基于科研平台的“当代给水与废水处理”建设

宿程远 陈孟林 黄智

[摘 要] 在“双一流”建设的背景下，对环境科学与工程硕士研究生课程“当代给水与废水处理”进行建设，基于授课教师所主持的科研项目及发表的科研论文，结合当前水处理热点问题，完善教学内容;建设“当代给水与废水处理”课程网站，积极推进“课外翻转”与“课内翻转”;同时将废水处理中试乃至示范工程的典型案例进行有机的补充，从而实现整个课程建设的“两高一新”目标。

[关键词] 课程建设;科研平台;国际视野;科研素质

[基金项目] 2019年度广西研究生创新项目学位与研究生教育改革课题（JGY2019035）;2019年度广西高等教育本科教学改革工程项目

（2019JGA122）;2017年度广西师范大学研究生课程建设项目

[作者简介] 宿程远（1981—），男，河北晋州人，工学博士，教授（通信作者），研究方向为环境工程;陈孟林（1965—），男，广西桂林人，工

学博士，教授，研究方向为环境工程;黄 智（1972—），男，广西桂林人，工学博士，教授，研究方向为环境工程。

[中图分类号] G642.3    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）30-0265-02    [收稿日期] 2020-02-21

“当代给水与废水处理”是环境科学与工程硕士研究生的必修课、学位课，教学内容主要包括化学动力学、反应器、活性炭吸附、常规分离过程与膜分离、废水生物化学处理基础、活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法、废水的脱氮与脱磷等。其教学目的使学生掌握给水与废水处理的原理、技术应用，使之具备水处理领域的科研工作和技术开发的理论基础;同时将水处理领域的新技术、新方法传授给学生，从而培养学生独立思考、综合分析、解决问题的能力。本课程在整个环境科学与工程硕士研究生的培养体系中发挥着重要作用。

一、建设任务与目标

本课程的建设任务：（1）水处理的新理论与新技术层出不穷，本课程对教学内容进行组织与完善，突出教学内容的实用性与前瞻性。（2）在“双一流”建设的背景下，为了扩展学生的国际视野，推动课程国际化建设，同时做到“授人以鱼不如授人以渔”，进行辅助教材《污水生物处理实验方法》的编写。（3）针对本课程数学模型与化学反应过程较多的特点，为有效激发学生的求知欲望和学习热情，采用多种教学手段应用于课程教学过程，同时充分利用科研平台，实现“线上与线下”“显性与隐性”相结合的教学模式，实现整个课程建设的“两高一新”，即以高水平的授课，高质量的课程网站，新的辅助教材。

二、教学内容优化

高校的科研平台是技术、知识与创造力孕育的地方;同时科研平台无论从事应用基础研究，还是从事工程技术开发，都承担着一定的科研项目，并且每年会产出大量的高水平科研论文，而这些都是非常宝贵的资源，如将其进行凝练与提升，补充到课程的教学内容当中，不仅可以提高学生的学习兴趣，同时有助于培养学生的科研素质[1]。

（1）科研项目的有机渗透。本课程教学团队教师主持国家自然基金项目、广西自然科学基金项目、广西千亿元产业重大科技攻关项目等科研项目20余项，这些都是优良的素材，将其进行整理，融入到本课程的教学过程。如在讲授“第3章活性炭吸附”时，将国家自然基金项目“高温气流催化氧化再生吸附剂的机理和过程模拟研究”、广西自然基金项目“吸附—高温气流催化氧化再生法处理废水的研究”引入课堂，让学生对新型吸附剂的研制、吸附性能与机理、吸附剂高温气流催化氧化再生过程有一个系统而深刻的认识。在讲授“第10章厌氧生物处理法”时，将国家自然基金项目“基于生物质炭投加与循环控制的促进餐厨垃圾厌氧消化的过程与机制研究”引入课堂，从厌氧反应器的启动、厌氧颗粒污泥的理化特性等向学生进行全面的展示，从而实现教学内容与水处理技术前沿以及当前社会需求的有效对接。

（2）科研论文的有益补充。对于科研论文的阅读，不仅可以让学生了解当前的研究热点，同时可以培养学生科学的语言表达，为今后自己科研论文的写作奠定良好的基础，在进行本课程授课时，可将教学团队在《Bioresource Technology》《Journal of Hazardous Materials》等国内外期刊的论文进行讲授，对于英文论文，可以向学生展示文章结构的组织、图形的绘制、实验的方案等，让学生对于科研论文的撰写有一个整体的把握。

