環境工程水污染控制綜合性實驗課程教學模式初探

張玲+郭承育+楊林

【摘要】文章詳細闡述了環境工程綜合性實驗課程對人才培養的重要性，分析了水污染控制工程綜合性實驗課程開設中的困難以及開設本課程的必要性，闡明了本實驗課程教學設計、課前預習、課前講解、課程中指導老師的作用以及預習報告、實驗報告的內容要求。

【關鍵詞】環境工程；水污染控制；綜合性實驗課程；教學模式

【基金項目】青海師范大學校級教學研究項目：環境類工科專業實踐性課程探究（項目編號qhnujy2015101）。

環境科學與工程專業要求學生掌握環境科學與工程專業的基本理論知識，接受實驗技能、工程實踐、計算機應用、科學研究與工程設計方法等的基本訓練，具備對當今環境質量進行研究和評估，對企業的環保工程進行革新改造，并能進行環保新型產品的開發設計的基本能力。學生必須具備環境科學的基本理論、基本知識和基本技能，掌握環境監測、評價、規劃與管理、污染控制方面的基本理論和技能。在科技迅猛發展和培養創新型人才前提下，研究型教學已成為高等教育探討和實踐行之有效的模式，該教學模式提倡學生主動參與，自主學習。而實驗教學是高等教育教學體系的重要組成部分，是人才培養的重要環節，也是培養學生創新意識和實踐能力的重要環節。提高實驗教學質量，培養學生實踐能力和創新意識，已成為高校實驗教學改革的發展方向。環境工程實驗是環境工程類專業教學環節的重要組成部分，也是專業人才實踐技能培養的主要途徑。為有效提高環境工程實驗課程的教學質量和教學效果，內容豐富且符合最新發展趨勢的實驗項目與科學有效的實驗指導方法二者缺一不可。為培養學生的學習興趣，教給學生正確的學習方法，夯實學生基礎，提高學生綜合素質，在近年來的環境工程實驗課程教學實踐中，我們不斷探索。

實踐性課程的設置對于學生專業素養的提升、創新能力的培養顯得至關重要，而實踐性課程中，除了基礎性驗證實驗外，綜合性實驗尤其能鍛煉學生的動手能力和解決問題的能力。由于環境類專業在化學化工學院屬于新辦專業，因此首先需要明確專業建設思路，按照“厚基礎、寬專業、增強適應性”的要求，制定和完善專業建設規劃，突出專業辦學特色，推進專業建設。此外，由于綜合性實驗在開設中耗時長，實驗過程出現問題多，實驗設備調試時間長，設備維護困難等原因，遲遲沒有完全開設。本文針對上述情況，就環境工程綜合性實驗的開設以及教學模式進行探討。

一、綜合性實驗課程教學設計

環境工程水污染控制綜合性實驗課程是把《環境監測實驗》《環境工程原理》理論課、《環境工程微生物》理論課、《水污染控制工程》理論課綜合起來的一門課程，一個實驗往往涉及實驗藥品準備、試劑配制、工藝參數調整、多個指標測定等操作，同時還要必須熟練掌握各種工藝設備的使用調控，如果在課前不合理設計教學過程，學生不提前預習準備，在開展實驗課程時則不僅手忙腳亂，浪費課時，還可能會損壞實驗儀器設備，造成實驗室安全事故，帶來人身傷害和財產損失。因此，在進行綜合性實驗教學設計時，要充分考慮到可能出現的情況，合理安排教學環節非常重要。

根據實驗室實際情況，現有水污染控制工程實驗設備7套（種），分別是污泥沉降實驗設備、離子交換柱、活性炭吸附實驗設備、接觸氧化反應器、生物濾池（BAF）、膜生物反應器和快濾池（具體內容見表1）。由于每套設備只有1臺，如果安排全班學生每次實驗做一套（種）設備，達不到鍛煉學生動手能力和創新能力的目的。所以本綜合性實驗課程將全班學生分為7組，每組每周做一套（種），每周每套（種）設備都能充分使用到，保證每位學生都能有操作機會，每套設備都不閑置。

