水污染控制工程的實驗教學改革

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摘要:改革與實踐水污染控制工程實驗的教學，對環(huán)境工程專業(yè)加強理論學習、掌握工程設計的基本理念，培養(yǎng)學生的專業(yè)自主創(chuàng)新能力意義重大。立足于教和學雙角度，以實驗教學中心為載體，通過在實驗課程設置、教學內容、教學方式等方面的改革與實踐，并結合地方特色開展綜合、設計性實驗，引導學生根據自身從業(yè)規(guī)劃開展個性化學習，獨立設計實驗方案并完成實驗內容，提高學生的自主創(chuàng)新能力。

關鍵詞:水污染控制工程;實驗教學;改革與實踐

環(huán)境工程的專業(yè)核心課程主要包括水、氣、聲、渣等方面，其中水是指《水污染控制工程》的理論和實驗教學、課程設計、生產實習實踐等內容。實驗教學效果與水污染控制工程整體的教學效果呈明顯的正相關關系［1－2］。改革與實踐“水污染控制工程實驗”的教學，對環(huán)境工程專業(yè)加強理論學習、掌握工程設計的基本理念，培養(yǎng)學生的專業(yè)自主創(chuàng)新能力意義重大。重慶工商大學是一所經濟學、管理學、文學、工學、法學、理學、藝術學等多科性綜合大學，學校的環(huán)境工程專業(yè)是重慶市“三特行動”計劃特色專業(yè)和重點學科，該學科踐行“以學生為中心”的人才培養(yǎng)新理念，著重培養(yǎng)學生的社會責任感、綠色環(huán)保意識、嚴謹誠信品格、團隊協(xié)作精神和實踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。本文立足于教和學雙角度，重點探討以實驗教學中心為載體的水污染控制工程實驗的教學改革與實踐。

1調整實驗課程設置

原實驗課程教學安排集中在一周的時間內進行，由于理論知識講授時間和實驗教學時間脫節(jié)，通過實驗鞏固理論知識、提高學生的綜合素質的效果欠佳。針對這種情況，對實驗教學的安排做了調整，實驗教學示范中心配合主講教師在相關理論知識講授完后的1～2周時間內，再展開相應的實驗教學。實踐證明，經過調整設置時間以后的實驗課程，加強了學生理論與實踐的結合，鞏固了水控專業(yè)知識。

2改革教學內容

2.1根據地方產業(yè)特征，更新實驗內容

根據《環(huán)境工程專業(yè)規(guī)范》的基本要求，結合重慶市的經濟產業(yè)特征，更新實驗教學內容，培養(yǎng)學生解決實際水環(huán)境污染問題的專業(yè)意識。重慶市處于三峽庫區(qū)，水環(huán)境容量較低，同時，經濟發(fā)展迅速，傳統(tǒng)工業(yè)區(qū)已形成“1+10+1000”格局的汽車產業(yè)集群，“5+6+800”格局的電子信息產業(yè)集群，兩江新區(qū)等新興開發(fā)區(qū)目前已經形成了汽車、電子信息、高端裝備、生物醫(yī)藥、新材料等五大工業(yè)產業(yè)結構，對于水環(huán)境質量的挑戰(zhàn)日益嚴峻。針對重慶市的產業(yè)布局及相應的水污染特征，水污染控制工程實驗項目采用地方企業(yè)的生產污水(如噴涂廢水、電子廢水等)為實驗水源，主要包括將物理處理、生物處理、化學與物化處理、污泥處理4個基本模塊，以驗證型實驗為主.

