“水处理理论与技术”课程课堂教学改革与探索

摘要：《水处理理论与技术》是武汉大学水质科学与技术专业、能源化学工程专业重要的专业课之一。本文对近几年该课程的教学进行了总结，探讨了该门课程体系的建设与教学模式的改革。通过改进课堂教学方法，选用多媒体教学、专家讲座以及讨论课等相结合的方法进行授课、改革成绩评价体系等方式，充分发挥各种教学方法的优势，调动学生学习积极性和创造性，使得《水处理理论与技术》教学效果显著提高，从而培养出符合国家需要的专业技术人才。

关键词：水处理理论与技术;课程体系;教学模式;教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）43-0092-02

《水处理理论与技术》课程是武汉大学水质科学与技术专业、能源化学工程专业重要的必修课。通过本课程的学习，使学生掌握水处理的基本原理，熟悉水处理工艺单元、设备、系统的基本知识，培养学生具有设计、计算水处理工程中的设备、工艺系统的基本能力，为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理奠定必要的理论和应用基础。

一、课程的性质和要求

《水处理理论与技术》课程主要包含水处理的基本原理和应用技术，涉及化学反应、化工传质、流体力学和机械设备等多学科的专业知识。通过本课程的学习，使学生掌握水处理的基础理论知识，以及工艺设计和计算方法，了解水处理在电力、煤炭等能源行业的应用知识，初步具备将各种水处理单元技术组合成水处理系统的能力。

二、课程现状

1.传统教材单一，教学内容陈旧。全国高校同类课程参考教材主要是许保玖主编的《给水处理理论》（中国建筑工业出版社，2000年），许保玖、龙腾锐主编的《当代给水与废水处理原理》（第二版，高等教育出版社，2003年）。这些教材都是水处理领域经典的教学参考书，都很好地阐述了水处理的基本理论和基础知识，但是教材出版年代比较久远，不能满足新形势下水处理技术不断发展的需求，不能及时更新拓展教学内容。

2.教学方式落后。水处理设备及构筑物的工作原理和结构复杂，依靠传统课程讲解及板书的教学方式获得的信息很抽象，学生难以理解，而且教学方式过于单一，学生较难理解工作原理和设备运行情况。学生的创造性和积极性难以被激发出来，导致教学效果欠缺[1]。

3.考核与评价方式片面。传统的考核方式通常以单一的期末闭卷考试为主，这种单一以分数高低评价学生成绩的考核方式不能适应《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的要求，也不利于学生的全面综合发展。

三、课程体系的建设

1.教材的选择与建设。考虑本专业是以电力行业为办学特色以及将来学生就业方向，选择了周柏青、陈志和主编的热力发电厂水处理（上册，第四版，中国电力出版社，2009年）及李培元、周柏青主编的发电厂水处理及水质控制（第一版，中国电力出版社，2012年）作为主教材[2，3]。并参考国外大学的原版教材，把最前沿的理论和知识融入教学中，让学生从Water research，Desalination等著名期刊上搜寻最新的水处理技术文献，掌握最新最前沿的理论与基础知识，从而激发学生的学习兴趣。

2.理论课程与实验课程。《水处理理论与技术》的理论课程，共3学分54学时，包括水质概述、水的混凝处理、沉淀与澄清、过滤、离子交换除盐、凝结水精处理、循环冷却水处理7章内容。《水处理理论与技术》的实验课程18学时，包括混凝实验、树脂RH―Na交换平衡等温线的测定、循环冷却水阻垢剂的快速筛选、水处理药剂缓蚀性能的测定四个教学实验。

3.教学大纲的修订与教学内容的调整优化。在新大纲中对原教学体系和内容进行了调整和充实。如将絮凝反应池中新的设计理念、新型过滤材料、凝结水精处理新型过滤技术等，在教学内容中得到补充和完善。在教学过程中，将授课内容分为基本和重点两类。对于重点内容，对书本中的知识重新设置并对相关知识加以补充，例如重点内容阳离子与阴离子之间的关系、含盐量与溶解固体之间的关系、硬度与碱度的关系、pH值与碳酸化合物之间的关系、pH值与硅酸化合物之间的关系。同时还注重培养学生综合运用知识的能力，例如在讲工程应用时以电厂水处理各个工段的处理方法和工艺为例，重点讲述基本原理在工艺流程上的应用。

