“水處理理論與技術”課程課堂教學改革與探索

曾玉彬 周柏青 劉廣容

摘要：《水處理理論與技術》是武漢大學水質科學與技術專業、能源化學工程專業重要的專業課之一。本文對近幾年該課程的教學進行了總結，探討了該門課程體系的建設與教學模式的改革。通過改進課堂教學方法，選用多媒體教學、專家講座以及討論課等相結合的方法進行授課、改革成績評價體系等方式，充分發揮各種教學方法的優勢，調動學生學習積極性和創造性，使得《水處理理論與技術》教學效果顯著提高，從而培養出符合國家需要的專業技術人才。

關鍵詞：水處理理論與技術;課程體系;教學模式;教學方法

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）43-0092-02

《水處理理論與技術》課程是武漢大學水質科學與技術專業、能源化學工程專業重要的必修課。通過本課程的學習，使學生掌握水處理的基本原理，熟悉水處理工藝單元、設備、系統的基本知識，培養學生具有設計、計算水處理工程中的設備、工藝系統的基本能力，為將來從事本專業的工程設計、科研及運行管理奠定必要的理論和應用基礎。

一、課程的性質和要求

《水處理理論與技術》課程主要包含水處理的基本原理和應用技術，涉及化學反應、化工傳質、流體力學和機械設備等多學科的專業知識。通過本課程的學習，使學生掌握水處理的基礎理論知識，以及工藝設計和計算方法，了解水處理在電力、煤炭等能源行業的應用知識，初步具備將各種水處理單元技術組合成水處理系統的能力。

二、課程現狀

1.傳統教材單一，教學內容陳舊。全國高校同類課程參考教材主要是許保玖主編的《給水處理理論》（中國建筑工業出版社，2000年），許保玖、龍騰銳主編的《當代給水與廢水處理原理》（第二版，高等教育出版社，2003年）。這些教材都是水處理領域經典的教學參考書，都很好地闡述了水處理的基本理論和基礎知識，但是教材出版年代比較久遠，不能滿足新形勢下水處理技術不斷發展的需求，不能及時更新拓展教學內容。

2.教學方式落后。水處理設備及構筑物的工作原理和結構復雜，依靠傳統課程講解及板書的教學方式獲得的信息很抽象，學生難以理解，而且教學方式過于單一，學生較難理解工作原理和設備運行情況。學生的創造性和積極性難以被激發出來，導致教學效果欠缺[1]。

3.考核與評價方式片面。傳統的考核方式通常以單一的期末閉卷考試為主，這種單一以分數高低評價學生成績的考核方式不能適應《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》的要求，也不利于學生的全面綜合發展。

三、課程體系的建設

1.教材的選擇與建設。考慮本專業是以電力行業為辦學特色以及將來學生就業方向，選擇了周柏青、陳志和主編的熱力發電廠水處理（上冊，第四版，中國電力出版社，2009年）及李培元、周柏青主編的發電廠水處理及水質控制（第一版，中國電力出版社，2012年）作為主教材[2，3]。并參考國外大學的原版教材，把最前沿的理論和知識融入教學中，讓學生從Water research，Desalination等著名期刊上搜尋最新的水處理技術文獻，掌握最新最前沿的理論與基礎知識，從而激發學生的學習興趣。

2.理論課程與實驗課程。《水處理理論與技術》的理論課程，共3學分54學時，包括水質概述、水的混凝處理、沉淀與澄清、過濾、離子交換除鹽、凝結水精處理、循環冷卻水處理7章內容。《水處理理論與技術》的實驗課程18學時，包括混凝實驗、樹脂RH—Na交換平衡等溫線的測定、循環冷卻水阻垢劑的快速篩選、水處理藥劑緩蝕性能的測定四個教學實驗。

3.教學大綱的修訂與教學內容的調整優化。在新大綱中對原教學體系和內容進行了調整和充實。如將絮凝反應池中新的設計理念、新型過濾材料、凝結水精處理新型過濾技術等，在教學內容中得到補充和完善。在教學過程中，將授課內容分為基本和重點兩類。對于重點內容，對書本中的知識重新設置并對相關知識加以補充，例如重點內容陽離子與陰離子之間的關系、含鹽量與溶解固體之間的關系、硬度與堿度的關系、pH值與碳酸化合物之間的關系、pH值與硅酸化合物之間的關系。同時還注重培養學生綜合運用知識的能力，例如在講工程應用時以電廠水處理各個工段的處理方法和工藝為例，重點講述基本原理在工藝流程上的應用。

