工业水处理技术课堂教学方法探讨★

王文东 朱陆莉 邓林煜

(西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西 西安 710055)



·建筑业管理与政策研究·

工业水处理技术课堂教学方法探讨★

王文东 朱陆莉 邓林煜

(西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西 西安 710055)

在卓越工程师培养经验的基础上，结合《工业水处理技术》的课程特点，从“以生为本”、模块化、强化实践三方面，对其课堂教学方法进行了探讨，旨在培养一批高质量工程技术人才。

教学方法，工业废水，教学理念，水质

1 卓越工程师培养理念下的课堂教学目标

随着高等学校教育规模的不断扩大，多数本科毕业生都面临就业难的问题。从本质上来说，出现人才“过剩”的原因主要是由学生知识应用能力低下、综合素质不高造成的[1]。“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010年—2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010年—2020年)》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措[2]。该计划要培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。

2010年西安建筑科技大学入选教育部“卓越工程师培养计划”全国首批试点高校。怎样培养高素质的工程技术人才，走出一条适合学校专业特点的培养模式是该计划顺利实施的关键。《工业水处理技术》作为给水排水专业的骨干课程，既有较强的理论基础又与实际工程紧密联系[3]。作者在卓越工程师培养尝试和经验基础上，结合《工业水处理技术》的课程特点，对适宜的教学模式进行了梳理总结。旨在提高《工业水处理技术》的教学质量，培养学生的实际工作能力，使其成为理论基础厚、专业知识广、综合素质高的应用型人才。

2 “以生为本”开展教学，培养学生兴趣

我国“高等学校本科教学质量与教学改革工程”已启动多年，但教学改革长期以来普遍强调和关注的只是教师“教”的层面，以至教学改革变成了单纯是教师的事，而忽视了如何调动学生本身的积极性。这种由教师单方面进行的教学改革，由于缺少学生的广泛参与，往往难以深入[4]。研究表明：学生在没有精神压力，情绪饱满的情境下，大脑皮层容易形成兴奋中心，思维最活跃。使学生摆脱被动接受知识的传统学习方法，激发学生的学习兴趣，使其主动参与到教学过程中，从而能独立、自由地汲取新知识[5]。

考虑到工业水处理中所采用的多数处理技术在水质工程学中已有涉及，不同之处往往在于工艺参数的选择。为提高学生的课堂参与程度，授课时要求学生对学过的单元技术进行归纳总结。例如，过滤在饮用水净化工艺和工业水深度处理中均为重要的处理单元，为调动学生的课堂参与程度，主动利用课下时间收集资料，上课时引导学生对给水处理中常用滤池的分类、特征、使用条件，以及滤池组成包括滤料、过滤系统和反冲洗系统等内容进行回顾。在此基础上，结合工业水的水质水量特点，鼓励学生就滤池在给水处理和工业水处理中的区别和联系展开讨论，最后由教师进行归纳总结。实践结果表明，通过增加学生的课堂参与程度可明显提高学生的主动性和学习兴趣。

3 采用模块化教学，强调工艺应用条件

按照污染物的去除机理，可将《工业水处理技术》分为：物理去除技术：格栅、筛网、沉砂、沉淀、过滤、萃取、气提、膜分离和离心分离等；物理化学处理技术：混凝、吸附和离子交换等；化学处理技术：中和、沉淀、氧化还原和消毒；生物处理技术：活性污泥法、生物膜法和土地处理技术等。由于工业排水水质水量的复杂性，其处理系统均有多种处理单元组成，用于去除水中的颗粒物、胶体、难降解有机物、酸碱污染物及热污染。为使学生对各单元处理技术的原理、使用条件及设计方法有一个系统的把握，作者在授课过程中引入了模块化教学方法。

按照《工业水处理技术》教学大纲和教学计划，将授课内容划分为6个模块：预处理单元、物理处理单元、化学处理单元、物理化学处理单元和生物处理单元。在每一模块的教学过程中，首先介绍一个较完整的工程实例，包含此模块所涉及的主要处理技术，目的是使学生对此部分内容有个初步的印象。而后重点分析介绍该模块的主要工艺技术的去除对象、使用条件和设计计算方法，从而让学生明白如何分析并解决实际问题。在进行模块化教学的基础上，对不同行业用水和排水的水质、水量特征进行对比分析，培养学生进行工业水处理的正确思维模式。

