浅谈案例教学法在《水处理新技术》课程教学中的应用
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（b）-0144-01
随着我国经济水平的提高及工业的大规模发展，水环境污染也越来越严重，地表水及地下水出现了许多新增污染物，给人们身体健康产生严重危害。为了遏止水环境继续恶化，一些新技术、新工艺应运而生。在给排水科学与工程专业课程体系中，《水处理新技术》正是这样一门重要专业课[1]，它强调污水处理的“新技术”、“新工艺”，具有较强的工程实践性，兼具一定的理论知识。该课程涉及范围广泛，内容较多，但课程学时较短，如何在短时间内培养学生工程实践能力，是广大教学工作者面临的一个共同难题。笔者尝试通过案例教学法让学生更好地掌握课程知识，培养学生分析问题与解决问题的能力，并在此与广大同行探讨案例教学法设计的要点。
1 案例应注重理论与实践紧密结合
理论知识是工程实践的基础，在2012年教育部《高等教育本科专业》中将“给水排水工程”专业更名为“给排水科学与工程”专业[2]，名称的更换标志着科学理论基础在专业人才培养的重要性。因此在《水处理新技术》课程教学的案例选用上，需要理论与工程实践并重，同时与教材紧密结合，通过案例来启发学生思考，并建立理论和实践的联系。
在生物脱氮新技术单元，以短程硝化-反硝化工艺（SHARON）工艺为案例进行介绍。传统硝化过程是指氨氮（NH4+）先氧化成亚硝氮（NO2-），再被氧化成硝态氮（NO3-），两个步骤分别由氨氧化细菌（AOB）和亚硝化氧化细菌（NOB）催化完成（式1和式2）。
NH4+ + 1.5O2――NO2- + H2O + 2H+ （1）
NO2- + 0.5O2――NO3- （2）
这两个过程是独立的，且亚硝酸还原菌能够以NO2-为底物进行反硝化反应（式3），而不是传统观念认为只能以NO3-为底物进行反硝化反应（式4）。
在案例教学中通过介绍短程硝化-反硝化的微生物学理论知识，使学生更容易理解SHARON工艺的运行方式与特点。综合比较化学反应式1和2，理论上氧气（O2）可以节省25%，对应工艺过程中可以节省曝气量25%；综合比较化学反应式3和4，甲醇（CH3OH）可以减少40%，对应SHARON工艺反硝化过程中可以节省外加碳源40%。这样从理论和工艺两方面进行案例分析，加深学生对SHARON工艺的理解，并增加其对生物脱氮新技术的认识。
2 案例需具有新颖性和典型性
与文献相比，教材往往具有一定的滞后性。在《水处理新技术》教材中介绍的新技术、新工艺，它们的特点与应用范围可能会随着实际工艺研发而发生一些变化。为了及时掌握这些变化，需要阅读最新文献。案例选用上也要紧跟水处理新技术的发展，及时补充新知识，才能避免学生走出校园后出现知识与实际情况脱节的问题。
在厌氧生物处理技术中，以厌氧颗粒污泥为案例，介绍最新的分子生物学技术――荧光原位杂交技术（FISH）在厌氧颗粒污泥菌群检测中的应用，讲解其在厌氧颗粒污泥形态特征检测中的应用，并介绍厌氧颗粒污泥形成的机理。通过这些讲解，让学生了解厌氧生物处理技术的最新发展成果与研究技术。
另外，案例选用要具有典型性与代表性，不能只有一、两篇文献的报道，而要得到广大同行的认可，并经过工程实践的检验，这种案例才更有说服力。
3 案例应与科研紧密联系
我校《水处理新技术》课程是在给排水科学与工程专业大四上学期开设，很多学生即将开展毕业设计（论文），一些同学随后会进入研究生阶段开展课题研究。因此可以通过案例激发学生兴趣，培养学生科研能力。在氧化沟工艺介绍时，以我国的第一座三沟式氧化沟污水处理厂――邯郸市东污水处理厂为案例，介绍氧化沟工艺运行流程图、各构筑物的运行参数及对污染物的处理效果。这样学生在做排水方向毕业设计，遇见氧化沟工艺的设计就能与课堂知识联系起来；或者学生在做氧化沟生物脱氮的毕业论文的时候，课堂所学知识可以为毕业论文的开展提供良好的基础，进一步为研究生生物脱氮相关课题研究奠定基础。
4 增强与学生的互动性
教学过程中，学生的积极参与是保证教学效果的重要因素[3]。因此案例实施过程中，老师需要充分挖掘学生潜力，调动他们的积极性，提高其学习兴趣和主动参与意识，从而培养学生发现问题、分析问题与解决问题的能力，达到提高《水处理新技术》教学质量的目的。值得注意的是，课堂中往往是几个表现突出的学生主动性强，而部分学生则好像事不关己，不会积极参加案例的讨论[4]。因而在案例教学过程中，除了关注表现积极的学生外，还需要强制性地要求一些不参与讨论的学生发表观点，活跃整个课堂气氛，增强案例法的教学效果。
5 结语
通过以上的案例设计方法，可以在较短的时间内增强学生主动学习的兴趣，加深对水处理工艺原理及运行方式的理解，让他们熟悉最新的水处理工艺与技术，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后从事水处理研究和工程设计工作以及市政工程、环境工程研究生专业学习奠定良好的基础。
