曾玉彬 周柏青 劉廣容

摘要：《水處理理論與技術(shù)》是武漢大學(xué)水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、能源化學(xué)工程專業(yè)重要的專業(yè)課之一。本文對(duì)近幾年該課程的教學(xué)進(jìn)行了總結(jié)，探討了該門課程體系的建設(shè)與教學(xué)模式的改革。通過(guò)改進(jìn)課堂教學(xué)方法，選用多媒體教學(xué)、專家講座以及討論課等相結(jié)合的方法進(jìn)行授課、改革成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系等方式，充分發(fā)揮各種教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，使得《水處理理論與技術(shù)》教學(xué)效果顯著提高，從而培養(yǎng)出符合國(guó)家需要的專業(yè)技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：水處理理論與技術(shù);課程體系;教學(xué)模式;教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）43-0092-02

《水處理理論與技術(shù)》課程是武漢大學(xué)水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、能源化學(xué)工程專業(yè)重要的必修課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握水處理的基本原理，熟悉水處理工藝單元、設(shè)備、系統(tǒng)的基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)、計(jì)算水處理工程中的設(shè)備、工藝系統(tǒng)的基本能力，為將來(lái)從事本專業(yè)的工程設(shè)計(jì)、科研及運(yùn)行管理奠定必要的理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。

一、課程的性質(zhì)和要求

《水處理理論與技術(shù)》課程主要包含水處理的基本原理和應(yīng)用技術(shù)，涉及化學(xué)反應(yīng)、化工傳質(zhì)、流體力學(xué)和機(jī)械設(shè)備等多學(xué)科的專業(yè)知識(shí)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握水處理的基礎(chǔ)理論知識(shí)，以及工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算方法，了解水處理在電力、煤炭等能源行業(yè)的應(yīng)用知識(shí)，初步具備將各種水處理單元技術(shù)組合成水處理系統(tǒng)的能力。

二、課程現(xiàn)狀

1.傳統(tǒng)教材單一，教學(xué)內(nèi)容陳舊。全國(guó)高校同類課程參考教材主要是許保玖主編的《給水處理理論》（中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000年），許保玖、龍騰銳主編的《當(dāng)代給水與廢水處理原理》（第二版，高等教育出版社，2003年）。這些教材都是水處理領(lǐng)域經(jīng)典的教學(xué)參考書，都很好地闡述了水處理的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，但是教材出版年代比較久遠(yuǎn)，不能滿足新形勢(shì)下水處理技術(shù)不斷發(fā)展的需求，不能及時(shí)更新拓展教學(xué)內(nèi)容。

2.教學(xué)方式落后。水處理設(shè)備及構(gòu)筑物的工作原理和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，依靠傳統(tǒng)課程講解及板書的教學(xué)方式獲得的信息很抽象，學(xué)生難以理解，而且教學(xué)方式過(guò)于單一，學(xué)生較難理解工作原理和設(shè)備運(yùn)行情況。學(xué)生的創(chuàng)造性和積極性難以被激發(fā)出來(lái)，導(dǎo)致教學(xué)效果欠缺[1]。

3.考核與評(píng)價(jià)方式片面。傳統(tǒng)的考核方式通常以單一的期末閉卷考試為主，這種單一以分?jǐn)?shù)高低評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)的考核方式不能適應(yīng)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》的要求，也不利于學(xué)生的全面綜合發(fā)展。

三、課程體系的建設(shè)

