全國技能大賽對高職院校環境專業實訓課程改革的推動作用

孫 昊

(天津現代職業技術學院，天津 300350)

全國職業院校技能大賽是教育部發起，聯合國務院有關部門、行業和地方共同舉辦的一項全國性職業院校學生競賽活動。國家環境類職業院校技能大賽作為大賽常規賽項，包括“水環境監測與治理技術賽項”和“大氣環境監測與治理技術賽項”[1-2]。技能競賽作為一項國家級賽項，充分體現了高職院校有別于普通高等院校的特點，即培養的學生具有一定的理論知識和熟練的技能操作。將培養學生的技能水平放在非常重要的位置。而實訓課程又是提高學生技能水平最為重要的教學手段。

天津現代職業技術學院環境專業是國家骨干高職院校重點建設專業，2016年以優異成績通過驗收。其中，在國家職業院校技能大賽中連續6年獲得全國一等獎，技能大賽成績是驗收過程的重要加分項。文章以“水環境監測與治理技術”技能大賽為例，對實訓課程改革的相關問題進行研究。

1 國家“水環境監測與治理技術”賽項概述

1.1 賽項簡介

“水環境監測與治理技術”賽項，英文翻譯為“Water Environmental Monitoring and Control Technology”，在2012年，2014年，2017年，2019年共舉辦了4次競賽。其競賽目的為通過技能競賽，展示環保類高職院校在水環境監測、水污染治理技術方面的教學與實踐成果，促進工學結合人才培養模式的改革與創新，提升學生的綜合素質，培養團隊意識與合作精神，推動環保類專業教學與實踐，為我國環保事業儲備環保復合型及應用型技術技能人才[3-4]。

1.2 賽項實訓平臺簡介

水環境監測與治理技術賽項采用的是浙江天煌科技實業有限公司研制的THEMJZ-1型綜合實訓平臺。該實訓平臺可以實現模擬A2/O系統，SBR系統，以及MSBR系統。該平臺主要由控制系統、供水系統和污水處理系統三部分組成[5]。

通過實訓平臺可以提高學生通過相關標準溶液對DO儀、pH儀的零點和斜率的標定能力；提高學生在線監測技術的運用和掌握能力；提高學生通過控制程序的編寫對整機實現自動運行的能力；提高學生污水處理設備部件的安裝與調試能力；提高學生對曝氣系統充氧量的調節與控制能力；提高學生電氣控制線路的連接、PLC硬件組態以及程序編寫與調試能力；提高學生污水處理相關填料的裝填能力；提高學生A2/O、SBR以及MSBR三種污水處理系統工藝的設計和管道連接能力；提高學生對A2/O系統中好氧池填料的掛膜能力。

2 依據國家技能大賽對實訓操作進行課程改革

依據水環境監測與治理技術賽項設置特點，結合我院環境專業人才培養方案，制定出環保設備安裝與維護、污廢水生化處理設備操作等實訓課程。以污廢水生化處理設備操作課程為例，具體說明實訓課程改革情況。

2.1 系統圖和電氣控制原理圖的繪制

水環境監測與治理技術賽項中包括理論賽項，要求學生掌握如何使用CAD軟件進行工程制圖的繪制。原有的實訓課程標準中注重對技能知識含義的理解，忽略了知識與技能能力之間的聯系。通過課程改革使學生從宏觀上了解課程設置的目的與含義，并且在學習過程中掌握基本的工程繪圖能力。具體來講，CAD工程制圖原本屬于機械專業的核心課程，不在環境專業的課程設置內容中。通過參加技能大賽，發現了該技能的缺失，增加了CAD課程教學。(在二年級第一學期增加了CAD理論課程，實訓課程開設在二年級第二學期，實訓課程中學生可以直接運用CAD進行系統圖和電氣控制原理圖的繪制。)既保留了對理論知識掌握的要求，又突出職業院校對技能操作的重視，符合環保專業國家職業標準的要求。

2.2 污水處理設備的工藝連接

根據競賽內容的技能競賽要求，在實訓課程中增加污水處理設備的工藝連接。污水處理設備的水處理單元，(可以為A2/O系統，SBR系統，或MSBR系統)按照實訓課程任務書要求進行軟管的連接，組成污水處理系統。該實訓課程內容包括理論學習和實訓操作兩部分。