（3）发明专利的积极引导。在创新2.0时代“大众创业、万众创新”的引领下，创新精神显得尤为重要。授课教师团队申报了10余项发明专利，“利用ABR-生物电Fenton耦合技术处理难生物降解工业废水的装置”“一种短程硝化反硝化一体化ABR反应器”“利用复合双循环厌氧反应器处理工业废水的装置”“一种复合生态高负荷土壤渗滤系统”等专利获得授权，同时有多项专利转让，实现了“产学研”的结合。在授课过程中，可将授课教师的专利进行补充，更重要的是以此为契机，激发学生的创新精神，引发学生的Highlight。

三、教材建设

要成为一个称职的环境科学与工程从业人员，需要有专业知识的储备。但新的想法与理念最终还是要走出实验室，变成工程实践，基于此，本教学团队通过《污水生物处理实验方法》教材的编写，可作为本课程的有效补充：

（1）鼓励学生独立思考、自己动手设计实验，并且对实验设计方案进行指导，指出其可取之处与不足之处，在实践中引导学生，从实验方案设计到反应器的搭建，再到取样与分析，悉心指导。

（2）科教融合，將污水处理行业赫赫有名的学者，如前IWA主席Glen Daigger，污水微生物群落分析奠基人Per Nielsen等的研究成果融入教材，使学生不出国门便能领略大师的风采，拓宽学生的国际视野[2-3]。

（3）《污水生物處理实验方法》教材的编写旨在建立从事科研的人和从事工程、运行的人之间的桥梁，本教材的编辑不仅局限于实验室小试研究，更加入中试乃至示范工程的典型案例进行有机的补充，做到“接地气”。

四、教学方法改革

科研平台是产、学、研结合的聚集点，也是实现“教”和“研”相融合的实践基地[1]。在本课程教学模式与教学方法改革中，充分发挥与利用现有科研平台。本课程教学团队在学院的科研平台下进行项目研究，拥有多套水处理反应器，在课程讲授过程中，让学生参观实际的反应器。例如生态土地渗滤系统、可控内循环厌氧反应器、ABR-生物电Fenton耦合反应器等，通过让学生亲身接触，可以给学生更好的感官认识，还可告诉学生反应器的运行操作，从而给学生留下深刻的印象。同时利用课余时间开展线下实践课，设计水处理的小试反应器，让学生进行亲身实践，使其能更深入了解其特性与优缺点，做到理论联系实际、知识与实践的紧密结合[4]。

五、结语

以“珍稀濒危动植物生态与环境保护”教育部重点实验室、“岩溶生态与环境变化研究”广西高校重点实验室、“环境科学”自治区重点学科的科研平台为桥梁，以授课教师所主持的科研项目与发表论文为切入点，通过本课程的建设，对给水与废水处理的基础研究、技术创新、工程应用知识向学生进行讲授，从而提升本课程的创新性、开放性与国际化，进而提升学生的创新能力与科研素质。

参考文献

[1]刘劲松，徐明生，任学梅，等.研究生高水平国际化课程建设理念与实践探索界[J].学位与研究生教育，2015（6）：32-35.

[2]刘晓黎，张莉，刘磊.研究生教育国际化支撑“双一流”建设的对策研究[J].研究生教育研究，2016（4）：11-15.

[3]王丽萍，李康.环境工程专业学位研究生课程教学模式改革探索[J].煤炭高等教育，2018（2）：91-94.

[4]吴建华，刘锋.环境工程类开放性实验室的建设[J].当代教育理论与实践，2015（12）：85-87.

Course Construction of Contemporary Principles of Water and Waste Water Treatment Based on the Research Platform

SU Cheng-yuan，CHEN Meng-lin，HUANG Zhi

（School of Environment and Resources，Guangxi Normal University，Guilin，Guangxi 541004，China）

Abstract：Under the background of the construction of "world-class universities and world-class disciplines"，the course of Contemporary Principles of Water and Waste Water Treatment is constructed，which is based on the scientific research projects and published research papers.The teaching content is improved in combination with the current issues of water treatment.The building of the course website enhanced the openness of the teaching.Meanwhile，the pilot test of waste water treatment and typical cases of demonstration projects were organically supplemented，so as to realize "two high quality and one new method" in the whole course construction.

Key words：course construction;research platform;international view;scientific research quality