流体力学心得

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流体力学心得范文第1篇

关键词： 滑行技术 少儿游泳初级教学 重要性

少儿游泳初级教学一般需要经过以下四个过程：熟悉水性――腿的技术――臂的技术――完整配合技术，有一种技术贯穿游泳教学的始终，是游泳初级教学的重中之重，那就是滑行技术。

1.滑行技术

蹬边滑行和蹬底滑行是学习游泳的基础，要求蹬边、底有力，身体俯卧，呈流线型姿势在水面下向前滑行。自由泳、蛙泳、蝶泳、仰泳出发时，运动员蹬离出发台，经腾空，身体入水后保持流线型姿势滑行，滑行速度减至与游速相近时开始各种泳式的动作。转身时，运动员触壁后，蹬离池壁，滑行一段距离，继续游进。滑行技术体现在每一种泳式的单元个技中。

2.滑行技术的重要性

观察过鱼游泳的人可能都会发现，鱼在水中游行，并不总是频繁地摇摆它的尾鳍，它就像一个悠闲的雅士，偶尔摆动一下尾鳍，便可游出去很远，看上去毫不费力。鱼在游进的过程中，通过身体的侧向摆动产生推进力，并通过身体在水中的滑行将推进力转化为向前游进的距离。这一过程干净、利索，而不拖泥带水。然而很多初学游泳的人，甚至有些参加游泳锻炼已经很长时间的人，都体会不到其中的奥妙；他们拼命地划水，用力蹬腿，而只前进了一点点，一旦稍有停顿，速度就会减至零，甚至出现身体下沉。出现这一症结的原因就是他们没有认真地练习滑行，没有体会到滑行技术带来的好处。即使是高水平的运动员，在他们日常的专项技术训练中，滑行技术也占有相当大的比重，并且贯穿于整个训练的始终。运动员若具备较好的滑行技术就可以达到最佳的出发效果；较好的滑行技术可以在游进中展现完美的节奏；较好的滑行技术为转身带来了先机。

流体力学方面研究认为：流线型的物体在水中所受的外形姿态阻力最小，而鱼的外形轮廓就是典型的流线型体。理论上人类虽然没有办法使自己的身体外形似鱼类，但人类可以通过改变身体的姿态使外形姿态更接近鱼，这就是我们所说的――滑行。

（1）滑行技术是熟悉水性的教学重点

熟悉水性是为了使初学者逐步了解水的特性，适应水的环境，学会在水中活动的初步能力。熟悉水性的教学内容主要有呼吸、浮体与站立、滑行等。其中呼吸、浮体与站立和滑行是熟悉水性里的核心内容，呼吸浮体是基础，滑行是关键。滑行技术包括蹬边滑行和蹬底滑行，不管是哪种滑行都要求身体姿态平直，要求腕、肘、肩、髋、膝、踝充分伸展（但不能过伸），全身肌肉要适度紧张，尤其是腹部和臀部肌肉要夹紧，感觉自己就像一支离弦的剑一样在水中穿过。

在少儿初学游泳阶段，滑行技术不仅能提高少儿的水感，达到熟悉水性的目的，而且能让少儿体会在水中滑行的，激发少儿学习的兴趣，为后面技术的学习和提高打下坚实的基础。滑行技术的学习在掌握了呼吸和浮体及站立技术之后进行。初学者在进行滑行技术练习时往往出现蹬边无力，滑行时身体形状阻力过大，滑行过程身体不平衡等问题，解决了以上几个问题，达到较好的滑行效果才可以进行下一个阶段的技术教学。“学会了滑行，就等于成功了一半”，很多游泳教练都感叹如是。

