宋鐵紅 陶 陪 王曉玲

（1.吉林建筑大學(xué) 市政與環(huán)境工程學(xué)院，吉林 長春 130118；2.浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315012）

水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新性改革與探討

宋鐵紅1陶 陪2王曉玲1

（1.吉林建筑大學(xué) 市政與環(huán)境工程學(xué)院，吉林 長春 130118；2.浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315012）

隨著水質(zhì)工程學(xué)教材及教學(xué)方式的改變，“水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)”的學(xué)時(shí)及教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)相應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，為提高水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，可以從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法等諸多方面進(jìn)行研究與改革。針對水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)的課內(nèi)學(xué)時(shí)相對較少、實(shí)驗(yàn)儀器利用率不高的問題，對水質(zhì)工程學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，教學(xué)手段進(jìn)行多樣化管理，教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新性改革。改革后的水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在不用新增加教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的情況下，進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和研究，開闊了學(xué)生視野，增強(qiáng)了專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣。

水質(zhì)工程學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新性改革

1 問題的提出

隨著現(xiàn)代給排水專業(yè)的發(fā)展和時(shí)代的需求，國家對水處理工作者提出了更高要求?，F(xiàn)在的水環(huán)境對給水處理和排水處理之間的區(qū)別界定越來越模糊，因此原來的給水處理和排水處理課程可以合并到一起，且更名為《水質(zhì)工程學(xué)》。隨著教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)的改變，“水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)”的學(xué)時(shí)及教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。為提高水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，提高專業(yè)課程的學(xué)習(xí)效果，在許多教學(xué)過程中都進(jìn)行了改革與發(fā)展，如教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法。

根據(jù)國家高等學(xué)校給排水科學(xué)與工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范的要求，水質(zhì)工程學(xué)是給排水科學(xué)與工程專業(yè)的一門必修課[1]。筆者所在學(xué)校根據(jù)區(qū)域地區(qū)特點(diǎn)將水質(zhì)工程學(xué)為兩部分教學(xué)內(nèi)容，其中第一部分為72學(xué)時(shí)，其中10個(gè)學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)課時(shí)，包括：混凝實(shí)驗(yàn)、過濾及反沖洗實(shí)驗(yàn)、除鐵除錳實(shí)驗(yàn)、軟化實(shí)驗(yàn)和離子交換全容量的測定實(shí)驗(yàn)。第二部分為72學(xué)時(shí)，其中8個(gè)學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)課時(shí)，包括：顆粒自由沉淀實(shí)驗(yàn)、活性污泥沉降比和污泥指數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)、活性污泥吸附曲線的測定實(shí)驗(yàn)、清水曝氣充氧實(shí)驗(yàn)[2]。而以前的水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)一般是先由專業(yè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)老師在教室對實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、方法、過程、步驟等，逐一進(jìn)行集中講解，在給學(xué)生進(jìn)行演示后，再把學(xué)生分成數(shù)個(gè)小組，每組分工合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但是原來的培養(yǎng)計(jì)劃下，由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)少，教學(xué)儀器不足，所以不能保證每個(gè)學(xué)生都能完成專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。因此，在新的給排水專業(yè)發(fā)展和水質(zhì)工程學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的前提下，上好水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)課，使學(xué)生真正受益，學(xué)到實(shí)用的知識，應(yīng)用到水質(zhì)工程學(xué)理論教學(xué)中，是教學(xué)工作者一個(gè)需要深入思考的問題。

