水污染控制工程課程教學體系改革研究

＊鐘常明 黃琳 葉錦茂 王俊峰

（1.江西理工大學資源與環境工程學院 江西 341000 2.礦冶環境污染防控江西省重點實驗室 江西 341000）

隨著我國對環境的重視，對生態文明的不斷建設和一直以來堅持可持續發展的理念，為國家培養環境工程專業的高素質人才顯得尤為重要。對環境工程專業人才的培養，不僅是環境科學與工程學科建設和發展的需要，更是國家發展的必然結果。

1.課程教學改革背景

水污染控制工程是工程實踐應用較強的專業核心課程，該課程教學包括了污水的各種物理、化學、生物及綜合處理技術方法的理論知識，廢水處理工藝的設計、污泥處置、污水處理廠的設計等實際技術的應用。學生通過對該課程的學習，能夠掌握污水處理方法的基本理論、處理原理、設計計算和工程應用，從工程的觀點來分析和處理問題的能力，并初步具備科研思維與能力。我國開展工程教育認證工作以來，國家對高等教育事業發展提出更高要求與標準，為了更高效地實現應用型專業人才的培養，在工程教育認證的背景下，對傳統的教學授課模式進行創新改革是時代及社會的需要。由于水污染控制工程課程工程實踐應用較強，如何完善環境工程專業的教學體系是關鍵因素[1-2]。

2.課程教學體系改革目標

做好碳達峰、碳中和工作一直是國家近年來的重要任務[3]，在授課教學期間，以新時代中國特色社會主義思想為指導，把生態文明思想貫穿于高等教育人才培養體系全過程和各方面是高校授課教學的重要內容。在工程教育認證下以成果導向教育（OBE）為理念，以學生為中心，強調學生能力提升，警惕“紙上談兵”，通過授課讓學生掌握污水的處理方法及原理，并且進行實踐教學，讓學生能夠根據實際工程，選擇合適的處理工藝并設計工藝和掌握實際操作單元的運行，為社會培養具備學術素養、創新思維、工程應用能力強的工程應用型人才是課程教學體系改革的目標[4]。

3.課程教學體系創新改革

在環境工程專業認證背景下，本文將基于“工程應用”為課程內容主線，貫穿教學的始終，建立“理論+工程案例+實驗+課程設計”教學體系。

(1)建立“理論+工程案例+實驗+課程設計”教學體系

基于“工程應用”為課程主線并貫穿教學始終，建立“理論+工程案例+實驗+課程設計”教學體系，教學實施方案如表1所示。

表1 教學案例融合水污染控制工程課程章節

(2)基于OBE理念課程內實驗教學改革

①改革目標。如何提升學生綜合能力素質是評價教學成果的重要依據之一[5]，因此，必須對課程內實驗教學目標進行改革，明確畢業要求對應的課程目標達成度。其中畢業要求6要求學生具有合理分析評價水污染控制工程實踐對社會的影響，并理解應承擔的責任，這就要求課程內實驗教學目標的設置是培養學生畢業時具備解決實際問題的能力。表2為水污染控制工程課程內實驗教學目標與畢業要求的對應關系。

表2 課程內實驗教學目標與畢業要求對應的關系

②增加“實驗+案例教學”比例。本文對水污染控制工程實驗改革先著手單一構筑物的實驗項目，逐漸自由組合形成符合工程運用的典型組合綜合處理流程，其綜合處理流程：格柵—沉砂池—初沉池—電絮凝—斜板沉淀池—A2/O—MBR—二沉池等。針對幾類典型實際廢水，自由組合設計一套或幾套系統實驗項目，實驗項目明細如表3所示。

表3 水污染控制工程相應章節與教學改革實驗項目

通過典型組合綜合處理流程實驗訓練，讓學生掌握一套或幾套完整的廢水處理流程，通過課程設計和畢業設計進一步提高自身水平，讓學生達到就業與實際運用需求零距離。

(3)引入工程模擬實驗

將水污染控制課程中常見的幾種水處理裝置等比例縮小，建立一間演示實驗室，可進行水處理的演示實驗。演示及中試實驗裝置有：生化法反應器（SBR、生物接觸氧化法、氧化溝、MBR、A2/O、A/O設備等）、電絮凝反應裝置及沉淀池等。設備為透明材質，學生可一目了然根據內部構造和運行原理對照理論教學及課本，讓學生提前接觸到仿真程度幾乎與實際工程一模一樣的教學。同時通過水污染處理的模擬仿真軟件來彌補學生因無法在企業實習或課程實驗中進行更深層次工藝流程操作，建立仿真實驗室教會學生如何在實際的工程應用中處理常見的問題，這對學生的工程意識及工程能力的培養與提升將大有幫助。

(4)實際調研與科研提升

在“理論教學+實驗教學”的基礎上，讓學生到生產現場實踐中進行集中實驗教學；同時，在課程設計前，到企業進行污水處理真實操作與學習；并且充分利用學校的教學資源，鼓勵有意向的學生參與科研項目，在教師的指導下更深入地學習水污染控制工程的知識成為具有科研能力的人才。加強工程訓練，將課堂的理論知識與實踐相結合，建立完善的實踐教學體系，提高學生的工程實踐能力，第一課堂和第二課堂緊密結合組成構架如圖1所示。

圖1 第一課堂與第二課堂相結合組成構架

4.結語

通過對水污染控制工程課程教學的初步改革，對傳統教學模式進行更新，將碳中和和環境工程專業工程教育認證成果導向教育（OBE）理念目標融入水污染控制工程課程教學全過程，基于“理論+工程案例+實驗+課程設計”教學體系，使學生的工程實踐能力與理論課程同步，對其思想價值觀進行正確引導，培養新型應用人才，促進了環境工程專業的可持續發展，為我國生態文明建設提供人才支持。