（2）滑行技术是腿的技术效果的最佳体现

蛙泳蹬腿或者蝶、仰、爬泳的打腿都会产生向前的推进力。推进力是由学员的技术动作和腿部的力量决定的，但是其中最主要的还是怎样将这样一股力量变成向前的距离。在初级游泳教学中，常常会看到这样的现象：有些学员腿的技术动作正确，力量也有，但蹬、打腿的效果反而不如力量和技术稍逊色的学员。而回顾他们前一阶段的学习情况，往往会发现蹬、打腿效果好的学员滑行技术掌握得较好。这一点不难理解，将蹬、打腿做的功更多地转化为向前的位移，需要通过较好的滑行技术来实现。否则，我们就会看到有些人拼命地蹬、打退，却几乎不能游向前。这一点在蛙泳蹬腿方面体现得淋漓尽致。我们可以做这样一个实验，让学员用三种不同的方式完成特定的距离，一是用最少的次数达到这个距离；二是用最快的频率达到这个距离；三是以自己的方式最快完成这个距离，教师记录成绩，对学员的技术进行评价。最后会得出这样的结论，用最快频率完成的成绩最差，计评也最差；用最少次数完成距离的成绩较好，计评最好；用第三种方式完成距离的成绩与学员蹬腿节奏好坏有关，计评与节奏相关；滑行技术较好的学员成绩和计评较好。因此，在蛙泳腿初学阶段，一定要注重蹬腿后滑行的技术练习，同时还要注意蹬腿和滑行的配合，把握好蹬腿的节奏。而其它三种泳式腿的技术中，滑行似乎并不像蛙泳那样明显，但在游进时要始终保持滑行的姿态。

（3）滑行技术是学习臂的技术的关键

有过学习游泳经验的人们大都知道，学习臂的技术总是在腿的后面进行，而且要等到腿蹬、或者打的较好的时候，学习起来才会更容易掌握。这都是基于学员在前面积累的滑行技术，滑行技术掌握得好，可以使学习者的身置高而固定，有速度感，因此划起臂来也更加轻松、自如，呼吸配合的时机好，同时学员的自信心也提高了；如果没有较好的滑行技术基础，过早地学习手臂动作，则不但不容易把划手的动作做好，反而会破坏身体的平衡，使原来已经掌握的腿的技术变得僵硬，配合呼吸更加困难。臂的技术也和腿一样有节奏，即划臂――滑行――划臂，形成周而复始的循环。因此，初学者在学习臂的技术时一定要强调滑行技术，巩固好滑行技术。

（4）滑行技术是完整配合技术的完美展现

在蛙泳完整配合教学初期，强调：“慢频率、低游速、小划臂，有明显的滑行动作”。蛙泳是最能体现出滑行技术的一种泳式，在一次手腿配合之后，紧接着就是明显的滑行。看北岛康介游蛙泳，最美妙的不是划手蹬腿表现出的爆发力，而是之后在水中完美的滑行技术，充分地体现了高水平蛙泳运动员对技术的深刻理解，以及节奏的完美展现。爬泳和仰泳虽然看不出明显的滑行，但是运动员在运动中一直保持着一种滑行姿态，即身体成流线型平卧。实验表明，人体在水中以2米/秒的速度滑行时，成流线型平卧阻力是12.8kg，身体倾斜5°内阻力是14.7，倾斜18°内阻力是19.2，倾斜36°内阻力是30.4，因此爬泳和仰泳完整配合要求初学者滑行技术一定要过硬，身体倾斜的角度应尽量保持在5°以内。蝶泳也叫海豚泳，和鱼游泳的原理极为相似，在这里就不多加赘述了。

3.结语

滑行技术是学习游泳的一项基本功，它体现在游泳技术的各个环节，即出发、游进、转身等各个技术环节；滑行技术是熟悉水性的一项重要内容，是学习各种泳式的基础，在此阶段应将滑行技术作为教学重点进行教授；滑行技术是腿的技术效果的最佳体现，是学习臂的技术的关键，是完整配合技术的完美展现。在少儿游泳初级教学中，应重视滑行技术的教学，将滑行技术的练习贯穿于整个泳式学习的始终。

