产教融合下的“废水处理工程”实践教学改革探索

［摘 要］ 针对传统工程教育科学化，教学内容脱离实际应用，教学体系缺乏实用性、先进性、创新性和有效性等问题，大连理工大学“典型工业废水处理工程方案设计实践教学”课程实施产教融合培养模式，以学生为中心，从整合课程内容体系，项目学习引导，建立校企协同创新育人平台等多个层面实施改革。以多个实际案例具体说明改革的实施和特色。产教融合的不断深化保证了本课程的持续创新性，满足了学生的需求，提高了学习的有效性，为工程教育课程教学创新设计提供了借鉴和参考。

［关键词］ 实践教学；产教融合；废水处理工程

［基金项目］ 2021年度大连理工大学研究生教改基金资助项目“环境工程专业学位研究生废水处理工程实践能力提升的改革与实践”（JG-2021046）

［作者简介］ 王 奕（1971—），女（蒙古族），辽宁大连人，工学博士，大连理工大学环境学院工程师，主要从事环境污染控制工程研究；徐晓晨（1973—），男，辽宁大连人，工学博士，大连理工大学环境学院教授，博士生导师，主要从事环境污染控制工程研究；孟秀丽（1973—），女，辽宁丹东人，工学博士，大连理工大学环境学院副教授，党委书记（通信作者），主要从事教育管理研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）44-0076-04 ［收稿日期］ 2023-09-28

随着中国经济飞速发展，实施“中国制造2025”等重大战略，培养创新型工程人才，迎接科技创新和产业革命，成为高等教育面临的重要挑战［1］。工程教育亟须培育多层次、多类型的工程师。卓越的工程教育，应更具包容性和多元性，要不断适应社会的发展需求，以教育促进创新，并运用创新工具和方法促进教育［2］。

然而，传统工程教育科学化阻碍了其发展［3］。实践是工程教育的根本。实践教学环节薄弱和工程参与度不足依然是我国高等工程教育长期存在的主要问题［4］。工程运行环节中，学生迫于被动灌输和机械接受的方式，缺乏主动思考能力，以及积极改进和提高解决问题的能力；教学资源短缺，类型单一，缺乏校企协同育人机制，难以适应教学内容快速更新的需求，学生的创新实践能力未能显著提升［5-6］。2020年9月，教育部、国家发展改革委、财政部发布的《关于加快新时代研究生教育改革发展的意见》提出，强化产教融合育人机制，加强专业学位研究生实践创新能力培养。实施“国家产教融合研究生联合培养基地”建设计划，重点依托产教融合型企业和产教融合型城市，大力开展研究生联合培养基地建设，着力提升实践创新能力。合理构建产教融合培养模式，以综合性实践为载体的教学方式可以全方位培养学生的工程能力，提高学生相关技能和实际操作能力，并促进学校及时调整人才培养方案，为学生走向工作岗位或深造打下坚实的基础［7-8］。

“典型工业废水处理工程方案设计实践教学”是高等学校环境工程水污染控制方向的一门重要专业拓展课程，是对环境工程水污染治理工程学习的应用，是水污染控制技术中的实践教学环节，也是环境工程专业硕士的主要专业选修课程之一。通过了解典型工业废水特点、处理原则、技术，了解一些常见的典型工业废水处理实例，使学生掌握常见典型工业废水的处理工艺及装置的原理和特点，具备典型工业废水处理工艺的设计和管理实践能力。

一、课程建设思路

1.激发学习内动力，提升学生综合能力。根据学生学习的特点和规律，结合专业知识点，以科技前沿和行业发展动态为引领，发掘专业知识传授和能力培养的深度，拓展实践教学的维度。以环境专业科学问题和行业问题引发学生的好奇心，培养学生对环境学科前沿的涉猎和科学研究的兴趣；整合专业综合设计和应用的实践教学内容，以具体实际应用问题作为启发点，开展基于问题的探究式学习，实现知识深度交叉和融合，培养学生的工程思维方式、综合素质和品格，提升创新实践能力。

