曹勇鋒　張可方　方茜

摘要：通過對(duì)給排水科學(xué)與工程專業(yè)水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“活性炭吸附實(shí)驗(yàn)”的建設(shè)，對(duì)示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)涵與特色，目標(biāo)與原則，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、方法與策略等方面進(jìn)行了探討。示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)已初見成效，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量起著重要作用，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的專業(yè)興趣。

關(guān)鍵詞：示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；給排水科學(xué)與工程

中圖分類號(hào)：TU9912；G6420文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：10052909（2014）06011504

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校本科教學(xué)體系中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和提高動(dòng)手能力的重要途徑。2012年，廣州大學(xué)開始了“示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”的建設(shè)工作，旨在進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，加強(qiáng)優(yōu)勢特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)，激發(fā)學(xué)生的求知欲、好奇心和興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。對(duì)于示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如何開展，如何才能成為示范性實(shí)驗(yàn)等問題，文章以“示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”建設(shè)的實(shí)踐過程和建設(shè)中的示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——活性炭吸附實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行探討。

一、示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)和原則

（一）示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

在示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)過程中，通過對(duì)示范項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的梳理，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)有序、有效和有趣進(jìn)行，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)高素質(zhì)人才方面的作用，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)，最終達(dá)到全面提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的高級(jí)應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才的目的[1-2]，同時(shí)構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[3]。

（二）示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)原則

可行性原則。首先示范性實(shí)驗(yàn)應(yīng)在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中選取，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有豐富的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；其次，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)受學(xué)生歡迎，又不會(huì)增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和教師的工作量，示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)的成果或經(jīng)驗(yàn)?zāi)茉趯W(xué)院、學(xué)校中推廣。

科學(xué)性原則。示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)具有科學(xué)的教學(xué)觀念、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)過程、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式方法，同時(shí)具有科學(xué)的實(shí)驗(yàn)成績考核方式。層次性原則。示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不應(yīng)僅僅局限于高層次的實(shí)驗(yàn)，各類實(shí)驗(yàn)（基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性、探究性實(shí)驗(yàn)）都能存在示范性。

創(chuàng)新性原則。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、方法、手段的基礎(chǔ)上繼承、發(fā)展、創(chuàng)新，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣和主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，達(dá)到對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?chuàng)新精神培養(yǎng)的目的。

二、示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)涵和特色

示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不僅局限于高層次的實(shí)驗(yàn)，它可以是各類實(shí)驗(yàn)，如基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性或探究性實(shí)驗(yàn)，只要這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目能體現(xiàn)現(xiàn)代教育教學(xué)思想，符合科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本規(guī)范和學(xué)生認(rèn)知與能力發(fā)展規(guī)律，具有豐富的教學(xué)內(nèi)涵、良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境氛圍、切實(shí)有效的教學(xué)策略，教學(xué)效果明顯，特色鮮明且具有示范推廣作用的優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都可成為示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

在進(jìn)行示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)之前，本學(xué)科已對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了長期的研究和探索[4-6]，對(duì)“水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)”實(shí)驗(yàn)課程中綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。隨著示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)的不斷深入，對(duì)示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)涵有了更深的理解，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是否有示范推廣作用，其所具有的內(nèi)涵是先決條件。例如，建設(shè)中的示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——活性炭吸附實(shí)驗(yàn)是給排水科學(xué)與工程專業(yè)必修實(shí)驗(yàn)課程水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)中的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其示范性的內(nèi)涵為：采取簡單、有效和直觀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法把難降解，有毒、有害工業(yè)污廢水處理工藝與含酚廢水的分析檢測方法兩個(gè)實(shí)驗(yàn)過程有序合理地結(jié)合，通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生真正掌握工業(yè)廢水處理的基本原理和處理方法，了解難降解，有毒、有害工業(yè)污廢水的處理難題和需要解決的科學(xué)問題，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研及工程實(shí)際相互滲透， 理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)齊頭并進(jìn)的效果。同時(shí)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程對(duì)給排水科學(xué)與工程專業(yè)和環(huán)境工程專業(yè)水處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面具有示范指導(dǎo)作用。