参考文献：

流体力学心得范文第2篇

关键词：矿山机械；采矿工程；教学方法；教学质量

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）45-0218-02

《矿山机械》课程作为采矿工程专业的主干课程和专业必修课，课程内容涵盖采掘机械、支护设备、运输机械和流体机械等矿山机械设备的用途、工作原理、结构、性能和选型方法等方面。学时少，教学内容多的矛盾。而煤炭行业从2013年到2016年持续走低，煤炭企业遇到了前所未有的严峻困难，用人量骤降[2]。这些现实情况导致学生学习情绪不高。采矿工程专业的学生机械知识基础较薄弱，本门课程实践性又很强，因此，如何调动学生的学习情绪，让学生在很少的学时里掌握该门课程的知识，适应当前煤炭行业发展需要，是老师在教学过程中要认真思考的问题。

一、课程特点及教材使用

矿山机械课程是研究矿山机械设备的综合性课程。该课程以煤矿“采、掘、支、运”设备为重点，主要讲授机械设备的基本结构性能、工作原理、选型和机械设计计算及电气控制原理等知识。通过本课程的学习及实验，使学生对矿山机械的作用、工作原理、使用方法有比较全面、系统的了解，掌握所学机械设备的结构，为学生毕业后到矿山工作打下良好的基础。由于本课程具有较强的综合性和实用性，应以“机械设计”、“流体力学”、“工程制图”等专业基础课程为前置课程。

《矿山机械》一书由中国矿业大学李炳文教授主编，中国矿业大学出版社出版，是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，该教材全面介绍了目前我国煤矿通用的采掘机械、支护设备、运输提升设备和流体机械等矿山机械设备的工作原理、结构、性能及选型方法；同时，还介绍了国内外先进的矿山机械设备和技术。该教材作为目前我国矿山机械较好的教材之一，一直为本校所采用。

二、教学方法与手段的改革

1.课堂授课内容组织上。（1）注重基础知识。由于采矿工程专业的学生机械知识基础较弱，对机械工程学科知识体系没有完整的概念，因而在授课过程中，首先以讲述设备的结构简图为基础，通过分析设备原动机、工作机构和传动系统，引出机械设备的总体结构。例如，在讲采掘机械概述时，结合《煤矿开采学》为同学讲授采煤工艺，讲解煤矿所用到的设备及其作用，即采煤机械、支护设备、掘进机械、运输机械、提升设备、通风设备、压气设备和排水设备，使得学生对煤矿设备具有一个总体上的把握，深刻了解了本门课程所讲述的采掘机械在煤矿设备中的地位和作用，对于采矿工程专业学生来说，本课程教学目标是深刻理解和掌握这门课程的基本概念、基本理论和基本结构，因而在教学内容上，对一些难点问题和非重点章节不讲或略讲，有些容易理解的部分可以布置学生课下自学。例如讲解泵与风机时，重点讲解流体静力学的知识就够了，而流体动力学可以略讲。做到重点突出。（2）注意前后知识点关联。将前后关联内容有机的组织成整体讲授，注意前后内容的衔接和呼应。采煤机、液压支架、刮板输送机在内容上是相对独立的三个篇幅。作为一门课程体系，只有综合讲述，才能使学生全面了解综采工作面“三机配套”，才能引导学生思考“三机”生产能力配套、“三机”性能配套、“三机”几何关系的配套和“三机”使用寿命配套等等。在讲解矿井提升设备的钢丝绳时，笔者会引导学生回顾吊挂式带式输送机的结构特征，通过讲述提升机磨损后的钢丝可以用做吊挂式带式输送机机架，让同学加深矿山各机械设备虽看似相对独立，但又是相互联系整体这一概念。通过回顾和启发，这样就把前后知识点紧密地结合起来了。

