基于科研平臺(tái)的“當(dāng)代給水與廢水處理”建設(shè)

宿程遠(yuǎn) 陳孟林 黃智

[摘 要] 在“雙一流”建設(shè)的背景下，對(duì)環(huán)境科學(xué)與工程碩士研究生課程“當(dāng)代給水與廢水處理”進(jìn)行建設(shè)，基于授課教師所主持的科研項(xiàng)目及發(fā)表的科研論文，結(jié)合當(dāng)前水處理熱點(diǎn)問(wèn)題，完善教學(xué)內(nèi)容;建設(shè)“當(dāng)代給水與廢水處理”課程網(wǎng)站，積極推進(jìn)“課外翻轉(zhuǎn)”與“課內(nèi)翻轉(zhuǎn)”;同時(shí)將廢水處理中試乃至示范工程的典型案例進(jìn)行有機(jī)的補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)課程建設(shè)的“兩高一新”目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞] 課程建設(shè);科研平臺(tái);國(guó)際視野;科研素質(zhì)

[基金項(xiàng)目] 2019年度廣西研究生創(chuàng)新項(xiàng)目學(xué)位與研究生教育改革課題（JGY2019035）;2019年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目

（2019JGA122）;2017年度廣西師范大學(xué)研究生課程建設(shè)項(xiàng)目

[作者簡(jiǎn)介] 宿程遠(yuǎn)（1981—），男，河北晉州人，工學(xué)博士，教授（通信作者），研究方向?yàn)榄h(huán)境工程;陳孟林（1965—），男，廣西桂林人，工

學(xué)博士，教授，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程;黃 智（1972—），男，廣西桂林人，工學(xué)博士，教授，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程。

[中圖分類號(hào)] G642.3? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）30-0265-02? ? [收稿日期] 2020-02-21

“當(dāng)代給水與廢水處理”是環(huán)境科學(xué)與工程碩士研究生的必修課、學(xué)位課，教學(xué)內(nèi)容主要包括化學(xué)動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)器、活性炭吸附、常規(guī)分離過(guò)程與膜分離、廢水生物化學(xué)處理基礎(chǔ)、活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、廢水的脫氮與脫磷等。其教學(xué)目的使學(xué)生掌握給水與廢水處理的原理、技術(shù)應(yīng)用，使之具備水處理領(lǐng)域的科研工作和技術(shù)開發(fā)的理論基礎(chǔ);同時(shí)將水處理領(lǐng)域的新技術(shù)、新方法傳授給學(xué)生，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、綜合分析、解決問(wèn)題的能力。本課程在整個(gè)環(huán)境科學(xué)與工程碩士研究生的培養(yǎng)體系中發(fā)揮著重要作用。

一、建設(shè)任務(wù)與目標(biāo)

本課程的建設(shè)任務(wù)：（1）水處理的新理論與新技術(shù)層出不窮，本課程對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行組織與完善，突出教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性與前瞻性。（2）在“雙一流”建設(shè)的背景下，為了擴(kuò)展學(xué)生的國(guó)際視野，推動(dòng)課程國(guó)際化建設(shè)，同時(shí)做到“授人以魚不如授人以漁”，進(jìn)行輔助教材《污水生物處理實(shí)驗(yàn)方法》的編寫。（3）針對(duì)本課程數(shù)學(xué)模型與化學(xué)反應(yīng)過(guò)程較多的特點(diǎn)，為有效激發(fā)學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)熱情，采用多種教學(xué)手段應(yīng)用于課程教學(xué)過(guò)程，同時(shí)充分利用科研平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“線上與線下”“顯性與隱性”相結(jié)合的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)整個(gè)課程建設(shè)的“兩高一新”，即以高水平的授課，高質(zhì)量的課程網(wǎng)站，新的輔助教材。

二、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

高校的科研平臺(tái)是技術(shù)、知識(shí)與創(chuàng)造力孕育的地方;同時(shí)科研平臺(tái)無(wú)論從事應(yīng)用基礎(chǔ)研究，還是從事工程技術(shù)開發(fā)，都承擔(dān)著一定的科研項(xiàng)目，并且每年會(huì)產(chǎn)出大量的高水平科研論文，而這些都是非常寶貴的資源，如將其進(jìn)行凝練與提升，補(bǔ)充到課程的教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)[1]。

