淺談案例教學法在《水處理新技術》課程教學中的應用

曾濤濤++謝水波　陳勝兵　周玉林

摘 要：我國目前水體污染狀況嚴重，因此誕生了許多污水處理新技術與新工藝，《水處理新技術》課程伴隨而生。該文從案例與實踐緊密結合、案例的新穎性與代表性、案例與科研緊密聯系及增強互動性等幾個方面入手，探討案例教學法在《水處理新技術》課程教學中的應用，以達到增強學習效果、培養學生能力的目的。

關鍵詞：案例教學法 水處理新技術 教學

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0144-01

隨著我國經濟水平的提高及工業的大規模發展，水環境污染也越來越嚴重，地表水及地下水出現了許多新增污染物，給人們身體健康產生嚴重危害。為了遏止水環境繼續惡化，一些新技術、新工藝應運而生。在給排水科學與工程專業課程體系中，《水處理新技術》正是這樣一門重要專業課[1]，它強調污水處理的“新技術”、“新工藝”，具有較強的工程實踐性，兼具一定的理論知識。該課程涉及范圍廣泛，內容較多，但課程學時較短，如何在短時間內培養學生工程實踐能力，是廣大教學工作者面臨的一個共同難題。筆者嘗試通過案例教學法讓學生更好地掌握課程知識，培養學生分析問題與解決問題的能力，并在此與廣大同行探討案例教學法設計的要點。

1 案例應注重理論與實踐緊密結合

理論知識是工程實踐的基礎，在2012年教育部《高等教育本科專業》中將“給水排水工程”專業更名為“給排水科學與工程”專業[2]，名稱的更換標志著科學理論基礎在專業人才培養的重要性。因此在《水處理新技術》課程教學的案例選用上，需要理論與工程實踐并重，同時與教材緊密結合，通過案例來啟發學生思考，并建立理論和實踐的聯系。

在生物脫氮新技術單元，以短程硝化-反硝化工藝（SHARON）工藝為案例進行介紹。傳統硝化過程是指氨氮（NH4+）先氧化成亞硝氮（NO2-），再被氧化成硝態氮（NO3-），兩個步驟分別由氨氧化細菌（AOB）和亞硝化氧化細菌（NOB）催化完成（式1和式2）。

NH4+ + 1.5O2——NO2- + H2O + 2H+ （1）

NO2- + 0.5O2——NO3- （2）

這兩個過程是獨立的，且亞硝酸還原菌能夠以NO2-為底物進行反硝化反應（式3），而不是傳統觀念認為只能以NO3-為底物進行反硝化反應（式4）。

在案例教學中通過介紹短程硝化-反硝化的微生物學理論知識，使學生更容易理解SHARON工藝的運行方式與特點。綜合比較化學反應式1和2，理論上氧氣（O2）可以節省25%，對應工藝過程中可以節省曝氣量25%；綜合比較化學反應式3和4，甲醇（CH3OH）可以減少40%，對應SHARON工藝反硝化過程中可以節省外加碳源40%。這樣從理論和工藝兩方面進行案例分析，加深學生對SHARON工藝的理解，并增加其對生物脫氮新技術的認識。

2 案例需具有新穎性和典型性

與文獻相比，教材往往具有一定的滯后性。在《水處理新技術》教材中介紹的新技術、新工藝，它們的特點與應用范圍可能會隨著實際工藝研發而發生一些變化。為了及時掌握這些變化，需要閱讀最新文獻。案例選用上也要緊跟水處理新技術的發展，及時補充新知識，才能避免學生走出校園后出現知識與實際情況脫節的問題。

在厭氧生物處理技術中，以厭氧顆粒污泥為案例，介紹最新的分子生物學技術——熒光原位雜交技術（FISH）在厭氧顆粒污泥菌群檢測中的應用，講解其在厭氧顆粒污泥形態特征檢測中的應用，并介紹厭氧顆粒污泥形成的機理。通過這些講解，讓學生了解厭氧生物處理技術的最新發展成果與研究技術。