2.利用多媒体教学。在选择确定高质量的教材和合理组织授课内容的同时，还应根据《矿山机械》课程的特点和大纲要求，形成规范的教学方案，包括教学大纲、教学课件、教学讲义等。在课件的制作上充分发挥现代化多媒体教学手段的灵活新颖的优势，使教学内容以更加直观、生动、形象的形式呈现和表述出来，提高学生学习兴趣，吸引学生的课堂注意力，扩大学生的知识面，从而达到提高课堂教学的质量和效率的目的。如在讲授部分断面掘进机时，可利用多媒体手段，播放坦克的设计加工过程及结构特征。从履带底盘、旋转炮塔等机构过渡到部分断面掘进机的讲解上，这在全部都是男生的采矿工程专业学生课堂上，收效甚佳。在讲授放顶煤支架时，播放一段放顶开采工作过程的动画，使学生真实、具体地感受到这一工作过程。通过以上教学手段，激发了学生的学习兴趣，增强了学生的感性认识，提高了课堂教学的质量和效率。

3.将科研引入教学，培养学生创造性。由于《矿山机械》实用性强，若采取传统的以教师为主体、按部就班地“填鸭式”的教学方法，会导致学生的学习兴趣不浓厚，缺乏对实际机械结构的分析、改造和创新的能力[3]。将教师的项目引入课堂，主要优点是为学生提供一种真实的环境，提供进行分析的素材和机会，通过学习，使学生在分析问题、进行矿山机械选型设计及工作现场“小改、小革”等方面的技能训练得到强化。例如，讲授刮板输送机时，先从限制长臂工作面开采长度的因素开始分析，带着学生分析刮板链张紧方式及刮板链过松或过紧对中板和链轮的影响，最后留下开放式问题，如何采集刮板链张紧力，做到刮板链实时张紧。开放式的问题可以拓展学生探究式学习的空间，培养学生运用理论解决实际问题的能力，让学生变被动听讲为主动参与，提高了学生理解、运用和驾驭知识的能力，激发学生主动思考积极探究的创新精神[4]。

4.充分利用仿真实验室进行现场教学。安徽理工大学能源与安全学院建有现代化矿井仿真模型实验室、采煤工艺模型室、模拟开拓巷道，模拟工作面，其中的机械设备基本涵盖了《矿山机械》课程的大部分通用设备。现代化矿井仿真模型实验室包括一座完整煤矿的地下及地面生产系统和地面生活情况，包含开拓、准备和采煤所使用的机械设备及矿井运输系统、通风系统、排水系统等矿井主要生产系统所使用的设备等。通过对该实验室的参观，声、光、电等手段，使学生对井下复杂的系统有了概括的了解，并进一步了解各型设备所处的工作环境，克服《矿山机械》课程抽象、复杂的困难。采煤工艺模型室有综合机械化采煤、普通机械化采煤、爆破采煤和综采放顶煤等工艺的模型，使学生对不同采煤工艺是由于支护方式不同这一概念有了更直观的认识。在现场教学前，先让学生思考，对即将参观的模型和设备的疑问，从而带着问题，有目的地观看和学习，避免走马观花。现场实践教学是《矿山机械》课程的重要环节，提高实验室现场实践教学的效果，可以进一步加深学生对矿山机械专业知识的理解。

三、改变考核方式

合理的考核方式一方面是对学生成绩的公平评定，另一方面也能激发学生学习的积极性，通过“习题训练、现场实习、期末考试”三位一体的考核制度，对每位学生的作业情况给出习题训练成绩，以20%的比例计入课程总成绩，对学生的在现场实践课上的表现情况和实验报告的质量给出实习成绩，以20%的比例计入课程总成绩，期末考试以闭卷考核的形式，以60%的比例计入课程总成绩。在习题训练和期末考试中，部分依据生产现场条件参数，进行设备的选型设计来评估学生掌握知识的程度，使考试的内容不再全是需要死记硬背的理论知识点。将理论与实际相联系，充分锻炼学生的实际工作能力[5]。

综上所述，在新的历史环境下，《矿山机械》教学改革是一项系统工程，它不仅要求教师有较高的专业水平和高度的责任感，还应有科学的教育观念和思想，并辅以新的教学手段和考核方式。这样才能从学生专业出发，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新能力和理论联系实际的能力，为毕业后从事相关工作奠定了基础。

参考文献：

[1]赵亮.《液压传动与采掘机械》课程教学心得与探索[J].现代企业教育，2014，（18）.

