基于工程教育專業認證的《工業廢水處理》課程教學改革

楊文瀾，殷 進，紀榮平，鄭天柱，叢海兵

(揚州大學 環境科學與工程學院,江蘇 揚州 225127)

《華盛頓協議》(Washington Accord)是本科工程教育學位互認協議，該協議規定畢業于某一成員國已認證工程專業的技術人才，應被其他成員國承認其從事該專業領域工作的學術資格[1]。我國于2013年成為《華盛頓協議》的預備成員單位，并于2016年6月轉正，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個專業的工程教育專業認證，為相關專業畢業生就業和出國深造創造了良好的條件[2]。開展專業認證能夠有效促進專業建設、提高人才培養質量、增強人才行業適應性和認可度，因此受到越來越多高校的重視。

揚州大學環境工程專業于2017年向專業認證委員會提交了工程教育專業認證的申請，于2018年7月提交了專業自評報告，并于2018年11月接受了中國環境科學學會環境類專業認證委員會組織的專家現場考核。在此背景下，本專業以工程認證為契機，確立了“立足江蘇、輻射全國，培養能解決復雜環境問題的應用型骨干技術人才”的專業培養目標，而《工業廢水處理》作為環境工程專業主要課程之一，需要進一步研究并改革理論與實踐教學內容和方法，全面提升學生解決復雜工程問題的能力，以滿足工程教育專業認證的要求。

1 《工業廢水處理》課程的特點

工業是國民經濟的命脈，工業廢水的有效處置是工業可持續發展的重要保障。《工業廢水處理》作為環境工程專業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。基于工業廢水中污染物組成的多樣性和復雜性，采用單一的處理技術很難將其處理達標，因此《工業廢水處理》綜合了污水的物理處理、化學處理、生物處理等諸多學科知識，具有較強的綜合性。

(2)技術更新快。作為污染排放大戶，工業廢水的達標處理一直是企業和政府關注的重點和難點。一方面，工業行業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，隨著科學技術的發展，各種創新的污染防治技術也逐漸從實驗室走進工程應用，比如高級氧化技術、新型環境功能材料技術等。

(3)應用性強。工業廢水水質水量波動大，污染物組分復雜多樣，且具有顯著的行業特征。要設計一套合理的工業廢水處理工藝流程，技術人員必須首先對廢水的規模、污染組成、污染特性進行充分的調查分析，在此基礎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勢，以期實現工業廢水的低成本、高效率處理，這就要求設計人員有較強的理論聯系實際的能力。

基于《工業廢水處理》課程的上述特點，教學中必須緊跟國家、行業的管理要求和污水處理技術前沿知識，以學生實踐能力的培養為目標，對課程的教學內容合理分配、有機融合，補充最新的工業廢水處理工程案例，以確保學生理論聯系實際，學以致用。

2 課程教學目標解析

《工業廢水處理》課程的教學目標主要包括兩部分內容：(1)通過本課程的學習，使學生了解工業廢水的污染特征及廢水排放標準，熟悉工業廢水處理的各種技術，掌握工業廢水處理構筑物的設計和設備選型方法，了解工業廢水處理技術的最新發展動態。(2)能夠使用恰當的資源與工具，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、經濟合理性論證。環境工程專業認證的主要目標是提高學生的實踐能力和解決復雜環境問題的能力，因此對于《工業廢水處理》課程的教學改革將重點從課堂教學和實踐課程構建兩個方面展開。

3 課堂教學和實踐課程構建

3.1 面向職業資格認證，構建課堂教學內容

工程教育專業認證強調“成果導向”理念，注重對“教育產出”的考察，并以畢業生的“工程專業執業”為重要培養目標，這些理念為《工業廢水處理》教學體系的構建指明了方向。2005年，我國建立了“注冊環保工程師”制度，通過“執業資格考試”并從事相關業務活動的專業技術人員即被認定為“注冊環保工程師”。水污染防治是“注冊環保工程師”四個專業方向之一，而“工業廢水處理”作為水污染防治的重要組成部分，在“注冊環保工程師執業資格考試”中占有重要地位。

當前我國部分高校已開始嘗試將職業資格認證引入本科教育，構建學歷學位證書與職業資格證書并存的“雙證制度”[4]。由于環境工程有較強的應用型與實踐性，參加“國家注冊環保工程師執業資格考試”要求有一定的工作年限，無法將其與學業考核結合。基于此背景，我們嘗試將“注冊環保工程師”考試大綱中有關工業廢水處理需要熟悉和掌握的知識點滲透到《工業廢水處理》的教學中，作為教學內容中的重點和難點。教學過程中實時關注不同工業行業水污染防治的最新管理要求以及廢水處理技術的最新發展動態，對教學內容進行持續更新和優化，并結合工程案例的講解，強化學生對相關知識點的理解和掌握。這樣有利于縮短學生畢業后從事水污染防治工作的適應期，提高他們參加工作以后通過“國家注冊環保工程師執業資格考試”的成功率。

3.2 面向應用能力的培養，重構實踐教學模式

3.2.1 案例分析貫穿理論教學

在理論課教學中，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”復配進行混凝沉淀預處理，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用的，增強了他們對工業廢水處理的認識和理解。

3.2.2 強化課程設計過程管理

課程設計是學生綜合運用基礎理論知識進行工業廢水處理工藝設計的實踐過程，對鞏固和深化有關廢水處理的專業知識起到至關重要的作用[5]。以往傳統的教學過程往往只關注課堂知識的積累，忽略知識的應用和解決實際問題能力的培養。因此，有必要對《工業廢水處理》課程設計的安排進行調整。

具體做法是，在理論課教學的第一周就提前布置好課程設計題目，如：某印染廢水處理工藝設計、某造紙廢水處理工藝設計、某焦化廢水處理工藝設計等，學生每5人組成一個課題攻關小組，要求他們提前調研相關工業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，學生帶著問題學習每一章節的內容，學完相應知識點后立即開展所需構筑物的設計，老師及時解答學生在課程設計中遇到的問題，這樣既加深了對理論知識的理解，又在設計過程中對理論知識進行了拓展和延伸。最后的集中設計階段采用答辯的方式，由學生分別匯報自己的設計成果，接受指導老師的質詢并回答老師的提問。通過上述方式，使學生在實踐中學習，提升了學生的學習主動性，培養了學生解決復雜工程問題的能力，增強了學生的就業競爭力。

3.2.3 加強校企合作

傳統的實習環節，由于實習時間較短，對污水處理流程僅限于走馬觀花的參觀瀏覽，無法深入理解相關處理工藝的技術要求。因此，專業與環保機構及相關企業開展實踐教學合作，聘請企業相關技術人員作為校內導師，定期到學校給學生介紹最新的工業廢水處理動態；同時學生也可以去相關環保機構和企業開展生產實習，主動參與到具體的工業廢水處理設計和運營管理的工作中去，熟悉工業廢水處理的各個環節，使學生對工業廢水處理有更深入和具體的認知，有助于提升學生解決復雜環境工程問題的能力。

4 結語

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，促進高等學校工程教育與工業界的聯系，提升工程教育人才對行業發展的適應性，最終目標是保證學生培養質量滿足從事相應職業的要求。本文以揚州大學環境工程專業為例，以工程教育認證的理念和目標為導向，分析和探索了構建《工業廢水處理》課程教學內容與模式的策略，相關經驗可為其他環境工程專業課程的教學改革和人才培養提供參考。