水污染控制工程课程高职教育实训教学项目模块化建设的探讨

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　　[摘 要]环境工程技术专业是环保类高职教育中的重要专业分支，水污染治理又是环境工程技术人员所要承担的主要任务，因此，水污染控制工程作为环境工程技术专业重要的专业基础课，其实训教学内容具有很强的操作性，对实训条件和实施过程要求很高。本文以水污染控制课程为例，通过实训项目模块化的研究，探讨课程实训教学新的组织实施管理模式。
　　[关键词]环境工程；实训教学；模块化
　　中图分类号：G712；TP391.41-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0229-02
　　随着国家对生态环境和环保产业的重视，开设环保类专业的高职学院日益增长，但大多以环境监测和指标检测为重心。工程类课程实训项目难以确定，仪器设备投入巨大，实训场地分散多处，实训标准尚未制定，组织管理实施困难，这些都限制了环境工程技术专业高职教育的发展。
　　水污染控制工程课程的教学内容包括：污水的物理处理技术，污水的化学处理技术，污水的物理化学处理技术，污水的好氧生物处理技术，污泥、污水的厌氧生物处理技术，循环冷却水的处理技术等，重点围绕各种污水处理的方法、原理、设施设备和效果进行教学，重视工程的实用性和可操作性，旨在为培养学生的专业素质和专业综合应用能力打下坚实的专业基础。因此，该课程的实训教学重点是让学生对各污水处理的方法、原理、设施、设备和效果有一个初步的认识。把常用的污水处理技术作为一个知识点，使实训项目模块化，提出实训条件要求，制定实训实施内容，规范组织与管理，是十分必要的。
　　1水污染控制工程实训项目模块选择
　　水污染控制工程课程实训项目模块化建设，首先应确定实训内容，即实训模块名称。实训项目的选择，应考虑学生在了解了污水处理技术的理论知识基础上，着重加深对原理、设施、设备和效果的理解，使之掌握该污水处理方法。由于污水处理技术种类繁多，应用场所、频次和设施设备结构各不相同，全部开设实训课程受课时所限。因此，选用与实训内容相关的污水处理技术，要具有典型性、代表性和普适性。通过研究，首选以下实训模块作为该课程的实训内容。
　　1.1 模块一：自由沉淀实验
　　该实训模块对应污水处理技术中的物理沉淀技术。物理沉淀是污水处理中最为普遍的技术。该实训模块性质为实验，课时数2节。该模块主要达到以下目的：
　　技能要求：加深对沉淀基本概念和污水中杂质沉淀性能的理解，掌握自由沉淀实验操作和分析方法，总去除效率的确定及沉淀曲线的绘制方法。
　　素养要求：加深对自由沉淀作用的理解，加强实验操作和数据分析技能，能为沉淀池设计提供设计参数，培养团队合作精神。
　　通过制定实验数据表格供学生填写，绘制E-t和E-u沉降曲线，找出达到预期沉降效率的时间和过流率。
　　1.2 模块二：混凝实验
　　该实训模块对应污水处理技术中的凝聚与絮凝技术。混凝沉淀是污水处理中常用的的技术。该实训模块性质为实验，课时数2节。该模块主要达到以下目的：
　　技能要求：掌握混凝实验操作方法和效果辨识能力，掌握最佳混凝剂的选择和最佳混凝条件（包括最佳投加量、最佳pH值）的确定方法。
　　素养要求：对混凝现象有直观的认识，加深对混凝作用及影响因素的理解，加强实验操作技能和素养，能正确判断混凝效果并解决混凝净水问题。
　　通过制定实验数据表格供学生填写，确定某种废水选用的最佳混凝剂、最佳投加量和最佳的反应pH值。
　　1.3 模块三：电解法和还原法去除六价铬对比实验
　　该实训模块对应污水处理技术中六价铬的处理技术，涵盖了电解和化学还原方法。该实训模块性质为实验，课时数2节。该模块主要达到以下目的：
　　技能要求：掌握电解实验和氧化还原实验去除六价铬的操作方法以及试剂配制方法素养要求：对电解和氧化还原现象有直观的认识，加深对电解、氧化还原及其影响因素的认识，培养实验操作素养，能结合实际情况正确选择合适的方法去除废水中的六价铬。
　　通过制定实验数据表格供学生填写，确定哪种方法还原效果更好，在实际过程中如何来选择不同的方法进行工艺设计；亦可通过回答思考题对教学效果进行检验。
　　1.4 模块四：吸附脱色实验
　　该实训模块对应污水处理技术中的深度处理技术，涵盖了吸附和脱色方法。该实训模块性质为实验，课时数2节。该模块主要达到以下目的：
　　技能要求：掌握静态吸附脱色实验操作和分析方法，了解臭氧脫色方法和原理。
　　素养要求：对脱色净化现象有直观的认识，加深对吸附和臭氧脱色原理和作用的理解，培养实验操作和数据分析能力，能结合实际情况选择合适的方法进行污废水脱色净化处理。
