全国技能大赛对高职院校环境专业实训课程改革的推动作用

孙 昊

(天津现代职业技术学院，天津 300350)

全国职业院校技能大赛是教育部发起，联合国务院有关部门、行业和地方共同举办的一项全国性职业院校学生竞赛活动。国家环境类职业院校技能大赛作为大赛常规赛项，包括“水环境监测与治理技术赛项”和“大气环境监测与治理技术赛项”[1-2]。技能竞赛作为一项国家级赛项，充分体现了高职院校有别于普通高等院校的特点，即培养的学生具有一定的理论知识和熟练的技能操作。将培养学生的技能水平放在非常重要的位置。而实训课程又是提高学生技能水平最为重要的教学手段。

天津现代职业技术学院环境专业是国家骨干高职院校重点建设专业，2016年以优异成绩通过验收。其中，在国家职业院校技能大赛中连续6年获得全国一等奖，技能大赛成绩是验收过程的重要加分项。文章以“水环境监测与治理技术”技能大赛为例，对实训课程改革的相关问题进行研究。

1 国家“水环境监测与治理技术”赛项概述

1.1 赛项简介

“水环境监测与治理技术”赛项，英文翻译为“Water Environmental Monitoring and Control Technology”，在2012年，2014年，2017年，2019年共举办了4次竞赛。其竞赛目的为通过技能竞赛，展示环保类高职院校在水环境监测、水污染治理技术方面的教学与实践成果，促进工学结合人才培养模式的改革与创新，提升学生的综合素质，培养团队意识与合作精神，推动环保类专业教学与实践，为我国环保事业储备环保复合型及应用型技术技能人才[3-4]。

1.2 赛项实训平台简介

水环境监测与治理技术赛项采用的是浙江天煌科技实业有限公司研制的THEMJZ-1型综合实训平台。该实训平台可以实现模拟A2/O系统，SBR系统，以及MSBR系统。该平台主要由控制系统、供水系统和污水处理系统三部分组成[5]。

通过实训平台可以提高学生通过相关标准溶液对DO仪、pH仪的零点和斜率的标定能力；提高学生在线监测技术的运用和掌握能力；提高学生通过控制程序的编写对整机实现自动运行的能力；提高学生污水处理设备部件的安装与调试能力；提高学生对曝气系统充氧量的调节与控制能力；提高学生电气控制线路的连接、PLC硬件组态以及程序编写与调试能力；提高学生污水处理相关填料的装填能力；提高学生A2/O、SBR以及MSBR三种污水处理系统工艺的设计和管道连接能力；提高学生对A2/O系统中好氧池填料的挂膜能力。

2 依据国家技能大赛对实训操作进行课程改革

依据水环境监测与治理技术赛项设置特点，结合我院环境专业人才培养方案，制定出环保设备安装与维护、污废水生化处理设备操作等实训课程。以污废水生化处理设备操作课程为例，具体说明实训课程改革情况。

2.1 系统图和电气控制原理图的绘制

水环境监测与治理技术赛项中包括理论赛项，要求学生掌握如何使用CAD软件进行工程制图的绘制。原有的实训课程标准中注重对技能知识含义的理解，忽略了知识与技能能力之间的联系。通过课程改革使学生从宏观上了解课程设置的目的与含义，并且在学习过程中掌握基本的工程绘图能力。具体来讲，CAD工程制图原本属于机械专业的核心课程，不在环境专业的课程设置内容中。通过参加技能大赛，发现了该技能的缺失，增加了CAD课程教学。(在二年级第一学期增加了CAD理论课程，实训课程开设在二年级第二学期，实训课程中学生可以直接运用CAD进行系统图和电气控制原理图的绘制。)既保留了对理论知识掌握的要求，又突出职业院校对技能操作的重视，符合环保专业国家职业标准的要求。

2.2 污水处理设备的工艺连接

根据竞赛内容的技能竞赛要求，在实训课程中增加污水处理设备的工艺连接。污水处理设备的水处理单元，(可以为A2/O系统，SBR系统，或MSBR系统)按照实训课程任务书要求进行软管的连接，组成污水处理系统。该实训课程内容包括理论学习和实训操作两部分。

