碳中和背景下的“工业水污染控制技术”课程新定位.pdf

2023 年 7 期 63http:/ 环境教育理论 Theory 沙龙新技术、新材料的研发和应用过程中，通过设置构想、构建新型材料及控制过程，再结合实际应用中的问题，实现了基于碳中和对“工业水污染控制技术”课程内容改革创新的定位。课后作业中结合碳中和对科研方向的新规划对工业水处理技术分模块规划碳中和课后作业题目教师将典型的工业水处理技术分为污染物分离模块（沉降、气浮、隔滤、离心分离、吹脱、汽提和膜分离等）和污染物转化模块（氧化还原法、生物法、电化学法、离子交换法等）。在传统的污染物去除过程中，将碳减排、碳吸收及碳利用等思路融合进去，通过工艺改造和创新来实现碳中和目标，设置课后作业题目。比如，在分离模块的隔滤分离过程中，将开发对特定污染物具有高选择性隔滤分离的滤料作为核心要求布置课后作业，以实现被分离物的高纯度回收；在污染物转化模块，将生物质富集回收替代有机物彻底矿化产生二氧化碳及资源化利用前景分析作为主要任务布置课后题目。基于课后作业中碳中和的任务要求，学生将碳中和理念融入科研活动中，对自己的科研方向进行深入思考，撰写较为完整的研究计划，将其作为课后作业。授课老师对学生的计划进行启发式点评，挑选创新性突出的计划在课堂上分享。通过师生反复地切磋和研讨，将新的碳中和理念作为种子深植学生的脑海，使其在科研中成为潜意识。结合碳中和新规划的课后作业案例交流在课后作业布置两周后，学生系统地查阅文献资料，并进行分析整理，形成 PPT 汇报材料，在课堂上进行案例展示、交流。通过研讨和灵感的碰撞，形成更为创新的观点。以某次活性炭吸附深度处理技术的作业为例，作业题目：有一工业废水富含五氯酚 PCP，二级出水中 PCP 浓度为 20mg/L，要求出水浓度为3mg/L，水量为 200m3/d，拟采用活性炭吸附技术作为 PCP 的深度处理单元。静态吸附平衡符合等温式qe=0.45Ce1/3。具体要求：结合碳中和的思路，创新设计小试试验方案，由此确定相应的运行参数，据此初步制定中试过程方案。其中，小试参数包括活性炭原料来源、活性炭理化参数、吸附环境条件参数等；中试方案包括吸附运行模式及其对应的吸附剂用量、运行维护要求、活性炭再生措施等。在这次作业的交流汇报过程中，有学生推荐用多级逆流吸附提高利用率，在加热再生中通过热量回收利用节能，活性炭的制备原料从煤制炭向剩余生物污泥制炭转变等。方案达到了节能降耗、减少碳排放和废物资源化利用的目的。一系列的创新性 2023 年 7 期 65http:/ MOOC 资源和 VR 模块教学手段。MOOC 中相应的材料包括诸多水处理技术的工程实例视频，VR 模块中对典型的水处理技术流程进行了全方位模拟和演示，学生可“身临其境”地体验。具体为：课前环节使学生明确课程计划、教学目标和关键知识点，结合 MOOC 资源和 VR 模块，达到“全景”的预习效果；课堂环节融合了碳中和教学理论、碳中和案例讨论的阶段式教学设计，借助板书教学、多媒体教学和 VR 的PC 演示等手段，使学生深入掌握新技术的原理和处理工艺，强化学生对减碳、低碳和负碳4的认识；课后环节借助现代化教学模块和文献查阅、创新研究5，6等拓展模块，加深学生对所学理论知识的理解，带着碳中和的使命和目标，进一步提高学生解决复杂工程问题的能力7和深入思考的创新能力8。结论基于碳中和的国家重大战略需求，“工业水污染控制技术”课程从以下三个方面进行了教学方式的改革和深化，以期达到对该课程的重新定位。1.在课堂教学过程中，在现有工业水污染控制技术的学习中，以贯彻碳中和为再创新的原则，激励学生将学习和创新有机结合。并引申到新技术研发层面，在研发到应用的全生命周期中启发学生对碳中和的融入进行思考。2.在完成课后作业的过程中，学生在所学知识的基础上，结合碳中和重新对自己的科研方向进行定位与规划，鼓励学生在不同科研层面、不同科研方向上践行碳中和。3.综合学院内水污染控制相关的课程资源，对本课程的教学设计进行完善，将碳中和理念可听、可谈、可看地融入各教学层面和环节中。（作者单位：华东理工大学资源与环境工程学院）参考文献1 施国庆,江天河.全生命周期视角下的工程社会学研究初探以对建设工程的分析为例 J.自然辩证法通讯,2019,41(9):93-99.2 庄益东.工厂污水处理站技术改造方案的创新研究 J.建筑工程技术与设计,2018(2):2084-2085.3 陈平,刘朔頔,许倩.以学生为主导的工程制图双语教学模式设计与实践 J.图学学报,2017,38(2):283-288.4 冯伟忠,李励.“双碳”目标下煤电机组低碳、零碳和负碳化转型发展路径研究与实践 J.发电技术,2022,43(3):452-461.5 覃丽禄,郝龙龙,马妞.基于本科生创新研究需求的扫描电镜实验教学模式探索研究 J.广州化工,2022,50(13):217-219.6 赵利娟.探讨高职院校公共基础课教学改革与创新研究新途径以“高等数学”课程为例J.科技风,2022(13):115-117.7 孙琳,徐文正,武莹莹.学生解决复杂工程问题能力的培养方式研究 J.福建电脑,2022,38(6):47-49.8 王菲菲,杨泽俊,尚宏伟,等.科研训练对本科生创新实践能力培养的思考 J.继续医学教育,2021,35(9):39-40.