另外，案例選用要具有典型性與代表性，不能只有一、兩篇文獻的報道，而要得到廣大同行的認可，并經過工程實踐的檢驗，這種案例才更有說服力。

3 案例應與科研緊密聯系

我校《水處理新技術》課程是在給排水科學與工程專業大四上學期開設，很多學生即將開展畢業設計（論文），一些同學隨后會進入研究生階段開展課題研究。因此可以通過案例激發學生興趣，培養學生科研能力。在氧化溝工藝介紹時，以我國的第一座三溝式氧化溝污水處理廠——邯鄲市東污水處理廠為案例，介紹氧化溝工藝運行流程圖、各構筑物的運行參數及對污染物的處理效果。這樣學生在做排水方向畢業設計，遇見氧化溝工藝的設計就能與課堂知識聯系起來；或者學生在做氧化溝生物脫氮的畢業論文的時候，課堂所學知識可以為畢業論文的開展提供良好的基礎，進一步為研究生生物脫氮相關課題研究奠定基礎。

4 增強與學生的互動性

教學過程中，學生的積極參與是保證教學效果的重要因素[3]。因此案例實施過程中，老師需要充分挖掘學生潛力，調動他們的積極性，提高其學習興趣和主動參與意識，從而培養學生發現問題、分析問題與解決問題的能力，達到提高《水處理新技術》教學質量的目的。值得注意的是，課堂中往往是幾個表現突出的學生主動性強，而部分學生則好像事不關己，不會積極參加案例的討論[4]。因而在案例教學過程中，除了關注表現積極的學生外，還需要強制性地要求一些不參與討論的學生發表觀點，活躍整個課堂氣氛，增強案例法的教學效果。

5 結語

通過以上的案例設計方法，可以在較短的時間內增強學生主動學習的興趣，加深對水處理工藝原理及運行方式的理解，讓他們熟悉最新的水處理工藝與技術，培養學生分析問題和解決問題的能力，為今后從事水處理研究和工程設計工作以及市政工程、環境工程研究生專業學習奠定良好的基礎。

參考文獻

[1] 王方園，丁林賢，葉群峰，等.水處理技術校內外實踐教學模式改革與探索[J]. 科教文匯，2012（11）：29-31.

[2] 高等學校給水排水工程學科專業指導委員會.高等學校給排水科學與工程本科指導性專業規范[M].中國建筑工業出版社，2012.

[3] 楊世東，崔鳳國，王偉卓.分組互動教學在水處理新技術課程教學中的應用研究[J].科教導刊，2013（11）：68-69.

[4] 蔣艷紅，蒙冕武，鄧華.案例教學法在“環境工程學”教學中的應用研究[J]. 中國電力研究，2009（12）：64-65.endprint

摘 要：我國目前水體污染狀況嚴重，因此誕生了許多污水處理新技術與新工藝，《水處理新技術》課程伴隨而生。該文從案例與實踐緊密結合、案例的新穎性與代表性、案例與科研緊密聯系及增強互動性等幾個方面入手，探討案例教學法在《水處理新技術》課程教學中的應用，以達到增強學習效果、培養學生能力的目的。

關鍵詞：案例教學法 水處理新技術 教學

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0144-01

隨著我國經濟水平的提高及工業的大規模發展，水環境污染也越來越嚴重，地表水及地下水出現了許多新增污染物，給人們身體健康產生嚴重危害。為了遏止水環境繼續惡化，一些新技術、新工藝應運而生。在給排水科學與工程專業課程體系中，《水處理新技術》正是這樣一門重要專業課[1]，它強調污水處理的“新技術”、“新工藝”，具有較強的工程實踐性，兼具一定的理論知識。該課程涉及范圍廣泛，內容較多，但課程學時較短，如何在短時間內培養學生工程實踐能力，是廣大教學工作者面臨的一個共同難題。筆者嘗試通過案例教學法讓學生更好地掌握課程知識，培養學生分析問題與解決問題的能力，并在此與廣大同行探討案例教學法設計的要點。