　　通过制定实验数据表格供学生填写，确定某种有色废水脱色的最佳吸附剂、最佳反应pH值、最佳反应时间，也可比较不同颜色废水的脱色难以程度；可提供思考题对教学效果进行检验。
　　1.5 模块五：砂滤实验
　　该实训模块对应污水处理技术中的深度处理技术，主要为深层过滤方法。该实训模块性质为实验，课时数2节。该模块主要达到以下目的：
　　技能要求：掌握砂滤柱实验装置操作和分析方法，掌握去除效率的确定及快滤池原理图的绘制方法。
　　素养要求：加深对过滤作用的理解，加强实验操作和数据分析技能，能为快滤池设计提供设计参数，培养团队合作精神。
　　通过制定实验数据表格供学生填写，绘制砂滤柱试验装置过滤与反冲洗原理图，掌握过滤装置的管道布置和阀门切换。
　　1.6 模块六：校园污水处理系统实训平台中央控制系统操作
　　该实训模块对应真实污水处理系统联动运行技能培养，以中控系统操作为主。该实训模块性质为运营，课时数2节。该模块主要达到以下目的： 　　技能要求：通过中控操作实训，清楚地认识水处理系统的控制设备，理解自动控制和手动控制实现的方式以及运行参数的设定，掌握在自动运行和手动运行状态下如何对设备进行科学地监控、调试与管理，并具有在实际工作中发现问题的基础能力。
　　素养要求：符合水处理运营人员的基本素养要求，体现良好的工作习惯；能对水处理系统运行状况进行有效监控并及时发现问题；培养安全意识，坚持文明生产，保证运营工作质量；符合企业基本的6S（整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全）管理要求，保持工作环境整洁。
　　1.7模块七：校园污水处理系统实训平台一级物理处理操作
　　该实训模块对应真实污水处理系统一级物理设备联动运行技能培养，涵盖调节、筛分、沉砂方法。该实训模塊性质为运营，课时数2节。该模块主要达到以下目的：
　　技能要求：通过污水一级物理处理实训，了解污水一级处理系统常用设备与方法，理解调节池、格栅机、沉砂池的结构、功能与原理，掌握进水控制、流量调节等运行、操作和管理方法，并具有在实际工作中进行常规运营的基础能力。
　　素养要求同模块六。
　　1.8模块八：校园污水处理系统实训平台二级生物处理操作
　　该实训模块对应真实污水处理系统二级生物设备联动运行技能培养，涵盖缺氧生化、好氧生化、沉淀方法。该实训模块性质为运营，课时数2节。该模块主要达到以下目的：
　　技能要求：通过污水二级生物处理实训，了解污水二级A/O脱氮工艺处理系统常用设备与方法，理解缺氧池、生物接触氧化池、二沉池的结构、功能与原理，掌握溶解氧的调节与读数、曝气风量调节、消化液回流、沉淀池排泥、沉淀池提升出水等运行、操作和管理方法，并具有在实际工作中进行常规运营的基础能力。
　　素养要求同模块六。
　　1.9模块九：校园污水处理系统实训平台三级深度处理操作
　　该实训模块对应真实污水处理系统三级深度设备联动运行技能培养，涵盖气浮、吸附、消毒方法。该实训模块性质为运营，课时数2节。该模块主要达到以下目的：
　　技能要求：通过污水三级深度处理实训，了解污水三级物理化学工艺处理系统常用设备与方法，理解气浮反应器、活性炭过滤器、清水池的结构、功能与原理，掌握混凝剂与助凝剂的配置与投加、气浮反应器气泡调节、气浮反应器排泥、中间水池液位的观察与读识、活性炭过滤器的运行、紫外线消毒、清水池放空和各种工艺切换等运行、操作和管理方法，并具有在实际工作中进行常规运营的基础能力。
　　素养要求同模块六。
　　1.10模块十：校园污水处理系统实训平台污泥处理操作
　　该实训模块对应真实污水处理系统污泥脱水设备联动运行技能培养，涵盖浓缩、脱水、干化方法。该实训模块性质为运营，课时数2节。该模块主要达到以下目的：
　　技能要求：通过污泥处理实训，了解污泥处理系统常用浓缩、脱水的设备与方法，理解污泥池、污泥箱、厢式压滤机的结构、功能与原理，掌握污泥池污泥提升、混凝剂与助凝剂的配置与投加、污泥箱液位的观察与读识、上清液回流、浓缩污泥的排放、螺杆泵的启停、厢式压滤机脱水、泥饼的卸载、污泥板框的清洗、清洗泵的启停和潜污泵的维护等运行、操作和管理方法，并具有在实际工作中进行常规运营的基础能力。
　　素养要求同模块六。
　　2 实训项目模块建设标准
　　将一个实训项目模块化并制定成标准用于实训内容介绍、组织、管理和实施，首先需要一个统一的标准模板。实训项目模块化建设标准可分为七部分，即实训模块名称、模块适应课程、实训模块性质、实训模块课时、实训组织方式、实训模块管理和实训模块实施。围绕这七部分，制定统一的实训项目模块建设标准模板，见图2-1。任何实训项目开发者可在该模板中根据需要填写相应的内容和要求，开发新的实训项目，即形成实训模块。
