基于《水污染控制工程》課程教學與實踐相結(jié)合的探索

許 暉

(江蘇大學環(huán)境與安全工程學院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

作為環(huán)境工程專業(yè)的一門核心課程，《水污染控制工程》詳細闡述了水污染控制技術(shù)的基本概念、理論與方法、水污染控制設備的設計和計算[1]。該課程主要內(nèi)容包括污水的來源、性質(zhì)、國家標準、對人類生產(chǎn)生活的后續(xù)影響與危害、預防措施和策略；本課程的主要內(nèi)容包括廢水的來源、性質(zhì)、對人類生產(chǎn)、生活活動的影響和危害，防治水污染的方針、策略及技術(shù)；全面系統(tǒng)地介紹了水污染控制各項技術(shù)的定義、原理、過程動力學及影響因數(shù)；生物處理過程的數(shù)學模型；處理工藝流程、工藝參數(shù)、設備和裝置；國內(nèi)外研究和發(fā)展的新成果和趨勢；工程設計程序，內(nèi)容及方法；工藝調(diào)試和運行控制方法；并列舉了一些設計、應用實例。通過對具體城鎮(zhèn)污水處理案例分析，使學生掌握污水處理的基本原理及工藝。通過對國際標準的學習，學生得以了解污水水質(zhì)指標及排放標準，為后續(xù)處理工藝流程、設備選取及設計計算提供基礎。本課程教學內(nèi)容豐富，理論與實踐同等重要。因此，如何協(xié)調(diào)老師教學與學生的收獲知識的關(guān)系，培養(yǎng)學生的學習以及認知能力，是該課程在教學中面臨的巨大挑戰(zhàn)。

1 現(xiàn)狀與存在問題

《水污染控制工程》這門課程在人才培養(yǎng)中占據(jù)十分重要的地位，課程體系具有邏輯性強、條理性多、知識點多以及連貫性強等特點，各知識點緊密聯(lián)系，相互交叉且相對獨立[3]。現(xiàn)有課程體系包括理論講授(48學時)、課程實驗(16學時)、課程設計(2周)以及工程實踐(2周)四部分組成。其中理論講授包括物理控制法、化學控制法、物化控制法和生化控制法。其中物理控制法包括：沉淀法、均化法、攔截法、過濾法、離心分離法等；化學控制法包括：混凝法、中和法、化學沉淀法、氧化還原法以及電化學法等；物化控制法包括：吸附法、離子交換法、氣浮法、蒸發(fā)與結(jié)晶、萃取法、膜分離法、磁分離法、吹膜法等；生化控制法：好氧生化法以及厭氧生化法。主要講述各種物化處理單元以及各種生物處理單元。然而，在傳統(tǒng)講授過程中，存在講授模式單一等問題。即授課多采用老舊模式，學生學習興趣不高。在培養(yǎng)學生獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力方面有所欠缺。學生對知識的吸收較低，并且會降低學生學習的積極性和主動性。課程實驗主要包括：廢水混凝沉淀實驗、氣浮實驗、膜分離試驗、廢水生化實驗、自由沉降試驗等。課程設計主要是：通過完成上述課程，針對某一實驗要求完成所需工藝選擇設計以及工程制圖。工程實踐包括：認識實習和生產(chǎn)實習。

該課程教學中存在以下問題：(1)課堂教學過多依賴多媒體。授課多采用PPT和老師講述為主，很少有板書的現(xiàn)象，這樣會使師生間缺乏互動，降低學生學習興趣，影響老師教學質(zhì)量；(2)授課老師缺乏實踐經(jīng)驗。大量剛從高校畢業(yè)的年輕老師講授本課程，盡管其科研能力出眾，但是實際操作能力欠缺，導致教出來的學生難以適應現(xiàn)實社會需求；(3)實習形式化且單一。該課程因其學時短、實習機會少且不穩(wěn)定，這很大程度上使學生自主設計能力得到了削弱；四，大班級教課，實驗走過場。

2 改革目標及探索

《水污染控制工程》作為環(huán)境工程專業(yè)的一門必修課，全面系統(tǒng)地介紹了水污染控制的基本概念、理論和方法，是環(huán)境工程專業(yè)課程體系的核心組成。該課程的主要改革目標分為三部分：專業(yè)知識、專業(yè)技能和專業(yè)素質(zhì)。

專業(yè)知識目標：了解我國水污染現(xiàn)狀，了解污水處理系統(tǒng)的功能及組成，熟悉各組成部分的特點與功能。理解污水處理系統(tǒng)重要概念，了解污水處理系統(tǒng)的原理，掌握主要處理系統(tǒng)的特點，了解污水中雜質(zhì)種類與性質(zhì)，了解水污染與自凈以及污水排放標準；掌握污水的物理、化學處理理論基礎，了解沉淀的基礎理論。熟悉格柵、沉砂池、沉淀池、隔油池以及氣浮池的特點及設計方法，了解中和法、化學混凝法、化學沉淀法、氧化和還原法、吸附法、離子交換法、萃取法、膜析法以及超臨界處理等水處理的基本原理及主要工藝、相關(guān)設備及其在水處理中的應用；掌握污水的生物處理方法，了解好氧與厭氧生物處理的理論基礎，掌握活性污泥法、生物膜法、穩(wěn)定塘及土地處理法原理、特點，掌握上述污水處理系統(tǒng)的代表性工藝，掌握氧化溝、SBR、AB法處理系統(tǒng)的工作原理及特征，了解并掌握A/O、A2/O工藝等的新發(fā)展以及工藝特征，掌握各種污水處理工藝的運行及脫氮除磷原理，了解其工藝設計與運行管理；了解污泥的處理、處置與利用的一般方法及工藝流程，掌握污泥濃縮、調(diào)理、穩(wěn)定、干化等各污泥處理的特點及主要設備的設計與計算；了解污水處理廠設計原則、步驟以及工藝流程的選擇，熟悉平面布置與高程設計的方法，了解污水處理廠技術(shù)經(jīng)濟分析內(nèi)容以及污水處理廠運行和控制。