[2]张向林.煤炭行业“黄金十年”后采矿工程本科毕业生就业对策研究[J].科技视界，2013，（34）.

[3]胡坤.《矿山机械》课程教学研究[J].中国科技信息，2010，（24）.

流体力学心得范文第3篇

关键词：土木工程；大类；复合型人才；培养模式

【分类号】：F284

21世纪是信息与知识的时代，是专业化向综合化发展的时代，各种交叉学科的研究越来越多，跨领域的学术交流、技术应用的普遍化程度越来越高，因而也造成了人才培养路线的转变，强化了市场对复合型人才培养的需求。学科大类培养学生属于新型的人才培养模式，经过浙江等其它南方一些学院的实践结果较好，因而也有效的推动了我国高校教育体制改革的新发展，通才目标的实现有力于专业调整的便利，淡化专业概念，在促进专业化向复合型转化的过程中，也有力的将学生培养成了“多才多艺”的复合型人才。以下就从这方面展开具体讨论。

一、概述

建造各类工程设施的科学、技术、工程统称为土木工程。从教育的角度来看，主要目的在于培养高素质的研究人员、设计人员、施工与项目管理人员，促进我国的基本建设，推动建筑行业向着利好方向发展。在1998年的《普通高等学校本科专业目录》中就将所谓的“建设专业”统一合并为土木工程专业，从而具备了大类人才培养的雏形。经过十多年的发展与探索，在我国市场经济体制日益成熟、对外开放程度日益有效的前提下，各种工程得到了如火如荼的发展，我国也真正实现了“旧貌换新颜”的景象，一切都呈现出“现代化”的新型特征。另外，由于材料科学的创新、施工法式的变迁、绿色发展理念的日益深入人心、品质化的生活享受观念逐渐为人所需，土木工程大类人才培养也出现了新的机遇与转机，尤其是高校与社会交流的扩大，使得复合型人才培养的新人才培养理念得到了认同，并且诸多院校也将其付诸了实践，取得了较好效果。

二、土木工程大类复合型人才的培养模式讨论

1、确立复合型人才培养目标

根据土木工程学科的要求，复合型人才应该“会设计、会施工、懂管理、强体魄、高素质”，所以，在确立人才培养目标时，就要注重身体、德育、知识结构、能力结构几大方面的的综合与对应；在身体方面要求体育、军事方面的基本素质，也就是说要掌握健康的运动、卫生技能，强健体魄；其次，在德育方面，主要是职业道德的培育、交往技巧的锻炼、科学心理的塑造以及良好的公民意识，做到遵纪守法，亲身力行社会公德；第三，在知识结构方面的构成应该包括工程力学、流体力学、岩土力学、结构工程学科，而且应该从理论到实践都进行尝试与体验；第四，在能力结构方面，以基本的施工项目管理、施工方法、施工工艺等能力为主，还要求学习能力、判断能力、理性思维能力得到通常的训练与锻炼，能够胜任实践中的变动不居，应对各种压力下的工作任务。

2、制定教学计划、构建课程体系、改善课程内容

首先，在四年学制的前提下，应该从复合型人才培养的教学目标切入，进行教学计划的重新思考，避免盲目的以增加专业课来解决问题；而是要以系统化的思维，构建起新的课程体系，以基本的专业知识、技能为主线进行贯穿，将所有的课程进行主次间的划分，并进行分层式的关联性研究，尽可能达到一个课程体系内的统一化教学，也就是说将这些课程进行整体上的科学研究与安排，促进教学有理有序的进行，并根据人才培养目标、学生具体情况，对课程内容进行一些调整与革新，从而形成一个中心，多个辅环节的教学模式。

其次，教学内容的设置应该遵循新规范、新理论、新观点，进行前瞻性的思考，因为现代社会的经济性根本支柱作用日益扩大，造成了不断的创新，无论是在速度上、还是在质量上，都可能达到一日千里之功，知识的更新较快，因此要注重从战略上进行考量与反思，争取将现代化的信息技术、设计软件相结合，将现实中的实践与模拟的实践进行结合，培养学生各方面的能力。

