基于工程教育专业认证的《工业废水处理》课程教学改革

杨文澜，殷 进，纪荣平，郑天柱，丛海兵

(扬州大学 环境科学与工程学院,江苏 扬州 225127)

《华盛顿协议》(Washington Accord)是本科工程教育学位互认协议，该协议规定毕业于某一成员国已认证工程专业的技术人才，应被其他成员国承认其从事该专业领域工作的学术资格[1]。我国于2013年成为《华盛顿协议》的预备成员单位，并于2016年6月转正，标志着我国工程教育国际化迈出了重大步伐。截至2018年6月，我国已通过了198所高校共计846个专业的工程教育专业认证，为相关专业毕业生就业和出国深造创造了良好的条件[2]。开展专业认证能够有效促进专业建设、提高人才培养质量、增强人才行业适应性和认可度，因此受到越来越多高校的重视。

扬州大学环境工程专业于2017年向专业认证委员会提交了工程教育专业认证的申请，于2018年7月提交了专业自评报告，并于2018年11月接受了中国环境科学学会环境类专业认证委员会组织的专家现场考核。在此背景下，本专业以工程认证为契机，确立了“立足江苏、辐射全国，培养能解决复杂环境问题的应用型骨干技术人才”的专业培养目标，而《工业废水处理》作为环境工程专业主要课程之一，需要进一步研究并改革理论与实践教学内容和方法，全面提升学生解决复杂工程问题的能力，以满足工程教育专业认证的要求。

1 《工业废水处理》课程的特点

工业是国民经济的命脉，工业废水的有效处置是工业可持续发展的重要保障。《工业废水处理》作为环境工程专业中综合性和实用性均较强的一门课程[3]，具备以下显著特征：

(1)综合性强。基于工业废水中污染物组成的多样性和复杂性，采用单一的处理技术很难将其处理达标，因此《工业废水处理》综合了污水的物理处理、化学处理、生物处理等诸多学科知识，具有较强的综合性。

(2)技术更新快。作为污染排放大户，工业废水的达标处理一直是企业和政府关注的重点和难点。一方面，工业行业的污染物排放标准在不断的更新，以满足日益严格的污染防治需要；另一方面，随着科学技术的发展，各种创新的污染防治技术也逐渐从实验室走进工程应用，比如高级氧化技术、新型环境功能材料技术等。

(3)应用性强。工业废水水质水量波动大，污染物组分复杂多样，且具有显著的行业特征。要设计一套合理的工业废水处理工艺流程，技术人员必须首先对废水的规模、污染组成、污染特性进行充分的调查分析，在此基础上有针对性的选择不同的处理工艺进行组合，挖掘不同工艺最大的优势，以期实现工业废水的低成本、高效率处理，这就要求设计人员有较强的理论联系实际的能力。

基于《工业废水处理》课程的上述特点，教学中必须紧跟国家、行业的管理要求和污水处理技术前沿知识，以学生实践能力的培养为目标，对课程的教学内容合理分配、有机融合，补充最新的工业废水处理工程案例，以确保学生理论联系实际，学以致用。

2 课程教学目标解析

《工业废水处理》课程的教学目标主要包括两部分内容：(1)通过本课程的学习，使学生了解工业废水的污染特征及废水排放标准，熟悉工业废水处理的各种技术，掌握工业废水处理构筑物的设计和设备选型方法，了解工业废水处理技术的最新发展动态。(2)能够使用恰当的资源与工具，对废水的污染物组成和特性进行分析和评估；能针对废水的达标排放或深度处理提出合理的废水处理方案，并对其开展技术、经济合理性论证。环境工程专业认证的主要目标是提高学生的实践能力和解决复杂环境问题的能力，因此对于《工业废水处理》课程的教学改革将重点从课堂教学和实践课程构建两个方面展开。

3 课堂教学和实践课程构建

3.1 面向职业资格认证，构建课堂教学内容

工程教育专业认证强调“成果导向”理念，注重对“教育产出”的考察，并以毕业生的“工程专业执业”为重要培养目标，这些理念为《工业废水处理》教学体系的构建指明了方向。2005年，我国建立了“注册环保工程师”制度，通过“执业资格考试”并从事相关业务活动的专业技术人员即被认定为“注册环保工程师”。水污染防治是“注册环保工程师”四个专业方向之一，而“工业废水处理”作为水污染防治的重要组成部分，在“注册环保工程师执业资格考试”中占有重要地位。