2.构建产教融合平台，实现校企协同联合。企业提供行业案例、专家和实操平台，以实际应用所必备的专业知识和技能为中心，以实际工程应用为导向，通过协同创新发挥校企各自优势，培养学生的创新能力和工程实践能力［9］。

以实际的高水平科研项目为支撑，引导学生开展基于项目的学习，从实验室到工程实践基地，实现课堂教学的动态扩展和翻转教学，同时可以将成果融入教学中，加强学生对前沿科学技术的学习和掌握，真正提升学生的学科能力和素养。在实践课程校内外一体化的基础上，通过深化产教融合，实现高校和行业资源共享，优势互补，长期合作及互助共赢［10-11］。依托高校自身学科优势，以企业项目为导向，综合分析企业面临的复杂技术难题，从中凝练科学问题，开展有组织的科研攻关探讨，揭示企业技术难题背后的理论逻辑和科学规律，帮助企业运用科学理论和方法解决具体技术难题，引领企业技术发展方向；另一方面可以增强高校教学和科研实力，培养学生的创新应用能力，使高校人才培养目标与行业企业需求、经济社会发展高度契合，进而提升企业竞争优势。

二、课程目标

1.通过实践项目的学习，使学生理解典型工业废水的特点、处理原则、处理技术，掌握一些常见工业废水处理所需的理论知识与技能。

2.使学生认识到环境工程中污水处理发展方向，能够根据实际的工业废水条件提出相应的处理方案，从事工业废水控制工程新技术设计、沟通和运营等工作，增强研究和解决实际问题的意识与能力。

通过采用先进工艺处理典型工业废水的工程案例，一方面使学生具备分析判断不同工业废水处理难点的能力，培养源头减排、分质处理、回用与达标排放相结合处理方案的思路；另一方面加深对可持续处理工艺的了解，掌握未来水厂的典型设计思路与技术手段。

三、实践教学模式

实施课程激励计划。以学生为中心，以解决工程问题为导向，整合设计理念，将相关学科、领域的知识进行系统性重塑与划分，实现工程科学与工程实践的有机结合，促进学科知识的深层学习。实施校企联合，建设多个综合性实践教学企业基地，让学生参与到实际项目设计和运行中，培养学生的工程思维和创新能力、沟通能力、责任心和团队协作精神。

1.校内外名师引领，打造优质师资队伍。在校内邀请工程经验丰富的教师开设以新兴技术为方向的专题讲座，在校外聘请专业设计院高级工程师以及具有丰富工程经验的环保企业管理人才开展实际工程项目设计、施工、建设相关讲座，开发行业应用案例，让学生了解专业前沿技术和应用问题，拓宽学生的视野，切实将理论与实践相结合，加强学生知识与技能的拓展。此外，根据企业技术研发实际需求设计作业，并请企业技术研发人员参加作业评阅及反馈意见，由学生完成给定案例的方案设计实践报告。

2.校外培养基地的建设。选择授课者所在团队完成的工程作为校外培养基地，以“辽宁省工业生态与环境工程技术研究中心”平台作为校内实践基地，通过参观、学习、听取现场讲解，加深学生对相关关键技术的了解，并通过参与实际工程项目的运行管理，深入了解实际工程，强化产教融合，实现教学、科研和生产一体化。

四、实践教学内容

1.专题讲座。（1）通过课程导论，从环境学科的发展背景入手，介绍环境工程技术的发展过程，环境学科研究的发展特点，环境工程技术的发展方向，以及到2030年污水处理厂将如何转型为再生水厂、能源厂和肥料厂；挖掘与项目相关的知识点，结合国家和社会发展的需求，为学生的发展规划指明方向，激发学生的学习热情，促使学生对感兴趣的项目进行深层次的思考。（2）以技术应用为导向，开展案例教学讲座。聘请校外市政设计专家进行技术应用讲座。讲座内容主要包括工艺的技术原理、该工艺在技术应用中存在的问题与改进、实际工程项目案例以及该技术发展方向等。引导学生领会设计步骤，掌握设计方法，优化各个设计环节，使其在学习过程中体验到工艺设计的实用性和趣味性。

