環(huán)境工程專業(yè)實驗教學內容體系構建

摘要：以本校環(huán)境工程專業(yè)實驗教學為例，結合培養(yǎng)目的和專業(yè)教學核心知識點，對實驗教學內容進展改革，構建了較為科學完善的內容體系。經理論，新的實驗教學內容體系充分激發(fā)了學生學習的興趣，有效提升了學生的理論才能和創(chuàng)新才能，可為研究型高校同類專業(yè)實驗教學內容體系構建提供參考。

關鍵詞：環(huán)境工程；實驗教學；內容體系

一實驗教學內容體系現(xiàn)狀

專業(yè)實驗教學普遍存在著實驗課程設置少、學時少、教學內容與方法陳舊、實驗工程設置不合理、儀器設備缺乏、場地小、師資少等一項或多項問題[6-8]。有些問題很難解決的，比方學時問題，在學位總學時的控制下，很難通過減少其他課程的學時數(shù)來增加實驗課學時，而且學校因為費用與場地因素，不太愿意增加實驗學時；場地問題，幾乎不可能通過削減科研老師的實驗室來增加本科教學實驗室，新建實驗室那更是不可能的。但是這些問題，很多都是可以通過優(yōu)化教學內容來解決的。優(yōu)化教學內容，可減少重復性實驗內容，進步實驗儀器與實驗室的使用率，刪除陳舊的實驗工程，實現(xiàn)教學目的。在改革之前，本校環(huán)境工程專業(yè)實驗教學，只設置一門“綜合實驗〞課程，實驗工程大多數(shù)是指標類檢測的驗證性實驗，且以水方向為主。此外，還有一些控制單元與工藝裝置的實驗。這樣的設計是不科學的，一是方向太偏，不夠全面，畢竟本校是研究型大學，培養(yǎng)的學生應該是多面手，而且地方區(qū)域社會開展也需要大氣、固體廢物等方向人才；二是重復性實驗內容太多，水質指標檢測多用分光光度法，造成學生使用分光光度計太多；三是控制單元與工藝裝置多是演示性的實驗，沒有真正運行，應該通入介質，然后結合相關指標分析，形成真正的綜合設計性實驗。

二實驗教學內容新體系的構建

〔一〕實驗教學內容體系分析

不管實驗工程類型是演示性、驗證性還是綜合設計性，要求學生掌握的根本內容是不變的，即使是受區(qū)域經濟需求或學科優(yōu)勢影響，也只會使實驗內容有所側重，但主要方向不能缺失。環(huán)境工程專業(yè)要掌握的專業(yè)知識內容包括：大氣污染控制、水污染控制、土壤修復、固體廢物處理與處置、噪聲控制，以及光、熱、放射性和電磁輻射污染防治，環(huán)境風險預警與防控等[9]。環(huán)境工程專業(yè)要掌握的儀器設備包括：貴重檢測儀器〔原子吸收分光光度計、液相色譜、氣相色譜、離子色譜、各類分光光度計等〕；指標檢測儀器〔pH計、濁度儀、電導率儀、甲醛測定儀、測氡儀、噪聲儀、溶氧儀、輻射檢測儀、自開工業(yè)分析儀、微機全自動量熱儀等〕；樣品采集與處理儀器〔氣體采樣器〔PM

10、PM2.

5、氮氧化物、二氧化硫等〕、COD消解儀、石墨消解儀、混凝攪拌裝置等〕；常規(guī)儀器〔離心機、搖床、水浴鍋、培養(yǎng)箱、烘箱、破碎機、超聲波清潔器、馬弗爐、無菌操作臺、滅菌鍋、基因擴增儀、紫外透射儀、電泳儀、電熱板、真空泵、電熱套等〕。環(huán)境工程專業(yè)要掌握的控制單元與工藝裝置包括：除塵裝置〔袋式除塵、旋風除塵、靜電除塵〕、氣浮裝置、沉淀池裝置〔平流式、豎流式、輻流式、斜管斜板〕、濾池裝置〔普通、V型、虹吸〕、膜法水處理裝置、堆肥發(fā)酵裝置、燃燒爐、催化氧化裝置、吸附裝置、離子交換裝置、SBR裝置、噴淋洗滌塔等。由上可見，環(huán)境工程專業(yè)要求掌握的內容實在太多，假設不系統(tǒng)分析，構建科學合理的實驗內容體系，必然導致重復教學，再多的學時也不夠用。