当前我国部分高校已开始尝试将职业资格认证引入本科教育，构建学历学位证书与职业资格证书并存的“双证制度”[4]。由于环境工程有较强的应用型与实践性，参加“国家注册环保工程师执业资格考试”要求有一定的工作年限，无法将其与学业考核结合。基于此背景，我们尝试将“注册环保工程师”考试大纲中有关工业废水处理需要熟悉和掌握的知识点渗透到《工业废水处理》的教学中，作为教学内容中的重点和难点。教学过程中实时关注不同工业行业水污染防治的最新管理要求以及废水处理技术的最新发展动态，对教学内容进行持续更新和优化，并结合工程案例的讲解，强化学生对相关知识点的理解和掌握。这样有利于缩短学生毕业后从事水污染防治工作的适应期，提高他们参加工作以后通过“国家注册环保工程师执业资格考试”的成功率。

3.2 面向应用能力的培养，重构实践教学模式

3.2.1 案例分析贯穿理论教学

在理论课教学中，每讲解完一个知识点后，选择一到两个与该知识点契合的工程案例进行分析讲解。例如，讲到“混凝沉淀”工艺的时候，可以结合印染废水处理的案例，针对其悬浮物和色度较高的特点，采用“聚合氯化铝+聚丙烯酰胺”复配进行混凝沉淀预处理，以满足生化处理工段的进水要求；讲到“吸附”工艺的时候，可以结合造纸废水处理的案例，针对其含有大量水溶性、难降解有机物的特点，为确保出水COD能达标排放，可以通过颗粒活性炭吸附工艺，深度去除出水中溶解性有机物；讲到“膜分离”工艺的时候，可以结合焦化废水处理的案例，针对其含有大量难降解、有毒有害有机物的特点，可以在生物处理单元后，增加“微滤+反渗透”深度处理单元，以满足处理水回用的需求。通过以上措施，拉近了理论知识与工程实践的距离，使学生清晰的了解到课堂知识在实际污水处理工程中是如何应用的，增强了他们对工业废水处理的认识和理解。

3.2.2 强化课程设计过程管理

课程设计是学生综合运用基础理论知识进行工业废水处理工艺设计的实践过程，对巩固和深化有关废水处理的专业知识起到至关重要的作用[5]。以往传统的教学过程往往只关注课堂知识的积累，忽略知识的应用和解决实际问题能力的培养。因此，有必要对《工业废水处理》课程设计的安排进行调整。

具体做法是，在理论课教学的第一周就提前布置好课程设计题目，如：某印染废水处理工艺设计、某造纸废水处理工艺设计、某焦化废水处理工艺设计等，学生每5人组成一个课题攻关小组，要求他们提前调研相关工业废水的污染物组成和特性，为选择处理工艺做好准备。后期的理论课讲授中，学生带着问题学习每一章节的内容，学完相应知识点后立即开展所需构筑物的设计，老师及时解答学生在课程设计中遇到的问题，这样既加深了对理论知识的理解，又在设计过程中对理论知识进行了拓展和延伸。最后的集中设计阶段采用答辩的方式，由学生分别汇报自己的设计成果，接受指导老师的质询并回答老师的提问。通过上述方式，使学生在实践中学习，提升了学生的学习主动性，培养了学生解决复杂工程问题的能力，增强了学生的就业竞争力。

3.2.3 加强校企合作

传统的实习环节，由于实习时间较短，对污水处理流程仅限于走马观花的参观浏览，无法深入理解相关处理工艺的技术要求。因此，专业与环保机构及相关企业开展实践教学合作，聘请企业相关技术人员作为校内导师，定期到学校给学生介绍最新的工业废水处理动态；同时学生也可以去相关环保机构和企业开展生产实习，主动参与到具体的工业废水处理设计和运营管理的工作中去，熟悉工业废水处理的各个环节，使学生对工业废水处理有更深入和具体的认知，有助于提升学生解决复杂环境工程问题的能力。

4 结语

工程教育认证旨在建立与工程师制度相衔接的工程教育体系，促进高等学校工程教育与工业界的联系，提升工程教育人才对行业发展的适应性，最终目标是保证学生培养质量满足从事相应职业的要求。本文以扬州大学环境工程专业为例，以工程教育认证的理念和目标为导向，分析和探索了构建《工业废水处理》课程教学内容与模式的策略，相关经验可为其他环境工程专业课程的教学改革和人才培养提供参考。