產教融合下的“廢水處理工程”實踐教學改革探索

［摘 要］ 針對傳統工程教育科學化，教學內容脫離實際應用，教學體系缺乏實用性、先進性、創新性和有效性等問題，大連理工大學“典型工業廢水處理工程方案設計實踐教學”課程實施產教融合培養模式，以學生為中心，從整合課程內容體系，項目學習引導，建立校企協同創新育人平臺等多個層面實施改革。以多個實際案例具體說明改革的實施和特色。產教融合的不斷深化保證了本課程的持續創新性，滿足了學生的需求，提高了學習的有效性，為工程教育課程教學創新設計提供了借鑒和參考。

［關鍵詞］ 實踐教學；產教融合；廢水處理工程

［基金項目］ 2021年度大連理工大學研究生教改基金資助項目“環境工程專業學位研究生廢水處理工程實踐能力提升的改革與實踐”（JG-2021046）

［作者簡介］ 王 奕（1971—），女（蒙古族），遼寧大連人，工學博士，大連理工大學環境學院工程師，主要從事環境污染控制工程研究；徐曉晨（1973—），男，遼寧大連人，工學博士，大連理工大學環境學院教授，博士生導師，主要從事環境污染控制工程研究；孟秀麗（1973—），女，遼寧丹東人，工學博士，大連理工大學環境學院副教授，黨委書記（通信作者），主要從事教育管理研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）44-0076-04 ［收稿日期］ 2023-09-28

隨著中國經濟飛速發展，實施“中國制造2025”等重大戰略，培養創新型工程人才，迎接科技創新和產業革命，成為高等教育面臨的重要挑戰［1］。工程教育亟須培育多層次、多類型的工程師。卓越的工程教育，應更具包容性和多元性，要不斷適應社會的發展需求，以教育促進創新，并運用創新工具和方法促進教育［2］。

然而，傳統工程教育科學化阻礙了其發展［3］。實踐是工程教育的根本。實踐教學環節薄弱和工程參與度不足依然是我國高等工程教育長期存在的主要問題［4］。工程運行環節中，學生迫于被動灌輸和機械接受的方式，缺乏主動思考能力，以及積極改進和提高解決問題的能力；教學資源短缺，類型單一，缺乏校企協同育人機制，難以適應教學內容快速更新的需求，學生的創新實踐能力未能顯著提升［5-6］。2020年9月，教育部、國家發展改革委、財政部發布的《關于加快新時代研究生教育改革發展的意見》提出，強化產教融合育人機制，加強專業學位研究生實踐創新能力培養。實施“國家產教融合研究生聯合培養基地”建設計劃，重點依托產教融合型企業和產教融合型城市，大力開展研究生聯合培養基地建設，著力提升實踐創新能力。合理構建產教融合培養模式，以綜合性實踐為載體的教學方式可以全方位培養學生的工程能力，提高學生相關技能和實際操作能力，并促進學校及時調整人才培養方案，為學生走向工作崗位或深造打下堅實的基礎［7-8］。

“典型工業廢水處理工程方案設計實踐教學”是高等學校環境工程水污染控制方向的一門重要專業拓展課程，是對環境工程水污染治理工程學習的應用，是水污染控制技術中的實踐教學環節，也是環境工程專業碩士的主要專業選修課程之一。通過了解典型工業廢水特點、處理原則、技術，了解一些常見的典型工業廢水處理實例，使學生掌握常見典型工業廢水的處理工藝及裝置的原理和特點，具備典型工業廢水處理工藝的設計和管理實踐能力。

一、課程建設思路

1.激發學習內動力，提升學生綜合能力。根據學生學習的特點和規律，結合專業知識點，以科技前沿和行業發展動態為引領，發掘專業知識傳授和能力培養的深度，拓展實踐教學的維度。以環境專業科學問題和行業問題引發學生的好奇心，培養學生對環境學科前沿的涉獵和科學研究的興趣；整合專業綜合設計和應用的實踐教學內容，以具體實際應用問題作為啟發點，開展基于問題的探究式學習，實現知識深度交叉和融合，培養學生的工程思維方式、綜合素質和品格，提升創新實踐能力。

2.構建產教融合平臺，實現校企協同聯合。企業提供行業案例、專家和實操平臺，以實際應用所必備的專業知識和技能為中心，以實際工程應用為導向，通過協同創新發揮校企各自優勢，培養學生的創新能力和工程實踐能力［9］。

