工程教育认证环境下，水污染控制工程实践教学改革探究

陈 柯 程 聪 周 平

(中南民族大学，湖北 武汉 430074)

2017年，我校中南民族大学工程专业认证这一领域得到学校的重视，教务处支持并推动资源与环境学院环境工程专业申请工程教育认证的工作，争取早日实现我校工程教育专业认证“零”的突破。

工程教育认证制度是工程专业发展的重要推动力之一。着眼于提高学生的工程设计和实践能力，以培养国际化应用型人才为培养目标。虽然工程教育认证制度不直接进行工程知识的生产和传播，但它通过设定专业标准，实现工程专业人才培养和就业市场需求无缝衔接，在二者间起着重要的桥梁作用。

因此，应以工程教育认证为契机，在原有培养方案宽口径的基础上，针对环境工程应用的某一主要方向，如水污染控制工程、大气污染控制、环境监测、固废污染防治环境规划等，通过提升学生参与实际项目的设计或规划的广度和深度，强化其工程应用能力的培养[1]。

本文就针对水污染控制工程方向，通过对实验教学与工程实际紧密结合，提高学生实践能力和工程能力。

1 基于工程应用，建立校内理论课堂-实验-课程设计-科研课题学习与校外企业实习的实践教学体系

水污染控制工程是环境工程专业的主干核心课程，也是一门与实际工程应用结合紧密的课程，其知识面涉及广、工程实践应用性强，所以不能仅通过学习一门课程就能达到人才培养目的，在环境工程专业认证背景下，我们将基于“工程应用”为课程内容主线，贯穿教学的始终，建立一套比较全面完善的实践教学体系——校内理论课堂-实验-课程设计与校外企业实习结合的实践教学模式。

该实践教学体系，首先以“水污染控制工程”为核心，结合包括“环境监测、环境工程原理、环境微生物学”等基础理论课程作支撑，从各方面补充和夯实水控理论知识的学习。

其次，配合理论课的教学，合理配置基础型实验、专业型实验和综合设计型实验。在实际的教学过程中，根据不同的学习阶段设置不同水平的实验内容，分阶段实施。建立校内小型工程模拟实验室，搭建纯工程类实验平台。并在这个平台上多开设综合实验，设计接近工程实际、知识交叉的实验内容，使实验内容体现工程项目的系统性和全面性。让学生建立起初步的工程概念。将工程设计思想加入实验教学中，使实验不但能够验证专业理论，而且使学生能够了解有关工程设计的基本方法、思路。

再次，将“水污染控制工程课程设计、认识实习、生产实习、企业实习、毕业设计”等众多实践环节与实验教学相结合，融为一个整体过程，使学生的工程实践能力与理论课程同步，循序渐进，学生在接触学习完企业污水处理工程实例后，能及时回到学校工程类实验平台——虚拟仿真实验室和小型水处理设备演示实验室重新巩固工程实例理论原理。

同时，以学分奖励制形式，鼓励学生大学期间参与教师的科研课题，充分利用已有教学资源，让学生在课堂理论学习以外的时间里全面深入地学习环境工程应用知识。

建立这种尽可能全面的实践教学体系，加强工程训练，将理论知识学习与实践融会贯通，不仅能有效避免以往多门课程在教学内容上存在重复、知识点遗漏、重要知识点未能深入讲授等问题，还能在促进学生对理论知识的理解掌握的同时，提高学生工程实践能力，为工程应用打下坚实的基础。

2 “水控”实验内容的改革

2.1 加大工程类实验教学比例，按照水处理流程，设计一套系统性实验项目。

实验教学是培养学生动手能力、分析问题和解决实际问题能力的重要环节，也是教学改革的重点。

水污染控制课程作为环境工程专业核心课程，其最大的特点就是工程应用性强，因此在“水控”实验课内容改革中，应区别基础实验课的开设，重点突出环境工程中的主要水处理工艺、设备装置的工程应用性实验，并将工程设计思想加入实验教学中，使学生能够了解水处理组合工艺和反应装置的设计思路和方法。

同时，进一步设计完整的水处理流程实验，尽量确保每个实验的设计相当于实际污水处理中的一个完整的单元，原有的单个实验项目不能使学生进行污水处理系统的操作、调试和运行管理的训练，往往仅开设了处理单元的实验。

我校资环学院，在“水控”实验改革中，由过去各个单一无联系的实验项目，逐渐将水处理流程的各个环节联系起来，形成一套完整的水处理流程系统实验课。

针对污水处理流程：污水初次沉淀——生物处理——二沉池处理——出水水质监测，设计一套系统实验项目，污水初次沉淀处理设置两个实验项目：颗粒自由沉淀和混凝沉淀。生物处理开设活性污泥曝气法和生物接触氧化法处理实验、生物转盘法处理污水实验。

二次沉淀后设置活性炭吸附、离子交换法处理废水实验项目；处理后出水的水质指标的监测方面设置的实验项目有：COD测定、重金属六价铬等的测定、浊度测定、总有机碳测定，可使学生掌握大型仪器的操作技术和环境监测方面的理论技术。

