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摘要:
針對水污染控制工程實驗課程存在問題,提出課程建設措施。增加實驗項目,新采用生物法實驗技術,確定課程的運行方式,完善成績評定方法。開設的實驗項目與當地的產業結構和污染特點掛鉤,把水污染控制工程實驗辦成有地方特色的課程。
關鍵詞:
水污染控制工程實驗;課程建設;地方院校
環境工程專業是一門應用性和實踐性很強的綜合性交叉學科。水污染控制工程課程是環境工程專業的核心課程,水污染控制工程實驗是水污染控制工程課程體系的重要內容之一〔1〕。目前全國開設環境工程專業的院校有300余所〔2〕,畢業生就業競爭激烈,面臨壓力大。地方院校把培養工程應用型本科人才做為培養目標,部分學生畢業后進入生產一線管理和技術崗位,直接面對生產一線問題。遼寧科技學院環境工程專業培養目標中要求畢業生具備水質檢測、水處理工藝的調試和運行管理能力,水污染控制工程實驗課程對這一能力的培養起著至關重要的作用。作為地方本科院校,必需充分利用本地區的行業優勢,保持和強化自身辦學特色,實現可持續發展〔3〕。本文分析我校環境工程專業水污染控制工程實驗課程存在問題,提出建設和改進措施,開設的實驗項目與本溪地區產業結構和污染特點掛鉤,把水污染控制工程實驗辦成有地方特色的課程。
1存在問題
我校水污染控制工程實驗課程以集中實驗形式開設。在2012級培養方案中,學時1周開出實驗4項:混凝實驗、曝氣充氧實驗、加壓容器氣浮實驗、污泥比阻測定實驗。水污染控制工程實驗課程存在如下問題:(1)原有實驗項目所占學時不能滿足2013級教學計劃要求。(2)生化法處理污水實驗項目零開出,與其它高校同類實驗有差距。生物化學處理方法(簡稱生化法)是城市污水和工業有機廢水處理的主體工藝,在生產實踐中得到廣泛應用,是水污染控制工程理論課的重點講授內容,是辦學條件成熟的高校環境工程實驗室必開的實驗項目。但生化法實驗啟動時間長、需多天連續運行等因素限制,一直未能在本課程開出。(3)學生的能力培養與實際工作崗位能力需求有差距。實際的污水處理廠是由多處理單元組成的污水處理系統。本課程原有的實驗項目只能進行污水單元處理的操作實訓,不能進行學生的污水處理系統的操作、調試和運行管理能力的培養。畢業生具備能力與就業崗位需求能力之間有一定的差距。
2改進措施
2013級培養方案加大實踐教學比例,水污染控制工程實驗學時由1周增設為2周。
2.1完善已有實驗項目,開發生化法實驗項目我校地處本溪石橋子開發區,有“中國藥都”之稱。新增實驗項目對原有的曝氣充氧實驗進行補充,增加污水曝氣充氧修正系數α、β值的測定內容和污水氧傳遞系數的測定,實驗內容更飽滿,也更貼合生產實際。采用化學、生物法對制藥廢水進行處理,圍繞污水檢驗、污水處理工藝的操作、運行影響因素來設置實驗內容。改進后的水污染控制工程實驗課程開設的實驗項目如表1所示。改進后“水污染控制工程實驗課程”的實驗項目包括物理處理法2項:混凝實驗、污泥比阻測定實驗;化學法1項:Fenton試劑化學氧化制藥廢水實驗;生物處理法3項:活性污泥法處理制藥綜合廢水實驗、曝氣池中環境因素的監測及菌膠團中生物相的觀察、SBR生物硝化反硝化實驗。通過完成這些實驗項目,可以使學生加深理解水污染控制工程的三大處理方法的原理和運行過程。
