基于環保設備工程專業的廢水處理設備原理與設計課程建設初探

遠野 陳天明 金建祥 丁成 嚴金龍

摘要：廢水處理設備原理與設計課程是環保設備工程專業的一門主干專業課。本文針對廢水處理設備原理與設計課程建設存在的問題進行綜合和歸納，對課程建設依據和任務、選用教材、實踐教學、教學與方法建設等幾方面進行了分析和討論，以優化課程建設。

關鍵詞：環保設備工程；廢水處理設備；課程建設

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）08-0213-02

環保設備作為新興行業，是我國環保和機械行業優化產業結構調整中重點發展的領域。近十年來，隨著該行業的高速發展，對人才的需求不斷增長。環保設備工程專業培養具備環境科學與工程學科與機械工程學科相交叉的專業知識和技能，能夠在環保行業領域從事環保設備設計與生產、運行與維護等方面的工作，又能從事設備的研發、技術改造等方面的高級工程技術人員。環保設備工程專業畢業生在從事相關工作的過程中，往往會面臨廢水處理設備的設計與開發、運行與管理等方面的問題，因此本課程開設的主要目的是針對廢水處理方向系統開展廢水處理設備原理與設計相關知識及技能的課程。本課程是專業教學計劃中一門重要的專業必修課。本文根據我校以OBE（Outcome Based Education，能力、目標、需求導向教育）理念為導向的辦學定位和專業的要求，結合廢水處理設備原理與設計課程建設現狀，提出了對該課程的改革與創新的探索性建議，以適應社會和學校培養該專業高級工程技術應用型人才的需求。

一、課程建設面臨的主要問題

1.在理論教學方面，課程課內共44學時，學時多用于講授廢水處理設備原理、設計工作原理和構型設計方面的知識，對設備的運行和操作涉及的較少，這與環保設備工程專業的培養要求不符。在學時無法增加的情況下，如何使教學內容緊跟設備更新知識發展，也是今后面臨的主要問題。

2.在實踐教學方面，課程實踐環節共4學時，在理論課結束之后，安排學生到學校污水處理站進行設備的觀摩操作，然后設計計算和繪制污水站工藝中相關的設備圖紙，培養學生對設備的操作及設計能力。不足之處是污水站的設備已經過時，無法滿足學生對新設備進行操作的學習需求。

3.在教材方面，現有的教材是“十一五”國家級規劃教材，講述了國內外主要廢水治理設備的原理與設計，側重環保機械設備與環境工程交叉學科的基礎知識。但是設備的講解前后關聯性較小，沒有按照廢水處理工藝流程進行設置，同時在實際操作方面內容較少，不符合以實踐應用型人才為導向的培養要求。

4.在教學方法方面，目前主要采用講授法和案例教學法，教法較為單一。在課件運用方面，課件的設備內容缺乏立體感，設備工作原理演示性不強。在實踐過程中規定學生完成的圖紙設計停留在傳統2D平面圖的要求，缺乏對新型繪圖軟件的作圖要求。

二、課程建設的依據和任務

經過對我校廢水處理設備原理與設計課程的分析，我們將在今后的課程建設中確立建設遵循的依據。

1.課程服務于專業。廢水處理設備原理與設計是環保設備工程專業的核心主干課程之一，除了講授設備的工作原理和設計外，還應重視設備在廢水處理工藝中的作用，包括操作維護、運行管理和選型方面的知識和能力。特別是一些目前廣泛采用的、新型的設備的操作和使用，能為學生以后學習其他專業的課程奠定基礎。

2.課程服務于辦學定位。一方面，學校于1996年由鹽城工業專科學校與鹽城職業大學合并升級為國家全日制本科院校，在20年的本科辦學過程中一直定位于應用型人才的培養，重視與企業聯合培養；另一方面，環保行業在江蘇鹽城市具有地方特色，2009年成立的鹽城環保科技城是中國首家環保產業集聚區，是中國環保研發與產業化最具競爭力的園區之一，對環保設備人才需求量較大。因此，課程應該與職業資格（注冊設備工程師等）要求相適應，提高學生設備的設計、研發、制造及運行管理的能力，完善該課程在專業人才培養體系中的地位和作用。