二、綜合性實驗教學課程課前準備

在綜合性實驗課課前，要求學生提前預習，做好實驗預習報告。預習報告需要學生通過仔細查閱文獻資料提出具體的可行的操作方法，熟悉實驗過程中所需要的儀器、設備、藥品種類及其用量。任課教師通過批改預習報告給予檢查并就所存在問題提出意見。要求預習報告內容包括：本次實驗需要的藥品、試劑以及試劑配制方法（國標方法）；設備特點、操作方法和過程、操作注意事項；操作過程中可能出現的情況和實驗現象；需要記錄的實驗現象和實驗數據。

實驗所需的藥品，需根據預習報告以及任課教師的批準，列出本次實驗的藥品單，在實驗教師的指導幫助下拿取。實驗所需配制的試劑，由學生根據標準方法自己配制，實驗教師巡視，以便幫助指導。

三、綜合性實驗課程課前講授

在實驗開始前，由實驗課任課教師進行實驗理論講解，將實驗內容告訴學生，包括實驗目的、實驗過程、實驗中儀器設備的使用、實驗數據及結果。引導學生依據實驗指導書熟悉實驗目的、原理、要求、操作、應該注意的問題，特別是提醒學生注意實驗現象產生的原因。同時將學生預習報告中檢查出來的問題重點講解，以保證實驗順利進行。另外，綜合性實驗的講解，可引入動畫、視頻等輔助教學手段，將設備的運行過程、工藝流程簡明直觀地演示給學生，以達到更好的教學效果。例如實驗四“接觸氧化反應器實驗”，主要目的是掌握微生物處理廢水的原理及過程，重點是活性污泥的培養以及濃度調試。如果在實驗教學過程中引入動畫，通過多媒體展示接觸氧化反應器中污水的流動過程以及去向、污泥的產生過程以及去向，將工藝流程過程完全徹底地展示給學習，將會極大地提高學生對該實驗的掌握程度，同時也會激發學生學習的積極性。另外，要強調實驗過程中用水、用電以及藥品的規范使用、實驗設備的安全操作，以免發生實驗室安全事故。

四、綜合性實驗課程教學過程

在實驗過程中，需要任課教師和實驗教師積極配合。藥品的拿取和試劑的配制過程需要實驗教師主導，例如監督藥品拿取量的多少，指導試劑配制過程中的操作是否規范，未用完藥品是否妥善處置，是否有藥品私自帶出實驗室等。設備操作運行需要任課教師監督指導，嚴格按照儀器設備的使用規范操作，特別是設備的啟停，設備運行過程中的突發問題，需要任課教師及時處理解決。同時，根據學生操作情況、發現問題解決問題的情況以及實驗課程中參與程度進行打分，作為平時成績，納入考勤考核范疇。另外，指導教師需要時刻注意設備的運行以及學生的實驗操作情況，以防發生實驗室安全事故。endprint

五、綜合性實驗課程考核方式

綜合性實驗課程考核辦法同其他課程考核辦法：考勤+平時成績+實驗報告+期末考試成績。其中，平時成績包括實驗課程上課操作時任課教師打分、預習報告和實驗報告的完成情況等。實驗報告是平時成績中最重要的一部分內容，要求學生實驗結束后，認真如實完成，堅決杜絕數據弄虛作假，培養學生實事求是的科學態度。實驗報告內容要求包括：實驗目的和實驗原理，對實驗設備的認識，實驗設備組成和操作方法，實驗現象的觀察，實驗數據的記錄與處理，實驗結果，問題討論與分析，同時要求附上原始實驗記錄。這樣可以培養學生實事求是的科學作風，避免抄襲實驗報告。

六、總結

環境工程綜合性實驗課程的改革和實踐需要不斷地嘗試和探索，這需要我們立足于學生實驗技能和創新能力的培養，同時要依據社會人才需求，有針對性地培養學生的專業技能，使實驗操作內容與人才市場需求相吻合，與生產實際接軌，從而提高我校應用型人才的培養質量，提升學生就業能力，同時為我校向應用型大學轉型貢獻力量。

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