（1）科研項(xiàng)目的有機(jī)滲透。本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師主持國(guó)家自然基金項(xiàng)目、廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目、廣西千億元產(chǎn)業(yè)重大科技攻關(guān)項(xiàng)目等科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，這些都是優(yōu)良的素材，將其進(jìn)行整理，融入到本課程的教學(xué)過(guò)程。如在講授“第3章活性炭吸附”時(shí)，將國(guó)家自然基金項(xiàng)目“高溫氣流催化氧化再生吸附劑的機(jī)理和過(guò)程模擬研究”、廣西自然基金項(xiàng)目“吸附—高溫氣流催化氧化再生法處理廢水的研究”引入課堂，讓學(xué)生對(duì)新型吸附劑的研制、吸附性能與機(jī)理、吸附劑高溫氣流催化氧化再生過(guò)程有一個(gè)系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。在講授“第10章厭氧生物處理法”時(shí)，將國(guó)家自然基金項(xiàng)目“基于生物質(zhì)炭投加與循環(huán)控制的促進(jìn)餐廚垃圾厭氧消化的過(guò)程與機(jī)制研究”引入課堂，從厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)、厭氧顆粒污泥的理化特性等向?qū)W生進(jìn)行全面的展示，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與水處理技術(shù)前沿以及當(dāng)前社會(huì)需求的有效對(duì)接。

（2）科研論文的有益補(bǔ)充。對(duì)于科研論文的閱讀，不僅可以讓學(xué)生了解當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的語(yǔ)言表達(dá)，為今后自己科研論文的寫作奠定良好的基礎(chǔ)，在進(jìn)行本課程授課時(shí)，可將教學(xué)團(tuán)隊(duì)在《Bioresource Technology》《Journal of Hazardous Materials》等國(guó)內(nèi)外期刊的論文進(jìn)行講授，對(duì)于英文論文，可以向?qū)W生展示文章結(jié)構(gòu)的組織、圖形的繪制、實(shí)驗(yàn)的方案等，讓學(xué)生對(duì)于科研論文的撰寫有一個(gè)整體的把握。

（3）發(fā)明專利的積極引導(dǎo)。在創(chuàng)新2.0時(shí)代“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的引領(lǐng)下，創(chuàng)新精神顯得尤為重要。授課教師團(tuán)隊(duì)申報(bào)了10余項(xiàng)發(fā)明專利，“利用ABR-生物電Fenton耦合技術(shù)處理難生物降解工業(yè)廢水的裝置”“一種短程硝化反硝化一體化ABR反應(yīng)器”“利用復(fù)合雙循環(huán)厭氧反應(yīng)器處理工業(yè)廢水的裝置”“一種復(fù)合生態(tài)高負(fù)荷土壤滲濾系統(tǒng)”等專利獲得授權(quán)，同時(shí)有多項(xiàng)專利轉(zhuǎn)讓，實(shí)現(xiàn)了“產(chǎn)學(xué)研”的結(jié)合。在授課過(guò)程中，可將授課教師的專利進(jìn)行補(bǔ)充，更重要的是以此為契機(jī)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，引發(fā)學(xué)生的Highlight。

三、教材建設(shè)

要成為一個(gè)稱職的環(huán)境科學(xué)與工程從業(yè)人員，需要有專業(yè)知識(shí)的儲(chǔ)備。但新的想法與理念最終還是要走出實(shí)驗(yàn)室，變成工程實(shí)踐，基于此，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)《污水生物處理實(shí)驗(yàn)方法》教材的編寫，可作為本課程的有效補(bǔ)充：

（1）鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考、自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行指導(dǎo)，指出其可取之處與不足之處，在實(shí)踐中引導(dǎo)學(xué)生，從實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)到反應(yīng)器的搭建，再到取樣與分析，悉心指導(dǎo)。