1.教材的選擇與建設(shè)?？紤]本專業(yè)是以電力行業(yè)為辦學(xué)特色以及將來(lái)學(xué)生就業(yè)方向，選擇了周柏青、陳志和主編的熱力發(fā)電廠水處理（上冊(cè)，第四版，中國(guó)電力出版社，2009年）及李培元、周柏青主編的發(fā)電廠水處理及水質(zhì)控制（第一版，中國(guó)電力出版社，2012年）作為主教材[2，3]。并參考國(guó)外大學(xué)的原版教材，把最前沿的理論和知識(shí)融入教學(xué)中，讓學(xué)生從Water research，Desalination等著名期刊上搜尋最新的水處理技術(shù)文獻(xiàn)，掌握最新最前沿的理論與基礎(chǔ)知識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.理論課程與實(shí)驗(yàn)課程?！端幚砝碚撆c技術(shù)》的理論課程，共3學(xué)分54學(xué)時(shí)，包括水質(zhì)概述、水的混凝處理、沉淀與澄清、過(guò)濾、離子交換除鹽、凝結(jié)水精處理、循環(huán)冷卻水處理7章內(nèi)容?！端幚砝碚撆c技術(shù)》的實(shí)驗(yàn)課程18學(xué)時(shí)，包括混凝實(shí)驗(yàn)、樹(shù)脂RH—Na交換平衡等溫線的測(cè)定、循環(huán)冷卻水阻垢劑的快速篩選、水處理藥劑緩蝕性能的測(cè)定四個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

3.教學(xué)大綱的修訂與教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整優(yōu)化。在新大綱中對(duì)原教學(xué)體系和內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和充實(shí)。如將絮凝反應(yīng)池中新的設(shè)計(jì)理念、新型過(guò)濾材料、凝結(jié)水精處理新型過(guò)濾技術(shù)等，在教學(xué)內(nèi)容中得到補(bǔ)充和完善。在教學(xué)過(guò)程中，將授課內(nèi)容分為基本和重點(diǎn)兩類。對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)書本中的知識(shí)重新設(shè)置并對(duì)相關(guān)知識(shí)加以補(bǔ)充，例如重點(diǎn)內(nèi)容陽(yáng)離子與陰離子之間的關(guān)系、含鹽量與溶解固體之間的關(guān)系、硬度與堿度的關(guān)系、pH值與碳酸化合物之間的關(guān)系、pH值與硅酸化合物之間的關(guān)系。同時(shí)還注重培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，例如在講工程應(yīng)用時(shí)以電廠水處理各個(gè)工段的處理方法和工藝為例，重點(diǎn)講述基本原理在工藝流程上的應(yīng)用。

隨著發(fā)電廠高參數(shù)、大容量機(jī)組的增加，凝結(jié)水處理技術(shù)越來(lái)越廣泛得到應(yīng)用[4]，增加了凝結(jié)水處理系統(tǒng)混床樹(shù)脂的分離，混床運(yùn)行中出現(xiàn)的異常情況、可能原因及處理方法等內(nèi)容。循環(huán)冷卻水處理增加了鹽量平衡與水質(zhì)變化，補(bǔ)充水量的計(jì)算。此外，課堂教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整與優(yōu)化還包括當(dāng)今國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的水處理技術(shù)和工藝，并與傳統(tǒng)技術(shù)與工藝進(jìn)行對(duì)比，使學(xué)生真正掌握水處理技術(shù)的精華，啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

四、教學(xué)模式的改革

1.開(kāi)展引導(dǎo)式、啟發(fā)式、舉例式教學(xué)。開(kāi)展了引導(dǎo)式、啟發(fā)式、舉例式相結(jié)合的教學(xué)方法。本課程內(nèi)容廣、名詞概念多，傳統(tǒng)的教學(xué)方式使學(xué)生不能及時(shí)理解和掌握知識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)以學(xué)生為主體，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與到課堂教學(xué)，發(fā)揮學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。在講授時(shí)要突出重點(diǎn)，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，和學(xué)生共同探討;鼓勵(lì)學(xué)生積極查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，尋找答案。此外，教師在課前將課件上傳班級(jí)QQ群，使學(xué)生提前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。教學(xué)方法的改革對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量、改進(jìn)教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生分析與解決能力均有很大促進(jìn)。

