全國技能大賽對高職院校環(huán)境專業(yè)實訓(xùn)課程改革的推動作用

孫 昊

(天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300350)

全國職業(yè)院校技能大賽是教育部發(fā)起，聯(lián)合國務(wù)院有關(guān)部門、行業(yè)和地方共同舉辦的一項全國性職業(yè)院校學(xué)生競賽活動。國家環(huán)境類職業(yè)院校技能大賽作為大賽常規(guī)賽項，包括“水環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)賽項”和“大氣環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)賽項”[1-2]。技能競賽作為一項國家級賽項，充分體現(xiàn)了高職院校有別于普通高等院校的特點，即培養(yǎng)的學(xué)生具有一定的理論知識和熟練的技能操作。將培養(yǎng)學(xué)生的技能水平放在非常重要的位置。而實訓(xùn)課程又是提高學(xué)生技能水平最為重要的教學(xué)手段。

天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)境專業(yè)是國家骨干高職院校重點建設(shè)專業(yè)，2016年以優(yōu)異成績通過驗收。其中，在國家職業(yè)院校技能大賽中連續(xù)6年獲得全國一等獎，技能大賽成績是驗收過程的重要加分項。文章以“水環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)”技能大賽為例，對實訓(xùn)課程改革的相關(guān)問題進行研究。

1 國家“水環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)”賽項概述

1.1 賽項簡介

“水環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)”賽項，英文翻譯為“Water Environmental Monitoring and Control Technology”，在2012年，2014年，2017年，2019年共舉辦了4次競賽。其競賽目的為通過技能競賽，展示環(huán)保類高職院校在水環(huán)境監(jiān)測、水污染治理技術(shù)方面的教學(xué)與實踐成果，促進工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)團隊意識與合作精神，推動環(huán)保類專業(yè)教學(xué)與實踐，為我國環(huán)保事業(yè)儲備環(huán)保復(fù)合型及應(yīng)用型技術(shù)技能人才[3-4]。

1.2 賽項實訓(xùn)平臺簡介

水環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)賽項采用的是浙江天煌科技實業(yè)有限公司研制的THEMJZ-1型綜合實訓(xùn)平臺。該實訓(xùn)平臺可以實現(xiàn)模擬A2/O系統(tǒng)，SBR系統(tǒng)，以及MSBR系統(tǒng)。該平臺主要由控制系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)三部分組成[5]。

通過實訓(xùn)平臺可以提高學(xué)生通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)溶液對DO儀、pH儀的零點和斜率的標(biāo)定能力；提高學(xué)生在線監(jiān)測技術(shù)的運用和掌握能力；提高學(xué)生通過控制程序的編寫對整機實現(xiàn)自動運行的能力；提高學(xué)生污水處理設(shè)備部件的安裝與調(diào)試能力；提高學(xué)生對曝氣系統(tǒng)充氧量的調(diào)節(jié)與控制能力；提高學(xué)生電氣控制線路的連接、PLC硬件組態(tài)以及程序編寫與調(diào)試能力；提高學(xué)生污水處理相關(guān)填料的裝填能力；提高學(xué)生A2/O、SBR以及MSBR三種污水處理系統(tǒng)工藝的設(shè)計和管道連接能力；提高學(xué)生對A2/O系統(tǒng)中好氧池填料的掛膜能力。

2 依據(jù)國家技能大賽對實訓(xùn)操作進行課程改革

依據(jù)水環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)賽項設(shè)置特點，結(jié)合我院環(huán)境專業(yè)人才培養(yǎng)方案，制定出環(huán)保設(shè)備安裝與維護、污廢水生化處理設(shè)備操作等實訓(xùn)課程。以污廢水生化處理設(shè)備操作課程為例，具體說明實訓(xùn)課程改革情況。