3、注重对实践能力的培养

实践能力的培养，一是要求教学中真正意识到学生的主体地位，积极转变教学主体，将注意力集中到学生身上；充分调动起学生的主观能动性；二是将能力培养教学进行分层，比如从启蒙到理论到实践，形成“知行合一”的实践性教学，推动学生能力的培养；三是将建筑工地的实践与学校的学习相结合，最好是利用“校企结合”的办法，让学生在接受校内教育之时，能够真正的去到工地进行测量、学习、技能参考，因为实际的工程类建设施工与教学之间还存在一个“实体对接”的问题，有时会因为未见到真实的实践操作而不能形成一个“实在”的概念，理解不足，深刻性差；四是让学生多做实践反思，将学习的结果与心得进行汇总与理性探讨，可以让知识更加扎实，在这方面可以采用案例教学法、主题讨论法，属于具体的知识运用，透过这种过程达到能力的锻炼。

4、加强师资队伍建设

首先，教师也被称作“灵魂工程师”，虽然所从事的工作很平凡，但是却在享有崇高地位的同时也承担着非常高尚的职责；默默的奉献之时虽然看不到明显的成绩，然而随着时间的推移，渐渐的潜移默化之功也会显露出来。现代社会与教育日益向着复杂化方向发展，于是，在教书育人，培养人才的同时，也要注重教师的培训，可通过鼓励自学、增办培训班、设立讲座、制定与其它学校的交流计划等，实现对教师的再教育；另一方面，应该建立长期有效的教师培养计划，构建起专业化的教师教育模式与复合型人才培养模式相对应，因为随着时代与企业不断的发展，对人才素质要求与能力要求也会发生相应的需求转变，与此同时，教师也面临着再一次的挑战；另外，应该建立起长期有效的评估机制、激励机制，并将其统一纳入复合型人才培养模式之中，促进教育与教学的发展，人才培养能力的提升。

其次，应该注重师资队伍建设，利用合作精神构建起教师团队，形成整体效应；一方面可以通过利用知识复用水平的方法，达到教师队伍的结构构建；另一方面，也可以通过专业化的教师队伍组合达到复合功效；还可以真正的向着培养复合型的教师队伍培养计划挺进，真正做到“师强则生强”，带动整个复合型人才培养模式的发展。

结束语

总之，在新的时代就要坚持发展的理念，真正做到与时俱进、因时制宜。在土木工程学科的大类复合型人才培养模式探究方面，应该注重社会、市场、建筑行业的发展动向，认真研究现代化的建筑业发展新倾向，并根据准确的评估结果，设定相应的人才培养目标，制定出与之相匹配的人才培养计划；现代社会已经构成了“牵一发而动全身”的局面，任何一个环节的改变都会影响到全局发展的结果，所以，应该注重全局观念，从具体的人才培养教学模式开始，努力为社会培养真正的复合型人才，从而推动就业与建筑行业向新的发展挺进。

参考文献

[1]蔡东升，刘荣桂.土木工程大类专业结构力学教学探讨[J].高等建筑教育，2014（4）.

[2]王伟.第四届全国土木工程安全与防灾学术论坛将在南京举行[J].河海大学学报，2015（2）.

[3]解海，宁凯，刘亨荣等.基于大五人格模型的大学生人格培育路径研究――以黑龙江省土木工程类大学生为例[J].黑龙江高教研究，2015（7） .