（2）科教融合，將污水處理行業(yè)赫赫有名的學(xué)者，如前IWA主席Glen Daigger，污水微生物群落分析奠基人Per Nielsen等的研究成果融入教材，使學(xué)生不出國(guó)門便能領(lǐng)略大師的風(fēng)采，拓寬學(xué)生的國(guó)際視野[2-3]。

（3）《污水生物處理實(shí)驗(yàn)方法》教材的編寫旨在建立從事科研的人和從事工程、運(yùn)行的人之間的橋梁，本教材的編輯不僅局限于實(shí)驗(yàn)室小試研究，更加入中試乃至示范工程的典型案例進(jìn)行有機(jī)的補(bǔ)充，做到“接地氣”。

四、教學(xué)方法改革

科研平臺(tái)是產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的聚集點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)“教”和“研”相融合的實(shí)踐基地[1]。在本課程教學(xué)模式與教學(xué)方法改革中，充分發(fā)揮與利用現(xiàn)有科研平臺(tái)。本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)在學(xué)院的科研平臺(tái)下進(jìn)行項(xiàng)目研究，擁有多套水處理反應(yīng)器，在課程講授過(guò)程中，讓學(xué)生參觀實(shí)際的反應(yīng)器。例如生態(tài)土地滲濾系統(tǒng)、可控內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器、ABR-生物電Fenton耦合反應(yīng)器等，通過(guò)讓學(xué)生親身接觸，可以給學(xué)生更好的感官認(rèn)識(shí)，還可告訴學(xué)生反應(yīng)器的運(yùn)行操作，從而給學(xué)生留下深刻的印象。同時(shí)利用課余時(shí)間開展線下實(shí)踐課，設(shè)計(jì)水處理的小試反應(yīng)器，讓學(xué)生進(jìn)行親身實(shí)踐，使其能更深入了解其特性與優(yōu)缺點(diǎn)，做到理論聯(lián)系實(shí)際、知識(shí)與實(shí)踐的緊密結(jié)合[4]。

五、結(jié)語(yǔ)

以“珍稀瀕危動(dòng)植物生態(tài)與環(huán)境保護(hù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、“巖溶生態(tài)與環(huán)境變化研究”廣西高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、“環(huán)境科學(xué)”自治區(qū)重點(diǎn)學(xué)科的科研平臺(tái)為橋梁，以授課教師所主持的科研項(xiàng)目與發(fā)表論文為切入點(diǎn)，通過(guò)本課程的建設(shè)，對(duì)給水與廢水處理的基礎(chǔ)研究、技術(shù)創(chuàng)新、工程應(yīng)用知識(shí)向?qū)W生進(jìn)行講授，從而提升本課程的創(chuàng)新性、開放性與國(guó)際化，進(jìn)而提升學(xué)生的創(chuàng)新能力與科研素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉勁松，徐明生，任學(xué)梅，等.研究生高水平國(guó)際化課程建設(shè)理念與實(shí)踐探索界[J].學(xué)位與研究生教育，2015（6）：32-35.

[2]劉曉黎，張莉，劉磊.研究生教育國(guó)際化支撐“雙一流”建設(shè)的對(duì)策研究[J].研究生教育研究，2016（4）：11-15.

[3]王麗萍，李康.環(huán)境工程專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)模式改革探索[J].煤炭高等教育，2018（2）：91-94.

[4]吳建華，劉鋒.環(huán)境工程類開放性實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2015（12）：85-87.

Course Construction of Contemporary Principles of Water and Waste Water Treatment Based on the Research Platform

SU Cheng-yuan，CHEN Meng-lin，HUANG Zhi

（School of Environment and Resources，Guangxi Normal University，Guilin，Guangxi 541004，China）

Abstract：Under the background of the construction of "world-class universities and world-class disciplines"，the course of Contemporary Principles of Water and Waste Water Treatment is constructed，which is based on the scientific research projects and published research papers.The teaching content is improved in combination with the current issues of water treatment.The building of the course website enhanced the openness of the teaching.Meanwhile，the pilot test of waste water treatment and typical cases of demonstration projects were organically supplemented，so as to realize "two high quality and one new method" in the whole course construction.

Key words：course construction;research platform;international view;scientific research quality