随着发电厂高参数、大容量机组的增加，凝结水处理技术越来越广泛得到应用[4]，增加了凝结水处理系统混床树脂的分离，混床运行中出现的异常情况、可能原因及处理方法等内容。循环冷却水处理增加了盐量平衡与水质变化，补充水量的计算。此外，课堂教学内容的调整与优化还包括当今国内外先进的水处理技术和工艺，并与传统技术与工艺进行对比，使学生真正掌握水处理技术的精华，启发学生思维，培养学生的创新意识。

四、教学模式的改革

1.开展引导式、启发式、举例式教学。开展了引导式、启发式、举例式相结合的教学方法。本课程内容广、名词概念多，传统的教学方式使学生不能及时理解和掌握知识。在教学过程中应以学生为主体，调动学生参与到课堂教学，发挥学习的主动性和积极性。在讲授时要突出重点，启发和引导学生提出问题，和学生共同探讨;鼓励学生积极查阅国内外文献，寻找答案。此外，教师在课前将课件上传班级QQ群，使学生提前预习和课后复习。教学方法的改革对于提高教学质量、改进教学效果、培养学生分析与解决能力均有很大促进。

2.利用多媒体、板书、视频相结合进行教学。“水处理理论与技术”课程有许多工艺流程图、设备及构筑物结构图等，传统的教学方法是教师现场绘制或展示挂图等，缺乏生动性和灵活性。本课程以文字、图片、三维动画和视频录像为基础，精心制作课程PPT，将水处理工艺的各个流程以现场照片、视频和电脑制作的单元处理过程的动画再加上文字说明展示给学生，为学生提供生动形象、丰富多彩的知识，使学生更容易理解并掌握水处理设备、构筑物和工艺系统的工作原理，为今后在工作中能够合理选择和设计水处理工程打下良好的基础。

3.专家讲座。定期聘请水处理工程领域的专家学者给学生进行讲座，能够使学生把课本上的理论知识与实际工程联系起来，有助于提升学生对知识的掌握并拓展视野。通过专家讲座，让学生了解国内外水处理领域的新工艺、新材料和新方法，发展趋势及应用特点和适用性，对培养学生深入探索的精神具有显著的作用。

4.讨论课。将全班学生分成7个小组，每小组3～4人，每个小组对不同论题进行论述，要求查阅国内外最新文献并制作PPT。每小组推出代表上台讲述5～8分钟。陈述完毕后，其他同学和教师对其论题进行提问，由该小组成员负责回答。讨论结束后，教师概括其主要内容，评价该组同学的陈述情况，并提出建议。通过开展讨论式课堂教学，极大调动了学生的主观能动性，取得了很好的效果。

五、结束语

根据笔者近几年在《水处理理论与技术》实际教学过程中的实践与体会，本文对该课程的教学内容和教学模式进行了探索，着重对课程体系的建设、教学方法和教学手段的改革，构建有利于培养电力、煤炭等领域的水处理技术研究和管理人才的教学新体系。在教学过程中运用多样化教学方法调动学生的学习积极性和创造性，取得了良好的教学效果。通过多元化考核体系的建立，能更全面、科学地评价学生的综合素质，从而培养出符合国家需求的高素质专业技术人才。

参考文献：

[1]杨国红.水质工程学多样化教学方法探讨与实践[J].技术与创新管理，2013，34（6）：595-597.

[2]李培元，周柏青.发电厂水处理及水质控制[M].第一版.北京：中国电力出版社，2012.

[3]周柏青，陈志和.热力发电厂水处理（上册）[M].第四版.北京：中国电力出版社，2009.

[4]牛微，毕孝国.“火力发电厂水质净化”课程内容的优化研究[J].课程教材改革，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