基于工程教育專業(yè)認證的《工業(yè)廢水處理》課程教學(xué)改革

楊文瀾，殷 進，紀榮平，鄭天柱，叢海兵

(揚州大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 揚州 225127)

《華盛頓協(xié)議》(Washington Accord)是本科工程教育學(xué)位互認協(xié)議，該協(xié)議規(guī)定畢業(yè)于某一成員國已認證工程專業(yè)的技術(shù)人才，應(yīng)被其他成員國承認其從事該專業(yè)領(lǐng)域工作的學(xué)術(shù)資格[1]。我國于2013年成為《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備成員單位，并于2016年6月轉(zhuǎn)正，標志著我國工程教育國際化邁出了重大步伐。截至2018年6月，我國已通過了198所高校共計846個專業(yè)的工程教育專業(yè)認證，為相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)和出國深造創(chuàng)造了良好的條件[2]。開展專業(yè)認證能夠有效促進專業(yè)建設(shè)、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、增強人才行業(yè)適應(yīng)性和認可度，因此受到越來越多高校的重視。

揚州大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)于2017年向?qū)I(yè)認證委員會提交了工程教育專業(yè)認證的申請，于2018年7月提交了專業(yè)自評報告，并于2018年11月接受了中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會環(huán)境類專業(yè)認證委員會組織的專家現(xiàn)場考核。在此背景下，本專業(yè)以工程認證為契機，確立了“立足江蘇、輻射全國，培養(yǎng)能解決復(fù)雜環(huán)境問題的應(yīng)用型骨干技術(shù)人才”的專業(yè)培養(yǎng)目標，而《工業(yè)廢水處理》作為環(huán)境工程專業(yè)主要課程之一，需要進一步研究并改革理論與實踐教學(xué)內(nèi)容和方法，全面提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，以滿足工程教育專業(yè)認證的要求。

1 《工業(yè)廢水處理》課程的特點

工業(yè)是國民經(jīng)濟的命脈，工業(yè)廢水的有效處置是工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障?！豆I(yè)廢水處理》作為環(huán)境工程專業(yè)中綜合性和實用性均較強的一門課程[3]，具備以下顯著特征：

(1)綜合性強。基于工業(yè)廢水中污染物組成的多樣性和復(fù)雜性，采用單一的處理技術(shù)很難將其處理達標，因此《工業(yè)廢水處理》綜合了污水的物理處理、化學(xué)處理、生物處理等諸多學(xué)科知識，具有較強的綜合性。

(2)技術(shù)更新快。作為污染排放大戶，工業(yè)廢水的達標處理一直是企業(yè)和政府關(guān)注的重點和難點。一方面，工業(yè)行業(yè)的污染物排放標準在不斷的更新，以滿足日益嚴格的污染防治需要；另一方面，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種創(chuàng)新的污染防治技術(shù)也逐漸從實驗室走進工程應(yīng)用，比如高級氧化技術(shù)、新型環(huán)境功能材料技術(shù)等。

(3)應(yīng)用性強。工業(yè)廢水水質(zhì)水量波動大，污染物組分復(fù)雜多樣，且具有顯著的行業(yè)特征。要設(shè)計一套合理的工業(yè)廢水處理工藝流程，技術(shù)人員必須首先對廢水的規(guī)模、污染組成、污染特性進行充分的調(diào)查分析，在此基礎(chǔ)上有針對性的選擇不同的處理工藝進行組合，挖掘不同工藝最大的優(yōu)勢，以期實現(xiàn)工業(yè)廢水的低成本、高效率處理，這就要求設(shè)計人員有較強的理論聯(lián)系實際的能力。

基于《工業(yè)廢水處理》課程的上述特點，教學(xué)中必須緊跟國家、行業(yè)的管理要求和污水處理技術(shù)前沿知識，以學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)為目標，對課程的教學(xué)內(nèi)容合理分配、有機融合，補充最新的工業(yè)廢水處理工程案例，以確保學(xué)生理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用。

