《工業(yè)水處理技術(shù)》課程體系改革與建設(shè)實(shí)踐

張志軍 韓學(xué)超

（1.常州大學(xué)懷德學(xué)院 江蘇·靖江 214500；2.常州大學(xué)機(jī)械與軌道交通學(xué)院 江蘇·常州 213164）

在我校，《工業(yè)水處理技術(shù)》這門課程最初是由給排水專業(yè)開設(shè)的，偏重于工業(yè)用水處理技術(shù)，而對(duì)于工業(yè)廢水較少講授。2002年我校新開環(huán)境工程專業(yè)，一開始只是沿襲給排水工程專業(yè)的教學(xué)方案和手段，以工業(yè)給水內(nèi)容講授為主，后來(lái)逐漸開始進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)，較為全面的介紹的工業(yè)廢水常用處理技術(shù)方法。

但隨著時(shí)代的發(fā)展，在教學(xué)過(guò)程中感到依然存在兩方面問題，一方面，當(dāng)時(shí)的講授大部分以書本理論知識(shí)為主，學(xué)生學(xué)起來(lái)比較吃力也比較枯燥；另一方面，當(dāng)今時(shí)代工業(yè)廢水處理技術(shù)方法進(jìn)展較快，書本知識(shí)更新沒能跟上形勢(shì)發(fā)展。針對(duì)這兩方面的問題，近幾年進(jìn)行了一系列課程體系建設(shè)和教學(xué)改革，使課程體系相對(duì)完善，基礎(chǔ)理論與實(shí)踐技能并重，取得了一定的成效。

1 《工業(yè)水處理技術(shù)》課程體系設(shè)置

最初我校選用的課程教材是高廷耀等主編的《水污染控制工程（下冊(cè)）》的部分關(guān)于工業(yè)廢水處理技術(shù)章節(jié)作為課程的教材，但是該教材以生活污水的微生物處理技術(shù)為主，對(duì)工業(yè)水處理的論述相對(duì)較少，后來(lái)改為周成等主編的《工業(yè)水處理技術(shù)》教材。共安排48個(gè)學(xué)時(shí)，另設(shè)實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí)。由于我校環(huán)境工程專業(yè)本身開設(shè)有《水污染控制工程》課程，因此，在課程安排上，水污染控制工程側(cè)重微生物處理方法，而工業(yè)水處理技術(shù)側(cè)重于物理、化學(xué)及物理化學(xué)處理方法的講授[1]。在課程順序上，水污染控制工程在前，工業(yè)水處理技術(shù)在后，即具備一定的水處理理論基礎(chǔ)后，再較深入地學(xué)習(xí)相對(duì)較難的工業(yè)廢水處理技術(shù)的學(xué)習(xí)。另外我校的工業(yè)水處理技術(shù)的先修課程為普通化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、水分析化學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、化工原理等，便于學(xué)生理解和掌握課程的基礎(chǔ)理論，考慮到工業(yè)水處理技術(shù)新技術(shù)、新方法發(fā)展較快，另開設(shè)一門新的課程《水處理新技術(shù)》，以講座的形式向?qū)W習(xí)講解新工藝、新技術(shù)。較全面了解工業(yè)水處理技術(shù)研究動(dòng)態(tài)，向?qū)W生介紹最新的理論和技術(shù)，既讓學(xué)生掌握專業(yè)前沿發(fā)展?fàn)顩r，又增加對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)多年的建設(shè)和不斷完善，我校《工業(yè)水處理技術(shù)》課程體系，由工業(yè)水處理技術(shù)、水處理技術(shù)實(shí)驗(yàn)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等構(gòu)成，體系相對(duì)完整、理論與實(shí)踐并重，同時(shí)引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

2 多媒體教學(xué)改革

在2005年以前，工業(yè)水處理技術(shù)在我校是以傳統(tǒng)的黑板+粉筆教學(xué)方式進(jìn)行，教學(xué)信息量相對(duì)較少而且學(xué)生感到比較枯燥。從2006年開始，使用PPT和板書相結(jié)合，并逐步實(shí)現(xiàn)PPT、視頻、仿真教學(xué)及網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與討論為主的多媒體教學(xué)。