2 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

目前，根據(jù)新的給排水專業(yè)指導(dǎo)委員會的要求，可以將水質(zhì)工程學(xué)的實(shí)驗(yàn)劃分為三種實(shí)驗(yàn)種類，即單體性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。單體性實(shí)驗(yàn)是指驗(yàn)證或者完成一個(gè)工作原理，做法簡單，學(xué)生容易理解和接受，如混凝實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)是指需要一連串的反應(yīng)才能完成一個(gè)水處理過程，一般較復(fù)雜，需要一個(gè)實(shí)驗(yàn)組，一般四到五人協(xié)作完成，如加壓氣浮實(shí)驗(yàn)、污水連續(xù)流活性污泥運(yùn)行實(shí)驗(yàn)、凈水工藝處理流程、污水處理流程。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)一般是指具有一定的創(chuàng)新意識，驗(yàn)證一個(gè)成果或者想法，一般由專業(yè)教師或者相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師結(jié)合自身正在研究的課題給學(xué)生一定的提示和輔導(dǎo)，讓學(xué)生結(jié)合專業(yè)課的學(xué)習(xí)自主設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中給予適當(dāng)指導(dǎo)，完成部分課題內(nèi)容，或者能獨(dú)立地編寫科技文章的目的。但是，在目前的水質(zhì)工程學(xué)專業(yè)課程，需要學(xué)生要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開設(shè)一些綜合性實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)可以結(jié)合給水、排水、微生物、水力學(xué)等相關(guān)課程，充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)儀器來完成。

另外，筆者所在學(xué)校新引進(jìn)了SBR模擬裝置、UASB模擬裝置、加壓溶氣氣浮試驗(yàn)等處理流程。這些實(shí)驗(yàn)裝置和設(shè)備可以由老師演示，學(xué)生觀看，學(xué)生也可以動手演示。這樣可增加學(xué)生的操作儀器設(shè)備的機(jī)會，提高他們的學(xué)習(xí)興趣，有益于他們更好地理解書本的理論知識，加深對水處理環(huán)節(jié)的認(rèn)知。此外，部分學(xué)有余力的同學(xué)也可適當(dāng)?shù)貐⑴c到教師的科研中來，在實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。這樣，不但會提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，還會提高學(xué)生的專業(yè)興趣，這樣學(xué)生進(jìn)入社會后，若從事相關(guān)的水處理行業(yè)就能很快地上手，創(chuàng)新性地完成工作任務(wù)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的多樣化

傳統(tǒng)模式是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀器和設(shè)備的基礎(chǔ)上，將學(xué)生進(jìn)行分組，每組進(jìn)行相同實(shí)驗(yàn)。而目前筆者所在學(xué)校的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和松遼流域國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合，擁有多種水處理裝置，可以進(jìn)行約 100余項(xiàng)的水質(zhì)分析與檢測，是需要多個(gè)學(xué)生相互配合的實(shí)驗(yàn)，每個(gè)組的同學(xué)可以發(fā)揮自己的特長，互相配合做一些測試工作。還可以在課堂教學(xué)活動中，嘗試基于實(shí)際工程項(xiàng)目的啟發(fā)式教學(xué)模式。可以結(jié)合學(xué)校實(shí)際和專業(yè)特色與優(yōu)勢，充分完善土木工程、環(huán)境工程、材料工程多學(xué)科交叉多專業(yè)共享的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，繼承發(fā)揚(yáng)建設(shè)傳統(tǒng)水行業(yè)、創(chuàng)造新型水行業(yè)的工藝、設(shè)備；加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和科研素質(zhì)的培養(yǎng)。更要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、研究方向，使教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)緊密貼近當(dāng)代水處理行業(yè)需求、并于促進(jìn)科研成果的轉(zhuǎn)化。將本科階段教學(xué)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容貼近相關(guān)水處理行業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，能夠初步培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工作中遇到的問題，重點(diǎn)解決工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污廢水及處理技術(shù)難題，最終將我們的每一位畢業(yè)生培養(yǎng)成一個(gè)真正解決實(shí)際問題的合格的給排水工程師。

4 多樣化的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法

給排水科學(xué)與工程專業(yè)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程一般是如此進(jìn)行：由專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的指導(dǎo)老師先行制定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，在指導(dǎo)書中有實(shí)驗(yàn)室能開出的實(shí)驗(yàn)（一般為學(xué)校內(nèi)部的交流資料），在實(shí)驗(yàn)之前就發(fā)到每個(gè)學(xué)生的手中，讓學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間先行預(yù)習(xí)。然后在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

而隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和發(fā)展，我們可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，或者在師資方面優(yōu)先聘請有企業(yè)工作經(jīng)歷的專兼職教師，在教學(xué)和實(shí)驗(yàn)過程中，積極協(xié)調(diào)并聘請國家、省內(nèi)的知名專家學(xué)者來講學(xué)，這樣能讓學(xué)生了解現(xiàn)代水處理行業(yè)的熱點(diǎn)及急需解決的問題，完善現(xiàn)有技術(shù)，創(chuàng)新傳統(tǒng)工藝。

另外，也要鼓勵(lì)教師特別是青年教師定期到設(shè)計(jì)院、施工企業(yè)、建筑行業(yè)參加工程實(shí)踐活動。同時(shí)，為增加專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)效果，可以搭建起工程訓(xùn)練與工程實(shí)踐教學(xué)資源平臺。如為模擬凈水廠的水質(zhì)處理過程，在條件允許的范圍可引進(jìn)整套的凈水處理工藝流程，包括混凝、沉淀、過濾、消毒。這樣能形象生動地模擬現(xiàn)實(shí)中凈水廠處理過程，學(xué)生易于理解并接受。對于污水處理流程，則可引進(jìn)粗格柵、細(xì)格柵、初沉池、曝氣池、二沉池的一系列處理過程，完成對污水的處理。

當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)操作也要有相應(yīng)的考核。實(shí)驗(yàn)成績?yōu)?0分。實(shí)驗(yàn)教師可以根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)給出分值，例如最佳混凝劑投加量的測定，通過對實(shí)驗(yàn)過程的測定過程、完成情況、實(shí)驗(yàn)效果，使每個(gè)小組內(nèi)部定出實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)。每組的成員互相協(xié)作給出分?jǐn)?shù)，然后共同對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，通過試驗(yàn)加深對混凝過程機(jī)理的理解。這樣的分工協(xié)作，不但鍛煉了學(xué)生的動手解決專業(yè)問題的能力，還能提高他們的團(tuán)隊(duì)合作能力。

總之，隨著我國本科教學(xué)體質(zhì)“工程認(rèn)證”的展開，水質(zhì)工程學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在不斷的嘗試和推廣新的以解決問題為基礎(chǔ)的教學(xué)法，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐曰趯W(xué)生的自發(fā)式探究學(xué)習(xí)方法，學(xué)生不要適應(yīng)行業(yè)解決問題的教學(xué)等新型教育模式，注重學(xué)習(xí)課堂理論與工程實(shí)踐的結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)諸環(huán)節(jié)的順利連接，使學(xué)生在進(jìn)入社會后，能自發(fā)的完成由“象牙塔“學(xué)院學(xué)生到給排水合格工作者的轉(zhuǎn)變。

[1]李圭白，張杰，彭永臻,等.水質(zhì)工程學(xué)[M].北京：中國建筑工程出版社，2005.

[2]王淑瑩.水質(zhì)工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].哈爾濱：黑龍江教育出版社，2000.

【責(zé)任編輯：黃素華】

Experimental Teaching Reform of Water Quality Engineering

SONG Tie-hong1TAO Pei2WANG Xiao-ling1
（1.Jilin Jianzhu University,Changchun 130021， China；2.Zhejiang Business Technology Institute,Ningbo 315000， China）

With the change of teaching materials and teaching methods,it is necessary to optimize the experimental teaching content,improve the experimental teaching effect and so on.Aiming at the fewer credit hours and low laboratory equipment utilization rate,we should optimize teaching content,teaching means and teaching methods,thus broadening students’vision and increasing their interest by comprehensive design of experiments.

water quality engineering；experimental teaching； innovative reform

G642

A

1671-9565（2016）03-073-03

2016-08-06

吉林省教育科學(xué)規(guī)劃課題“探索適應(yīng)東北的給排水科學(xué)與工程專業(yè)發(fā)展特色之路”（編號2015085）階段性研究成果。

宋鐵紅（1972-），女，吉林長春人，吉林建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院教授，主要從事污水的低能耗處理方面研究；

陶陪（1971-），女，吉林省吉林市人，浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事污水處理方面研究；

王曉玲（1977-），女，吉林鎮(zhèn)賚人，吉林建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院副教授，主要從事污水的脫氮除磷新工藝方面研究。