2.2實驗運行方式水污染控制工程實驗課程兩周,完成8項實驗。每周一進行實驗講解,完成預習報告,周二到周四下實驗室。受實驗設備數量的影響,為減少每組的實驗人數,增加學生的動手機會,本課程采用同時開出4項實驗,學生分四大組循環完成,大組中又分小組的形式進行。學生提前十分鐘到達實驗室,由指導老師進行預習報告的檢查并簽字,完成預習報告的學生才允許進行實驗操作。實驗過程中老師做好指導和監督,對實驗內容和操作步驟進行提問和答疑,及時糾正錯誤的操作行為。生化法實驗由于需要對微生物進行培養馴化,對工藝進行調試運行,所以準備時間長,需要15~20天完成實驗準備工作。在實驗開始前三周,對學生進行生化法實驗過程講解,每組學生自行分工,利用課余時間,組裝生化反應系統,取水樣和活性污泥,定時排泥和換水,對水質進行檢測,觀察實驗現象,記錄實驗日志。這樣,學生參與生化法實驗的準備-啟動-正常運行全過程,完成了活性污泥的培養馴化、污水水質指標監測、活性污泥評價指標的測定及微生物的觀察、活性污泥法的主要影響因素四個方面能力的訓練,為畢業后從事污水處理工藝的調試、運行管理積累了實踐經驗。
2.3成績評定方法學習成績是每位同學都關心的焦點,是調動學生學習積極性和評價學生學習水平的重要手段。水污染控制工程實驗一般包括水質檢測、工藝操作、條件實驗等多項內容,內容多,工作量大,每組需4-6人。每組同一實驗數據,實驗報告一樣,但每位同學的學習主動性不一樣,動手能力有差別,所以以實驗報告成績作為學生的課程考核成績是不公平的,也不能反映出學生的真實實驗操作能力。但由于受時間的限制,“水污染控制工程實驗”課程不能設置單獨的實際操作考核環節來完成成績的評定。所以本課程的成績評定,主要考察學生以下幾個方面:(1)對實驗原理和目的理解;(2)對實驗步驟的熟練程度;(3)對儀器設備操作是否規范;(4)實驗報告撰寫是否完整,尤其是數據處理和結論是否正確。前3個方面,指導老師通過觀察本組學生在實驗中的表現和隨機提問可知,最后一個方面通過批閱實驗報告可知。水污染控制工程課程的平時考核成績由8項實驗的(實驗表現+實驗報告)成績組成,分別由8項實驗的指導老師填寫,對成績匯總得到課程成績。
3課程特色
3.1實驗技術具有多樣性建設后的水污染控制工程實驗課,實驗項目包含物化法、生物法處理污水實驗。
3.2實驗操作具有真實性模擬實際處理構筑物,建立小型生化處理實驗裝置,以實際污水為水樣,學生完成微生物的培養馴化、調試、運行的全過程,與實際污水處理廠的運行管理相一致,具有真實性。
3.3實驗內容具有綜合性,體現出地方行業特色生物處理污水實驗內容包含微生物的培養、馴化、生物相觀察,污水水質檢測及分析,運行參數對處理效果影響。實驗內容涉及環境微生物學、環境監測、水污染控制工程、課程內容,具有很強的綜合性。實驗對象以制藥綜合廢水為對象,通過校內的實驗課程就可以了解制藥廢水的水質特點、處理方法和處理效果,為畢業后進入本地區制藥企業從事環保工作積累了第一手資料。
3.4能力培養具有有效性學生的真正動手取水樣,利用生化處理實驗裝置進行處理,檢測進出水水質,教學效果好,培養的能力與畢業后從事的污水處理廠的污水檢驗、污水處理工藝的操作、調試、運行管理工作相對接。建設后的水污染控制工程實驗課程,完善了原有實驗內容,增設4項實驗,培養學生具有污水檢驗、工藝運行操作能力,與本專業畢業生就業崗位的能力需求相對接,滿足2013級培養方案要求。開發生化法實驗項目,填補本課程實驗技術空白。新開出的4項實驗均為綜合實驗,包含環境監測、水污染控制工程、環境微生物學等多門課程知識。建立生化處理實驗裝置,開設綜合性實驗,學生可以真正動手參與生化法污水處理系統的啟動、調試、運行,在校內就具有污水工藝調試、運行的實踐經歷,增強就業競爭力。
參考文獻
1.方應森,韓端端.新形勢下提升水污染控制工程實驗教學效果的幾點思考〔J〕.科技信息,2012.21:6-7.
2.蔣茹,朱華躍,管玉江.地方高校“水污染控制工程”課程體系的教學改革與實踐〔J〕.理工高教研究,2008.27(6):131-133.
3.羅維東.新時期行業特色高校發展趨勢分析及對策思考〔J〕.中國高教研究,2009.11:1-3.
作者:興虹 田亞賽 劉通 單位:遼寧科技學院生物醫藥與化學工程學院