以實際的高水平科研項目為支撐，引導學生開展基于項目的學習，從實驗室到工程實踐基地，實現課堂教學的動態擴展和翻轉教學，同時可以將成果融入教學中，加強學生對前沿科學技術的學習和掌握，真正提升學生的學科能力和素養。在實踐課程校內外一體化的基礎上，通過深化產教融合，實現高校和行業資源共享，優勢互補，長期合作及互助共贏［10-11］。依托高校自身學科優勢，以企業項目為導向，綜合分析企業面臨的復雜技術難題，從中凝練科學問題，開展有組織的科研攻關探討，揭示企業技術難題背后的理論邏輯和科學規律，幫助企業運用科學理論和方法解決具體技術難題，引領企業技術發展方向；另一方面可以增強高校教學和科研實力，培養學生的創新應用能力，使高校人才培養目標與行業企業需求、經濟社會發展高度契合，進而提升企業競爭優勢。

二、課程目標

1.通過實踐項目的學習，使學生理解典型工業廢水的特點、處理原則、處理技術，掌握一些常見工業廢水處理所需的理論知識與技能。

2.使學生認識到環境工程中污水處理發展方向，能夠根據實際的工業廢水條件提出相應的處理方案，從事工業廢水控制工程新技術設計、溝通和運營等工作，增強研究和解決實際問題的意識與能力。

通過采用先進工藝處理典型工業廢水的工程案例，一方面使學生具備分析判斷不同工業廢水處理難點的能力，培養源頭減排、分質處理、回用與達標排放相結合處理方案的思路；另一方面加深對可持續處理工藝的了解，掌握未來水廠的典型設計思路與技術手段。

三、實踐教學模式

實施課程激勵計劃。以學生為中心，以解決工程問題為導向，整合設計理念，將相關學科、領域的知識進行系統性重塑與劃分，實現工程科學與工程實踐的有機結合，促進學科知識的深層學習。實施校企聯合，建設多個綜合性實踐教學企業基地，讓學生參與到實際項目設計和運行中，培養學生的工程思維和創新能力、溝通能力、責任心和團隊協作精神。

1.校內外名師引領，打造優質師資隊伍。在校內邀請工程經驗豐富的教師開設以新興技術為方向的專題講座，在校外聘請專業設計院高級工程師以及具有豐富工程經驗的環保企業管理人才開展實際工程項目設計、施工、建設相關講座，開發行業應用案例，讓學生了解專業前沿技術和應用問題，拓寬學生的視野，切實將理論與實踐相結合，加強學生知識與技能的拓展。此外，根據企業技術研發實際需求設計作業，并請企業技術研發人員參加作業評閱及反饋意見，由學生完成給定案例的方案設計實踐報告。

2.校外培養基地的建設。選擇授課者所在團隊完成的工程作為校外培養基地，以“遼寧省工業生態與環境工程技術研究中心”平臺作為校內實踐基地，通過參觀、學習、聽取現場講解，加深學生對相關關鍵技術的了解，并通過參與實際工程項目的運行管理，深入了解實際工程，強化產教融合，實現教學、科研和生產一體化。

四、實踐教學內容

1.專題講座。（1）通過課程導論，從環境學科的發展背景入手，介紹環境工程技術的發展過程，環境學科研究的發展特點，環境工程技術的發展方向，以及到2030年污水處理廠將如何轉型為再生水廠、能源廠和肥料廠；挖掘與項目相關的知識點，結合國家和社會發展的需求，為學生的發展規劃指明方向，激發學生的學習熱情，促使學生對感興趣的項目進行深層次的思考。（2）以技術應用為導向，開展案例教學講座。聘請校外市政設計專家進行技術應用講座。講座內容主要包括工藝的技術原理、該工藝在技術應用中存在的問題與改進、實際工程項目案例以及該技術發展方向等。引導學生領會設計步驟，掌握設計方法，優化各個設計環節，使其在學習過程中體驗到工藝設計的實用性和趣味性。

2.以項目為牽引促進科技成果轉化，使學生參與到方案設計與實施中。組織學生參與到項目的方案設計、項目運行管理中，培養學生分析判斷不同工業廢水的處理難點的能力，以及分質處理、回用與達標排放相結合處理方案的思路。

下面以案例說明。大連夏家河污泥處理廠處理大連市區污水處理廠的剩余污泥、城肥、垃圾滲濾液與有機餐廚垃圾，處理工藝采用大連理工大學楊鳳林教授團隊發明的SNAD（同步亞硝化、厭氧氨氧化與反硝化）技術，設計總氮脫除率≥75％。該沼液處理單元出水進入大連夏家河污水處理廠。選擇上述兩項實際工程作為學生校外培養基地項目。通過課堂教學讓學生對此技術的原理及工程應用有充分的認識；之后通過在基地的學習和交流，進一步了解關鍵處理技術；部分學生參與沼液處理工程項目的運行管理，深入掌握實際工程的運營流程。