2.利用多媒體、板書、視頻相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)?！八幚砝碚撆c技術(shù)”課程有許多工藝流程圖、設(shè)備及構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)圖等，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是教師現(xiàn)場(chǎng)繪制或展示掛圖等，缺乏生動(dòng)性和靈活性。本課程以文字、圖片、三維動(dòng)畫和視頻錄像為基礎(chǔ)，精心制作課程PPT，將水處理工藝的各個(gè)流程以現(xiàn)場(chǎng)照片、視頻和電腦制作的單元處理過(guò)程的動(dòng)畫再加上文字說(shuō)明展示給學(xué)生，為學(xué)生提供生動(dòng)形象、豐富多彩的知識(shí)，使學(xué)生更容易理解并掌握水處理設(shè)備、構(gòu)筑物和工藝系統(tǒng)的工作原理，為今后在工作中能夠合理選擇和設(shè)計(jì)水處理工程打下良好的基礎(chǔ)。

3.專家講座。定期聘請(qǐng)水處理工程領(lǐng)域的專家學(xué)者給學(xué)生進(jìn)行講座，能夠使學(xué)生把課本上的理論知識(shí)與實(shí)際工程聯(lián)系起來(lái)，有助于提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握并拓展視野。通過(guò)專家講座，讓學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外水處理領(lǐng)域的新工藝、新材料和新方法，發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用特點(diǎn)和適用性，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生深入探索的精神具有顯著的作用。

4.討論課。將全班學(xué)生分成7個(gè)小組，每小組3～4人，每個(gè)小組對(duì)不同論題進(jìn)行論述，要求查閱國(guó)內(nèi)外最新文獻(xiàn)并制作PPT。每小組推出代表上臺(tái)講述5～8分鐘。陳述完畢后，其他同學(xué)和教師對(duì)其論題進(jìn)行提問(wèn)，由該小組成員負(fù)責(zé)回答。討論結(jié)束后，教師概括其主要內(nèi)容，評(píng)價(jià)該組同學(xué)的陳述情況，并提出建議。通過(guò)開(kāi)展討論式課堂教學(xué)，極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，取得了很好的效果。

五、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)筆者近幾年在《水處理理論與技術(shù)》實(shí)際教學(xué)過(guò)程中的實(shí)踐與體會(huì)，本文對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式進(jìn)行了探索，著重對(duì)課程體系的建設(shè)、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革，構(gòu)建有利于培養(yǎng)電力、煤炭等領(lǐng)域的水處理技術(shù)研究和管理人才的教學(xué)新體系。在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用多樣化教學(xué)方法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，取得了良好的教學(xué)效果。通過(guò)多元化考核體系的建立，能更全面、科學(xué)地評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合素質(zhì)，從而培養(yǎng)出符合國(guó)家需求的高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊國(guó)紅.水質(zhì)工程學(xué)多樣化教學(xué)方法探討與實(shí)踐[J].技術(shù)與創(chuàng)新管理，2013，34（6）：595-597.

[2]李培元，周柏青.發(fā)電廠水處理及水質(zhì)控制[M].第一版.北京：中國(guó)電力出版社，2012.

[3]周柏青，陳志和.熱力發(fā)電廠水處理（上冊(cè)）[M].第四版.北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[4]牛微，畢孝國(guó).“火力發(fā)電廠水質(zhì)凈化”課程內(nèi)容的優(yōu)化研究[J].課程教材改革，2013，（264）：65-66.

The Class Teaching Innovation and Exploration for the "Theory and Technology of Water Treatment"

ZENG Yu-bin，ZHOU Bo-qing，LIU Guang-rong

（School of Power and Mechanical Engineering，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430072，China）

Abstract："Theory and technology of water treatment" is one of the important courses for the majors of water quality science and technology and energy chemical engineering. We summarize the class teaching of recent years，and discuss the construction of the curriculum system and the innovation of teaching modes. Through the improvement of class teaching methods，we combine the multimedia teaching，specialist lecture and seminar to give lessons，as well as the innovation of performance evaluation system，and etc. To give fully play to the advantage of these teaching modes and mobilize the students' learning initiative and motivation. The teaching efficiency of this class has been improved significantly，and thus cultivate the professional and technical talents.

Key words：theory and technology of water treatment;curriculum system;teaching mode;teaching method