2.2.1 理論學習

如果想要正確的連接水處理單元，首先必須熟練掌握典型的水處理單元的構成。水處理單元主要由格柵調節池、沉砂池、A2/O生物反應器、SBR池、二沉池、砂濾柱、加藥池等組成。

(1)格柵調節池：格柵是由金屬棒或柵條按照一定間距平行排列而成，其作用是對水量和水質進行調節，調節污水pH值、水溫，有預曝氣作用。實訓課程中使用的平臺是格柵與調節池進行了一體化設計。其主要功能是為了實現模擬污水處理的預處理環節。

(2)沉砂池：沉砂池是利用物理作用(重力分離原理)將砂礫從廢水中分離出來的一個預處理單元。根據物理原理或結構形式的差別，沉砂池可分為平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池、渦流沉砂池等。實訓課程采用的是平流式沉砂池，此類沉砂池結構簡單，處理效果好。

(3)A2/O生物反應器：A2/O采用三段式反應器，在去除有機污染物的同時，能夠實現脫氮除磷的效果。

(4)SBR池：SBR是序批式間歇活性污泥(Seguencing Batch Reactor)的簡稱。SBR工藝整個運行周期分為進水，反應，沉淀，出水和閑置等五個基本工序。所有工序都在設置有曝氣及攪拌裝置的反應器內進行。實訓平臺采用2臺SBR池，可以模擬污水處理的生物處理環節。

(5)二沉池：二沉池又稱為二次沉淀池，是分離污水懸浮物的一種主要處理單元。實訓課程采用的是豎流式沉淀池，用以模擬污水處理中的后續處理環節。

(6)砂濾柱：砂濾柱模擬的是污水處理的深度處理環節。污水處理廠的二次出水中的污染物雖然得到了一定的去除，但是仍有一部分較小的顆粒和其他物質懸浮在水中，為了達到深度處理的目的，需要設置濾池(即砂濾柱)。

(7)加藥池：這部分的工藝在實際工作條件下是不存在的，由于實訓平臺采用清水模擬整個工藝流程，為了更好的接近污水處理廠現場，幫助學生理解工藝流程，加藥池的作用是投藥脫氧。

2.2.2 實訓操作

學生通過學習污水處理設備工藝連接，可以熟練地掌握PU管的切割與連接。實訓操作的連接水處理單元管道采用PU管，(即軟管)，其主要特點是管道阻力小，質量輕，便于更換與連接。

PU管的切割方式主要是采用PVC管子剪刀。操作流程如下：

①準備好所用的PU管，規格D10。

②使用尺子測量實訓任務書要求的長度，然后用筆標記。

③使用剪割PU管專用的剪刀，具體使用方法是調整好剪刀的開口大小，以可以將PU管正好放入為宜。

④用一只手把持住PU管，順著標記處開始慢慢切割，直到剪斷。注意在切割過程中，完成一次剪切后，停下來確保沒有剪歪后，再繼續剪。

連接PU的方式為氣動連接，其連接方式為將PU氣管直接插入氣動接頭內，注意將PU氣管拔出時，需用左手將氣動接頭的彈性部分按到底部，右手再用力將氣管拔出。

2.3 污水處理設備的安裝與調整

根據競賽內容的技能競賽要求，在實訓課程中增加污水處理設備的安裝與調整。按照實訓課程任務書中的相關圖紙和工藝要求，完成風機、曝氣盤、水泵、攪拌器等部件的安裝與調整。實訓內容包括理論學習和實訓操作兩部分。