通过一套完整的水处理系统实验训练，让学生建立工程概念，掌握一套完整的废水处理流程，并且实验所用仪器设备比较多元，对培养学生工程实践应用能力效果较好，毕业后，学生实践能力与就业岗位需求能力相匹配。

2.2 水处理技术实验项目多样性，水质监测仪器先进。

同时，实验内容更加饱满，污水处理技术实验项目具有多样性，包含：物化法(颗粒自由沉淀和混凝沉淀实验、活性炭吸附实验、离子吸附实验)，生化法(活性污泥曝气实验、生物接触氧化法实验)，高级氧化法(Fenton法处理废水实验，微波无极紫外光催化-内电解协同处理废水实验)。实验内容贴近生产实际，具有很强应用性。

我校资环学院成立大型仪器测试平台，为污水水质指标监测提供了先进了测试方法。有紫外分光光度计、荧光分光光度计、总有机碳、原子吸收分光光度计、液相色谱等国外进口设备，并定期开展大型仪器培训，让学生在校期间就能接触大型测试仪器，并熟练掌握其原理和测试方法，很多学生毕业就从事大型仪器测试工作，培养了学生就业岗位需求的实践能力。方便了很多毕业就从事测试工作的学生。

3 搭建工程实验平台，开设工程类演示实验，建立计算机虚拟仿真实验室

与一般的纯化学类实验不同，工程类实验流程复杂，工艺方法繁多，需要依托大型的反应处理装置，因此需要搭建纯工程类实验平台，需要对实验平台进行全面改造，建立独立的小型水处理装置演示实验室，开展纯工程的水处理演示实验或中试试验教学。

鉴于工程类实验开展的需要，我校中南民大资环学院成立了校内小型工程演示实验室，根据几种典型的水处理工艺，按照一定比例，采用有机玻璃和PVC材料，构造反应装置，其中很多反应池都是本院教师根据工艺流程和实验需要自主或半自主设计，与厂家沟通生产的，如典型的自由沉降装置，微波无极紫外光催化-内电解协同处理废水反应器，生物接触氧化法处理填料塔等等。

目前纯工程类演示及中式实验装置有：物化法反应装置(初沉池、颗粒自由沉降装置、活性炭吸附和离子吸附装置)，生化法反应器(活性污泥曝气池、SBR、生物接触氧化法处理填料塔、生物转盘、生物滤池、过滤柱)，高级氧化处理法反应装置(Fenton法处理废水设备，微波无极紫外光催化-内电解协同处理废水反应器)。

这些设备大多采用的是透明材质，有助于学生直观、透彻地了解内部构造和运行原理，在这个平台上开展的实验内容无限接近工程实际，学生不用等到毕业才能接触到实际工程。

同时建立水污染处理虚拟仿真实验室，通过水污染处理虚拟仿真软件和工艺工程软件可弥补系统设计性实验和企业实习无法开展等方面的不足，在课堂教学中引入虚拟仿真软件，能使学生更形象直观地对相关水处理工艺流程、设备内部构造等有更加清晰的认识。学生通过在仿真实验室进行仿真实习，反复练习工艺操作过程，特别是在人为设置工艺条件下进行系统开停车、工艺条件的调整、工艺和设备故障的处理等操作，大大强化了学生的工程意识，提高了学生的专业知识水平和工程应用能力。

4 广泛联系企业开展生产实习，与课程设计相结合，注重学生工程能力培养

利用实习基地，把课堂教学与现场参观有机结合起来，以提升学生的实践技能。合理安排理论教学-实验教学-课程设计与参观实习的顺序，将实验教学穿插在理论教学进行，不集中实验教学，在课程讲授过程中配合到学院小型水处理装置演示实验室进行现场模拟运行；同时在课程设计之前，安排企业参观实习，选择污水处理工艺不同的污水处理厂实习，并开放学院小型水处理装置演示实验室，方便学生在企业参观完能回到实验室巩固学习不同的水处理构筑物、设备运行原理、工艺流程等。

积极广泛联系环保企业，与之建立长期的合作关系，达成学生长期的实习输出协议，不仅仅只是到了毕业才进行简单的参观实习，要让学生在校期间就能进入企业内部深入学习；同时聘请企业内部工程经历丰富的高级工程师作为学院外聘教师，分担“水控”理论教学和实践教学中工程应用强的一部分课程，讲授实际工程问题，将时间调整在周末上课，外聘教师也可作为学生“水控”课程设计指导老师，尽最大努力促进学生的工程能力培养，提升毕业就业核心竞争力。

5 结语

工程教育专业认证成为应用型人才培养的发展趋势，实现工程专业人才培养和就业市场需求无缝对接。目前我校环境工程进入工程教育专业认证申请准备阶段，应着眼于提高学生的工程设计和实践能力培养为目的，以工程师水平为培养方向，从水污染控制工程等实践课程开展教学改革，建立一套完整的实践教学体系，搭建工程实验平台，改革实验内容，增加企业实习机会，尽最大努力促进学生的工程能力培养，提升毕业就业核心竞争力。