　　图2-1 实训项目模块建设标准模板图
　　2.1 实验性质的实训项目模块建设
　　模块1至模块5为实验性质的实训项目，主要通过实验演示和结果，使学生直观地认识沉淀、混凝、电解、化学还原、吸附和砂滤这些常用方法在处理不同废水时的效果，并加深理解这些方法的原理，掌握一定的试验方法来对污废水处理效果做初步性的判断，为后续工艺设计提供依据。这些实训模块不仅适用于环境工程技术专业的水污染控制工程课程，亦适用于其它环保类专业的环境工程基础课程、环境污染与防治课程等。
　　每个实训模块在组织实施前应根据实训工位和实训内容安排实训实施的批次和人数，根据需求计算药剂、耗材总用量和分工位用量，确定仪器设备的数量，
　　提出实训现场要求和前期准备要求，以此制定模块标准的前六部分。模块标准的第七部分根据实训内容制定实训教学目标、实训教学原理、实训教学用品，特别是详细设计好实训教学步骤，数据记录和教学成果应能充分检验教学效果。
　　2.2运营性质的实训项目模块建设
　　模块6至模块10为运营性质的实训项目，主要通过真实有效的污水处理系统平台运行，使学生直观地认识调节池、格栅机、沉砂池、缺氧池、生物接触氧化池、沉淀池、气浮反应器、活性炭过滤器、紫外消毒器、污泥池和板框压滤机（所采用的设备可根据教学需要进行工艺设计和设备选取）这些常用设施设备的构造和原理，并加深自动控制系统在污水处理过程中所发挥的智能化作用的理解，掌握设施设备之间联动运行的机制，为后续水处理运营技能打下坚实的基础。这些实训模块不仅适用于环境工程技术专业的水污染控制工程课程，亦适用于环保设备设计与应用课程和其它环保类专业的环境工程基础课程、环境污染与防治课程等。
　　每个实训模块在组织实施前应根据实训工位、实训内容和场地限制安排实训实施的批次和人数，确定工位所用设施设备的种类和数量，提出实训现场要求和前期准备要求，以此制定模块标准的前六部分。模块标准的第七部分根据实训内容制定实训教学目标、实训教学原理、实训教学用品，特别是详细设计好实训教学步骤，数据记录和教学成果可通过编制实操问卷供学生作答，以充分检验教学效果。 　　3实训项目模块化的特点
　　3.1 规范性
　　实训项目模块化，使系统性的知识和技能以明确的教学目标进行专项实训教学。每个模块明确了教学要求、教学内容、教学组织、教学管理和教学实施，使各实训项目在实施过程中有章可循，内容、步骤统一，让同专业、同年級的班级达到一致的教学效果，加强了高职院校实训教学的组织与管理，提高了实训教学成效。
　　3.2指导性
　　实训项目模块化，明确了实训条件的建设要求，工位、药剂、耗材、仪器、设备数量和分配要求，实训课程前期准备要求等，为实训项目的开发、实训场地的建设、仪器设备的添置、药剂耗材的采购、教学前期的要求和教学实施的内容提供了有力的指导，明确了实训教学的内容，规范了实训教师的职责，避免了资金资源的浪费。
　　3.3拓展性
　　实训项目模块化标准的引入，可根据实训教学的需求，不断开发新的实训项目，充实课程的实训教学内容。将实训模块汇编成册形成实训项目模块库，各课程可根据教学目标选用合适的实训模块制定成该课程的实训教学计划，并严格按照模块标准执行。实训模块第七部分可制成实训教学板书，方便教学过程中随取随用，学生可根据板书自行完成实训操作内容，节省了书写时间，提高了实训课程效率。
　　3.4推广性
　　该实训项目模块化标准，可推广到高职院校各系各专业实训课程模块化建设中，以此为模式进行现有实训项目规范、新实训项目开发和实训教学组织与管理，并指导实训教学的准备与实施工作，为高职院校实训场所的规划与建设提供了理论依据和数据支持，甚至为各类其它高职院校专业课程的实训项目建设和新实训项目的开发提供平台与指导。
　　4总结
　　综上所述，实训项目模块化建设，是实训模块库建设的基础，规范了实训项目的内容，指导了实训教学的实施，加强了实训教学的组织管理，为实训开发和实训建设提供了有效的平台，规范性、指导性、拓展性和推广性强，是新时代我国高职教育实训教学值得探索的一条实训建设道路。
　　参考文献
　　[1]王金梅，薛叙明.水污染控制技术（第二版）.化学工业出版社，2013.11.
　　[2]环境保护部.水污染治理工程技术导则[HJ 2015-2012].2012.3.19.
　　[3]环境保护部.环境工程技术规范制定技术导则[HJ 526-2010].2010.2.22.
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