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环境工程专业《废水生物处理新技术》课程教学探讨

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  摘要:《废水生物处理新技术》作为环境工程专业非常重要的一门选修课旨在《水污染控制》专业课的基础上对国内外废水生物处理新技术做一个全面的介绍。因此对授课教师的知识水平、教学能力及学生的专业基础要求颇高。本文探討了该课程的性质和目的,课程的主要内容,教学过程中存在的问题及解决措施,为高校环境工程专业开设这门选修课的授课教师及教学研究人员提供有价值的参考。
  关键词:废水生物处理新技术;教学;翻转课堂;慕课
  中图分类号:G642.0     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2019)20-0167-02
   如今当代社会经济不断地发展,随之带来的就是一定的环境污染问题,环境工程专业旨在应用科学和工程原则,保护人类免受不利环境因素的影响;也在保护全球环境,防止自然和人类在活动中发生潜在有害影响及环境质量的改善方面起到保护作用。环境工程与生态学、医学中的环境卫生学和环境医学及环境化学都密切相关。
  一、课程性质和目的
  《废水生物处理新技术》是环境专业的主要选修课之一,是一门理论性与实践性均很强的专业课程。该课程重在增加最新专业知识,在教学中占有重要位置。通过本课程的学习,使学生充分了解污水处理技术的发展,对当今污水处理的最新研究成果及其基本原理有较全面和深入的认识,为将来从事环境科学的研究和创新奠定良好的基础。
  二、课程主要内容
  本课程系统阐述了废水处理的一些较新的理论及应用,重点介绍与生物处理相关的新技术。其教学内容和基本要求如下:
  1.AB污水生物处理技术:主要介绍AB工艺的工艺流程、基本原理、工艺的性能特点及工艺设计与应用,重点介绍各段微生物的生物相及其特性,以及脱氮除磷的效果。
  2.ABR污水生物处理技术:主要介绍ABR工艺的构造及其理论基础,重点介绍厌氧转化过程的相分离理论,生物的种群分布特征,反应器的混合流态理论,工艺的主要运行特点及应用。
  3.BAF污水生物处理技术:主要介绍ABF工艺的构造及工艺原理,工艺的运行方式,重点介绍BAF工艺与传统工艺的比较及主要特点。
  4.BNuR污水生物处理技术:主要介绍废水生物脱氮除磷的基本原理,废水生物脱氮工艺,废水生物除磷工艺,同步生物脱氮除磷工艺,废水生物脱氮除磷工艺的设计及运行及新型废水生物脱氮技术及应用。
  5.CW污水生物处理技术:主要介绍CW的基本构造与类型及特点,CW的净化原理,重点介绍CW系统中污染物的去除,CW系统中微生物的特性,植物的作用,了解CW系统的设计及运行管理及应用实例。
  6.MBBR污水生物处理技术:主要介绍MBBR工艺的原理及其基本特征及MBBR拓展工艺及其应用。
  7.MBR污水生物处理技术:MBR工艺的类型级工作原理、运行特性、工艺特点及MBR工艺对污染物的去除特性、MBR工艺中污泥的特性,重点掌握MBR工艺中的膜及特性、MBR工艺的设计及运行控制及主要的运行参数及工艺的应用。
  8.OD污水生物处理技术:主要介绍OD工艺的基本特征、构造及类型及主要设备,重点掌握OD工艺的设计及应用。
  9.SBR污水生物处理技术:主要介绍SBR工艺的基本流程和原理、工艺的运行模式、性能特点、SBR工艺的设计及运行控制、发展及应用案例,重点掌握CASS工艺及其应用。
  10.UASB污水生物处理技术:主要介绍UASB反应器的构造及工作原理、工艺设计,重点掌握三相分离器的设计,颗粒污泥形成条件及性质,UASB反应器的运行控制及应用,IC反应器及其应用,EGSB反应器运行特性及其应用。
  三、教学中存在问题
  1.学生基础知识薄弱。《废水生物处理新技术》这门课虽然学时不多,但是作为环境工程专业的选修课,是经典教材的知识拓展,很多新工艺、新技术都是原有工艺根据实际情况的需要进行改良或者优化,因此,像传统活性污泥法、脱氮除磷原理、厌氧降解原理、人工湿地、微滤、超滤、反渗透等基本的知识点在大三专业课的学习过程中学生应该理解掌握,这样学这门课就会轻松很多。
  2.课堂上学生的主动性不高。学生课堂上积极主动性不高的原因主要有两个:第一,由于前期基础知识薄弱,因此在授课过程中对于新技术、新工艺的介绍可能没有深入的理解。第二,由于本课程部分的前沿技术的成果仅仅来源于实验室规模的研究,因此,在实际工程或者实习实践中学生很难接触到,因此理解起来比较抽象,仅仅通过授课教师在课堂上的讲解,学生很难真正理解,因此也造成了学生积极性不高。
  四、解决措施
  1.课前要求学生对基础知识的掌握。《水污染控制工程》是《废水生物处理新技术》的专业基础,在正式上课前要求学生再次精读《水污染控制工程》,这样讲新技术的时候,授课老师就不需要花大量的时间和精力在基本原理的复习上。
  2.通过翻转课堂、慕课等教学手段提高学生的积极性。翻转课堂与慕课作为当下流行的两种教学模式,为解决教学资源不均现象提供了新的契机。翻转课堂的核心是颠倒传统教学中知识传递与内化过程,学生通过在课前观看教学视频学习新知识以完成知识传递,教师在课上引导学生对问题进行协作探究,以达到知识的迁移和内化[1]。慕课即MOOC(Massive Open Online Courses)也就是大规模开放式在线网络课程,具有:第一,低门槛性。MOOC课程对参与学习的学习者不设置起点要求,任何层次的人都可参与学习。第二,大规模。这一特征体现在课程的覆盖面、针对的人群很广。第三,优质资源共享性[2]。学生可将慕课平台作为翻转课堂课前学习的途径,课中再由教师引导进行课堂翻转。可见融合翻转课堂和慕课这两大新型教学模式为解决教学资源不均提供了一个新的契机[3]。像一些前沿的废水生物处理技术,由于学校试验条件和教学资源的有限性,有的学校可能没条件提供给学生去实习或者做研究。通过慕课和翻转课堂的引入,要求授课教师自己制作或者搜索相关的教学素材,每个技术分作一小段视频,时间大概控制在10—15分钟左右,课前授课教师指导学生看视频。
  五、结束语
  《废水生物处理新技术》这门课涵盖了活性污泥法,生物膜法等多个水处理工艺的前沿,因此,对授课教师提出了更高的要求,不仅要求授课教师基础知识掌握扎实,更要有开阔的视野和眼界,在教学过程中及时去追踪,了解国内外水处理技术的最新进展,做到与时俱进。
  参考文献:
  [1]邹景平.翻转课堂的起源与成功[J].中国远程教育,2012,(14):81-82.
  [2]于文婧,王凤秋.混合式教学——慕课在高校课堂中的有效应用[J].黑龙江教育,2017,(8):19-20.
  [3]姜艳玲,国荣,付婷婷.翻转课堂与慕课融合促进教学资源均衡研究[J].中国电化教育,2015,(4):109-113.
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