孫曉旭，徐　進(jìn)，關(guān)慶慶，田　芳

(南京工程學(xué)院環(huán)境工程學(xué)院，江蘇　南京　211167)

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廢水處理與回用課程理論與實(shí)踐教學(xué)改革初探*

孫曉旭，徐進(jìn)，關(guān)慶慶，田芳

(南京工程學(xué)院環(huán)境工程學(xué)院，江蘇南京211167)

廢水處理與回用是水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)必修課，本論文以南京工程學(xué)院水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例，初步探討該課程的理論和實(shí)踐教學(xué)改革，包括以下幾個(gè)方面: 首先培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；合理組織教學(xué)內(nèi)容，增加不同工業(yè)廢水的深度處理技術(shù)；改革教學(xué)方法，情景導(dǎo)學(xué)法、講授法及任務(wù)驅(qū)動(dòng)法相結(jié)合，使得學(xué)生更好的掌握課堂教學(xué)內(nèi)容；綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，主要是實(shí)驗(yàn)周和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的綜合設(shè)計(jì)。以促使廢水處理與回用課程教學(xué)工作更加完善。

廢水處理與回用；教學(xué)內(nèi)容；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)方法

南京工程學(xué)院水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)于2011年開始招收本科生，2015年經(jīng)省學(xué)位委員會(huì)、省教育廳審核研究，同意增列水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為學(xué)士學(xué)位授權(quán)專業(yè)，主要培養(yǎng)學(xué)生掌握給水工程、排水工程、水質(zhì)分析與監(jiān)測(cè)、廢水深度處理與回用等基本理論，具有給水排水系統(tǒng)工程、廢水深度處理與回用等工程規(guī)劃設(shè)計(jì)[1]。廢水處理與回用課程是本專業(yè)的專業(yè)必修課，是一門主干課程，結(jié)合自身人才培養(yǎng)特色和學(xué)科優(yōu)勢(shì)，該課程內(nèi)容以微污染水和廢水的深度處理技術(shù)為主線，結(jié)合特種水質(zhì)的處理技術(shù)，使得學(xué)生全面掌握水的深度處理與回用技術(shù)，為解決目前的水污染、水資源短缺問題提供科學(xué)的依據(jù)?；诮鼛啄甑慕虒W(xué)實(shí)踐與體會(huì)，撰寫此文，以促使廢水處理與回用課程理論和實(shí)踐教學(xué)工作更加完善。

1　增強(qiáng)學(xué)生對(duì)廢水回用重要性的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣

在我國，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，同時(shí)我國是一個(gè)缺水嚴(yán)重的國家，水的有效利用程度較低。為了控制水污染，有效利用寶貴的水資源，水與污水的深度處理與再生利用工作十分迫切[2]。

水資源短缺已成為今后最突出的資源與環(huán)境問題，水資源短缺問題不僅表現(xiàn)在水量的匱乏，而且突出表現(xiàn)在因水質(zhì)污染所造成的功能性短缺上，特別是隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和城鎮(zhèn)人口的劇增，大量工業(yè)廢水和生活污水處理不達(dá)標(biāo)直接排放，甚至有些地方污水處理達(dá)標(biāo)排放，但是沒有進(jìn)行排放總量控制，超過了地表水體的自凈能力，導(dǎo)致地表水中有機(jī)物的種類和數(shù)量大大增加。水源的微污染是我國近10年才出現(xiàn)的給水處理術(shù)語，針對(duì)微污染的水源水，常規(guī)的給水處理技術(shù)已不能達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)，需要采用新的處理方法。微污染水源水的深度處理是保障飲用水水質(zhì)安全，保護(hù)人類健康的根本措施。

污水也是一種水資源，通過污水治理，化污水為資源，將污水資源化，這對(duì)解決水源短缺問題具有重要意義，污水的深度處理使污水資源化重復(fù)利用，減少企業(yè)生產(chǎn)成本，控制水體污染。目前，城市污水再生利用已經(jīng)成為世界上不少國家解決水資源不足的戰(zhàn)略性對(duì)策，我國也越來越重視污水的再生利用問題。2001年，北京高碑店污水處理廠的二級(jí)排放水深度處理后回用于電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)[3]。2008年，聶英斌等[4]對(duì)酒精廢水深度處理與回用工程進(jìn)行了探討。2010年，李婧[5]對(duì)城市污水廠二級(jí)出水深度處理用于電廠循環(huán)冷卻水進(jìn)行了研究。針對(duì)我國部分城市缺水問題，研究開發(fā)適用于缺水城市的污水回用成套技術(shù)及回用途徑是具有重要意義的。