2 課程教學(xué)目標解析

《工業(yè)廢水處理》課程的教學(xué)目標主要包括兩部分內(nèi)容：(1)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解工業(yè)廢水的污染特征及廢水排放標準，熟悉工業(yè)廢水處理的各種技術(shù)，掌握工業(yè)廢水處理構(gòu)筑物的設(shè)計和設(shè)備選型方法，了解工業(yè)廢水處理技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)。(2)能夠使用恰當?shù)馁Y源與工具，對廢水的污染物組成和特性進行分析和評估；能針對廢水的達標排放或深度處理提出合理的廢水處理方案，并對其開展技術(shù)、經(jīng)濟合理性論證。環(huán)境工程專業(yè)認證的主要目標是提高學(xué)生的實踐能力和解決復(fù)雜環(huán)境問題的能力，因此對于《工業(yè)廢水處理》課程的教學(xué)改革將重點從課堂教學(xué)和實踐課程構(gòu)建兩個方面展開。

3 課堂教學(xué)和實踐課程構(gòu)建

3.1 面向職業(yè)資格認證，構(gòu)建課堂教學(xué)內(nèi)容

工程教育專業(yè)認證強調(diào)“成果導(dǎo)向”理念，注重對“教育產(chǎn)出”的考察，并以畢業(yè)生的“工程專業(yè)執(zhí)業(yè)”為重要培養(yǎng)目標，這些理念為《工業(yè)廢水處理》教學(xué)體系的構(gòu)建指明了方向。2005年，我國建立了“注冊環(huán)保工程師”制度，通過“執(zhí)業(yè)資格考試”并從事相關(guān)業(yè)務(wù)活動的專業(yè)技術(shù)人員即被認定為“注冊環(huán)保工程師”。水污染防治是“注冊環(huán)保工程師”四個專業(yè)方向之一，而“工業(yè)廢水處理”作為水污染防治的重要組成部分，在“注冊環(huán)保工程師執(zhí)業(yè)資格考試”中占有重要地位。

當前我國部分高校已開始嘗試將職業(yè)資格認證引入本科教育，構(gòu)建學(xué)歷學(xué)位證書與職業(yè)資格證書并存的“雙證制度”[4]。由于環(huán)境工程有較強的應(yīng)用型與實踐性，參加“國家注冊環(huán)保工程師執(zhí)業(yè)資格考試”要求有一定的工作年限，無法將其與學(xué)業(yè)考核結(jié)合?；诖吮尘?，我們嘗試將“注冊環(huán)保工程師”考試大綱中有關(guān)工業(yè)廢水處理需要熟悉和掌握的知識點滲透到《工業(yè)廢水處理》的教學(xué)中，作為教學(xué)內(nèi)容中的重點和難點。教學(xué)過程中實時關(guān)注不同工業(yè)行業(yè)水污染防治的最新管理要求以及廢水處理技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)，對教學(xué)內(nèi)容進行持續(xù)更新和優(yōu)化，并結(jié)合工程案例的講解，強化學(xué)生對相關(guān)知識點的理解和掌握。這樣有利于縮短學(xué)生畢業(yè)后從事水污染防治工作的適應(yīng)期，提高他們參加工作以后通過“國家注冊環(huán)保工程師執(zhí)業(yè)資格考試”的成功率。

3.2 面向應(yīng)用能力的培養(yǎng)，重構(gòu)實踐教學(xué)模式

3.2.1 案例分析貫穿理論教學(xué)

