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水污染控制工程实验课程建设

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摘要:

针对水污染控制工程实验课程存在问题,提出课程建设措施。增加实验项目,新采用生物法实验技术,确定课程的运行方式,完善成绩评定方法。开设的实验项目与当地的产业结构和污染特点挂钩,把水污染控制工程实验办成有地方特色的课程。

关键词:

水污染控制工程实验;课程建设;地方院校

环境工程专业是一门应用性和实践性很强的综合性交叉学科。水污染控制工程课程是环境工程专业的核心课程,水污染控制工程实验是水污染控制工程课程体系的重要内容之一〔1〕。目前全国开设环境工程专业的院校有300余所〔2〕,毕业生就业竞争激烈,面临压力大。地方院校把培养工程应用型本科人才做为培养目标,部分学生毕业后进入生产一线管理和技术岗位,直接面对生产一线问题。辽宁科技学院环境工程专业培养目标中要求毕业生具备水质检测、水处理工艺的调试和运行管理能力,水污染控制工程实验课程对这一能力的培养起着至关重要的作用。作为地方本科院校,必需充分利用本地区的行业优势,保持和强化自身办学特色,实现可持续发展〔3〕。本文分析我校环境工程专业水污染控制工程实验课程存在问题,提出建设和改进措施,开设的实验项目与本溪地区产业结构和污染特点挂钩,把水污染控制工程实验办成有地方特色的课程。

1存在问题

我校水污染控制工程实验课程以集中实验形式开设。在2012级培养方案中,学时1周开出实验4项:混凝实验、曝气充氧实验、加压容器气浮实验、污泥比阻测定实验。水污染控制工程实验课程存在如下问题:(1)原有实验项目所占学时不能满足2013级教学计划要求。(2)生化法处理污水实验项目零开出,与其它高校同类实验有差距。生物化学处理方法(简称生化法)是城市污水和工业有机废水处理的主体工艺,在生产实践中得到广泛应用,是水污染控制工程理论课的重点讲授内容,是办学条件成熟的高校环境工程实验室必开的实验项目。但生化法实验启动时间长、需多天连续运行等因素限制,一直未能在本课程开出。(3)学生的能力培养与实际工作岗位能力需求有差距。实际的污水处理厂是由多处理单元组成的污水处理系统。本课程原有的实验项目只能进行污水单元处理的操作实训,不能进行学生的污水处理系统的操作、调试和运行管理能力的培养。毕业生具备能力与就业岗位需求能力之间有一定的差距。

2改进措施

2013级培养方案加大实践教学比例,水污染控制工程实验学时由1周增设为2周。

2.1完善已有实验项目,开发生化法实验项目我校地处本溪石桥子开发区,有“中国药都”之称。新增实验项目对原有的曝气充氧实验进行补充,增加污水曝气充氧修正系数α、β值的测定内容和污水氧传递系数的测定,实验内容更饱满,也更贴合生产实际。采用化学、生物法对制药废水进行处理,围绕污水检验、污水处理工艺的操作、运行影响因素来设置实验内容。改进后的水污染控制工程实验课程开设的实验项目如表1所示。改进后“水污染控制工程实验课程”的实验项目包括物理处理法2项:混凝实验、污泥比阻测定实验;化学法1项:Fenton试剂化学氧化制药废水实验;生物处理法3项:活性污泥法处理制药综合废水实验、曝气池中环境因素的监测及菌胶团中生物相的观察、SBR生物硝化反硝化实验。通过完成这些实验项目,可以使学生加深理解水污染控制工程的三大处理方法的原理和运行过程。