為了強(qiáng)化學(xué)生對(duì)廢水深度處理與回用重要性的認(rèn)識(shí)，在教授課本知識(shí)的同時(shí)結(jié)合國內(nèi)和國際的廢水回用案例，引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料進(jìn)行歸納總結(jié)，通過這一主動(dòng)學(xué)習(xí)過程，探索性的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)。

2　因材施教，合理組織課堂教學(xué)內(nèi)容

本課程采用的教材是張林生主編的《水的深度處理與回用技術(shù)》，共64學(xué)時(shí)，其中包含8個(gè)學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和56課時(shí)的理論課程，本課程主要講述污水和微污染水的物理化學(xué)處理技術(shù)、微污染水的生物處理技術(shù)、微污染水源水的處理技術(shù)、膜技術(shù)、特種水質(zhì)處理技術(shù)及應(yīng)用、污水的自然生態(tài)處理技術(shù)、污水再生利用技術(shù)及應(yīng)用、工業(yè)廢水深度處理技術(shù)。教材中污水的生物脫氮除磷工藝與排水工程課程中的內(nèi)容重復(fù)，因此在脫氮除磷章節(jié)方面選擇化學(xué)方法的脫氮除磷進(jìn)行講解。水的深度處理與回用最后一章內(nèi)容是工業(yè)廢水的深度處理技術(shù)，內(nèi)容不夠詳細(xì)，參考余淦申主編的《工業(yè)廢水處理及再生利用》，對(duì)于不同的工業(yè)廢水處理及再生利用技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)講述。

3　提升教學(xué)理念、改進(jìn)教學(xué)方法

3.1教學(xué)設(shè)計(jì)的基本理念

基于理論聯(lián)系實(shí)際，注重學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，突出本課程與實(shí)際生活的緊密聯(lián)系。在教學(xué)活動(dòng)中，首先明確教學(xué)任務(wù)和課程特點(diǎn)，要構(gòu)建師生互動(dòng)的課堂，每一次課的備課內(nèi)容要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生們的聽課積極性；其次，要轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教學(xué)內(nèi)容帶點(diǎn)探索性，給學(xué)生留下自己思考的余地，在一定限度內(nèi)給學(xué)生設(shè)置一些問題，以促進(jìn)學(xué)生積極思維，提問與討論貫穿整個(gè)課堂，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立地分析和解決問題的能力；評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計(jì)要強(qiáng)調(diào)發(fā)揮評(píng)價(jià)的功能，讓學(xué)生在課程中找到自己，賞識(shí)自己，找到進(jìn)步的方向，同時(shí)，要通過深入有效的評(píng)價(jià)，及時(shí)強(qiáng)化和矯正課程與教學(xué)的信息，更好地實(shí)現(xiàn)課程目的，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生提高自我意識(shí)、自我調(diào)節(jié)、自我完善。

3.2傳統(tǒng)教學(xué)方法的改進(jìn)

在課程教學(xué)中，為了更好的讓學(xué)生掌握好課程的內(nèi)容，教學(xué)過程中主要采取三種不同的教學(xué)方法結(jié)合教學(xué)。即，情景導(dǎo)學(xué)法、講授法以及任務(wù)驅(qū)動(dòng)法。其中，情景導(dǎo)學(xué)法是提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激起學(xué)生的求知欲望；講授法為學(xué)生講解基礎(chǔ)知識(shí)、為同學(xué)們理清思路，任務(wù)驅(qū)動(dòng)法發(fā)揮學(xué)生的主體作用，體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用。從而使學(xué)生在樂趣中愉快地學(xué)習(xí)，并很好地掌握知識(shí)。課堂小測(cè)驗(yàn)也是一種看似簡單的傳統(tǒng)教學(xué)法，但運(yùn)用得當(dāng)，可以起到事半功倍的效果。比如，在降解第五章膜技術(shù)時(shí)，反滲透這一節(jié)的內(nèi)容是重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，僅有教師講授達(dá)不到良好的教學(xué)效果，一定要學(xué)生課后自己好好看書理解書上的計(jì)算過程，因此對(duì)于有些內(nèi)容教師布置課后任務(wù)，到下一次上課時(shí)讓學(xué)生先給大家講解，看看學(xué)生的理解情況，然后再有針對(duì)性的講解。講解完之后，給出兩個(gè)相似的例題，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成課堂測(cè)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，測(cè)驗(yàn)成績作為一次作業(yè)成績。

4　綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)踐教學(xué)是動(dòng)手能力、實(shí)際操作能力、崗位適應(yīng)能力, 理論和知識(shí)運(yùn)用能力, 科學(xué)研究能力的綜合訓(xùn)練過程。實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型、實(shí)踐型人才的重要途徑之一[6]。