〔二〕構建思路與方法

為防止重復教學，必須先理解已修讀的其他實驗課程的內容，然后在專業(yè)實驗教學內容體系里刪去相應的內容。本校環(huán)境工程專業(yè)修讀的其他實驗課程包括：大學物理實驗〔力、熱、光、電、磁等根本實驗〕，三大化學實驗〔無機化學實驗、有機化學實驗和分析化學實驗，練習和掌握化類根本操作實驗〕，物理化學實驗〔化合物物理與化學根本性質的檢測實驗〕，電工與電子技術實驗〔電路及根本電子元件性能實驗〕和化工原理實驗〔流體性質及根本化工單元操作實驗〕。通過這些實驗，學生根本學習和掌握了化類實驗根本操作及常規(guī)儀器的使用，故應在專業(yè)實驗教學內容體系里刪去相應的內容。為了讓實驗開設在內容上具有層次性和邏輯性，并且在實驗工程類型上，實現(xiàn)演示性、驗證性、綜合性和設計性實驗配制比例合理，根據(jù)教育部教學指導委員會制定的相關文件，還有學校與學院制定的人才培養(yǎng)定位及學科開展方向，最后必須嚴格按照專業(yè)人才培養(yǎng)方案要求來制定教學內容。本校環(huán)境工程專業(yè)改革后的實驗教學分成二大塊，一是課程實驗，包括固體廢物處理與處置、環(huán)境監(jiān)測、水污染控制工程、大氣污染控制工程及環(huán)境工程微生物學，共5門專業(yè)主干課程實驗，二是綜合設計性實驗。課程實驗主要是演示性和驗證性實驗，盡量多開綜合性實驗，緊隨著理論課程開設，用于增強學生對專業(yè)知識點的理解，學習和掌握相關儀器與實驗方法[10]。綜合設計性實驗，主要是為了培養(yǎng)學生的分析和解決問題的才能，培養(yǎng)學生的根本科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，要求學生對應每一個主干課程最少做一個綜合設計性實驗。

〔三〕實驗教學內容新體系構建

〔1〕課程實驗

5門專業(yè)主干課程的課程實驗均獨立開課，各開設4個實驗工程，課時為16。這些實驗工程涉及的教學內容，均為主干課程的核心內容，雖然不能包含所有的核心內容，但也能讓學生掌握絕大多數(shù)的核心知識點。通過這些課程實驗，能讓學生在有限的學時內，掌握專業(yè)的主要知識點、相關的主要儀器設備和工藝單元裝置。

〔2〕綜合設計性實驗

為上培養(yǎng)學生的根本科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，要求學生在水、氣、固三個核心方向最少做一個綜合設計性實驗。因為本專業(yè)較側重水方向，故在水方向增加一個綜合設計性實驗。如今的綜合設計實驗課程為4個實驗工程，每個實驗工程8個學時，總學時32。這4個實驗工程及相關教學內容如下：①某區(qū)域水體水質評價選擇自來水，旁邊江河或湖泊等水體進展一些水質檢測，指標與之前的課程實驗盡量不一樣，可以測總氮、總氮、余氯等，然后選擇相應水體的水質標準評價水體的質量。通過此實驗，讓學生學習了水樣的采取與保存方法，并讓學生進一步學習了感興趣的水質指標檢測。②膜法水處理實驗基于實驗室里的膜法水處理工藝裝置，配制具有一定濁度和細菌數(shù)的水樣，然后調節(jié)超濾和反浸透工藝進出水參數(shù)，取樣分析進出水的細菌總數(shù)、大腸桿菌、電導率、濁度等指標，然后衡量評價工藝處理效果。膜法水處理廣泛應用于水的深度處理，需要通過實驗加強相關知識點的學習。③某工業(yè)廢渣綜合利用實驗選擇某種工業(yè)廢渣，分析其成分，然后利用物理、化學或生物的方法實現(xiàn)無害化、減量化、資源化的目的。④除塵實驗基于實驗室里的旋風除塵、靜電除塵和袋式除塵模擬裝置，調制一定粉塵濃度的氣體，然后通過調節(jié)裝置的各工況參數(shù)，到達除塵目的。通過檢測進出氣的粉塵濃度，評價除塵裝置的效果。通過上述4個綜合設計性實驗，實現(xiàn)課程實驗的進一步延伸，實現(xiàn)訓練學生綜合運用所學專業(yè)知識設計并實際運行環(huán)境污染處理工藝的才能。

三結語

經過近20年的改革與理論，我校環(huán)境工程專業(yè)形成了較為科學完善的實驗教學內容體系，為研究型高校培養(yǎng)環(huán)境類專業(yè)人才提供了參考。經理論，因實驗內容幾乎沒有重復性，而且實驗目的明確，針對性強，充分激發(fā)了學生學習的興趣，獲得了良好的教學效果。今后，我們將根據(jù)學科的開展和人才培養(yǎng)目的的變化，不斷深化實驗課程改革，實在為學生提供優(yōu)質的理論訓練，為培育優(yōu)秀的環(huán)境工程專業(yè)人才提供堅實的保障。

參考文獻

【1】閻波,趙興貴,李海明,等.環(huán)境科學專業(yè)綜合性實驗教學的探究與理論[J].中國輕工教育,2022

(5):63-66.

【2】牛金成,許放.我國平安工程本科專業(yè)培養(yǎng)方案之比較