2.以项目为牵引促进科技成果转化，使学生参与到方案设计与实施中。组织学生参与到项目的方案设计、项目运行管理中，培养学生分析判断不同工业废水的处理难点的能力，以及分质处理、回用与达标排放相结合处理方案的思路。

下面以案例说明。大连夏家河污泥处理厂处理大连市区污水处理厂的剩余污泥、城肥、垃圾渗滤液与有机餐厨垃圾，处理工艺采用大连理工大学杨凤林教授团队发明的SNAD（同步亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化）技术，设计总氮脱除率≥75％。该沼液处理单元出水进入大连夏家河污水处理厂。选择上述两项实际工程作为学生校外培养基地项目。通过课堂教学让学生对此技术的原理及工程应用有充分的认识；之后通过在基地的学习和交流，进一步了解关键处理技术；部分学生参与沼液处理工程项目的运行管理，深入掌握实际工程的运营流程。

如此建立的产教融合平台，能够持续以科研反哺教学，将科学研究成果运用于人才培养的项目开发设计中，并支撑教学；项目开发设计吸取来自企业实践的经验并应用于企业实践中，在企业实践中得到检验，结果又反馈于项目设计开发，指导项目开发设计的改进，从而进一步优化研究成果，并为课程教学提供优质素材；课程教学又指导和引领企业实践，形成有效的校企协同育人机制。

3.教学内容与资源持续更新。实践教学课程建设始终关注领域前沿技术，根据行业发展状况、企业实际需求、产业技术创新与人才培养的需要，对教学内容和资源、应用案例持续调整并更新，完善教学方法和过程，以新项目新课题对接实际应用，提高学生对企业生产和行业发展前景的认识，有效推进实践教学改革的持续进行。

五、实践成效

实践教学课程获得了学生的认可和好评。学生取得科研实践成果的同时，综合素质也有所提高。如某学生开展产学研技术开发研究，为实际应用提供技术支持，并完成专利申请（基于活性污泥工艺的污水处理厂生化尾水深度自养脱氮除磷系统及方法）。另一学生以项目牵引的工程实践《辽河流域水环境治理关键技术集成及产业化示范项目》相关成果申请发明专利（一种养猪废水厌氧出水高效脱氮除碳的方法）。学生反映，在实践中不仅培养了爱岗敬业、勇于奉献的品质，此种教学模式还真正打造了突出技术创新能力、能够解决复杂工程问题的工程师培养平台。

结语

在分析污水处理工程实践教学存在的不足的基础上，开展了基于解决工程问题的全过程能力培养的实践改革探索，开发建立了课堂教学、实验室、校外工程实践基地教学平台，提高了高校实践教学质量，发挥了产教融合优势，形成校企合作育人平台，有效推进了“科研—实践—教学”一体化发展，为培养大学生思维拓展能力、创新实践能力，提升综合素质提供了有益的尝试。

参考文献

［1］教育部高等教育司.关于开展新工科研究与实践的通知：教高司函〔2017〕6号［A/OL］.［2017-02-20］（2018-04-11）.http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/201702/t20170223_297158.html.

［2］周如金，范忠烽，刘美.新时代卓越高等工程教育路径创新探索［J］.高教探索，2021（9）：9-12.

［3］李双寿.新时代新业态新工科工程训练教学体系创建［J］.高等工程教育研究，2023（1）：33-36+79.

［4］朱高峰.中国工程教育发展改革的成效和问题［J］.高等工程教育研究，2018（1）：1-10+31.

［5］徐嬴颖，施晓秋.传统专业课程新工科改造的路径、方法与实践［J］.高等工程教育研究，2023（3）：46-52.

［6］陈玉民，史承静，崔鑫，等.面向综合能源时代的动力机械原理课程建设与实践改革探索［J］.高教学刊，2023，9（23）：1-5.

［7］郑超，李亨，赵新海，等.基于工程能力全过程培养的锻造成形综合实验设计与实践［J］.实验科学与技术，2021，19（1）：59-64+86.

［8］刘润.产学合作协同育人导向下校企联合实践基地建设探索［J］.高教学刊，2023，9（24）：21-24.