1 案例應注重理論與實踐緊密結合

理論知識是工程實踐的基礎，在2012年教育部《高等教育本科專業》中將“給水排水工程”專業更名為“給排水科學與工程”專業[2]，名稱的更換標志著科學理論基礎在專業人才培養的重要性。因此在《水處理新技術》課程教學的案例選用上，需要理論與工程實踐并重，同時與教材緊密結合，通過案例來啟發學生思考，并建立理論和實踐的聯系。

在生物脫氮新技術單元，以短程硝化-反硝化工藝（SHARON）工藝為案例進行介紹。傳統硝化過程是指氨氮（NH4+）先氧化成亞硝氮（NO2-），再被氧化成硝態氮（NO3-），兩個步驟分別由氨氧化細菌（AOB）和亞硝化氧化細菌（NOB）催化完成（式1和式2）。

NH4+ + 1.5O2——NO2- + H2O + 2H+ （1）

NO2- + 0.5O2——NO3- （2）

這兩個過程是獨立的，且亞硝酸還原菌能夠以NO2-為底物進行反硝化反應（式3），而不是傳統觀念認為只能以NO3-為底物進行反硝化反應（式4）。

在案例教學中通過介紹短程硝化-反硝化的微生物學理論知識，使學生更容易理解SHARON工藝的運行方式與特點。綜合比較化學反應式1和2，理論上氧氣（O2）可以節省25%，對應工藝過程中可以節省曝氣量25%；綜合比較化學反應式3和4，甲醇（CH3OH）可以減少40%，對應SHARON工藝反硝化過程中可以節省外加碳源40%。這樣從理論和工藝兩方面進行案例分析，加深學生對SHARON工藝的理解，并增加其對生物脫氮新技術的認識。

2 案例需具有新穎性和典型性

與文獻相比，教材往往具有一定的滯后性。在《水處理新技術》教材中介紹的新技術、新工藝，它們的特點與應用范圍可能會隨著實際工藝研發而發生一些變化。為了及時掌握這些變化，需要閱讀最新文獻。案例選用上也要緊跟水處理新技術的發展，及時補充新知識，才能避免學生走出校園后出現知識與實際情況脫節的問題。

在厭氧生物處理技術中，以厭氧顆粒污泥為案例，介紹最新的分子生物學技術——熒光原位雜交技術（FISH）在厭氧顆粒污泥菌群檢測中的應用，講解其在厭氧顆粒污泥形態特征檢測中的應用，并介紹厭氧顆粒污泥形成的機理。通過這些講解，讓學生了解厭氧生物處理技術的最新發展成果與研究技術。

另外，案例選用要具有典型性與代表性，不能只有一、兩篇文獻的報道，而要得到廣大同行的認可，并經過工程實踐的檢驗，這種案例才更有說服力。

3 案例應與科研緊密聯系

我校《水處理新技術》課程是在給排水科學與工程專業大四上學期開設，很多學生即將開展畢業設計（論文），一些同學隨后會進入研究生階段開展課題研究。因此可以通過案例激發學生興趣，培養學生科研能力。在氧化溝工藝介紹時，以我國的第一座三溝式氧化溝污水處理廠——邯鄲市東污水處理廠為案例，介紹氧化溝工藝運行流程圖、各構筑物的運行參數及對污染物的處理效果。這樣學生在做排水方向畢業設計，遇見氧化溝工藝的設計就能與課堂知識聯系起來；或者學生在做氧化溝生物脫氮的畢業論文的時候，課堂所學知識可以為畢業論文的開展提供良好的基礎，進一步為研究生生物脫氮相關課題研究奠定基礎。

4 增強與學生的互動性

教學過程中，學生的積極參與是保證教學效果的重要因素[3]。因此案例實施過程中，老師需要充分挖掘學生潛力，調動他們的積極性，提高其學習興趣和主動參與意識，從而培養學生發現問題、分析問題與解決問題的能力，達到提高《水處理新技術》教學質量的目的。值得注意的是，課堂中往往是幾個表現突出的學生主動性強，而部分學生則好像事不關己，不會積極參加案例的討論[4]。因而在案例教學過程中，除了關注表現積極的學生外，還需要強制性地要求一些不參與討論的學生發表觀點，活躍整個課堂氣氛，增強案例法的教學效果。

