王慶雨，林曼斌, 張永利

（韓山師范學(xué)院， 廣東 潮州 521041）

基于人工濕地的水處理實驗課程教學(xué)改革

王慶雨，林曼斌, 張永利

（韓山師范學(xué)院， 廣東 潮州 521041）

人工濕地法是一種環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的處理廢水工藝，不僅能使資源開發(fā)最大化，而且耗資少、廢水可回收再利用，完美詮釋了“綠色環(huán)境”與“廢水回用”雙功能作用。在人工濕地實施工藝實驗課程中，以教師總體把關(guān)可行性，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、設(shè)計、研究其實用性，成為專業(yè)理論知識扎實，實干和分析問題能力強的綜合素質(zhì)技術(shù)人才。

人工濕地; 廢水回用; 綠色環(huán)保; 教學(xué)改革

目前，高校中對于廢水處理實驗種類較多，人工濕地廢水處理運用還不是很廣泛，合理開發(fā)學(xué)校未利用面積，處理廢水，可模擬濕地系統(tǒng)，進行人工濕地實驗，還可用作教學(xué)實驗基地。濕地具有優(yōu)化水質(zhì)、溫和天氣、防止沙塵暴、保護環(huán)境、平衡生態(tài)等優(yōu)點[1]。通過模擬原始生態(tài)凈化系統(tǒng)，構(gòu)建人工水池，地下設(shè)有隔層，填有一些基質(zhì)層料，選擇一些處理效果好、易生存的植物，以及微生物，它們?nèi)呓M成一個循環(huán)可持續(xù)系統(tǒng)，人工需定期進行監(jiān)督管理，以便更好的維持下去。本系統(tǒng)專業(yè)性強，針對某一類型廢水處理效果好，并不適用于全部廢水，學(xué)校廢水只有實驗用水和生活用水，成分較簡單，可分別處理，進行試驗課程講授時也可讓學(xué)生了解更多知識，根據(jù)人工濕地的特性，從教學(xué)思維、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)成果等方面進行改進[2]。從教學(xué)思維上弱化老師在整個實驗課程的角色作用，讓學(xué)生自主觀察條件，查找資料，設(shè)計可行的方案，老師確定其可行性再進行下一步研究；從教學(xué)內(nèi)容上，通過理論聯(lián)系實際，走出傳統(tǒng)的實驗室，自行設(shè)置流程并安裝試驗器材；從教學(xué)方法上減少傳統(tǒng)耗時板書形式，利用多媒體技術(shù)展示人工濕地處理廢水過程中涉及的圖片、動畫等；從教學(xué)成果上，不同于以往的考試考核形式，通過學(xué)生自主設(shè)計的實驗涉及過程進行分析并寫出書面報告形式，給出相應(yīng)的考核體系[3]。通過不同的實驗，研究出多種廢水的專用廢水濕地處理流程。

1 不同植物及其組合對廢水凈化作用

人工濕地中種植不同的植物品種凈化效果如表1。由表1可知，香蒲與美人蕉組合的效果最好，凈化效果高達64.2%，對學(xué)校的廢水能很好回收利用。

2 人工濕地法廢水處理實驗教學(xué)改革

2.1 人工濕地法廢水處理教學(xué)設(shè)備更新化

良好的教學(xué)質(zhì)量是建立在一定設(shè)備基礎(chǔ)之上，包括設(shè)備的更新，設(shè)備的開放程度，設(shè)備的精心維護以及實驗室經(jīng)費的支持，學(xué)校應(yīng)根據(jù)人工濕地廢水處理實驗性質(zhì)及類型，調(diào)整好實驗室經(jīng)費比例，創(chuàng)建一個科學(xué)的適合本實驗室的規(guī)章體系，完善人工濕地廢水處理實驗設(shè)備使用制度，做到設(shè)備損壞最小化，及時更換過舊的設(shè)備，為做好人工濕地廢水處理實驗教學(xué)掃平路障[4]。