如此建立的產教融合平臺，能夠持續以科研反哺教學，將科學研究成果運用于人才培養的項目開發設計中，并支撐教學；項目開發設計吸取來自企業實踐的經驗并應用于企業實踐中，在企業實踐中得到檢驗，結果又反饋于項目設計開發，指導項目開發設計的改進，從而進一步優化研究成果，并為課程教學提供優質素材；課程教學又指導和引領企業實踐，形成有效的校企協同育人機制。

3.教學內容與資源持續更新。實踐教學課程建設始終關注領域前沿技術，根據行業發展狀況、企業實際需求、產業技術創新與人才培養的需要，對教學內容和資源、應用案例持續調整并更新，完善教學方法和過程，以新項目新課題對接實際應用，提高學生對企業生產和行業發展前景的認識，有效推進實踐教學改革的持續進行。

五、實踐成效

實踐教學課程獲得了學生的認可和好評。學生取得科研實踐成果的同時，綜合素質也有所提高。如某學生開展產學研技術開發研究，為實際應用提供技術支持，并完成專利申請（基于活性污泥工藝的污水處理廠生化尾水深度自養脫氮除磷系統及方法）。另一學生以項目牽引的工程實踐《遼河流域水環境治理關鍵技術集成及產業化示范項目》相關成果申請發明專利（一種養豬廢水厭氧出水高效脫氮除碳的方法）。學生反映，在實踐中不僅培養了愛崗敬業、勇于奉獻的品質，此種教學模式還真正打造了突出技術創新能力、能夠解決復雜工程問題的工程師培養平臺。

結語

在分析污水處理工程實踐教學存在的不足的基礎上，開展了基于解決工程問題的全過程能力培養的實踐改革探索，開發建立了課堂教學、實驗室、校外工程實踐基地教學平臺，提高了高校實踐教學質量，發揮了產教融合優勢，形成校企合作育人平臺，有效推進了“科研—實踐—教學”一體化發展，為培養大學生思維拓展能力、創新實踐能力，提升綜合素質提供了有益的嘗試。

參考文獻

［1］教育部高等教育司.關于開展新工科研究與實踐的通知：教高司函〔2017〕6號［A/OL］.［2017-02-20］（2018-04-11）.http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/201702/t20170223_297158.html.

［2］周如金，范忠烽，劉美.新時代卓越高等工程教育路徑創新探索［J］.高教探索，2021（9）：9-12.

［3］李雙壽.新時代新業態新工科工程訓練教學體系創建［J］.高等工程教育研究，2023（1）：33-36+79.

［4］朱高峰.中國工程教育發展改革的成效和問題［J］.高等工程教育研究，2018（1）：1-10+31.

［5］徐嬴穎，施曉秋.傳統專業課程新工科改造的路徑、方法與實踐［J］.高等工程教育研究，2023（3）：46-52.

［6］陳玉民，史承靜，崔鑫，等.面向綜合能源時代的動力機械原理課程建設與實踐改革探索［J］.高教學刊，2023，9（23）：1-5.

［7］鄭超，李亨，趙新海，等.基于工程能力全過程培養的鍛造成形綜合實驗設計與實踐［J］.實驗科學與技術，2021，19（1）：59-64+86.

［8］劉潤.產學合作協同育人導向下校企聯合實踐基地建設探索［J］.高教學刊，2023，9（24）：21-24.

［9］張輝，強濤濤，王學川，等.校企協作提升卓越工程師人才培養質量的實踐［J］.大學教育，2019（8）：144-146.

［10］肖雄子彥，陳江平，仝月榮，等.基于產教融合的混合式教學改革探究：以上海交通大學人工智能實踐課程為例［J］.實驗室研究與探索，2022，41（11）：208-212+252.

［11］張明，潘磊，張靜，等.產學研用協同培養創新創業人才模式研究［J］.教育教學論壇，2023（25）：164-167.

Exploration on the Reform of Wastewater Treatment Engineering Practical Teaching in the Mode of Industry-education Integration

WANG Yi， XU Xiao-chen， MENG Xiu-li

（School of Environmental Science and Technology， Dalian University of Technology， Dalian， Liaoning 116024， China）

Abstract： The national innovation-driven development strategy puts forward high requirements for the training of engineering talents. Aiming at the problems such as scientization of traditional engineering education， separation of teaching content from practical application， lacking of practicability， advancement， innovation and effectiveness in teaching system， the course “typical industrial wastewater treatment engineering project design” of Dalian University of Technology is reformed in the mode of industry-education integration by focusing on student-centered， the integration of curriculum content system， the project-based learning oriented， the establishment of school-enterprise collaborative innovation education platform. Several cases are used to illustrate specifically the implementation and characteristics of the reform. The continuous deepening of the integration of production and education ensures the sustainable innovation of the curriculum， meets the students’ needs and promotes effectiveness of learning， providing references for innovation design of the engineering education curriculum.

Key words： practical teaching; industry-education integration; Wastewater Treatment Engineering