5 結語

通過以上的案例設計方法，可以在較短的時間內增強學生主動學習的興趣，加深對水處理工藝原理及運行方式的理解，讓他們熟悉最新的水處理工藝與技術，培養學生分析問題和解決問題的能力，為今后從事水處理研究和工程設計工作以及市政工程、環境工程研究生專業學習奠定良好的基礎。

參考文獻

[1] 王方園，丁林賢，葉群峰，等.水處理技術校內外實踐教學模式改革與探索[J]. 科教文匯，2012（11）：29-31.

[2] 高等學校給水排水工程學科專業指導委員會.高等學校給排水科學與工程本科指導性專業規范[M].中國建筑工業出版社，2012.

[3] 楊世東，崔鳳國，王偉卓.分組互動教學在水處理新技術課程教學中的應用研究[J].科教導刊，2013（11）：68-69.

[4] 蔣艷紅，蒙冕武，鄧華.案例教學法在“環境工程學”教學中的應用研究[J]. 中國電力研究，2009（12）：64-65.endprint

摘 要：我國目前水體污染狀況嚴重，因此誕生了許多污水處理新技術與新工藝，《水處理新技術》課程伴隨而生。該文從案例與實踐緊密結合、案例的新穎性與代表性、案例與科研緊密聯系及增強互動性等幾個方面入手，探討案例教學法在《水處理新技術》課程教學中的應用，以達到增強學習效果、培養學生能力的目的。

關鍵詞：案例教學法 水處理新技術 教學

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0144-01

隨著我國經濟水平的提高及工業的大規模發展，水環境污染也越來越嚴重，地表水及地下水出現了許多新增污染物，給人們身體健康產生嚴重危害。為了遏止水環境繼續惡化，一些新技術、新工藝應運而生。在給排水科學與工程專業課程體系中，《水處理新技術》正是這樣一門重要專業課[1]，它強調污水處理的“新技術”、“新工藝”，具有較強的工程實踐性，兼具一定的理論知識。該課程涉及范圍廣泛，內容較多，但課程學時較短，如何在短時間內培養學生工程實踐能力，是廣大教學工作者面臨的一個共同難題。筆者嘗試通過案例教學法讓學生更好地掌握課程知識，培養學生分析問題與解決問題的能力，并在此與廣大同行探討案例教學法設計的要點。

1 案例應注重理論與實踐緊密結合

理論知識是工程實踐的基礎，在2012年教育部《高等教育本科專業》中將“給水排水工程”專業更名為“給排水科學與工程”專業[2]，名稱的更換標志著科學理論基礎在專業人才培養的重要性。因此在《水處理新技術》課程教學的案例選用上，需要理論與工程實踐并重，同時與教材緊密結合，通過案例來啟發學生思考，并建立理論和實踐的聯系。

在生物脫氮新技術單元，以短程硝化-反硝化工藝（SHARON）工藝為案例進行介紹。傳統硝化過程是指氨氮（NH4+）先氧化成亞硝氮（NO2-），再被氧化成硝態氮（NO3-），兩個步驟分別由氨氧化細菌（AOB）和亞硝化氧化細菌（NOB）催化完成（式1和式2）。

NH4+ + 1.5O2——NO2- + H2O + 2H+ （1）

NO2- + 0.5O2——NO3- （2）

這兩個過程是獨立的，且亞硝酸還原菌能夠以NO2-為底物進行反硝化反應（式3），而不是傳統觀念認為只能以NO3-為底物進行反硝化反應（式4）。

在案例教學中通過介紹短程硝化-反硝化的微生物學理論知識，使學生更容易理解SHARON工藝的運行方式與特點。綜合比較化學反應式1和2，理論上氧氣（O2）可以節省25%，對應工藝過程中可以節省曝氣量25%；綜合比較化學反應式3和4，甲醇（CH3OH）可以減少40%，對應SHARON工藝反硝化過程中可以節省外加碳源40%。這樣從理論和工藝兩方面進行案例分析，加深學生對SHARON工藝的理解，并增加其對生物脫氮新技術的認識。