多媒體多樣化的教學(xué)和演示方式的使用，使教學(xué)內(nèi)容更加直觀形象，將抽象的理論知識(shí)變得形象生動(dòng)，將靜態(tài)的事物對(duì)象賦予動(dòng)態(tài)特征，便于學(xué)生理解和掌握。在《工業(yè)水處理技術(shù)》授課時(shí)，涉及到很多設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝流程圖等，而通過(guò)多媒體的形式可以很好地揭示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及內(nèi)在的邏輯關(guān)系，提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容理解能力，從而提高教學(xué)的質(zhì)量和效率，相較于傳統(tǒng)的黑板+板書模式具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)[2]。但是，多媒體由于播放速度較快，部分內(nèi)容學(xué)生不能透徹理解，特別是涉及部分演算時(shí)候，要求學(xué)生具有快速的思維反應(yīng)和接受能力，因此我們輔以必要的板書，使學(xué)生能有足夠的時(shí)間接受和消化吸收[3]。通過(guò)這種方式有效地控制教學(xué)節(jié)奏，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

3 實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)

3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)是工業(yè)水處理技術(shù)非常重要的一環(huán)，本課程所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課，主要任務(wù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握工業(yè)水處理技術(shù)的實(shí)驗(yàn)技能和方法，同時(shí)透過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)課程基本理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的同時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)的基本原理并熟悉實(shí)驗(yàn)的操作方法。除此之外，還要求學(xué)生能夠掌握相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)試技術(shù)，并能夠分析和處理相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

根據(jù)教材內(nèi)容，我校開設(shè)的工業(yè)水處理實(shí)驗(yàn)包括：靜止沉淀實(shí)驗(yàn)、成層沉淀實(shí)驗(yàn)、混凝處理實(shí)驗(yàn)、自來(lái)水充氧實(shí)驗(yàn)、還原處理含銅廢水實(shí)驗(yàn)、化工廢水萃取實(shí)驗(yàn)、離子交換實(shí)驗(yàn)、酸洗廢水電解實(shí)驗(yàn)等8個(gè)實(shí)驗(yàn)，共計(jì)16學(xué)時(shí)。另外，根據(jù)工業(yè)水處理技術(shù)前沿發(fā)展?fàn)顩r，動(dòng)態(tài)補(bǔ)充部分選做實(shí)驗(yàn)，這部分實(shí)驗(yàn)可以動(dòng)態(tài)更新，由學(xué)生自行選做，實(shí)驗(yàn)室開放式管理，學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，完成后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，作為平時(shí)成績(jī)的一項(xiàng)進(jìn)行加分計(jì)入最后總分。

從教學(xué)效果看，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容深受學(xué)生歡迎，很多學(xué)生反映原本較為枯燥的書本理論知識(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)很快就能理解了，而且鍛煉了動(dòng)手能力。而開放性實(shí)驗(yàn)部分，對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生是很好延伸學(xué)習(xí)，部分學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)水處理工藝，加以創(chuàng)新，并以之基礎(chǔ)開拓項(xiàng)目參加相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽，取得了良好的成績(jī)。

3.2 實(shí)習(xí)

實(shí)習(xí)分為認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)為時(shí)一周，課程目的是為下一步的理論學(xué)習(xí)進(jìn)行前期的準(zhǔn)備，通過(guò)接觸工業(yè)水處理的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，建立感性認(rèn)識(shí)。能夠?qū)I(yè)水處理的工藝及設(shè)備有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，并了解工程處理手段和方法，以及相關(guān)設(shè)備和構(gòu)筑物等[4]。另外由帶課老師和實(shí)習(xí)單位專家開設(shè)兩次專題講座，帶課老師偏重于課程目的、方法、要求等的介紹，內(nèi)容相對(duì)寬泛；專家則就某一類或幾類工業(yè)水處理技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹。兩場(chǎng)講座均設(shè)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)提問交流環(huán)節(jié)，老師現(xiàn)場(chǎng)交流解惑，起到良好的專業(yè)引導(dǎo)作用。實(shí)習(xí)過(guò)程中學(xué)生要記錄每天的實(shí)習(xí)內(nèi)容，實(shí)習(xí)結(jié)束后將實(shí)習(xí)日志系統(tǒng)整理，寫成實(shí)習(xí)報(bào)告，報(bào)告要求內(nèi)容完整，條理清晰，涉及較復(fù)雜工藝流程時(shí)要附必要的工藝原理圖或工藝流程圖。

