" and "wastewater reuse" dual functions. In the experiment course of artificial wetland implement process, teachers overall check the feasibility of students’ plans, students research the practicality of the artificial wetland process through learning and designing the course by themselves, which is beneficial to improving students' comprehensive ability.

Artificial wetland; Wastewater reuse; Green environmental protection; Teaching reform

X 703

A

1671-0460（2014）12-2713-02

廣東省高等學校專業綜合改革試點項目：環境科學專業綜合改革；2011國家星火計劃項目(2011GA780014)。

2014-05-10

王慶雨（1971-），男，遼寧撫順人，環境保護工程師，研究方向：環境保護技術工作。E-mail:wangqy@hstc.edu.cn，電話：0768-2318515。