給排水科學與工程專業創新性實驗教學的探索與實踐

陳秋麗 麥戈 張曉慧 陳潔

[摘 要]為順應行業需求的新形勢以及專業發展的方向和趨勢，培養創新型工程技術人才，我校給排水科學與工程專業于2016年開展創新性實驗教學的探索與實踐。本文以創新性實驗教學項目“水源水中PAEs污染狀況調查與污染控制”為例，分析并總結創新性實驗教學的教學效果及教學經驗，以學生為主導，導師為輔助，培養學生創新思維能力，為導師制創新性實驗教學項目的推廣提供理論參考。

[關鍵詞] 導師制;創新性;實驗教學

給排水行業在國民經濟和社會發展中起著十分重要的作用，給排水科學與工程專業為給排水行業可持續發展提供了人才和技術支撐，現已形成了具有自身特點的學科專業理論體系和工程技術體系[1]。但是，為適應我國給排水行業內涵的變化和水資源短缺與水環境嚴重污染及社會發展對水的需求，還需要加強給排水科學與工程專業的改革與建設。特別是近年來對創新型人才的需求，高校給排水科學與工程專業更應該注重培養學生的創新性思維能力和獨立探索精神，使其具備較強的綜合實踐能力，更好地從事生產實踐或科研工作。然而，由于我校給排水科學與工程專業實驗設備和場地不足，實驗教學仍然以傳統的教學模式為主，即教師先講解演示一遍，學生照著操作一遍。這樣的教學方式顯然無法鍛煉學生的獨立創新思維，不利于創新型應用人才的培養[2]。

本文以“水源水中PAEs污染狀況調查與污染控制”為實施項目，指導學生開展大學生創新性實驗項目，以水源水中鄰苯二甲酸酯的污染狀況調查及水中鄰苯二甲酸酯的深度處理技術為主線，成功地申報了仲愷農業工程學院創新實驗項目1項、廣東省大學生創新實驗項目2項，以及“寶潔中國先鋒計劃”小額資助項目1項。本文以該實施項目為例，探討導師制模式下開展創新性實驗的實踐經驗。

一、以學科前沿研究熱點引發學生參與創新性實驗的積極性

（一）實驗教學設計

水是世界萬物之源，沒有水，就沒有人類社會。隨著社會的不斷發展、生活水平的不斷提高，人民對飲用水的水質要求也越來越高。而與這一要求相矛盾的是，我國水體污染日趨嚴重，飲用水源水的水質難以得到保證，飲用水的安全問題已成為大眾關注的焦點。

鄰苯二甲酸酯（PAEs）是典型的內分泌干擾物之一。目前，PAEs污染已經遍布我國地下水、地表水等水環境中，并且被檢測出的PAEs種類越來越多，濃度也越來越高[3]，若長期飲用含有微量PAEs的水，不僅會危害人類的生殖系統、肝臟、神經系統等，甚至還可能產生“三致”作用[4]。因此，了解水源水中PAEs的污染水平及污染狀況，尋找有效去除PAEs的新方法或新技術，提高飲用水水質，保障人民的生命健康安全，是給排水科學與工程專業的主要研究熱點之一。

（二）實驗教學效果

學生們通過查閱大量的文獻資料，提出了針對課題開展的各種想法，包括去哪里調查，怎么取樣，怎樣保存水樣，用什么手段檢測PAEs，飲用水中的PAEs要用什么方法去除，等等。老師和學生們一起討論，氣氛非常熱烈，學生參與創新實驗的熱情更加高漲。經過一番研討，從實驗的可行性出發，我們最終確定了四部分研究內容：（1）河流型水源水（以學校自來水水源水—流溪河為例）中鄰苯二甲酸酯污染現狀的調查;（2）湖泊型水源水（以學校附近的和龍水庫為例）中鄰苯二甲酸酯污染現狀的調查;（3）納濾/超濾去除水中鄰苯二甲酸酯的效能研究;（4）水中鄰苯二甲酸酯分析檢測方法的研究。通過這種形式，改變了傳統的實驗教學方式，使學生變被動為主動，大大提高了學生參與創新性實驗的積極性。

二、以獨立設計實驗方案鍛煉學生的創新獨立性思維

（一）實驗教學設計

根據討論確定的四部分實驗內容，按4～5人/組將學生分組進行實驗，以小組為單位進行實驗方案設計。要求每組學生通過進一步查閱文獻資料，明確實驗的主要內容，整理出實驗技術路線，并列出詳細的實驗進度安排。然后分組PPT匯報并討論實驗方案的可靠性，實驗進度安排的合理性等。

（二）實驗教學效果

學生們在自主設計實驗方案時，遇到問題后能互相討論，或主動請教高年級的同學或老師，提高了解決問題的能力。PPT匯報時，各組的PPT基本上是以文字為主，且文字太多，給人視覺上的疲勞;在介紹實驗方案時，有些組能把做什么、怎樣做講得很清楚，也有些小組講得不夠到位，對自己設計的實驗方案底氣不足。

三、以解決實驗過程中的問題來提高學生的創新實踐能力

（一）實驗教學設計

在敲定實驗方案后，組織各組學生按照實驗進度安排開展實驗，包括實驗器材的準備、實驗操作、實驗數據的記錄與整理以及撰寫結題報告等。要求每個階段集中匯報一次，主要討論實驗過程中遇到了什么問題，采用了怎樣的解決方案，以及解決問題后的心得體會。

（二）實驗教學效果

對于一般的實驗教學，都是由老師準備好儀器試劑，在課堂上講解并演示，學生依樣畫葫蘆，對實驗的理解和掌握可能不夠到位;而在創新實驗活動中，各小組同學根據自己設計的實驗方案，一步一步地進行操作，出現疑難問題由導師再進行指導，這樣則極大地提高了學生們的思考能力和動手能力。在實驗過程中，學生自己動手完成，成就感很高，提高了學生參加創新性實驗的信心。

四、結語

圍繞“水源水中PAEs污染狀況調查與污染控制”，在導師模式下指導學生開展大學生創新性實驗教學，使學生了解了水源水PAEs的污染狀況，掌握了水源水中PAEs污染的控制技術。整個過程以學生為主導，自主設計實驗、分析結果，以導師為輔助，對學生進行有效的指導。這樣，不僅啟迪了學生的創新意識，激發了學生對科研的興趣和熱情，同時也極大地調動了學生參與科研創新的積極性，培養了學生良好的團隊合作精神和嚴謹的科研作風，培養了學生的創新獨立性思維和自主探索能力，并提高了實踐動手的能力。

參考文獻

[1]李婷婷，劉晶茹，李喜林.給排水專業應用創新型人才培養實驗教學模式探討[J].土木建筑教育改革理論與實踐，2010（12）：415-418.

[2]魏雪團，郭愛玲，王凌，等.創新性實驗教學的實踐和探討——以“聚谷氨酸的制備及其在補鈣劑和果汁中的應用”為例[J].科教文匯，2015（32）：40-41.

[3]陳秋麗.納濾膜去除水中微量鄰苯二甲酸酯的效能及預測模型研究[D].廣州大學，2018.

[4]吳德生，秦逍云，譚琴，等.鄰苯二甲酸酯類化合物的生殖毒性及其環境內分泌干擾效應[J].癌變·畸變·突變，2015（4）：316-318.