2.3.1 理論學習

(1)風機：主要功能為曝氣系統的動力系統，為曝氣系統引入風源，分別為好氧池、SBR1池、SBR2池提供風源曝氣用。

(2)曝氣盤：主要功能是使曝氣均勻，具有結構簡單、氧利用率高、性能可靠、氣孔不堵塞、污水不倒灌、環向受力均勻、壽命長、安裝維修方便等特點。

(3)水泵：共4臺，其中1臺為提升泵，1臺外回流泵，1臺內回流泵，1臺備用。

(4)攪拌器：共6臺，其中1臺為加藥池攪拌器，1臺為調節池攪拌器，1臺為厭氧池攪拌器，1臺為缺氧池攪拌器，SBR1池中1臺，SBR2池中1臺。

2.3.2 實訓操作

學生通過學習污水處理設備的安裝與調整，可以熟練地掌握如下操作技能。

(1)風機：安裝方式為從下到上穿螺絲加平墊，底板反面焊有螺母。

(2)曝氣盤：安裝為先將曝氣盤4分外螺紋處纏上生料帶，然后將其旋進有機玻璃池內曝氣管路4分內螺紋管接件處，旋緊即可，確保同一管路上的曝氣盤處于同一水平上。

(3)水泵：為了避免泵運轉時的震動感，需要提前在泵下安放一塊5 mm的墊布。安裝的方向是螺絲從上端插入螺孔，根部設置有焊接螺母。

(4)攪拌器：安裝方式為從下向上穿螺絲，將其固定于相應的有機玻璃板上，然后再用連軸器將攪拌桿與攪拌機連接起來。

(5)污水處理設備的引出管采用不銹鋼復合管，其主要結構為內部為PVC塑料管，外部采用不銹鋼材料包裹，可以做到內部抗腐蝕，外部增強管路的強度與硬度。其切割方式為使用專門的割刀切割，并連接管體。操作流程如下：

①選擇所需型號的不銹鋼復合管。

②用卷尺度量好所需的尺寸長度，并用記號筆標記。

③使用專用切割不銹鋼復合管的割刀，其結構特點是具有兩個活動滾輪，以便可以固定不銹鋼復合管，將不銹鋼復合管放入割刀中，旋轉螺母以固定位置。

④將割刀刀片對準記號筆標記，然后再次利用割刀手柄上的螺母順時針旋轉將不銹鋼復合管壓緊。避免用力過大，導致管體變形。

⑤將不銹鋼復合管固定好，一只手抓住復合管，另一只手慢慢旋轉割刀，進行切割。需要注意的是，在切割過程中，緩慢調整螺母，使刀片慢慢進入管體。

⑥完成切割后，慢慢將割刀上的螺母慢慢旋松，取出不銹鋼復合管，然后復合管的一段加上連接螺母，并放入缺口銅環、封口銅環、密封圈等，最后與另一段不銹鋼復合管連接，慢慢擰緊。注意不要用力過猛，避免脫扣。

3 技能大賽對實訓課程改革的推動作用

3.1 技能大賽促進實訓課程標準的改革

通過參與技能競賽，發現自身存在的差距與不足，促使實訓課程教師修改課程標準，將過去過多強調掌握理論知識，轉變為以理論知識為基礎，加強實訓操作，使學生在日常課程學習中就可以達到技能競賽的崗位能力要求。

3.2 技能競賽帶動了實訓課程教學方法的改革

以往的實訓課程，教師課堂上首先進行大量的理論知識的講解，學生填寫實訓記錄，最后學生才進行實訓操作，學生動手操作的時間被大量壓縮。改革后的教學方法采用教師課前布置任務書，學生課前理論知識學習，制定解決方案，并與老師提前進行確認。課堂上學生以小組為單位，依據確定的解決方案進行技能操作訓練，將有限的課堂時間更多的用于學生技能操作上。并且每間隔兩周就進行課程競賽，達到以賽代練的效果，培養學生的綜合素質和職業能力。

3.3 技能競賽改變實訓課程考核標準

改變了實訓課程以往理論知識考核與實訓操作考核各占一半的考核標準。轉變為按照課堂實訓考核、課程競賽考核、理論知識考核，以及將個人考核、小組考核等多種考核方式相結合的方式。建立課程考核注重技能操作，成績評價注重過程的考核標準。使擅長技能操作的學生得到了展示自我，發揮自我的空間，并在學習過程中得到認可。

4 結 語

天津現代職業技術學院于2014年第一次參加“水環境監測與治理技術”賽項，發現原本的實訓課程要求根本無法滿足競賽要求；甚至有些技能根本就不曾涉及，如前文中提到CAD繪圖，更無從談起熟練操作。以國家技能大賽為抓手，對實訓課程進行改革，使課程標準達到技能大賽對于職業技能標準的要求，使教學內容組織與技能大賽競賽過程相一致，使學生在日常學習中達到足夠的實訓強度，滿足技能大賽的參賽需求，提高了實訓課程的考核標準。通過實訓課程改革，我校在接下來幾年技能大賽中取得了優異的競賽成績，也驗證了實訓課程改革的合理性與有效性。綜上，以污廢水生化處理設備操作課程為例，說明課程改革情況，以期為環境專業實訓課程改革提供可行的參考。