2.2实验运行方式水污染控制工程实验课程两周,完成8项实验。每周一进行实验讲解,完成预习报告,周二到周四下实验室。受实验设备数量的影响,为减少每组的实验人数,增加学生的动手机会,本课程采用同时开出4项实验,学生分四大组循环完成,大组中又分小组的形式进行。学生提前十分钟到达实验室,由指导老师进行预习报告的检查并签字,完成预习报告的学生才允许进行实验操作。实验过程中老师做好指导和监督,对实验内容和操作步骤进行提问和答疑,及时纠正错误的操作行为。生化法实验由于需要对微生物进行培养驯化,对工艺进行调试运行,所以准备时间长,需要15~20天完成实验准备工作。在实验开始前三周,对学生进行生化法实验过程讲解,每组学生自行分工,利用课余时间,组装生化反应系统,取水样和活性污泥,定时排泥和换水,对水质进行检测,观察实验现象,记录实验日志。这样,学生参与生化法实验的准备-启动-正常运行全过程,完成了活性污泥的培养驯化、污水水质指标监测、活性污泥评价指标的测定及微生物的观察、活性污泥法的主要影响因素四个方面能力的训练,为毕业后从事污水处理工艺的调试、运行管理积累了实践经验。

2.3成绩评定方法学习成绩是每位同学都关心的焦点,是调动学生学习积极性和评价学生学习水平的重要手段。水污染控制工程实验一般包括水质检测、工艺操作、条件实验等多项内容,内容多,工作量大,每组需4-6人。每组同一实验数据,实验报告一样,但每位同学的学习主动性不一样,动手能力有差别,所以以实验报告成绩作为学生的课程考核成绩是不公平的,也不能反映出学生的真实实验操作能力。但由于受时间的限制,“水污染控制工程实验”课程不能设置单独的实际操作考核环节来完成成绩的评定。所以本课程的成绩评定,主要考察学生以下几个方面:(1)对实验原理和目的理解;(2)对实验步骤的熟练程度;(3)对仪器设备操作是否规范;(4)实验报告撰写是否完整,尤其是数据处理和结论是否正确。前3个方面,指导老师通过观察本组学生在实验中的表现和随机提问可知,最后一个方面通过批阅实验报告可知。水污染控制工程课程的平时考核成绩由8项实验的(实验表现+实验报告)成绩组成,分别由8项实验的指导老师填写,对成绩汇总得到课程成绩。

3课程特色

3.1实验技术具有多样性建设后的水污染控制工程实验课,实验项目包含物化法、生物法处理污水实验。

3.2实验操作具有真实性模拟实际处理构筑物,建立小型生化处理实验装置,以实际污水为水样,学生完成微生物的培养驯化、调试、运行的全过程,与实际污水处理厂的运行管理相一致,具有真实性。

3.3实验内容具有综合性,体现出地方行业特色生物处理污水实验内容包含微生物的培养、驯化、生物相观察,污水水质检测及分析,运行参数对处理效果影响。实验内容涉及环境微生物学、环境监测、水污染控制工程、课程内容,具有很强的综合性。实验对象以制药综合废水为对象,通过校内的实验课程就可以了解制药废水的水质特点、处理方法和处理效果,为毕业后进入本地区制药企业从事环保工作积累了第一手资料。

3.4能力培养具有有效性学生的真正动手取水样,利用生化处理实验装置进行处理,检测进出水水质,教学效果好,培养的能力与毕业后从事的污水处理厂的污水检验、污水处理工艺的操作、调试、运行管理工作相对接。建设后的水污染控制工程实验课程,完善了原有实验内容,增设4项实验,培养学生具有污水检验、工艺运行操作能力,与本专业毕业生就业岗位的能力需求相对接,满足2013级培养方案要求。开发生化法实验项目,填补本课程实验技术空白。新开出的4项实验均为综合实验,包含环境监测、水污染控制工程、环境微生物学等多门课程知识。建立生化处理实验装置,开设综合性实验,学生可以真正动手参与生化法污水处理系统的启动、调试、运行,在校内就具有污水工艺调试、运行的实践经历,增强就业竞争力。

参考文献

1.方应森,韩端端.新形势下提升水污染控制工程实验教学效果的几点思考〔J〕.科技信息,2012.21:6-7.

2.蒋茹,朱华跃,管玉江.地方高校“水污染控制工程”课程体系的教学改革与实践〔J〕.理工高教研究,2008.27(6):131-133.

3.罗维东.新时期行业特色高校发展趋势分析及对策思考〔J〕.中国高教研究,2009.11:1-3.

作者:兴虹 田亚赛 刘通 单位:辽宁科技学院生物医药与化学工程学院

水污染控制工程实验课程建设责任编辑:杨雪    阅读:人次