工業(yè)水處理技術(shù)課堂教學(xué)方法探討★

王文東 朱陸莉 鄧林煜

(西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，陜西 西安 710055)

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·建筑業(yè)管理與政策研究·

工業(yè)水處理技術(shù)課堂教學(xué)方法探討★

王文東 朱陸莉 鄧林煜

(西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，陜西 西安 710055)

在卓越工程師培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合《工業(yè)水處理技術(shù)》的課程特點(diǎn)，從“以生為本”、模塊化、強(qiáng)化實(shí)踐三方面，對其課堂教學(xué)方法進(jìn)行了探討，旨在培養(yǎng)一批高質(zhì)量工程技術(shù)人才。

教學(xué)方法，工業(yè)廢水，教學(xué)理念，水質(zhì)

1 卓越工程師培養(yǎng)理念下的課堂教學(xué)目標(biāo)

隨著高等學(xué)校教育規(guī)模的不斷擴(kuò)大，多數(shù)本科畢業(yè)生都面臨就業(yè)難的問題。從本質(zhì)上來說，出現(xiàn)人才“過剩”的原因主要是由學(xué)生知識應(yīng)用能力低下、綜合素質(zhì)不高造成的[1]。“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010年—2020年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010年—2020年)》的重大改革項(xiàng)目，也是促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)國的重大舉措[2]。該計(jì)劃要培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù)。

2010年西安建筑科技大學(xué)入選教育部“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”全國首批試點(diǎn)高校。怎樣培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人才，走出一條適合學(xué)校專業(yè)特點(diǎn)的培養(yǎng)模式是該計(jì)劃順利實(shí)施的關(guān)鍵。《工業(yè)水處理技術(shù)》作為給水排水專業(yè)的骨干課程，既有較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)又與實(shí)際工程緊密聯(lián)系[3]。作者在卓越工程師培養(yǎng)嘗試和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合《工業(yè)水處理技術(shù)》的課程特點(diǎn)，對適宜的教學(xué)模式進(jìn)行了梳理總結(jié)。旨在提高《工業(yè)水處理技術(shù)》的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力，使其成為理論基礎(chǔ)厚、專業(yè)知識廣、綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型人才。

2 “以生為本”開展教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生興趣

我國“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”已啟動(dòng)多年，但教學(xué)改革長期以來普遍強(qiáng)調(diào)和關(guān)注的只是教師“教”的層面，以至教學(xué)改革變成了單純是教師的事，而忽視了如何調(diào)動(dòng)學(xué)生本身的積極性。這種由教師單方面進(jìn)行的教學(xué)改革，由于缺少學(xué)生的廣泛參與，往往難以深入[4]。研究表明：學(xué)生在沒有精神壓力，情緒飽滿的情境下，大腦皮層容易形成興奮中心，思維最活躍。使學(xué)生擺脫被動(dòng)接受知識的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其主動(dòng)參與到教學(xué)過程中，從而能獨(dú)立、自由地汲取新知識[5]。

考慮到工業(yè)水處理中所采用的多數(shù)處理技術(shù)在水質(zhì)工程學(xué)中已有涉及，不同之處往往在于工藝參數(shù)的選擇。為提高學(xué)生的課堂參與程度，授課時(shí)要求學(xué)生對學(xué)過的單元技術(shù)進(jìn)行歸納總結(jié)。例如，過濾在飲用水凈化工藝和工業(yè)水深度處理中均為重要的處理單元，為調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂參與程度，主動(dòng)利用課下時(shí)間收集資料，上課時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對給水處理中常用濾池的分類、特征、使用條件，以及濾池組成包括濾料、過濾系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)等內(nèi)容進(jìn)行回顧。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工業(yè)水的水質(zhì)水量特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生就濾池在給水處理和工業(yè)水處理中的區(qū)別和聯(lián)系展開討論，最后由教師進(jìn)行歸納總結(jié)。實(shí)踐結(jié)果表明，通過增加學(xué)生的課堂參與程度可明顯提高學(xué)生的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣。