2 案例需具有新穎性和典型性

與文獻相比，教材往往具有一定的滯后性。在《水處理新技術》教材中介紹的新技術、新工藝，它們的特點與應用范圍可能會隨著實際工藝研發而發生一些變化。為了及時掌握這些變化，需要閱讀最新文獻。案例選用上也要緊跟水處理新技術的發展，及時補充新知識，才能避免學生走出校園后出現知識與實際情況脫節的問題。

在厭氧生物處理技術中，以厭氧顆粒污泥為案例，介紹最新的分子生物學技術——熒光原位雜交技術（FISH）在厭氧顆粒污泥菌群檢測中的應用，講解其在厭氧顆粒污泥形態特征檢測中的應用，并介紹厭氧顆粒污泥形成的機理。通過這些講解，讓學生了解厭氧生物處理技術的最新發展成果與研究技術。

另外，案例選用要具有典型性與代表性，不能只有一、兩篇文獻的報道，而要得到廣大同行的認可，并經過工程實踐的檢驗，這種案例才更有說服力。

3 案例應與科研緊密聯系

我校《水處理新技術》課程是在給排水科學與工程專業大四上學期開設，很多學生即將開展畢業設計（論文），一些同學隨后會進入研究生階段開展課題研究。因此可以通過案例激發學生興趣，培養學生科研能力。在氧化溝工藝介紹時，以我國的第一座三溝式氧化溝污水處理廠——邯鄲市東污水處理廠為案例，介紹氧化溝工藝運行流程圖、各構筑物的運行參數及對污染物的處理效果。這樣學生在做排水方向畢業設計，遇見氧化溝工藝的設計就能與課堂知識聯系起來；或者學生在做氧化溝生物脫氮的畢業論文的時候，課堂所學知識可以為畢業論文的開展提供良好的基礎，進一步為研究生生物脫氮相關課題研究奠定基礎。

4 增強與學生的互動性

教學過程中，學生的積極參與是保證教學效果的重要因素[3]。因此案例實施過程中，老師需要充分挖掘學生潛力，調動他們的積極性，提高其學習興趣和主動參與意識，從而培養學生發現問題、分析問題與解決問題的能力，達到提高《水處理新技術》教學質量的目的。值得注意的是，課堂中往往是幾個表現突出的學生主動性強，而部分學生則好像事不關己，不會積極參加案例的討論[4]。因而在案例教學過程中，除了關注表現積極的學生外，還需要強制性地要求一些不參與討論的學生發表觀點，活躍整個課堂氣氛，增強案例法的教學效果。

5 結語

通過以上的案例設計方法，可以在較短的時間內增強學生主動學習的興趣，加深對水處理工藝原理及運行方式的理解，讓他們熟悉最新的水處理工藝與技術，培養學生分析問題和解決問題的能力，為今后從事水處理研究和工程設計工作以及市政工程、環境工程研究生專業學習奠定良好的基礎。

參考文獻

[1] 王方園，丁林賢，葉群峰，等.水處理技術校內外實踐教學模式改革與探索[J]. 科教文匯，2012（11）：29-31.

[2] 高等學校給水排水工程學科專業指導委員會.高等學校給排水科學與工程本科指導性專業規范[M].中國建筑工業出版社，2012.

[3] 楊世東，崔鳳國，王偉卓.分組互動教學在水處理新技術課程教學中的應用研究[J].科教導刊，2013（11）：68-69.

[4] 蔣艷紅，蒙冕武，鄧華.案例教學法在“環境工程學”教學中的應用研究[J]. 中國電力研究，2009（12）：64-65.endprint