專業(yè)技能目標：運用物理、化學等污水處理知識，能夠結(jié)合污水的特點選取合適的處理工藝，并進行主要構(gòu)筑物的設計計算；運用污水的生物處理知識，能夠合理選擇好氧、厭氧、活性污染法、生物膜法、穩(wěn)定塘、土地處理等污水處理技術(shù)，進而確定其具體的處理工藝，并對該工藝進行設計計算；運用所學的污泥處理知識，能夠根據(jù)污泥特點合適選擇處理工藝，并對所選取的工藝進行主要構(gòu)筑物或設備的設計計算；運用所學的污水處理廠設計相關(guān)知識，使學生能夠掌握污水處理廠的設計思路、步驟、方法，能夠進行污水處理廠的工藝選取、技術(shù)計算與工程制圖等工作，培養(yǎng)學生的獨立設計能力。

專業(yè)素質(zhì)目標：具有基本的查閱國內(nèi)外文獻、數(shù)據(jù)庫的能力；具備良好的水污染控制工程邏輯思維能力，能夠?qū)λ廴締栴}進行分析并解決相關(guān)問題；具備基本的從事水污染控制相關(guān)科學研究的專業(yè)素質(zhì)和技能。

改革目標如下：通過對本課程的學習，使學生掌握污水處理的基本原理及工藝；了解污水水質(zhì)指標及排放標準，為后續(xù)處理工藝流程、設備選取及設計計算提供基礎。為學生具有解決實際技術(shù)問題的能力。成為迎接未來挑戰(zhàn)的新型水處理工程師與技術(shù)管理者提供基礎[3]。

同時，課程目標以培養(yǎng)適應未來工程師培養(yǎng)計劃及專業(yè)定位為導向，通過理論與設計結(jié)合，調(diào)整水污染控制工程實踐課程教學模式，使該課程能更好地滿足環(huán)境工程專業(yè)新的實踐教學體系[4]。

3 改革思路、內(nèi)容與實施方案

根據(jù)以上問題以及改革目標，提出以下改革思路及內(nèi)容[5]。

(1)完善教學課程內(nèi)容，理論與實際相結(jié)合。通過對工程實例的分析舉例，加強學生對理論知識的理解以及理論聯(lián)系實際的分析能力；(2)培養(yǎng)學生理論與實際相結(jié)合，提高學生創(chuàng)新能力。通過前期對理論知識以及案例實際的講解，后期通過學生的現(xiàn)場實習，提出存在的問題，讓學生通過查找資料進行分析并給出自己的解決方案；(3)加強教師板書和多媒體教學相結(jié)合。通過多媒體動畫視頻的播放，易于學生理解，增加學生對工藝和流程的立體化認知，激發(fā)學生學習的興趣。除此之外，我們應該采取啟發(fā)式的教學方式，對學生進行啟發(fā)性教育。前提是以學生為主體，通過結(jié)合學生的問題來誘發(fā)他們對著門課程的興趣。而且，結(jié)合同學自身周圍的實際問題，有針對性地探討對水環(huán)境的認識，使其對問題研究分析更透徹。

具體實施方案可分為多種形式。首先：可以進行項目分組制，激發(fā)學生的自主學習和團隊合作能力。在項目中學生可以熟悉CAD制圖以及掌握團隊協(xié)助的一些基本經(jīng)驗。然后，通過和外企合作，推進學生學習與實踐相結(jié)合。引進企業(yè)技術(shù)人員進行課堂講授，讓學生知道所學可以所用。通過和這種穩(wěn)定的教學實驗基地提供長期合作，各取所需，培養(yǎng)學生的綜合能力；其次，學生畢業(yè)設計要選用實際工程案例，解決實際問題，有助于培養(yǎng)學生舉一反三，提前適應環(huán)境。然后，通過和相關(guān)企業(yè)合作，派學生到污水處理廠長期實習，培養(yǎng)學生的實踐和處理問題能力。最后，通過小組分配解決社會企業(yè)存在的實際問題，給出自己的解決方案，再通過實驗加以驗證。

4 結(jié) 語

根據(jù)改革內(nèi)容和目標進行探索出更適合現(xiàn)代本科生的教授方式及方法。結(jié)合存在的這些問題提出合理的改革思路、內(nèi)容以及實施方案。對于以工程應用為前提的課程學習主要在教學上結(jié)合最新的水污染工程實例，剖析水污染控制工程的原理，強化理論知識；在教學方法上，主要考慮實際任務分解和進入企業(yè)調(diào)研相結(jié)合的方法。該課程作為一門實踐性較強的課程，對學生的動手能力，工程設計能力有著更高的要求。因此，如何提高學生自身的素質(zhì)和和競爭力，為學生今后的發(fā)展奠定了堅實的基礎，需要教師根據(jù)課程特點，結(jié)合社會的需求不斷改進教學方法和手段，理論聯(lián)系實際培養(yǎng)出合格的人才[6-7]。