2.2.1 理论学习

如果想要正确的连接水处理单元，首先必须熟练掌握典型的水处理单元的构成。水处理单元主要由格栅调节池、沉砂池、A2/O生物反应器、SBR池、二沉池、砂滤柱、加药池等组成。

(1)格栅调节池：格栅是由金属棒或栅条按照一定间距平行排列而成，其作用是对水量和水质进行调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用。实训课程中使用的平台是格栅与调节池进行了一体化设计。其主要功能是为了实现模拟污水处理的预处理环节。

(2)沉砂池：沉砂池是利用物理作用(重力分离原理)将砂砾从废水中分离出来的一个预处理单元。根据物理原理或结构形式的差别，沉砂池可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、涡流沉砂池等。实训课程采用的是平流式沉砂池，此类沉砂池结构简单，处理效果好。

(3)A2/O生物反应器：A2/O采用三段式反应器，在去除有机污染物的同时，能够实现脱氮除磷的效果。

(4)SBR池：SBR是序批式间歇活性污泥(Seguencing Batch Reactor)的简称。SBR工艺整个运行周期分为进水，反应，沉淀，出水和闲置等五个基本工序。所有工序都在设置有曝气及搅拌装置的反应器内进行。实训平台采用2台SBR池，可以模拟污水处理的生物处理环节。

(5)二沉池：二沉池又称为二次沉淀池，是分离污水悬浮物的一种主要处理单元。实训课程采用的是竖流式沉淀池，用以模拟污水处理中的后续处理环节。

(6)砂滤柱：砂滤柱模拟的是污水处理的深度处理环节。污水处理厂的二次出水中的污染物虽然得到了一定的去除，但是仍有一部分较小的颗粒和其他物质悬浮在水中，为了达到深度处理的目的，需要设置滤池(即砂滤柱)。

(7)加药池：这部分的工艺在实际工作条件下是不存在的，由于实训平台采用清水模拟整个工艺流程，为了更好的接近污水处理厂现场，帮助学生理解工艺流程，加药池的作用是投药脱氧。

2.2.2 实训操作

学生通过学习污水处理设备工艺连接，可以熟练地掌握PU管的切割与连接。实训操作的连接水处理单元管道采用PU管，(即软管)，其主要特点是管道阻力小，质量轻，便于更换与连接。

PU管的切割方式主要是采用PVC管子剪刀。操作流程如下：

①准备好所用的PU管，规格D10。

②使用尺子测量实训任务书要求的长度，然后用笔标记。

③使用剪割PU管专用的剪刀，具体使用方法是调整好剪刀的开口大小，以可以将PU管正好放入为宜。

④用一只手把持住PU管，顺着标记处开始慢慢切割，直到剪断。注意在切割过程中，完成一次剪切后，停下来确保没有剪歪后，再继续剪。

连接PU的方式为气动连接，其连接方式为将PU气管直接插入气动接头内，注意将PU气管拔出时，需用左手将气动接头的弹性部分按到底部，右手再用力将气管拔出。

2.3 污水处理设备的安装与调整

根据竞赛内容的技能竞赛要求，在实训课程中增加污水处理设备的安装与调整。按照实训课程任务书中的相关图纸和工艺要求，完成风机、曝气盘、水泵、搅拌器等部件的安装与调整。实训内容包括理论学习和实训操作两部分。