流体力学心得范文第4篇

新型案例教学设计

基于对微生物燃料电池多年的研究基础及对环境工程专业的认识，笔者总结了微生物燃料电池与以下课程的结合。

1.水质工程学教学

微生物燃料电池作为一种有应用前景的新技术，近年来得到广泛关注，也取得了进展。而微生物燃料电池可以作为案例，引入到水质工程学的教学中来。在讲授生物处理部分，可以引入微生物燃料电池这项新技术。首先需要向学生讲清楚微生物燃料处理废水的原理。在微生物燃料电池阳极室内，同时发生着厌氧生物处理、电化学氧化、生物氧化与生物混凝等多个过程，并逐一介绍此四个过程的原理特征。然后向学生介绍当前应用微生物燃料电池技术进行污染处理的研究状况。近年来，一系列富含生物可降解有机物的废水，在微生物燃料电池中逐渐被尝试用来产电，同时废水本身得到降解。在介绍完整体研究状况后，任课教师可以根据熟悉的特征废水，展开而深入地向学生展示。需要提及的是，氮污染控制是当下环境保护工作的重点，微生物燃料电池处理含氮废水是该技术在废水处理领域最重要的应用之一，也与中国地质大学（北京）以地下水污染防治为特色的环境工程教学特点密切相关。微生物燃料电池生物脱氮的研究最早开始于2004年，研究者发现当阴极电势控制在-500mV时，微生物能够直接以阴极作为电子供体将NO3-还原[7]，这对微生物燃料电池处理含氮废水的实际应用具有十分重要的意义。同时也需要向学生说明，当前受制于材料成本，微生物燃料电池处理废水还只停留在实验室研究，还未真正应用。这样既向学生传授了生物水处理的相关知识，又激发学生进行深入了解研究的动力，培养了学生善于思考与联想的能力。在讲授水处理系统部分时，在讲解完生活污水传统的处理工艺的基础上，可以针对当下相对难以处理的工业废水，介绍基于微生物燃料电池的新型处理工艺。如笔者所在的课题组尝试用UASB-MFC-BAF的组合工艺处理糖蜜酒精废水[8]，高效去除污染物的同时，并获得1410.2mW/m2的最大功率密度。其中，在UASB单元高效去除COD并进行硫酸盐还原，MFC单元氧化硫化物的同时产电，BAF单元去除色度并降解苯酚衍生物。与常规工艺的结合为MFC在污水处理方面的应用提供了新的思路，成为一种很有前途的处理方式。这除了向学生传递了水处理工艺的相关知识，也示范了工艺组合的特点与基本规律，培养了学生讲自己所学的水处理技术融会贯通，灵活运用的能力。

2.固体废物处理处置工程教学

堆肥处理是主要的资源化技术之一，在讲到堆肥部分时，可以介绍微生物燃料电池固体废物堆肥中的应用案例，即微生物燃料电池既可以处理废水，也可以处理固体废物，展示了该技术良好的发展前景。其在固体废物堆肥中，底物不需要频繁更换，而且有机质含量高，堆肥过程自身产热可提高温度，为堆肥过程中形成的高度复杂的微生物种群的富集和生长提供了更加稳定的外部环境，当前以厨余垃圾和园林肥料为原料的堆肥微生物燃料电池也已经有报道[9]。剩余污泥是城市污水处理厂运行中最为头疼的问题，在讲授城市污水处理厂剩余污泥处理处置部分时，可以着重介绍微生物燃料电池在剩余污泥资源化过程中的应用，微生物燃料电池可以将剩余污泥中的化学能转化为最清洁的电能，为污泥资源化提供了新的思路。具体包括直接利用剩余污泥与间接利用剩余污泥两方面，前者是直接以剩余污泥为燃料，在输出电能的同时，能达到良好的污泥减量效果；后者是分别以剩余污泥微波预处理上清液与剩余污泥发酵产生的挥发性脂肪酸作为燃料，可以有效地资源化利用剩余污泥，同时达到污泥减量的目的。将此类案例介绍给学生，既可以传授了固体废物资源化与处置的相关知识点，又可以激发学生的学习热情，提高教学质量，并且进一步培养了学生环境工程意识和环境工程研究的能力，进一步培养了学生分析和解决环境工程实际问题的能力。