生產(chǎn)實(shí)習(xí)為期兩周，要求學(xué)生下到指定實(shí)習(xí)單位的相關(guān)崗位，包括水處理設(shè)計(jì)室、操作室、監(jiān)測(cè)站、化驗(yàn)室等，著重于生產(chǎn)的某一環(huán)節(jié)。雖然是著重某一環(huán)節(jié)，但是要求學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)單位整體工藝流程和操作方法都必須了解和掌握，只是對(duì)于在崗的這一環(huán)節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)和實(shí)踐。學(xué)生根據(jù)實(shí)習(xí)內(nèi)容和要求，按照不同專題分類編寫實(shí)習(xí)日志，實(shí)習(xí)完成后同樣要進(jìn)行系統(tǒng)整理分析，撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。生產(chǎn)實(shí)習(xí)的最后環(huán)節(jié)是學(xué)生的分組交流討論，同一小組由不同實(shí)習(xí)崗位學(xué)生組成，互相交流和探討所在崗位的工藝及操作重點(diǎn)，起到相互促進(jìn)的作用，使得學(xué)生能夠?qū)こ虒?shí)際有相對(duì)完整的整體認(rèn)識(shí)。

4 深化教學(xué)改革

對(duì)于工業(yè)水處理技術(shù)這樣一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，相對(duì)傳統(tǒng)的以基本理論講授為主教學(xué)方法往往效果不佳，如何做好課堂教學(xué)值得深思[5]。我校近幾年主要在以下兩個(gè)方面進(jìn)行了課堂教學(xué)的改革和探索。

4.1 案例式教學(xué)

改革本課程慣常的理論講授為主的課堂授課方式，較大幅度的增加實(shí)例講解，側(cè)重從實(shí)例中理解原理，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用水平。

以一堂課為例，一類工業(yè)水處理技術(shù)原理講授通常在15分鐘內(nèi)完成，要求教師能夠簡(jiǎn)明透徹地講述理論要點(diǎn)；再用30分鐘左右時(shí)間進(jìn)行實(shí)例講解，即教會(huì)學(xué)生技術(shù)運(yùn)用方法，又能從實(shí)例中真正理解原理的要點(diǎn)所在，這也要求教師有豐富的工業(yè)水處理技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)能夠?qū)⑦@些實(shí)例經(jīng)驗(yàn)加以系統(tǒng)整理，與理論融會(huì)貫通，傳授給學(xué)生。

4.2 教學(xué)與科研相結(jié)合

授課老師將書本理論與自己科研實(shí)踐相結(jié)合，將科研工作中用到的工業(yè)水處理技術(shù)作為實(shí)例在課堂教學(xué)中穿插講解，由于是教師本人科研實(shí)踐，往往能夠講得非常精確而透徹，這一環(huán)節(jié)深受學(xué)生喜愛。另外教師可以將所講內(nèi)容設(shè)計(jì)成課外選做實(shí)驗(yàn)，事先在開放實(shí)驗(yàn)室搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，供學(xué)生在課余時(shí)間進(jìn)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手操作。幾年下來(lái)，在我校的“工業(yè)水處理實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室”已經(jīng)搭建有混凝、氣浮、電滲析、微電解、芬頓等多項(xiàng)小試及中試裝置，用于學(xué)生課外進(jìn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐，后期還會(huì)根據(jù)課程發(fā)展情況不斷動(dòng)態(tài)篩選和補(bǔ)充完善。

5 結(jié)論

以上工作使得我校《工業(yè)水處理技術(shù)》課程愈來(lái)愈受學(xué)生歡迎，近幾年的學(xué)生評(píng)教平均分一直在95分以上。我們非常注重學(xué)生工程實(shí)踐能力的鍛煉和提高，這與當(dāng)前環(huán)保形勢(shì)要求是吻合的，要求學(xué)生不單是學(xué)習(xí)理論，同時(shí)要有實(shí)際動(dòng)手能力，并能從實(shí)用角度發(fā)現(xiàn)和解決問題。本課題組的全體教師將在今后的教學(xué)工作中繼續(xù)不斷探索、研究與實(shí)踐，使該課程的教學(xué)體系更加完善。