2.3.1 理论学习

(1)风机：主要功能为曝气系统的动力系统，为曝气系统引入风源，分别为好氧池、SBR1池、SBR2池提供风源曝气用。

(2)曝气盘：主要功能是使曝气均匀，具有结构简单、氧利用率高、性能可靠、气孔不堵塞、污水不倒灌、环向受力均匀、寿命长、安装维修方便等特点。

(3)水泵：共4台，其中1台为提升泵，1台外回流泵，1台内回流泵，1台备用。

(4)搅拌器：共6台，其中1台为加药池搅拌器，1台为调节池搅拌器，1台为厌氧池搅拌器，1台为缺氧池搅拌器，SBR1池中1台，SBR2池中1台。

2.3.2 实训操作

学生通过学习污水处理设备的安装与调整，可以熟练地掌握如下操作技能。

(1)风机：安装方式为从下到上穿螺丝加平垫，底板反面焊有螺母。

(2)曝气盘：安装为先将曝气盘4分外螺纹处缠上生料带，然后将其旋进有机玻璃池内曝气管路4分内螺纹管接件处，旋紧即可，确保同一管路上的曝气盘处于同一水平上。

(3)水泵：为了避免泵运转时的震动感，需要提前在泵下安放一块5 mm的垫布。安装的方向是螺丝从上端插入螺孔，根部设置有焊接螺母。

(4)搅拌器：安装方式为从下向上穿螺丝，将其固定于相应的有机玻璃板上，然后再用连轴器将搅拌杆与搅拌机连接起来。

(5)污水处理设备的引出管采用不锈钢复合管，其主要结构为内部为PVC塑料管，外部采用不锈钢材料包裹，可以做到内部抗腐蚀，外部增强管路的强度与硬度。其切割方式为使用专门的割刀切割，并连接管体。操作流程如下：

①选择所需型号的不锈钢复合管。

②用卷尺度量好所需的尺寸长度，并用记号笔标记。

③使用专用切割不锈钢复合管的割刀，其结构特点是具有两个活动滚轮，以便可以固定不锈钢复合管，将不锈钢复合管放入割刀中，旋转螺母以固定位置。

④将割刀刀片对准记号笔标记，然后再次利用割刀手柄上的螺母顺时针旋转将不锈钢复合管压紧。避免用力过大，导致管体变形。

⑤将不锈钢复合管固定好，一只手抓住复合管，另一只手慢慢旋转割刀，进行切割。需要注意的是，在切割过程中，缓慢调整螺母，使刀片慢慢进入管体。

⑥完成切割后，慢慢将割刀上的螺母慢慢旋松，取出不锈钢复合管，然后复合管的一段加上连接螺母，并放入缺口铜环、封口铜环、密封圈等，最后与另一段不锈钢复合管连接，慢慢拧紧。注意不要用力过猛，避免脱扣。

3 技能大赛对实训课程改革的推动作用

3.1 技能大赛促进实训课程标准的改革

通过参与技能竞赛，发现自身存在的差距与不足，促使实训课程教师修改课程标准，将过去过多强调掌握理论知识，转变为以理论知识为基础，加强实训操作，使学生在日常课程学习中就可以达到技能竞赛的岗位能力要求。

3.2 技能竞赛带动了实训课程教学方法的改革

以往的实训课程，教师课堂上首先进行大量的理论知识的讲解，学生填写实训记录，最后学生才进行实训操作，学生动手操作的时间被大量压缩。改革后的教学方法采用教师课前布置任务书，学生课前理论知识学习，制定解决方案，并与老师提前进行确认。课堂上学生以小组为单位，依据确定的解决方案进行技能操作训练，将有限的课堂时间更多的用于学生技能操作上。并且每间隔两周就进行课程竞赛，达到以赛代练的效果，培养学生的综合素质和职业能力。

3.3 技能竞赛改变实训课程考核标准

改变了实训课程以往理论知识考核与实训操作考核各占一半的考核标准。转变为按照课堂实训考核、课程竞赛考核、理论知识考核，以及将个人考核、小组考核等多种考核方式相结合的方式。建立课程考核注重技能操作，成绩评价注重过程的考核标准。使擅长技能操作的学生得到了展示自我，发挥自我的空间，并在学习过程中得到认可。

4 结 语

天津现代职业技术学院于2014年第一次参加“水环境监测与治理技术”赛项，发现原本的实训课程要求根本无法满足竞赛要求；甚至有些技能根本就不曾涉及，如前文中提到CAD绘图，更无从谈起熟练操作。以国家技能大赛为抓手，对实训课程进行改革，使课程标准达到技能大赛对于职业技能标准的要求，使教学内容组织与技能大赛竞赛过程相一致，使学生在日常学习中达到足够的实训强度，满足技能大赛的参赛需求，提高了实训课程的考核标准。通过实训课程改革，我校在接下来几年技能大赛中取得了优异的竞赛成绩，也验证了实训课程改革的合理性与有效性。综上，以污废水生化处理设备操作课程为例，说明课程改革情况，以期为环境专业实训课程改革提供可行的参考。