水污染控制工程課程教學(xué)體系改革研究

＊鐘常明 黃琳 葉錦茂 王俊峰

（1.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院 江西 341000 2.礦冶環(huán)境污染防控江西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江西 341000）

隨著我國對環(huán)境的重視，對生態(tài)文明的不斷建設(shè)和一直以來堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的理念，為國家培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)的高素質(zhì)人才顯得尤為重要。對環(huán)境工程專業(yè)人才的培養(yǎng)，不僅是環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科建設(shè)和發(fā)展的需要，更是國家發(fā)展的必然結(jié)果。

1.課程教學(xué)改革背景

水污染控制工程是工程實(shí)踐應(yīng)用較強(qiáng)的專業(yè)核心課程，該課程教學(xué)包括了污水的各種物理、化學(xué)、生物及綜合處理技術(shù)方法的理論知識，廢水處理工藝的設(shè)計(jì)、污泥處置、污水處理廠的設(shè)計(jì)等實(shí)際技術(shù)的應(yīng)用。學(xué)生通過對該課程的學(xué)習(xí)，能夠掌握污水處理方法的基本理論、處理原理、設(shè)計(jì)計(jì)算和工程應(yīng)用，從工程的觀點(diǎn)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(rèn)證工作以來，國家對高等教育事業(yè)發(fā)展提出更高要求與標(biāo)準(zhǔn)，為了更高效地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型專業(yè)人才的培養(yǎng)，在工程教育認(rèn)證的背景下，對傳統(tǒng)的教學(xué)授課模式進(jìn)行創(chuàng)新改革是時(shí)代及社會(huì)的需要。由于水污染控制工程課程工程實(shí)踐應(yīng)用較強(qiáng)，如何完善環(huán)境工程專業(yè)的教學(xué)體系是關(guān)鍵因素[1-2]。

2.課程教學(xué)體系改革目標(biāo)

做好碳達(dá)峰、碳中和工作一直是國家近年來的重要任務(wù)[3]，在授課教學(xué)期間，以新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，把生態(tài)文明思想貫穿于高等教育人才培養(yǎng)體系全過程和各方面是高校授課教學(xué)的重要內(nèi)容。在工程教育認(rèn)證下以成果導(dǎo)向教育（OBE）為理念，以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生能力提升，警惕“紙上談兵”，通過授課讓學(xué)生掌握污水的處理方法及原理，并且進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)際工程，選擇合適的處理工藝并設(shè)計(jì)工藝和掌握實(shí)際操作單元的運(yùn)行，為社會(huì)培養(yǎng)具備學(xué)術(shù)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維、工程應(yīng)用能力強(qiáng)的工程應(yīng)用型人才是課程教學(xué)體系改革的目標(biāo)[4]。

3.課程教學(xué)體系創(chuàng)新改革

在環(huán)境工程專業(yè)認(rèn)證背景下，本文將基于“工程應(yīng)用”為課程內(nèi)容主線，貫穿教學(xué)的始終，建立“理論+工程案例+實(shí)驗(yàn)+課程設(shè)計(jì)”教學(xué)體系。

(1)建立“理論+工程案例+實(shí)驗(yàn)+課程設(shè)計(jì)”教學(xué)體系

基于“工程應(yīng)用”為課程主線并貫穿教學(xué)始終，建立“理論+工程案例+實(shí)驗(yàn)+課程設(shè)計(jì)”教學(xué)體系，教學(xué)實(shí)施方案如表1所示。

表1 教學(xué)案例融合水污染控制工程課程章節(jié)

(2)基于OBE理念課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

①改革目標(biāo)。如何提升學(xué)生綜合能力素質(zhì)是評價(jià)教學(xué)成果的重要依據(jù)之一[5]，因此，必須對課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行改革，明確畢業(yè)要求對應(yīng)的課程目標(biāo)達(dá)成度。其中畢業(yè)要求6要求學(xué)生具有合理分析評價(jià)水污染控制工程實(shí)踐對社會(huì)的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任，這就要求課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置是培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)時(shí)具備解決實(shí)際問題的能力。表2為水污染控制工程課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系。

表2 課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)的關(guān)系

②增加“實(shí)驗(yàn)+案例教學(xué)”比例。本文對水污染控制工程實(shí)驗(yàn)改革先著手單一構(gòu)筑物的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，逐漸自由組合形成符合工程運(yùn)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(shí)際廢水，自由組合設(shè)計(jì)一套或幾套系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目明細(xì)如表3所示。

表3 水污染控制工程相應(yīng)章節(jié)與教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

通過典型組合綜合處理流程實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，讓學(xué)生掌握一套或幾套完整的廢水處理流程，通過課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高自身水平，讓學(xué)生達(dá)到就業(yè)與實(shí)際運(yùn)用需求零距離。

(3)引入工程模擬實(shí)驗(yàn)

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(shí)驗(yàn)室，可進(jìn)行水處理的演示實(shí)驗(yàn)。演示及中試實(shí)驗(yàn)裝置有：生化法反應(yīng)器（SBR、生物接觸氧化法、氧化溝、MBR、A2/O、A/O設(shè)備等）、電絮凝反應(yīng)裝置及沉淀池等。設(shè)備為透明材質(zhì)，學(xué)生可一目了然根據(jù)內(nèi)部構(gòu)造和運(yùn)行原理對照理論教學(xué)及課本，讓學(xué)生提前接觸到仿真程度幾乎與實(shí)際工程一模一樣的教學(xué)。同時(shí)通過水污染處理的模擬仿真軟件來彌補(bǔ)學(xué)生因無法在企業(yè)實(shí)習(xí)或課程實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行更深層次工藝流程操作，建立仿真實(shí)驗(yàn)室教會(huì)學(xué)生如何在實(shí)際的工程應(yīng)用中處理常見的問題，這對學(xué)生的工程意識及工程能力的培養(yǎng)與提升將大有幫助。

(4)實(shí)際調(diào)研與科研提升

在“理論教學(xué)+實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生到生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)踐中進(jìn)行集中實(shí)驗(yàn)教學(xué)；同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)前，到企業(yè)進(jìn)行污水處理真實(shí)操作與學(xué)習(xí)；并且充分利用學(xué)校的教學(xué)資源，鼓勵(lì)有意向的學(xué)生參與科研項(xiàng)目，在教師的指導(dǎo)下更深入地學(xué)習(xí)水污染控制工程的知識成為具有科研能力的人才。加強(qiáng)工程訓(xùn)練，將課堂的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，建立完善的實(shí)踐教學(xué)體系，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，第一課堂和第二課堂緊密結(jié)合組成構(gòu)架如圖1所示。

圖1 第一課堂與第二課堂相結(jié)合組成構(gòu)架

4.結(jié)語

通過對水污染控制工程課程教學(xué)的初步改革，對傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行更新，將碳中和和環(huán)境工程專業(yè)工程教育認(rèn)證成果導(dǎo)向教育（OBE）理念目標(biāo)融入水污染控制工程課程教學(xué)全過程，基于“理論+工程案例+實(shí)驗(yàn)+課程設(shè)計(jì)”教學(xué)體系，使學(xué)生的工程實(shí)踐能力與理論課程同步，對其思想價(jià)值觀進(jìn)行正確引導(dǎo)，培養(yǎng)新型應(yīng)用人才，促進(jìn)了環(huán)境工程專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為我國生態(tài)文明建設(shè)提供人才支持。