隨著發電廠高參數、大容量機組的增加，凝結水處理技術越來越廣泛得到應用[4]，增加了凝結水處理系統混床樹脂的分離，混床運行中出現的異常情況、可能原因及處理方法等內容。循環冷卻水處理增加了鹽量平衡與水質變化，補充水量的計算。此外，課堂教學內容的調整與優化還包括當今國內外先進的水處理技術和工藝，并與傳統技術與工藝進行對比，使學生真正掌握水處理技術的精華，啟發學生思維，培養學生的創新意識。

四、教學模式的改革

1.開展引導式、啟發式、舉例式教學。開展了引導式、啟發式、舉例式相結合的教學方法。本課程內容廣、名詞概念多，傳統的教學方式使學生不能及時理解和掌握知識。在教學過程中應以學生為主體，調動學生參與到課堂教學，發揮學習的主動性和積極性。在講授時要突出重點，啟發和引導學生提出問題，和學生共同探討;鼓勵學生積極查閱國內外文獻，尋找答案。此外，教師在課前將課件上傳班級QQ群，使學生提前預習和課后復習。教學方法的改革對于提高教學質量、改進教學效果、培養學生分析與解決能力均有很大促進。

2.利用多媒體、板書、視頻相結合進行教學。“水處理理論與技術”課程有許多工藝流程圖、設備及構筑物結構圖等，傳統的教學方法是教師現場繪制或展示掛圖等，缺乏生動性和靈活性。本課程以文字、圖片、三維動畫和視頻錄像為基礎，精心制作課程PPT，將水處理工藝的各個流程以現場照片、視頻和電腦制作的單元處理過程的動畫再加上文字說明展示給學生，為學生提供生動形象、豐富多彩的知識，使學生更容易理解并掌握水處理設備、構筑物和工藝系統的工作原理，為今后在工作中能夠合理選擇和設計水處理工程打下良好的基礎。

3.專家講座。定期聘請水處理工程領域的專家學者給學生進行講座，能夠使學生把課本上的理論知識與實際工程聯系起來，有助于提升學生對知識的掌握并拓展視野。通過專家講座，讓學生了解國內外水處理領域的新工藝、新材料和新方法，發展趨勢及應用特點和適用性，對培養學生深入探索的精神具有顯著的作用。

4.討論課。將全班學生分成7個小組，每小組3～4人，每個小組對不同論題進行論述，要求查閱國內外最新文獻并制作PPT。每小組推出代表上臺講述5～8分鐘。陳述完畢后，其他同學和教師對其論題進行提問，由該小組成員負責回答。討論結束后，教師概括其主要內容，評價該組同學的陳述情況，并提出建議。通過開展討論式課堂教學，極大調動了學生的主觀能動性，取得了很好的效果。

五、結束語

根據筆者近幾年在《水處理理論與技術》實際教學過程中的實踐與體會，本文對該課程的教學內容和教學模式進行了探索，著重對課程體系的建設、教學方法和教學手段的改革，構建有利于培養電力、煤炭等領域的水處理技術研究和管理人才的教學新體系。在教學過程中運用多樣化教學方法調動學生的學習積極性和創造性，取得了良好的教學效果。通過多元化考核體系的建立，能更全面、科學地評價學生的綜合素質，從而培養出符合國家需求的高素質專業技術人才。

參考文獻：

[1]楊國紅.水質工程學多樣化教學方法探討與實踐[J].技術與創新管理，2013，34（6）：595-597.

[2]李培元，周柏青.發電廠水處理及水質控制[M].第一版.北京：中國電力出版社，2012.

[3]周柏青，陳志和.熱力發電廠水處理（上冊）[M].第四版.北京：中國電力出版社，2009.

[4]牛微，畢孝國.“火力發電廠水質凈化”課程內容的優化研究[J].課程教材改革，2013，（264）：65-66.

The Class Teaching Innovation and Exploration for the "Theory and Technology of Water Treatment"

ZENG Yu-bin，ZHOU Bo-qing，LIU Guang-rong

（School of Power and Mechanical Engineering，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430072，China）

Abstract："Theory and technology of water treatment" is one of the important courses for the majors of water quality science and technology and energy chemical engineering. We summarize the class teaching of recent years，and discuss the construction of the curriculum system and the innovation of teaching modes. Through the improvement of class teaching methods，we combine the multimedia teaching，specialist lecture and seminar to give lessons，as well as the innovation of performance evaluation system，and etc. To give fully play to the advantage of these teaching modes and mobilize the students' learning initiative and motivation. The teaching efficiency of this class has been improved significantly，and thus cultivate the professional and technical talents.

Key words：theory and technology of water treatment;curriculum system;teaching mode;teaching method