环境工程原理与水污染控制工程课程之间的联系与区别

2016-04-11艾智

山东化工 2016年24期

关键词：控制工程环境工程课程设计

艾智

(唐山学院环境与化学工程系，河北唐山 063000)

环境工程原理与水污染控制工程课程之间的联系与区别

艾智

(唐山学院环境与化学工程系，河北唐山 063000)

针对环境工程原理与水污染控制工程两门课程的授课过程中存在的问题，对两门课程内容体系、教学内容和师资配置等进行了分析探讨，提出了基于环境工程原理课程的水污染控制工程课程的教学改革的重点。

环境工程原理 ; 水污染控制工程; 课程改革

“环境工程原理”是基于“流体力学”和“化工原理”两门课程整合而成，主要讲述水、气、固等工程等环境污染防治以及生态修复工程中涉及的具有共性的现象和过程的基本原理，主要内容包括环境工程原理基础、分离过程原理和反应工程原理三部分[1]。“水污染控制工程”主要讲述控制水体污染途径以及各种废水处理方法(包括物理处理方法、化学处理方法、生物处理方法等)的基本理论、工作原理及设计计算等[2-4]。前者是环境工程专业的重要技术基础课，而后者是环境工程专业的核心专业课，这两门课程在环境工程专业本科教学中有着举足轻重的作用，同时两者之间也存在着重要的相互理论联系。本文分析现教学中存在的问题，拟提出相关的解决方案，以培养学生能用原理解决实际工程问题的能力。

1 两门课程教学中存在的问题

(1)环境工程专业培养方案经过连续的几次修订，课时压缩，并且该专业的新知识和新技术更显较快，需要及时补充这些内容；出现了课时压缩与教学内容增长的矛盾；

(2)在课时量压缩的情况下，"环境工程原理"和"水污染控制工程"教学内容未起到应有的相互衔接，教学内容彼此脱离，形成环境工程专业"环境工程原理"教学内容与专业课衔接不够；

(3)前者课程的教学过程中的公式诸多且繁杂，学生对繁杂的公式感到内容枯燥，概念抽象，授课教师对课堂上引进的案例学生理解不够深入，掌握不够扎实；而在后者的教学过程中，教师在讲到某个知识点时，学生不能熟练应用前者的原理来解决水污染控制工程方面的实际问题，教学中出现脱节现象。

(4)任课教师对环境工程专业课程系统缺少必要的了解，授课内容重复，导致有效授课内容减少，教师实践能力缺乏，不能达到很好地额理论与实际的联系。

2 改革的总体思想

为避免教学内容的重复，提高教学质量，本文的总体改革思想是弄清两门课程的性质及在专业人才培养中的作用，进而决定课程的讲解重点和思路。“环境工程原理”课程是环境工程专业的技术基础课程，应从各部分的基础、原理、分离、隔离技术等方面进行着重讲解，而“水污染控制工程”课程是环境工程专业的专业课程，理论部分则应重点讲解废水处理构筑物的基本理论知识、主要作用、安装位置、各种处理工艺及其应用，工程设备等方面；“水污染控制工程”课程设计则重于理论知识的运用、与实际的结合，处理工艺，工程设备等方面的设计、计算，使学生具有能针对废水的水质和水量进行废水处理工程流程的筛选，能进行工艺的设计计算，设备的选型，对实际废水处理工程能进行调试和运行，进而解决实际工程问题，从而使学生对知识的综合运用能力得到提高，具备初步的工程概念。在这个基础上，进行两门课程教学体系的梳理、整合理论教学与实践教学内容以及培训师资的实践能力等方面。

3 改革内容

3.1 教学体系改革

改革两门课程原来的传统教学体系，将"环境工程原理"课程的教学体系改革为包括理论讲授、2周综合实验和2周课程设计三部分，其中理论讲授，主要由环境工程原理基础、分离过程原理和反应工程原理三部分组成；课程综合实验包括验证实验、演示实验、综合实验、工程实验组成；课程设计以设计填料塔为主要内容，培养学生空间想象能力和实践能力。

“水污染控制工程”教学体系包括理论讲授、课程实验、课程设计和工程实践四部分[5]，其中理论讲授，主要介绍各种物化处理单元和生化处理单元的基本原理、基本工艺以及处理构筑物；实验教学，根据课程的特点将该课程的实验分为演示性实验、验证性实验、综合性实验和工程性实验四部分；课程设计和认识实习，以工程设计与运行管理结合、模拟进行设计和答辩进行教学。以城市污水处理厂和啤酒厂废水处理实际工程和教师所从事的工程设计课题形成课程设计题库，结合实习基地情况, 完成废水处理工艺设计与计算，进行现场汇报与答辩, 提高学生的工程实践的能力。

3.2 教学内容改革

3.2.1 整合理论教学内容

结合我院环境工程专业特点，对该课程中的主要内容进行优化设计，紧密结合后续专业课“水污染控制工程”的内容进行整合，为“水污染控制工程”的讲授奠定坚实的基础理论知识。