2.1 系統(tǒng)圖和電氣控制原理圖的繪制

水環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)賽項中包括理論賽項，要求學(xué)生掌握如何使用CAD軟件進行工程制圖的繪制。原有的實訓(xùn)課程標(biāo)準(zhǔn)中注重對技能知識含義的理解，忽略了知識與技能能力之間的聯(lián)系。通過課程改革使學(xué)生從宏觀上了解課程設(shè)置的目的與含義，并且在學(xué)習(xí)過程中掌握基本的工程繪圖能力。具體來講，CAD工程制圖原本屬于機械專業(yè)的核心課程，不在環(huán)境專業(yè)的課程設(shè)置內(nèi)容中。通過參加技能大賽，發(fā)現(xiàn)了該技能的缺失，增加了CAD課程教學(xué)。(在二年級第一學(xué)期增加了CAD理論課程，實訓(xùn)課程開設(shè)在二年級第二學(xué)期，實訓(xùn)課程中學(xué)生可以直接運用CAD進行系統(tǒng)圖和電氣控制原理圖的繪制。)既保留了對理論知識掌握的要求，又突出職業(yè)院校對技能操作的重視，符合環(huán)保專業(yè)國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2 污水處理設(shè)備的工藝連接

根據(jù)競賽內(nèi)容的技能競賽要求，在實訓(xùn)課程中增加污水處理設(shè)備的工藝連接。污水處理設(shè)備的水處理單元，(可以為A2/O系統(tǒng)，SBR系統(tǒng)，或MSBR系統(tǒng))按照實訓(xùn)課程任務(wù)書要求進行軟管的連接，組成污水處理系統(tǒng)。該實訓(xùn)課程內(nèi)容包括理論學(xué)習(xí)和實訓(xùn)操作兩部分。

2.2.1 理論學(xué)習(xí)

如果想要正確的連接水處理單元，首先必須熟練掌握典型的水處理單元的構(gòu)成。水處理單元主要由格柵調(diào)節(jié)池、沉砂池、A2/O生物反應(yīng)器、SBR池、二沉池、砂濾柱、加藥池等組成。

(1)格柵調(diào)節(jié)池：格柵是由金屬棒或柵條按照一定間距平行排列而成，其作用是對水量和水質(zhì)進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)污水pH值、水溫，有預(yù)曝氣作用。實訓(xùn)課程中使用的平臺是格柵與調(diào)節(jié)池進行了一體化設(shè)計。其主要功能是為了實現(xiàn)模擬污水處理的預(yù)處理環(huán)節(jié)。

(2)沉砂池：沉砂池是利用物理作用(重力分離原理)將砂礫從廢水中分離出來的一個預(yù)處理單元。根據(jù)物理原理或結(jié)構(gòu)形式的差別，沉砂池可分為平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池、渦流沉砂池等。實訓(xùn)課程采用的是平流式沉砂池，此類沉砂池結(jié)構(gòu)簡單，處理效果好。

(3)A2/O生物反應(yīng)器：A2/O采用三段式反應(yīng)器，在去除有機污染物的同時，能夠?qū)崿F(xiàn)脫氮除磷的效果。

(4)SBR池：SBR是序批式間歇活性污泥(Seguencing Batch Reactor)的簡稱。SBR工藝整個運行周期分為進水，反應(yīng)，沉淀，出水和閑置等五個基本工序。所有工序都在設(shè)置有曝氣及攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)進行。實訓(xùn)平臺采用2臺SBR池，可以模擬污水處理的生物處理環(huán)節(jié)。

(5)二沉池：二沉池又稱為二次沉淀池，是分離污水懸浮物的一種主要處理單元。實訓(xùn)課程采用的是豎流式沉淀池，用以模擬污水處理中的后續(xù)處理環(huán)節(jié)。

(6)砂濾柱：砂濾柱模擬的是污水處理的深度處理環(huán)節(jié)。污水處理廠的二次出水中的污染物雖然得到了一定的去除，但是仍有一部分較小的顆粒和其他物質(zhì)懸浮在水中，為了達到深度處理的目的，需要設(shè)置濾池(即砂濾柱)。

(7)加藥池：這部分的工藝在實際工作條件下是不存在的，由于實訓(xùn)平臺采用清水模擬整個工藝流程，為了更好的接近污水處理廠現(xiàn)場，幫助學(xué)生理解工藝流程，加藥池的作用是投藥脫氧。