3 采用模塊化教學(xué)，強(qiáng)調(diào)工藝應(yīng)用條件

按照污染物的去除機(jī)理，可將《工業(yè)水處理技術(shù)》分為：物理去除技術(shù)：格柵、篩網(wǎng)、沉砂、沉淀、過濾、萃取、氣提、膜分離和離心分離等；物理化學(xué)處理技術(shù)：混凝、吸附和離子交換等；化學(xué)處理技術(shù)：中和、沉淀、氧化還原和消毒；生物處理技術(shù)：活性污泥法、生物膜法和土地處理技術(shù)等。由于工業(yè)排水水質(zhì)水量的復(fù)雜性，其處理系統(tǒng)均有多種處理單元組成，用于去除水中的顆粒物、膠體、難降解有機(jī)物、酸堿污染物及熱污染。為使學(xué)生對各單元處理技術(shù)的原理、使用條件及設(shè)計(jì)方法有一個(gè)系統(tǒng)的把握，作者在授課過程中引入了模塊化教學(xué)方法。

按照《工業(yè)水處理技術(shù)》教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，將授課內(nèi)容劃分為6個(gè)模塊：預(yù)處理單元、物理處理單元、化學(xué)處理單元、物理化學(xué)處理單元和生物處理單元。在每一模塊的教學(xué)過程中，首先介紹一個(gè)較完整的工程實(shí)例，包含此模塊所涉及的主要處理技術(shù)，目的是使學(xué)生對此部分內(nèi)容有個(gè)初步的印象。而后重點(diǎn)分析介紹該模塊的主要工藝技術(shù)的去除對象、使用條件和設(shè)計(jì)計(jì)算方法，從而讓學(xué)生明白如何分析并解決實(shí)際問題。在進(jìn)行模塊化教學(xué)的基礎(chǔ)上，對不同行業(yè)用水和排水的水質(zhì)、水量特征進(jìn)行對比分析，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行工業(yè)水處理的正確思維模式。

4 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生實(shí)際工作能力

卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃要將學(xué)生培養(yǎng)成理論基礎(chǔ)厚、專業(yè)知識廣、工作能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的高技術(shù)應(yīng)用型人才[2]。我們在進(jìn)行模塊化教學(xué)的同時(shí)，注重理論知識與工程實(shí)際及實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生完成從理論—實(shí)踐—理論的認(rèn)識轉(zhuǎn)化過程。例如，在講解濾池過濾有關(guān)內(nèi)容時(shí)，可以結(jié)合學(xué)生參觀過的某水廠的砂濾池講授其構(gòu)造和運(yùn)行情況，引導(dǎo)學(xué)生討論其改進(jìn)措施。為增強(qiáng)學(xué)生對各工藝單元的直觀印象，授課過程中還注重引入多媒體輔助教學(xué)等手段。它具有直觀、形象的優(yōu)點(diǎn)，極易調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。更為重要的是通過圖片、動(dòng)畫及錄像資料的展示，可以增強(qiáng)學(xué)生的感觀認(rèn)識，極大的提高了學(xué)生的主動(dòng)性。

在實(shí)踐教學(xué)方面，密切關(guān)注社會(huì)需求。結(jié)合近年來快速發(fā)展的重點(diǎn)污染行業(yè)，有針對性的選擇啤酒廢水、制藥廢水、礦山廢水、化工廢水及電力行業(yè)廢水的常見處理工藝進(jìn)行介紹。培養(yǎng)學(xué)生清潔生產(chǎn)和資源回用的理念，做到“能回用的廢水不排放，可利用的物質(zhì)不降解”，優(yōu)先選擇物理處理和化學(xué)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源的回收利用，而后再進(jìn)行微生物處理。使學(xué)生掌握依據(jù)工業(yè)排水水質(zhì)及排放或回用要求設(shè)計(jì)污水處理流程的習(xí)慣。如在介紹采煤廢水的處理工藝時(shí)，若要求處理出水用于煤炭洗選，采煤廢水的處理工藝如下：