廢水處理與回用課程中共包含兩種實(shí)踐環(huán)節(jié)：課內(nèi)實(shí)驗(yàn)(或?qū)嶒?yàn)周)和課程設(shè)計(jì)。本課程2011-2014級(jí)學(xué)生的教學(xué)大綱中規(guī)定，含有8個(gè)課時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，即兩次實(shí)驗(yàn)課。2015級(jí)的培養(yǎng)方案修訂，取消了該課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，增加了一周的實(shí)驗(yàn)周，實(shí)驗(yàn)主要是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件和考慮以后的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要集中在幾種不同的處理方法對(duì)工業(yè)廢水的處理，包括活性炭吸附、二氧化鈦光催化氧化、Fenton試劑氧化、三維電解法、鐵碳微電解法等方法，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)工業(yè)廢水處理的理解。區(qū)別于排水工程中主要實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是污水的生物處理設(shè)計(jì)，該課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是物理、化學(xué)和物理化學(xué)方法對(duì)工業(yè)廢水的處理。課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)共2周時(shí)間，是學(xué)完《廢水處理與回用》課程之后，讓學(xué)生綜合運(yùn)用水的深度處理與回用技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行微污染水處理工藝流程、生活污水和工業(yè)廢水深度處理工藝流程的設(shè)計(jì)計(jì)算，并繪制主要構(gòu)筑物的三視圖、水處理工藝的平面布置圖和高程圖，以加深學(xué)生對(duì)水的深度處理與回用理論知識(shí)的理解和運(yùn)用，增強(qiáng)學(xué)生的CAD繪圖能力，提高綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析、解決問題的能力。班級(jí)學(xué)生4～5個(gè)人為一組，每個(gè)組一個(gè)設(shè)計(jì)題目，可以采用相同的處理工藝流程，教師給定的水量參數(shù)每個(gè)學(xué)生是不同的，因此計(jì)算過程和繪圖均要自己獨(dú)立完成。每組一位組長，組長對(duì)本組同學(xué)進(jìn)行考勤、監(jiān)督和幫助，大家共同完成本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)。

5　結(jié)　語

廢水處理與回用是南京工程學(xué)院水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程，該課程的理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)于學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和掌握有著重要的意義。本論文初步提出了該課程理論與實(shí)踐教學(xué)的改革措施，首先培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，因材施教合理組織課堂教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)中提升教學(xué)理念和改進(jìn)教學(xué)方法，最后注重實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的綜合設(shè)計(jì)，希望能不斷提高我校水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)出更多社會(huì)需要的人才。

[1]孫曉旭,徐進(jìn),關(guān)慶慶.水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)探討[J].教育教學(xué)論壇,2015(50):65-66.

[2]張林生.水的深度處理與回用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013:1-10.

[3]曾德勇.二級(jí)排放水經(jīng)深度處理回用作循環(huán)冷卻水[J]. 中國給水排水, 2001, 17(3):61-63.

[4]聶英斌,王楠,曹靜.酒精廢水深度處理和回用工程探討[J].中國釀造,2008(22):68-70.

[5]李婧.城市污水廠二級(jí)出水深度處理用于電廠循環(huán)冷卻水的研究[D]. 天津:南開大學(xué), 2010.

[6]鄭寶清.《環(huán)境工程微生物學(xué)》實(shí)踐教學(xué)的改革與效果分析[J].職業(yè)圈,2007(19):115,154.

Study on Theory and Practice Teaching Reform of the Wastewater Treatment and Reuse Course*

SUN Xiao-xu, XU Jin, GUAN Qing-qing, TIAN Fang

(School of Environmental Engineering, Nanjing Institute of Technology, Jiangsu Nanjing 211167, China)

Wastewater Treatment and Reuse is a required course for the major of Water Quality Science and Technology. Taking the Water Quality Science and Technology specialty of Nanjing Institute of Technology as an example, the theory and practice teaching reform of the course were studied in the following aspects: developing students’ interest in learning, organizing content of courses reasonably, increasing advanced treatment technology of different industrial wastewater, reforming teaching methods, combining the scene teaching method, teaching method and task driving method, making students master the classroom teaching content better, integrated designing practice link. The study was mainly the comprehensive design of experiment and course design. The aim was to promote the teaching work of Wastewater Treatment and Reuse more perfect.

Wastewater Treatment and Reuse; teaching content; practice teaching; teaching method

南京工程學(xué)院重點(diǎn)專業(yè)遴選建設(shè)項(xiàng)目。

孫曉旭(1983-)，女，講師，主要從事水污染控制方面的研究。

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A

1001-9677(2016)016-0219-02