2.2.2 實訓(xùn)操作

學(xué)生通過學(xué)習(xí)污水處理設(shè)備工藝連接，可以熟練地掌握PU管的切割與連接。實訓(xùn)操作的連接水處理單元管道采用PU管，(即軟管)，其主要特點是管道阻力小，質(zhì)量輕，便于更換與連接。

PU管的切割方式主要是采用PVC管子剪刀。操作流程如下：

①準(zhǔn)備好所用的PU管，規(guī)格D10。

②使用尺子測量實訓(xùn)任務(wù)書要求的長度，然后用筆標(biāo)記。

③使用剪割PU管專用的剪刀，具體使用方法是調(diào)整好剪刀的開口大小，以可以將PU管正好放入為宜。

④用一只手把持住PU管，順著標(biāo)記處開始慢慢切割，直到剪斷。注意在切割過程中，完成一次剪切后，停下來確保沒有剪歪后，再繼續(xù)剪。

連接PU的方式為氣動連接，其連接方式為將PU氣管直接插入氣動接頭內(nèi)，注意將PU氣管拔出時，需用左手將氣動接頭的彈性部分按到底部，右手再用力將氣管拔出。

2.3 污水處理設(shè)備的安裝與調(diào)整

根據(jù)競賽內(nèi)容的技能競賽要求，在實訓(xùn)課程中增加污水處理設(shè)備的安裝與調(diào)整。按照實訓(xùn)課程任務(wù)書中的相關(guān)圖紙和工藝要求，完成風(fēng)機、曝氣盤、水泵、攪拌器等部件的安裝與調(diào)整。實訓(xùn)內(nèi)容包括理論學(xué)習(xí)和實訓(xùn)操作兩部分。

2.3.1 理論學(xué)習(xí)

(1)風(fēng)機：主要功能為曝氣系統(tǒng)的動力系統(tǒng)，為曝氣系統(tǒng)引入風(fēng)源，分別為好氧池、SBR1池、SBR2池提供風(fēng)源曝氣用。

(2)曝氣盤：主要功能是使曝氣均勻，具有結(jié)構(gòu)簡單、氧利用率高、性能可靠、氣孔不堵塞、污水不倒灌、環(huán)向受力均勻、壽命長、安裝維修方便等特點。

(3)水泵：共4臺，其中1臺為提升泵，1臺外回流泵，1臺內(nèi)回流泵，1臺備用。

(4)攪拌器：共6臺，其中1臺為加藥池攪拌器，1臺為調(diào)節(jié)池攪拌器，1臺為厭氧池攪拌器，1臺為缺氧池攪拌器，SBR1池中1臺，SBR2池中1臺。

2.3.2 實訓(xùn)操作

學(xué)生通過學(xué)習(xí)污水處理設(shè)備的安裝與調(diào)整，可以熟練地掌握如下操作技能。

(1)風(fēng)機：安裝方式為從下到上穿螺絲加平墊，底板反面焊有螺母。

(2)曝氣盤：安裝為先將曝氣盤4分外螺紋處纏上生料帶，然后將其旋進有機玻璃池內(nèi)曝氣管路4分內(nèi)螺紋管接件處，旋緊即可，確保同一管路上的曝氣盤處于同一水平上。

(3)水泵：為了避免泵運轉(zhuǎn)時的震動感，需要提前在泵下安放一塊5 mm的墊布。安裝的方向是螺絲從上端插入螺孔，根部設(shè)置有焊接螺母。

(4)攪拌器：安裝方式為從下向上穿螺絲，將其固定于相應(yīng)的有機玻璃板上，然后再用連軸器將攪拌桿與攪拌機連接起來。

(5)污水處理設(shè)備的引出管采用不銹鋼復(fù)合管，其主要結(jié)構(gòu)為內(nèi)部為PVC塑料管，外部采用不銹鋼材料包裹，可以做到內(nèi)部抗腐蝕，外部增強管路的強度與硬度。其切割方式為使用專門的割刀切割，并連接管體。操作流程如下：

①選擇所需型號的不銹鋼復(fù)合管。

②用卷尺度量好所需的尺寸長度，并用記號筆標(biāo)記。

③使用專用切割不銹鋼復(fù)合管的割刀，其結(jié)構(gòu)特點是具有兩個活動滾輪，以便可以固定不銹鋼復(fù)合管，將不銹鋼復(fù)合管放入割刀中，旋轉(zhuǎn)螺母以固定位置。