在理論課教學(xué)中，每講解完一個知識點后，選擇一到兩個與該知識點契合的工程案例進行分析講解。例如，講到“混凝沉淀”工藝的時候，可以結(jié)合印染廢水處理的案例，針對其懸浮物和色度較高的特點，采用“聚合氯化鋁+聚丙烯酰胺”復(fù)配進行混凝沉淀預(yù)處理，以滿足生化處理工段的進水要求；講到“吸附”工藝的時候，可以結(jié)合造紙廢水處理的案例，針對其含有大量水溶性、難降解有機物的特點，為確保出水COD能達標排放，可以通過顆粒活性炭吸附工藝，深度去除出水中溶解性有機物；講到“膜分離”工藝的時候，可以結(jié)合焦化廢水處理的案例，針對其含有大量難降解、有毒有害有機物的特點，可以在生物處理單元后，增加“微濾+反滲透”深度處理單元，以滿足處理水回用的需求。通過以上措施，拉近了理論知識與工程實踐的距離，使學(xué)生清晰的了解到課堂知識在實際污水處理工程中是如何應(yīng)用的，增強了他們對工業(yè)廢水處理的認識和理解。

3.2.2 強化課程設(shè)計過程管理

課程設(shè)計是學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)理論知識進行工業(yè)廢水處理工藝設(shè)計的實踐過程，對鞏固和深化有關(guān)廢水處理的專業(yè)知識起到至關(guān)重要的作用[5]。以往傳統(tǒng)的教學(xué)過程往往只關(guān)注課堂知識的積累，忽略知識的應(yīng)用和解決實際問題能力的培養(yǎng)。因此，有必要對《工業(yè)廢水處理》課程設(shè)計的安排進行調(diào)整。

具體做法是，在理論課教學(xué)的第一周就提前布置好課程設(shè)計題目，如：某印染廢水處理工藝設(shè)計、某造紙廢水處理工藝設(shè)計、某焦化廢水處理工藝設(shè)計等，學(xué)生每5人組成一個課題攻關(guān)小組，要求他們提前調(diào)研相關(guān)工業(yè)廢水的污染物組成和特性，為選擇處理工藝做好準備。后期的理論課講授中，學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)每一章節(jié)的內(nèi)容，學(xué)完相應(yīng)知識點后立即開展所需構(gòu)筑物的設(shè)計，老師及時解答學(xué)生在課程設(shè)計中遇到的問題，這樣既加深了對理論知識的理解，又在設(shè)計過程中對理論知識進行了拓展和延伸。最后的集中設(shè)計階段采用答辯的方式，由學(xué)生分別匯報自己的設(shè)計成果，接受指導(dǎo)老師的質(zhì)詢并回答老師的提問。通過上述方式，使學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)了學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，增強了學(xué)生的就業(yè)競爭力。

3.2.3 加強校企合作

傳統(tǒng)的實習(xí)環(huán)節(jié)，由于實習(xí)時間較短，對污水處理流程僅限于走馬觀花的參觀瀏覽，無法深入理解相關(guān)處理工藝的技術(shù)要求。因此，專業(yè)與環(huán)保機構(gòu)及相關(guān)企業(yè)開展實踐教學(xué)合作，聘請企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員作為校內(nèi)導(dǎo)師，定期到學(xué)校給學(xué)生介紹最新的工業(yè)廢水處理動態(tài)；同時學(xué)生也可以去相關(guān)環(huán)保機構(gòu)和企業(yè)開展生產(chǎn)實習(xí)，主動參與到具體的工業(yè)廢水處理設(shè)計和運營管理的工作中去，熟悉工業(yè)廢水處理的各個環(huán)節(jié)，使學(xué)生對工業(yè)廢水處理有更深入和具體的認知，有助于提升學(xué)生解決復(fù)雜環(huán)境工程問題的能力。

4 結(jié)語

工程教育認證旨在建立與工程師制度相銜接的工程教育體系，促進高等學(xué)校工程教育與工業(yè)界的聯(lián)系，提升工程教育人才對行業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性，最終目標是保證學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量滿足從事相應(yīng)職業(yè)的要求。本文以揚州大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)為例，以工程教育認證的理念和目標為導(dǎo)向，分析和探索了構(gòu)建《工業(yè)廢水處理》課程教學(xué)內(nèi)容與模式的策略，相關(guān)經(jīng)驗可為其他環(huán)境工程專業(yè)課程的教學(xué)改革和人才培養(yǎng)提供參考。