3.环境学教学

环境学是环境类专业本科生的专业基础课程，旨在使学生正确理解和掌握与环境问题有关的基本概念、基本知识以及基本原理，以便为学习后续课程奠定必要的基础。而微生物燃料电池与其课程教学也有密切联系，可以成为增强教学效果的有力工具。污染物是环境工程的处理目标，而污染物指标是检验环境技术优劣的标准，在水体污染教学方面，五日生活需氧量（BOD5）的含义与测定是教学中的一项重要内容。常规BOD5测定主要采用呼吸法，该法测定较为复杂，而且耗时长，基于微生物燃料电池工作原理的BOD5传感器具有良好的应用前景，其电流或电压与污染物浓度呈现良好的线性关系，而且能够快速响应，并且测量范围较宽，结果具有良好的重复性，因此成为微生物燃料电池实际应用领域较为重要的直接应用方向。在利用微生物燃料电池类型的传感器测定BOD5时，以待测废水为阳极液，通过之前测定的电压与浓度对应关系，读取电压值，便可换算为BOD5的浓度。此测定方法发现电池转移电荷与BOD5之间呈明显的线性关系，相关系数达到0.99，标准偏差为3%~12%。而且微生物燃料电池类型的BOD5传感器响应快，恢复能力强，当污水浓度发生变化时，电流滞后1h即可达到稳定。而且微生物燃料电池型BOD5测定方法的另一突出优点是可连续运行，无需路外保养。通过介绍微生物燃料电池在测定BOD5中的应用，可以加深学生对BOD5的理解，传授了水体污染指标的概念，也培养了学生触类旁通、理论联系实际的能力。在环境学课程讲授中，会涉及全球的能源与环境问题，也会提到一些新型的清洁能源如氢能、核能等。此时可以介绍微生物燃料电池电助产氢的相关知识，这也是微生物燃料电池可能直接利用的主要形式。根据电化学理论，电解水的分解电压为1.6V，而在无氧气存在的条件下，在双室微生物燃料电池阴极施加一个远小于水的分解电压的小电压（一般小于0.8V），可以促进外电路转移至阴极的电子和阳极转移至阴极的质子结合而生成氢气，从而达到利用微生物燃料电池系统产生氢气的目的，该工艺产生的氢气纯度较高，并可以积累和储存以及运输，克服了以前微生物燃料电池输出功率低、无法直接应用的缺点，从而促进微生物燃料电池技术朝着实际应用又迈进了一步。这一方面可以吸引学生更深的了解微生物燃料电池技术，而且培养学生的研发兴趣与爱好，另一方面传授了氢能等清洁能源的相关知识，拓展了氢能的来源，启发了学生深入探究、勤于联想的能力，取得良好的教学效果。

课堂教学实践

在中国地质大学（北京），笔者主要参与环境工程专业基础课与专业课的教学。在实际教学中，将微生物燃料电池的研究心得与实际教学相结合，对教学起到很好的促进作用。如在环境专业基础课有机化学的教学中，在讲授烯烃部分时，讲到石墨烯作为微生物燃料电池阳极的优点，更多地利用了其比表面积大、易于微生物附着的特征，促进了微生物燃料电池的产电与污染物去除，使得学生对于石墨烯的应用有了更直观的认识，对教学起到了促进与拓展的作用，符合当下理论联系实际的教学思路。在环境专业主干课环境生态学的教学中，将水生生态系统部分引入微生物燃料电池的概念，介绍了产电微生物的工作原理及特性，并介绍了沉积物微生物燃料电池的工作原理及应用，这不仅向学生传递了水生生态系统中的环境微生物的类群与功能，以及污染物在水生生态系统中的迁移转化规律等知识点，而且可以使学生明晰微生物燃料电池的在其中所起的作用，形象地展示了微生物燃料电池参与污染迁移转化的过程，对于此部分知识的教学，起到很好的促进作用。讲到这些案例时，学生的学习热情都比较高涨，教学效果明显提升。可见微生物燃料电池确实是良好的教学载体，有助于提高环境工程教学的质量，笔者在后续教学中还需进一步完善提炼。