2.2增加綜合性、設計性實驗

根據水控的核心知識體系，建立以學生為中心的實驗教學環(huán)境與條件，并結合實際工程應用，增設綜合性、設計性實驗(表1)，實行開放式實驗教學，借鑒現代超市運作模式，讓學生在其中自主選擇實驗項目、自主安排實驗時間、自主申請項目考核和學分結算，從而使學生既掌握基本原理，又能具有較好的實際應用技能。以“流注－火花放電等離子體處理制藥廢水布洛芬”為例，該實驗把水污染控制工程中典型工業(yè)廢水的處理技術、環(huán)境化學中有機物的液相色譜測定、工程流體力學中紊流流場的模擬測定、電工學中電壓電流和功率的關系等多門專業(yè)核心課程的內容有機結合，克服了單維度的驗證型實驗對原理、操作技術的單一機械訓練缺陷，使學生的專業(yè)技能和工藝實踐能力能得到全面的綜合訓練［1，3］。

2.3多元化考試考核方法

對應于教學方式的多樣性，課程考試考核方式也應多元化，教與學的效果由此可以互相促進和完善，引導學生有效改進學習方法的同時增強人才培養(yǎng)質量［4］。驗證型基礎單元實驗課程考評采取平時成績與集中考試相結合的方法，平時成績重點關注實驗預習、實驗操作規(guī)范性和實驗報告數據結果準確性，集中考試采用筆試與實驗操作考核相結合方式，指導教師現場評議學生的實驗操作情況，確保學生的基礎實驗能力提高完善。綜合性、設計性的實驗課程成績評定根據方案設計、實驗研究和成果匯報等三部分分別進行評價后匯總。

3改革教學方式

在水污染控制工程實驗教學方式方法改革中，堅持以學生為中心，注重采用基于基本技能、典型案例、問題、項目的互動式、研討式教學方式和探究式、自主式、合作式學習方式。對于驗證型基礎單元實驗課程，在教師指導下，學生首先根據相應水質水量特征設計實驗方案，然后利用實驗教學中心的“環(huán)境工程實驗仿真系統(tǒng)”等進行仿真練習，以加深對不同影響因素的理解;之后進一步修正實驗方法與步驟，實際操作實驗，分析實驗現象和結果;最后教師現場總結闡述實驗過程的關鍵點，對結果的合理性進行拓展性分析，使學生對相關專業(yè)知識點加深理解。例如，“活性污泥沉降性能實驗”項目，以正常運行的重慶市唐家沱城市污水處理廠的活性污泥為對象，采取“仿真練習－實際操作－總結評述”等學習過程，通過分析初沉池、曝氣池和二沉池中具有不同沉降性能的污泥的實驗結果，加深了學生對自由沉淀、絮凝沉淀、成層沉淀和壓縮沉淀四種不同沉淀類型理論的理解和認識。對于設計性和綜合性實驗，指導教師下達實驗任務或項目要求后，學生自主查閱資料后獨立擬訂實驗方案，經指導教師批準后，再向實驗教學中心提交實驗所需器材和試劑藥品清單，并在教師指導下自主開展實驗并撰寫實驗報告。例如“低溫等離子體催化處理工業(yè)廢水”實驗，學生通過自主查閱資料，了解低溫等離子體的產生原理、產生方法、化學和物理作用、適用對象場合等相關基本知識，在結合中心實驗條件自信設計合理的自制高壓放電反應裝置和分析檢測方法，條件滿足后在教師指導下自主完成實驗研究任務。

4結語

通過在實驗課程設置、教學內容、教學方式等方面的改革與實踐，結合地方特色開展綜合、設計性實驗，引導學生根據自身從業(yè)規(guī)劃開展個性化學習，獨立設計實驗方案并完成實驗內容，提高學生的自主創(chuàng)新能力。

參考文獻

［1］潘楊，黃勇，沈耀良，等.水污染控制工程實驗教學改革初探［J］.實驗科學與技術，2011，9(2):139－140.

［2］舒友菊，施萬勝.《水污染控制工程》實驗教學方法改進初探［J］.科技信息，2009(31):517－518.

［3］陳曉晴，高良敏.淺談實驗室儀器在水污染控制工程實驗教學中的應用情況［J］.高教學刊，2016(21):128－129.

［4］梁莉娟.學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和高校實驗教學改革［J］.高教學刊，2017(3):114－115.

作者:譚雪梅 龍良俊 王小平 王崇均 單位:重慶工商大學環(huán)境與資源學院