采煤廢水→調(diào)節(jié)池→沉砂池→回用于洗煤。

若將采煤廢水回用于地下水回灌，則處理工藝為：

采煤廢水→調(diào)節(jié)池→沉砂池→過濾→回灌地下水。

若將采煤廢水回用于礦區(qū)居民的生活用水，則處理工藝為：

采煤廢水→調(diào)節(jié)池→沉砂池→過濾→消毒→居民用水。

強(qiáng)調(diào)處理出水的水質(zhì)要求不同，選用的工藝及設(shè)計(jì)參數(shù)也往往存在較大差異。通過類似案例的選擇，逐步培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。此外，學(xué)院還針對課程內(nèi)容，通過嚴(yán)格篩選，有目的性地建立了包括首鋼、武鋼和寶鋼等多處實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，聘請企業(yè)高級技術(shù)人員，對學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)指導(dǎo)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。教學(xué)改革的經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)踐環(huán)節(jié)的強(qiáng)化在提高學(xué)生工程認(rèn)知能力和知識運(yùn)用能力的同時(shí)，對學(xué)生理論知識的掌握也有著明顯的促進(jìn)作用。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)水的需求量和排放量占有較大比重，由于其水質(zhì)水量變化大、成分復(fù)雜，已成為我國水環(huán)境防治的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，傳統(tǒng)給水排水專業(yè)課程的設(shè)置大多側(cè)重市政用水和排水的處理；對工業(yè)用水和工業(yè)排水的處理缺乏應(yīng)有的重視，使得我國專門從事工業(yè)水處理的工程技術(shù)人員相對緊缺，這是造成我國工業(yè)水處理效率低下，多數(shù)企業(yè)難以達(dá)標(biāo)排放的重要原因。教學(xué)改革實(shí)踐表明，以工程案例為引導(dǎo)對各類工業(yè)水的處理技術(shù)進(jìn)行模塊式教學(xué)的同時(shí)，強(qiáng)化工程實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，可有效的強(qiáng)化學(xué)生的工程應(yīng)用能力，對實(shí)現(xiàn)卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)，滿足當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求有著重要的意義。

[1] 王文東.轉(zhuǎn)變培養(yǎng)模式，提高本科生培養(yǎng)質(zhì)量[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2010(1):85-88.

[2] 中華人民共和國教育部.實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”—面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)卓越工程師后備人才[J].中國大學(xué)教學(xué),2010(7):4-5.

[3] 桑 磊,周麗娜,趙曉松.“工業(yè)廢水處理技術(shù)”課程教學(xué)改革探析[J].科教文匯,2010(5):61-62.

[4] 宋 梅,遲乃玉,張慶芳,等.大學(xué)本科生研究式教學(xué)的思考[J].渤海大學(xué)學(xué)報(bào),2005,26(2):105-107.

[5] 游敏惠,劉秀倫.大學(xué)生創(chuàng)造力培養(yǎng)與開發(fā)[M].北京:人民郵電出版社,2004.

Research on the teaching method reformation ofIndustrialWastewaterTreatmentTechnology★

Wang Wendong Zhu Luli Deng Linyu

(SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering,Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi’an710055,China)

Based on outstanding engineer cultivating experience, combining with the curriculum features ofIndustrialWastewaterTreatmentTechnology, starting from three aspects of “student-oriented”, modularization and strengthening practice, the article explores its class teaching methods, with a view to cultivate a group of high-quality engineering technicians.

teaching method, industrial wastewater, teaching concept, water quality

1009-6825(2017)17-0215-02

2017-03-23★:國家教學(xué)質(zhì)量工程項(xiàng)目“環(huán)境類專業(yè)通用人才培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)”

王文東(1980- ),男,副教授

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