分析两门课程内容相互管理的部分，注意“环境工程原理”的理论教学内容部分要与“水污染控制工程”课程的相关内容进行联系：如前者涉及到的流体粘滞性、流体内摩擦定律等内容[6]，结合后者的斜板斜管沉淀池中水的流态所需要的雷诺数内容；前者的分子传质、双膜理论与后者的氧传递原理、曝气设备结合；前者的压力损失理论在后者中的管道水力计算、水处理构筑物中水力参数的确定、污水处理厂的高程布置、水射器理论在后者中的计量作用、加药作用、射流曝气作用；前者中的分离过程原理与后者中的沉淀池、过滤池以及吸收和吸附的紧密结合；前者反应工程中的水力流态及反应器一维反应动力学模型与后者的COD、BOD5的降解模型以及生物处理中的推流式反应器、完全混合式反应器等工艺的优缺点、应用等。找到相互联系的课程内容，避免两门课程在内容上的重复讲授，增加有效课时，弄清楚两门课程的讲授重点和讲授方式，比如，在讲解前者课程过程中间可引入后者课程中的实际工程，在讲授原理之前可先给学生展示反应后的用图片和动画，让学生先感兴趣，进而提出问题的解决，要求学生先掌握反应的原理，进而看到这个现象，而在后续课程要解决原理中遇到的问题和现象，授课中间要巧妙的引入前导内容，使学生对两门课程的知识体系贯通，能用原理的基础理论解决实际工程问题。进而解决课时矛盾的冲突，提高有效课时的授课内容。

3.2.2 整合实践教学内容

“环境工程原理”实践性教学内容部分，改革传统的实验教学内容，除验证性实验之外，增加工程应用性实验，加强动手操作能力，也培养了学生将基础理论知识转化为现实生产力的综合分析与应用能力，不仅使教学内容丰富，也提高了学生学习的热情和积极性。

“水污染控制工程”课程实验加强综合性、设计性实验的开发和运行、工程性应用实验的调试和运行。建立工业废水水处理实验平台，要求学生完成工业废水处理设备的连接和运行，真正地让学生理解各构筑物的安装位置，是由于构筑物的工作原理决定，进而决定它所在的位置和作用，培养学生发现问题、解决问题能力，使学生具备对大中型设备的调试和运行能力，是就业奠定坚实的基础。课程设计则从不同企业污水处理厂采集不同的废水水样，废水水质和平均设计水量，确定适宜的处理技术和处理工艺，确定设计参数，进行构筑物的设计计算、设备的选型和污水处理厂的高程设计，要求学生掌握设计手册和规范的使用，并能用"环境工程原理"基础理论知识分析废水处理工艺水力参数的合理性。并结合实习基地实际工程进行现场答辩，完成课程设计。加强学生对"环境工程原理"基础理论知识在水污染控制工程中的工程应用有一个更清晰的认识，使学生既掌握了“水污染控制工程”应用设计方法、设计原则、计算方法等知识。

3.3 师资队伍建设

应建立教师教研室教研活动和听课制度，讲授"环境工程原理"和"水污染控制工程"的教师应定期或不定期举行教学讨论会，让专任教师每次做一个主讲课程的专题讲座，然后教师进行讨论，避免两门课程的讲授内容出现彼此分裂现象。同时有利于教师对该专业课程体系的熟悉和掌握，使之更能胜任本科教学。

任课教师通过下实验室和下厂实践加强自身的实践能力，自学注册环保工程师的专业考试知识，熟悉标准的更新、熟悉三废和给排水设计规范的使用，掌握工业废水和城市污水的工艺设计方法，并使自己的知识系统化，起到融会贯通的作用。

课程教学改革是一项系统工程，要综合考虑前、后续课程，以及该课程在培养专业人才方面的地位。我们在水污染控制工程的课程教学方面的改革还需要不断地探索，在今后还应该积极探索现代信息技术在教学中的应用，注重吸取国内外的教学经验与成果，使我们的教学水平不断提高，更好地适应我院的本科教学。

“环境工程原理”与“水污染控制工程”两门课程联系紧密，授课过程中注意两者的联系，建立核心教材、多媒体课件、认识实习、课程设计、工程型创新实验组成的立体化教学，形成知识传授和能力培养有机结合的教学内容组织体系，使学生理论知识与实践能力融会贯满足环境工程对学生知识和技能的培养需求。

[1] 范廷玉,王顺,严家平,等.“环境工程原理”课程教学体系与方法初探[J].教育改革,2011(7):11-13.

[2] 邹联沛,何池全,吴岳英,等.《水污染控制工程》课程体系建设改革与实践[J].科技创新导报,2012(36):169-172.

[3] 吴向阳刘宏李潜.环境工程专业"水污染控制工程"课程建设[J].教育与职业,2012(5):131-133

[4] 毛艳丽, 鲁志鹏, 张劲松. 应用型本科院校环境工程专业人才培养模式和目标的探索[J]. 河南城建学院学报,2010,19(3):31-33

[5] 张洁,李燕张雁秋,等.“水污染控制工程”一体化实践教学模式探讨[J].高职高教研究,2010(42):214-215.

[6] 王志强,黄超.“工程流体力学”与“水污染控制工程”教学改革探讨[J]. 中国电力教育,2011(34):83-85.

(本文文献格式：艾智.环境工程原理与水污染控制工程课程之间的联系与区别[J].山东化工，2016，45(24)：143，149.)