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水处理生物学课程教学改革探讨 9kanba

来 源:中华水网   发布时间:2011-02-21 移动版

    水处理生物学课程是高等学校给水排水工程专业指导委员会提出的给排水科学与工程学科新课程体系中10门主干课之一,是给水排水工程专业的必修课,是一门原理性,概念性,实践性强,操作难度大的课程。该课程的理论课程主要包括两大部分,第一部分为微生物学的基础知识,第二部分为微生物在给水排水工程中的应用,是水的生物处理工艺的基础,给水排水专业的学生只有在学好该门课程后才能更好地应用生物法来设计污水和自来水水处理工艺。微生物个体极小,种类繁多,肉眼无法直接观察,必须借助显微镜才能看清其形态和结构,这就使学生缺乏感性认识,感觉微生物知识杂乱,学习难度比较大,学习效果也不好,因此,如何提高水处理生物学的教学质量,取得比较好的教学效果,是从事这门课程教学的教师努力追求的目标,笔者在教学实践过程中有如下探索。
  
  1 合理组织教学内容
  
  该门课程是给排水专业的主干课程《水质工程学》(包括给水和排水)的前导课程,和其他专业生物教学不同的是要紧密围绕“水处理和水质控制”为核心实施教学。所以重点介绍水中存在的病毒、细菌、放线菌、真菌等以及在水质净化中有重要作用的古细菌、原生动物和微型后生动物和水生植物的基本形态和生理特性。在介绍微生物生理和营养时,要密切结合在水处理工艺的好氧处理和厌氧处理,介绍呼吸类型和代谢途径。在介绍生物对碳元素、氮元素、磷元素等的转化原理时结合具体的污水处理工艺中的脱氮除磷工艺设计要求讲解,使教学内容更具有实际意义,为后续课程教学打下坚实的基础。
  
  2 应用实例教学,提高学生学习兴趣
  
  水处理生物学是一门与生活实践、工业应用有密切联系的应用课程,在学习过程中,尤其在讲授应用微生物进行污水处理原理部分内容时,应该带领学生参观污水生物处理工艺,观察活性污泥或生物膜的性状,在参观中给学生讲授污水处理工艺及微生物在其中所起的作用。在讲授大型水生植物治理水环境时,引入一些工程实例,以多媒体的形式展示给学生,这样能使学生带着兴趣深入地理解微生物在处理中的作用。除了教授教材中的基本理论,更要引进工程实践中一些有影响的或与学生生活比较贴近的实例。南京林业大学校内有一条有防洪和排污功能的河流,由于河流里排放的工业和生活污水比重较大,水质表观性质很差,学校为美化校园环境,引入了微孔曝气、喷泉曝气、添加微生物载体与菌种、种植水生植物等生物处理工艺对该河流进行污染整治,该河流中就存在各种降解污染物质的生物,在讲解生物处理水原理时就可以理论联系实际,给学生以直观的认识,教学效果良好。
  
  3 充分利用多媒体教学
  
  微生物形体极微小,看不见,摸不着,为了使学生对微生物有更加感性的认识,提高他们的学习兴趣和学习效果,最好采用多媒体教学。例如,讲微生物大小时,病毒、细菌、酵母、霉菌等通过色彩鲜明的图片展现给他们,收到了很好的效果。在讲述微生物在水处理工程中的应用时,配以城市污水生物处理工艺中活性污泥和生物膜等的图片,使学生对微生物的巨大威力和处理效率大为佩服,学生对所学的知识有比较强的感性认识,同时也使得他们认识到掌握微生物知识在给排水专业学习中的重要性。4 引导学生研究型学习
  
  《水处理生物学》教学注重学生不仅要对对水中存在的各种微生物形态与结构的观察,更重要的是要求学生掌握独特的研究学习的技能。学生应该在教师指导下的自主性、探索性学习活动。在教学过程中讲解藻类这一章节时,正好是春末夏初,学校里的河流断面中流速缓慢的区域有大量红色的物质出现,学生很好奇这是什么现象形成的,这时候就引导学生取样观察,了解藻类生长的环境条件,藻类的种类和形态特征,加深了学生对水体中藻类的知识的掌握。本学科也是发展中的学科,在生物学领域不断有新技术、新手段产生,比如说新型的微生物菌种在水处理领域的应用,微生物检测的新方法PCR-DGGE,在讲解到相关章节时就可以引导学生通过图书馆、网络等途径了解新技术,新方法。
  
  5 强化实验教学,强化技能训练
  
  改革实验教学,提高教学质量,是高等教育应长期持的一个重要环节,要通过实验让学生掌握全面的理论识,还要经过足够的能力训练,使其具备适应特定岗位要的综合工作能力。根据教学大纲要求,学生需要通过4个课时的实验课掌握光学显微镜的结构、光学原理及操作与使用方法,掌握水体中主要微生物的检验技能,掌握控制水体微生物生长的方法,以确定水和废水的生物学性质,了解主要的水处理微生物的个体形态和结构特征,掌握从水体中分离和培养微生物的方法和技能。按照这个要求,经过几年的实践和探索,我校制定了完整的实验计划,利用光学显微镜观察酵母菌、霉菌、放线菌、活性污泥中的原生动物、后生动物、菌胶团等的形态,在这个过程中不仅能掌握光学显微镜的操作,还能完成对各种微生物形态的观察。在完成观察任务后,继续对活性污泥中微生物进行纯种分离,接种,培养(任选稀释平板法或平板划线法),培养学生操作技能。在培养36小时后观察培养出来的菌体、菌落,进一步熟悉光学显微镜的操作方法。课时少,但是实验内容比较多,所以实验前就要做好准备工作,做好酵母菌,霉菌样本的纯培养工作,取曝气池新鲜活性污泥样本工作。在实验指导过程中也要依据教学经验,对历届学生实验操作时不太注意或易出错的环节,讲解时着重提出来,并且在他们实验操作过程中时监督检查,如“显微镜的操作和使用”的实中的操作步骤、“无菌操作”实验是否严格无菌操作,提高他们的效率。
  以上几点便是笔者在教学过程中的实践与思考,当然关于水处理生物学的教学方法还有很多地方需要深入探讨,也很多需要进一步改革。总的来说,希望经过不断的教改反思,能不断地提高教学质量,培养出适应现代社会发展的合格给水排水工程专业人才。
 

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