表 1 不同植物處理NH4+-N 的效果Table 1 Effect of NH4+-N treatment with different plants

2.2 人工濕地法廢水處理教學(xué)思維突破化

傳統(tǒng)人工濕地法教學(xué)實驗方式很難滿足現(xiàn)代化教學(xué)新潮，在學(xué)生理論知識運用到實踐實驗、動手、創(chuàng)新意識以及獨立思考、解決問題的能力提高不大。如何彰顯人工濕地法實驗教學(xué)在理論教學(xué)中與實踐相結(jié)合的橋梁作用，做到課程資源利用最大化，是我們?nèi)斯竦胤ń虒W(xué)思維轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部分。通過老師去引導(dǎo)，學(xué)生為核心，培養(yǎng)學(xué)生查找人工濕地法資料，綜合運用，實際操作，分析總結(jié)以及創(chuàng)新的能力，開拓學(xué)生的思維，激發(fā)他們的興趣，讓他們在科學(xué)的理論知識體系下，運用自己的知識，針對一定的廢水設(shè)計可行的人工濕地法流程。傳統(tǒng)的人工濕地法實驗課一般設(shè)計在課程里面，與課程相結(jié)合，沒有一定的考核體系，需要有單獨考核制，相應(yīng)的操作實驗過程評定，最后進行綜合測評。人工濕地法實驗教學(xué)應(yīng)將實驗課程單獨設(shè)置一個課程，將科研成果與實驗教學(xué)聯(lián)系到一起，這樣不僅讓學(xué)生了解了整個實驗的操作，同時培養(yǎng)了學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)思維，人工濕地法實驗具有工程實用參考價值，取題應(yīng)結(jié)合專業(yè)發(fā)展動態(tài)，與最新成果結(jié)合在一起，顯現(xiàn)出一種科研的環(huán)境[5]。

2.3 人工濕地法廢水處理教學(xué)內(nèi)容多樣化

在充分完成人工濕地法教學(xué)大綱規(guī)定內(nèi)容的前提下，對人工濕地法教學(xué)內(nèi)容進行延伸與拓展，人工濕地法實驗教學(xué)可分為三個階段，教學(xué)初的人工濕地法演示實驗，實驗室中有些實驗操作復(fù)雜，實驗費用高，耗材大、原理深奧，通過實驗員的操作以及講解，學(xué)生有不懂的地方可直接詢問操作員，使問題簡單明了，避免人為問題導(dǎo)致實驗失敗以及設(shè)備的損壞，為下一系列實驗做準(zhǔn)備；驗證式的人工濕地法熟悉實驗，通過已定的實驗方案，了解實驗過程中每個步驟意義，熟悉實驗操作，為創(chuàng)新型實驗做準(zhǔn)備；自主設(shè)計的人工濕地法綜合性實驗，選題需滿足科學(xué)性、綜合性、實用性、可行性、創(chuàng)新性[6]。通過相關(guān)的理論學(xué)習(xí)，對于實際實驗的環(huán)境進行調(diào)研，參考實驗題目，查閱資料，撰寫方案，分析可行性，提出亮點，分組合作共同完成實驗，分析結(jié)果，提高學(xué)生的思考、觀察、組織、創(chuàng)新等綜合能力。

2.4 人工濕地法廢水處理教學(xué)方法現(xiàn)代化

首先，將老師從傳統(tǒng)的“單口相聲”中解救出來，人工濕地法實驗課不是一味的聽從老師的講解，是一個讓學(xué)生學(xué)會知識，應(yīng)用知識較強的課程，是一個引導(dǎo)，思考，解決問題的過程。單純授課很難讓學(xué)生體會到知識點精髓，同時也無法調(diào)動學(xué)生的求知欲望[7]。在人工濕地實驗課授課過程中，通過聯(lián)系實際課題所做的研究，分出方向，同時也將學(xué)生分組，采取集體討論、分析、設(shè)計、實踐等一系列過程，老師則總結(jié)整個過程中優(yōu)缺點，及時調(diào)整，確定其可行性。其實，從教學(xué)手段上減少板書演練，利用現(xiàn)代化先進媒體設(shè)備進行實地圖片展示，原理模型動漫播放，濕地廢水模擬流程軟件等多種靈活教學(xué)方式， 避免了板書死板，難以生動講授原理，學(xué)生理解困難等問題。利用多媒體輔助工具以及人工濕地模型相結(jié)合，將靜態(tài)的板書內(nèi)容轉(zhuǎn)化成Flash等生動形式，將枯燥的理論知識變的更加有吸引力。有了這些直觀的、生動的講解過程，再加上良好實踐操作，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時讓他們更能深刻學(xué)到理論知識和實踐能力，為以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)以及科研奠定了一定的基礎(chǔ)[8]。