基于以上問題的分析，確定了本課程重點建設的任務，包括選用教材、實踐教學、教學與方法建設等幾方面的內容。

三、教材以及輔助教材建設

教材是教學內容和知識傳播的載體，是實現課程教學目標的主要依據，因此在教學過程中要注重教材的建設，加強教材的系統性。同時，要求教師對相關的教材進行深入研究，對教材和輔助教材進行互補選擇。在選擇課程教材時應該遵循本課程在專業中的培養作用，這是編寫和選用教材的主要依據。我校在廢水處理設備原理與設計教材建設上包括兩個方面：一是主要使用教材建設，二是輔助教材建設。

1.使用教材建設。本課程所選用的教材是由中國石化出版社出版的《環保設備原理與設計》，編寫教材的團隊是由一支具備環境工程和機械設計專業背景的人員組成，章節結構科學合理，按照廢水的一級、二級處理，污泥處置的工藝流程來講解主體設備。近年來，廢水處理工藝和技術在不斷進步和發展，對廢水處理設備提出了更高的要求，教材內容落后于新設備的情況無法避免，為了彌補此方面的不足，我們可憎在輔助教材和課程講授過程中加以彌補。

2.輔助教材建設。教師選擇優質的輔助教材來彌補主要教材的不足，幫助學生深刻理解知識、拓展知識面以及了解最新的設備發展情況。本課程選用的輔助教材主要分為教材類和工具書類。教材類主要選用了由化學工業出版社出版的《污水處理機械設備設計與應用》、高等教育出版社出版的《環境工程設備與應用》；工具書類主要選用由中國建筑工業出版社出版的《水處理技術設備手冊》和化學工業出版社出版的《廢水處理設備與材料手冊》。

四、實踐教學建設

實踐教學是將理論知識轉化為實踐能力的有效途徑，是培養高級應用型技術人才的重要環節。通過實踐教學，可以提高學生的實際動手能力，提高學生分析問題和解決的能力。我校環保設備工程專業加強實踐性教學環節，其主要措施包括校污水站實訓、課程設計、參與教師科研等。

1.校污水站實訓。通過校污水站的實訓，使學生進一步理解廢水處理設備原理，訓練學生的動手操作能力。實訓要求學生掌握單體設備的結構原理及單元處理技術的基本操作方法，并在此基礎上對廢水處理工藝流程及各單元的作用進行認知，通過運行操作，掌握常規廢水處理設備工藝的基本操作要求和方法。

2.課程設計。實訓后，開設課程設計，進一步培養學生運用所學專業知識的能力，在設計、計算、繪圖方面得到鍛煉。針對一座二級處理的廢水處理廠，要求學生對主要處理設備尺寸進行設計計算，確定單體設備的平面圖、剖面圖和俯視圖，最后完成設計計算說明書和設計圖紙。

3.參與教師科研。本科生參與教師科研對學生的科研、實踐能力的提高，綜合素質的發展具有較高的意義。在教師科研實驗室，教師會帶頭示范設備的運行及操作過程，然后由學生獨立操作，培養學生對設備的操作能力。同時，涉及設備的研發內容，讓學生參與進來，可以將所學的理論知識和設計內容靈活運用，提高學生對設備的設計研發能力。

五、課程教學與方法

廢水處理設備這門課程具有較強的理論性和實踐性。在理論教學創新與改革方面，力爭采用現代科技，拓寬理論教學手段。例如，在設備工作原理和構造描述方面，將利用現代多媒體課件進行動畫演示，并輔以設備的影像資料，讓枯燥乏味的內容變得生動易懂。在實踐教學的改革中，將以市場需求為導向，提高學生的就業能力。例如，現代設備研發企業經常要用到3D等效果圖軟件，向客戶直觀的反映設備的設計情況，我們在工程實訓和課程設計上，也要求學生在完成傳統2D圖紙的基礎上，能夠完成一些3D效果圖紙，以適應企業對環保設備人才的技能需求。

六、結語

廢水處理設備原理與設計是一門理論性和實踐性很強的課程。通過課程建設，不斷完善課程教材、實踐訓練以及教學與方法，通過多樣化的授課方式，探索符合“以OBE理念為導向的育人理念”的人才培養模式，使學生通過課程的學習獲得廢水處理設備原理與設計相關問題的分析與解決能力，以適應企業對環保設備人才的技能需求。

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