《水处理工艺设计》课程教学改革探索

□ 钦 凡 裴海民

一、引言

《水处理工艺设计》的课程目标是使学生了解并熟悉水处理的基本理论和方法，以此为基础，掌握各种水处理构筑物的设计和计算方法，污水处理工艺流程的选择、设计参数的选取和相关池型的确定，各构筑物主要细部构造的设计，辅助配套设施、污水处理厂的平面布置和高程布置等内容，重点培养学生对各构筑物以及工艺系统的初步设计能力。在教学过程中，现有的教学方法多以传统的讲授为主，强调教师的主导性，学生只是被动参与，主观能动性以及创新性不强。而本课程原理性、概念性强，水处理构筑物设计计算复杂，这使得大多数学生感到操作难度大，学习困难。

培养高技能型、应用型人才是高等院校，特别是三本院校专业课程的目标。学校水处理工艺设计课程教学大纲、教学计划与教学内容一直以学科性教学为主，缺少实践教学环节。据对学院近几届给排水专业就业情况调查发现，大多数学生就业后需面对生产现场，而目前以理论为主、实践为辅的传统性学科教学模式满足不了社会生产的需要，从而学难以致用。因此，实用性与理论性并重的授课模式是本课程教学改革的大势所趋，让学生学以致用，将理论与实践紧密结合起来，强化学生的实践能力是教学改革的目标。

二、高校《水处理工艺设计》课程教学改革的策略

针对目前大学《水处理工艺设计》课程内容的设置特点及社会需要状况，提出以下几点改革设想:

(一)精简课程内容，强化实践应用。本课程传统的教学内容主要是城镇污水的一级处理、二级处理和三级处理工艺流程，以及根据处理流程来讲解各构筑物的工作原理、结构及其设计计算，还补充了混凝、气浮、厌氧工艺、化学法等处理法在工业废水处理中应用。在教学过程中发现，本三学生底子较差，短课时内，全灌输式接受过多理论知识，学生很难将其转化为实际应用。根据给排水专业毕业生的就业方向来说，本科生毕业，特别是三本院校学生，只有少部分进入到市政设计单位从事设计工作，大多是进入环保公司、化工厂等污染企业，较注重实用性。因此，建议在授课过程中，删减过时内容，精简重点内容，确定给排水专业学生应该掌握的基本内容，并结合其专业本身的特点以及本三学生的实际能力，对教学计划作相应的调整。在教学内容的选取上，一方面注意与相关课程，比如水质工程学，水处理微生物学等的衔接和联系，基本概念、基本原理和基本方法在其它课程上重点介绍，本课程注重工艺流程的选择以及各构筑物的设计及计算。另一方面将社会较关注的水污染热点问题与本课程结合起来，引导学生思考并理解污水处理设计过程中需要注意的要点，并适当介绍相关的前沿领域或者教师本人的科研课题。比如，目前比较热点的绿色建筑中污水处理与节水回用，以及医疗废水中较先进的纳米二氧化钛处理法等，诸如此类。此部分内容的讲授，拓宽了学生的视野，对其就业能力的提升有很好的帮助，也可以激发学生学习的主观能动性，提高教学效果。

(二)课堂教学强化设计规范的应用。在指导本三毕业生做毕业设计时发现，学生进行设计时主要参照教材上的内容，而教材通常只给出一系列固定的计算公式以及设计参数范围，对选取依据的规定并没有很明确标出。大多数学生在做毕业设计时，对众多参数的选择给不出合理的选取依据，对计算公式的选择也混混沌沌。学生对常用的规范类文件不清楚，使用方法不了解，比如给排水专业设计时必须的《给排水设计手册》以及一些构筑物的设计规范，如《序批式活性污泥法污水处理工程技术规范》、《生物接触氧化法污水处理工程技术规范》、《氧化沟活性污泥法污水处理工程技术规范》等。这些规范对构筑物的设计要求以及相应的计算校核等方面做了较详细的规定，同时设计规范也是市政设计院以及工程单位必须遵循的硬性规定，这就需要教师在教学工作中将设计规范融合在授课内容当中去，比如教师在讲述构筑物设计时清楚讲解公式的选择、参数如何选取，透过实例把相关内容融合在计算过程中。教会学生如何使用设计规范，一方面增强了教学内容的实效性，从而提高课堂教学质量，另一方面，可以提高学生的工程实践素养，对学生今后的发展大有裨益。

(三)选择有效的教学手段，增加实践教学环节。水处理构筑物具有体型大、内部构造复杂、运行流程难讲解等特点，教师授课时单纯地将设计参数、计算公式灌输给学生，使得学生对整个构筑物的了解很浅，并且无法对构筑物形成整体细致的认识。同时由于条件的限制，实验设备与资金难以满足学生的高层次要求，教学过程中缺少实物模型，学生在学习过程中很少有动手操作的机会，其主观能动性难以激发，教学效果也难以达到教学目标的要求。因此，采用合理有效易实现的教学手段，将抽象的水处理构筑物形象直观地展现出来，将大大提高教学效果。在教学中推广应用多媒体课件，利用图片、视频等手段丰富课堂内容，将各构筑物的实物图、3D透视图以及运行过程动态呈现给学生，使学生能够建立直观印象，更好地理解课程内容。在缺乏实验教学条件的情况下，还可以利用仿真技术，弥补传统教育的不足。有研究发现:把计算机仿真作为开展城市污水处理实验的重要手段，使仿真操作与小型水处理模型实验紧密结合，经过几届学生的使用表明，形象生动地展示水处理的工艺流程，教学效果良好。在学生课程考核方面，可增加课程设计考核内容，模拟设计城市污水处理或工业废水处理，将理论知识转变为实际应用，通过理论考核与实践技能评价相结合的方式，改善学生眼高手低的缺点，锻炼其实践能力。

本三高校正逐步转型为应用技术型大学，相应的课程改革正在逐步进行中。增加实践教学环节的时间，弥补“灌输式”理论教学的不足，有助于提升学生的工程实践能力。比如:与污水处理单位建立产学研一体化科技平台，每学年组织一次到污水处理厂或工程单位的参观、见习，尽早接触生产实践，缩短走上工作岗位的适应期;对于学有余力的优秀学生可以鼓励他们跟随科研老师，加入科研工作中，得到从事科学研究训练的系统性学习，从而培养学生的创新意识和能力。

三、结语

《水处理工艺设计》是给排水专业的一门重要的专业课程，也是一门工程实践性较强的课程。为培养高素质创新型人才，教师在教学过程中应不断思考，探索培养学生创新精神的新途径、新方法。同时通过采取一定的改革措施，改善现有模板式的教育方式，使学生在深刻理解理论知识的基础上，在做相关工程设计时能有大局观，选择方案时能有理有据，从而提升学生的工程实践素养。技术应用型高校，特别是三本院校，在改革课程体系时，应结合其专业本身的特点以及在校学生的实际情况，制定出合理的培养方案，并尽可能提供实践学习的机会，对学生后续毕业设计的顺利进行以及实习工作方面发挥关键性作用。

［1］王新刚，陈芳艳等．《水处理构筑物设计》课程教学方法改革［J］．科技创新导报，2014

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［3］杨玉海，霍文杰等．建立评价与激励机制促进实验室开放持续健康发展［J］．实验室研究与探索，2004

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