2.5 人工濕地法廢水處理教學(xué)成果科研化

人工濕地法教學(xué)成果不僅要從學(xué)生角度考慮，同時也要從老師角度展現(xiàn)出來。首先，在形式上教師學(xué)生采取互評方式，從老師角度了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)進步程度，學(xué)生完成人工濕地法實驗成效綜合考慮，給予一定考核體系，完善教育考核體系；從學(xué)生的角度講，不僅要學(xué)到實驗的基本操作步驟，同時還要了解人工濕地法實驗的最新進展。對老師授課方式、內(nèi)容以及接受程度進行認(rèn)真評價，還可以再次提出自己的想法以及建議。其次，將人工濕地法教學(xué)實驗與科研僅僅相連，不僅節(jié)約了資源，還讓人工濕地法實驗與實際相結(jié)合，不會顯得空洞，學(xué)生也能從中學(xué)到很多知識，并且可以論文成果形式發(fā)表出來。

最后，還可以通過期中座談會形式面對面交流，以一種平等形式對話，改進當(dāng)前的教學(xué)模式，共同研討出適合師生的模式，使學(xué)習(xí)效率最大化[9]。

3 結(jié) 語

人工濕地法教學(xué)改革是一個首先改變思想而后改變環(huán)境的一個冗長的過程，并非一朝一夕之事。人工濕地法實驗課程改革采取探討式模式進行，既讓老師及時了解到學(xué)生的想法，共同探討科研方向，又讓學(xué)生長進知識，解放思維，改進學(xué)習(xí)方法，誕生成果作品；考核方式上集師生共同想法，設(shè)計出合理的體系。通過這種體系，實現(xiàn)素質(zhì)教育，使學(xué)生成為專業(yè)性強、動手能力好的創(chuàng)新性人才。

［1］錦樓, 陳琴, 許連煌. 人工濕地在應(yīng)用中存在的問題及解決措施[J].環(huán)境科學(xué), 2013( 01): 401-408.

［2］勝前. 中美地理教學(xué)設(shè)計的比較研究[D].武漢:華中師范大學(xué),2007.

［3］國利, 蓋功琪, 蘇冬妹. 開放式實驗教學(xué)模式的研究與實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2010( 02): 91-93+132.

［4］洪麗. 學(xué)校教學(xué)設(shè)備采購管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 天津:天津師范大學(xué), 2014.

［5］森,石健壯. 預(yù)設(shè)性與生成性:教學(xué)思維的二重基本屬性[J]. 當(dāng)代教師教育, 2010( 01): 52-56.

［6］張永利. 環(huán)境科學(xué)專業(yè)的化工原理課程教學(xué)改革[J]. 科技信息, 2009(08):301.

［7］文芝,張蕾. 淺談學(xué)習(xí)“高等代數(shù)”興趣的培養(yǎng)[J]. 中國電力教育, 2013, 25: 113+134.

［8］曉英, 趙杰, 鄒龍江, 等. 材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗課多媒體教學(xué)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)[J]. 中國現(xiàn)代教育裝備, 2013, 19: 42-43.

［9］月新, 黃小益, 譚喬來. 研究型實驗課教學(xué)模式的試驗報告[J]. 中國現(xiàn)代教育裝備, 2011( 01): 126-128.

Teaching Reform of Wastewater Treatment Experiments Based on Artificial Wetland

WANG Qing-yu, LIN Man-bin, ZHANG Yong-li
(Hanshan Normal University, Guangdong Chaozhou 521041，China）

The artificial wetland is an environment-friendly and sustainable wastewater treatment process. It not only can maximize the resource development, but also can reduce the cost and recycle waste water, so it has "green environment" and "wastewater reuse" dual functions. In the experiment course of artificial wetland implement process, teachers overall check the feasibility of students’ plans, students research the practicality of the artificial wetland process through learning and designing the course by themselves, which is beneficial to improving students' comprehensive ability.

Artificial wetland; Wastewater reuse; Green environmental protection; Teaching reform

X 703

A

1671-0460（2014）12-2713-02

廣東省高等學(xué)校專業(yè)綜合改革試點項目：環(huán)境科學(xué)專業(yè)綜合改革；2011國家星火計劃項目(2011GA780014)。

2014-05-10

王慶雨（1971-），男，遼寧撫順人，環(huán)境保護工程師，研究方向：環(huán)境保護技術(shù)工作。E-mail:wangqy@hstc.edu.cn，電話：0768-2318515。