4 强化实践教学环节，提高学生实际工作能力

卓越工程师培养计划要将学生培养成理论基础厚、专业知识广、工作能力强、综合素质高的高技术应用型人才[2]。我们在进行模块化教学的同时，注重理论知识与工程实际及实践教学的有机结合，使学生完成从理论—实践—理论的认识转化过程。例如，在讲解滤池过滤有关内容时，可以结合学生参观过的某水厂的砂滤池讲授其构造和运行情况，引导学生讨论其改进措施。为增强学生对各工艺单元的直观印象，授课过程中还注重引入多媒体辅助教学等手段。它具有直观、形象的优点，极易调动学生的学习兴趣。更为重要的是通过图片、动画及录像资料的展示，可以增强学生的感观认识，极大的提高了学生的主动性。

在实践教学方面，密切关注社会需求。结合近年来快速发展的重点污染行业，有针对性的选择啤酒废水、制药废水、矿山废水、化工废水及电力行业废水的常见处理工艺进行介绍。培养学生清洁生产和资源回用的理念，做到“能回用的废水不排放，可利用的物质不降解”，优先选择物理处理和化学处理技术实现资源的回收利用，而后再进行微生物处理。使学生掌握依据工业排水水质及排放或回用要求设计污水处理流程的习惯。如在介绍采煤废水的处理工艺时，若要求处理出水用于煤炭洗选，采煤废水的处理工艺如下：

采煤废水→调节池→沉砂池→回用于洗煤。

若将采煤废水回用于地下水回灌，则处理工艺为：

采煤废水→调节池→沉砂池→过滤→回灌地下水。

若将采煤废水回用于矿区居民的生活用水，则处理工艺为：

采煤废水→调节池→沉砂池→过滤→消毒→居民用水。

强调处理出水的水质要求不同，选用的工艺及设计参数也往往存在较大差异。通过类似案例的选择，逐步培养学生的工程实践能力。此外，学院还针对课程内容，通过严格筛选，有目的性地建立了包括首钢、武钢和宝钢等多处实习实训基地，聘请企业高级技术人员，对学生进行生产指导，提高学生的实践能力。教学改革的经验表明，实践环节的强化在提高学生工程认知能力和知识运用能力的同时，对学生理论知识的掌握也有着明显的促进作用。

5 结语

随着我国经济的快速发展，工业水的需求量和排放量占有较大比重，由于其水质水量变化大、成分复杂，已成为我国水环境防治的关键环节。然而，传统给水排水专业课程的设置大多侧重市政用水和排水的处理；对工业用水和工业排水的处理缺乏应有的重视，使得我国专门从事工业水处理的工程技术人员相对紧缺，这是造成我国工业水处理效率低下，多数企业难以达标排放的重要原因。教学改革实践表明，以工程案例为引导对各类工业水的处理技术进行模块式教学的同时，强化工程实践环节的训练，可有效的强化学生的工程应用能力，对实现卓越工程师培养目标，满足当前社会经济发展需求有着重要的意义。

[1] 王文东.转变培养模式，提高本科生培养质量[J].西安建筑科技大学学报(社会科学版),2010(1):85-88.

[2] 中华人民共和国教育部.实施“卓越工程师教育培养计划”—面向工业界、面向世界、面向未来，培养卓越工程师后备人才[J].中国大学教学,2010(7):4-5.

[3] 桑 磊,周丽娜,赵晓松.“工业废水处理技术”课程教学改革探析[J].科教文汇,2010(5):61-62.

[4] 宋 梅,迟乃玉,张庆芳,等.大学本科生研究式教学的思考[J].渤海大学学报,2005,26(2):105-107.

[5] 游敏惠,刘秀伦.大学生创造力培养与开发[M].北京:人民邮电出版社,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★:国家教学质量工程项目“环境类专业通用人才培养创新实验区”

王文东(1980- ),男,副教授

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