④將割刀刀片對準(zhǔn)記號筆標(biāo)記，然后再次利用割刀手柄上的螺母順時針旋轉(zhuǎn)將不銹鋼復(fù)合管壓緊。避免用力過大，導(dǎo)致管體變形。

⑤將不銹鋼復(fù)合管固定好，一只手抓住復(fù)合管，另一只手慢慢旋轉(zhuǎn)割刀，進行切割。需要注意的是，在切割過程中，緩慢調(diào)整螺母，使刀片慢慢進入管體。

⑥完成切割后，慢慢將割刀上的螺母慢慢旋松，取出不銹鋼復(fù)合管，然后復(fù)合管的一段加上連接螺母，并放入缺口銅環(huán)、封口銅環(huán)、密封圈等，最后與另一段不銹鋼復(fù)合管連接，慢慢擰緊。注意不要用力過猛，避免脫扣。

3 技能大賽對實訓(xùn)課程改革的推動作用

3.1 技能大賽促進實訓(xùn)課程標(biāo)準(zhǔn)的改革

通過參與技能競賽，發(fā)現(xiàn)自身存在的差距與不足，促使實訓(xùn)課程教師修改課程標(biāo)準(zhǔn)，將過去過多強調(diào)掌握理論知識，轉(zhuǎn)變?yōu)橐岳碚撝R為基礎(chǔ)，加強實訓(xùn)操作，使學(xué)生在日常課程學(xué)習(xí)中就可以達到技能競賽的崗位能力要求。

3.2 技能競賽帶動了實訓(xùn)課程教學(xué)方法的改革

以往的實訓(xùn)課程，教師課堂上首先進行大量的理論知識的講解，學(xué)生填寫實訓(xùn)記錄，最后學(xué)生才進行實訓(xùn)操作，學(xué)生動手操作的時間被大量壓縮。改革后的教學(xué)方法采用教師課前布置任務(wù)書，學(xué)生課前理論知識學(xué)習(xí)，制定解決方案，并與老師提前進行確認(rèn)。課堂上學(xué)生以小組為單位，依據(jù)確定的解決方案進行技能操作訓(xùn)練，將有限的課堂時間更多的用于學(xué)生技能操作上。并且每間隔兩周就進行課程競賽，達到以賽代練的效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和職業(yè)能力。

3.3 技能競賽改變實訓(xùn)課程考核標(biāo)準(zhǔn)

改變了實訓(xùn)課程以往理論知識考核與實訓(xùn)操作考核各占一半的考核標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)變?yōu)榘凑照n堂實訓(xùn)考核、課程競賽考核、理論知識考核，以及將個人考核、小組考核等多種考核方式相結(jié)合的方式。建立課程考核注重技能操作，成績評價注重過程的考核標(biāo)準(zhǔn)。使擅長技能操作的學(xué)生得到了展示自我，發(fā)揮自我的空間，并在學(xué)習(xí)過程中得到認(rèn)可。

4 結(jié) 語

天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院于2014年第一次參加“水環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)”賽項，發(fā)現(xiàn)原本的實訓(xùn)課程要求根本無法滿足競賽要求；甚至有些技能根本就不曾涉及，如前文中提到CAD繪圖，更無從談起熟練操作。以國家技能大賽為抓手，對實訓(xùn)課程進行改革，使課程標(biāo)準(zhǔn)達到技能大賽對于職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)的要求，使教學(xué)內(nèi)容組織與技能大賽競賽過程相一致，使學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中達到足夠的實訓(xùn)強度，滿足技能大賽的參賽需求，提高了實訓(xùn)課程的考核標(biāo)準(zhǔn)。通過實訓(xùn)課程改革，我校在接下來幾年技能大賽中取得了優(yōu)異的競賽成績，也驗證了實訓(xùn)課程改革的合理性與有效性。綜上，以污廢水生化處理設(shè)備操作課程為例，說明課程改革情況，以期為環(huán)境專業(yè)實訓(xùn)課程改革提供可行的參考。