三、示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)實(shí)踐

經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)現(xiàn)，工科院校的本科專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直是教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，而且由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、方法、手段與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求及科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展有較大差距，從而造成傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目沒有活力，沒有達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新精神的教學(xué)目的。另外，各類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不管是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)還是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，它們的主體知識(shí)主要是傳統(tǒng)的理論知識(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革或?qū)嶒?yàn)教學(xué)研究的主要目的是通過對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教學(xué)方法、手段進(jìn)行創(chuàng)新，從而使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目具有生命力，使理論知識(shí)得到傳承，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的教學(xué)效果。如何才能把一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)成對(duì)其他實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有啟發(fā)性或具有示范作用的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，我們結(jié)合示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)以及對(duì)“活性炭吸附”示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)情況進(jìn)行探討?；钚蕴课綄?shí)驗(yàn)是一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)為4學(xué)時(shí)，每組學(xué)生人數(shù)為4人，該項(xiàng)目的建設(shè)，從以下5個(gè)方面著手。

（1） 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮湍芰ε囵B(yǎng)目標(biāo)。該項(xiàng)目的主要實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖且詫?shí)驗(yàn)的方式加強(qiáng)學(xué)生對(duì)工業(yè)廢水處理技術(shù)基本原理的理解，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)和組織工業(yè)廢水處理實(shí)驗(yàn)方案的能力，使之正確掌握工業(yè)廢水處理技術(shù)，掌握實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用，具備分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理數(shù)據(jù)的能力。培養(yǎng)學(xué)生初步的科研能力和興趣，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生真正理解知識(shí)，掌握知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)基本技能和分析歸納能力。

（2） 豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)主要使學(xué)生了解含酚工業(yè)廢水的性質(zhì)及危害，了解活性炭的吸附能力、使用性能及范圍，掌握活性炭處理含酚廢水的工藝流程及方法，掌握含酚廢水的測定方法，繪制含酚廢水分析標(biāo)準(zhǔn)曲線，掌握可見光分光光度計(jì)、分析天平、振蕩器的操作使用。通過工藝處理、水質(zhì)分析的全過程實(shí)驗(yàn)獲得工藝參數(shù)及效果，并畫出活性炭的吸附等溫線。

（3） 切實(shí)有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，以學(xué)生作為教學(xué)的主體，由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型不同，教師需要扮演不同的角色，而且根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型采取不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。但主要任務(wù)還是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容需要的多種情境和提示新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的遷移，把學(xué)生的學(xué)習(xí)引向深入[7]。

在專業(yè)理論教學(xué)過程中由于課時(shí)有限，沒有對(duì)活性炭的應(yīng)用和工業(yè)廢水處理工藝做非常詳細(xì)的講解，從而造成學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)際工程沒有很好結(jié)合。在示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)過程中我們把實(shí)驗(yàn)的方法和手段進(jìn)行組合，開展了一項(xiàng)完整的工業(yè)污水處理過程實(shí)驗(yàn)。課前介紹、含酚廢水分析標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制、含酚廢水的處理、實(shí)驗(yàn)解答與結(jié)果等過程有序進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)過程中利用活性炭處理含酚工業(yè)污水，并對(duì)處理效果進(jìn)行分析檢測，檢測方法按照國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法進(jìn)行。學(xué)生既學(xué)會(huì)了水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法和工藝流程，又懂得了水質(zhì)分析方法在水處理過程中的應(yīng)用，掌握了整體思考問題的方法和解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)研究興趣。在實(shí)驗(yàn)之前，安排學(xué)生預(yù)習(xí)活性炭吸附理論和工業(yè)污水的處理方法，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)理論的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)過程中指導(dǎo)教師會(huì)針對(duì)含酚廢水的特性和處理現(xiàn)狀提出相關(guān)問題與學(xué)生進(jìn)行討論，使所有學(xué)生都積極參與實(shí)驗(yàn)，討論中碰到的一些問題還可以引導(dǎo)學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)來解決，以達(dá)到進(jìn)一步提高學(xué)生查閱資料的能力。

（4） 實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源的利用。本項(xiàng)目具有豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，為學(xué)生課前預(yù)習(xí)和自主學(xué)習(xí)提供了很好的平臺(tái)?；钚蕴课綄?shí)驗(yàn)是水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程中的一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程是廣州大學(xué)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)課程、優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程，同時(shí)也是國家精品課程和國家精品共享資源課水質(zhì)工程學(xué)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，本項(xiàng)目的教學(xué)資料（課程介紹、教學(xué)計(jì)劃、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、相關(guān)教材、參考資料、教學(xué)素材、課后思考題、練習(xí)與自測、電子教材、實(shí)驗(yàn)演示裝置、實(shí)際工程運(yùn)行演示、 實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫 、實(shí)驗(yàn)常見問題）和視頻錄像已上傳到國家精品課程和國家精品資源共享課水質(zhì)工程學(xué)網(wǎng)站以及水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程網(wǎng)站。

（5） 建立有效的考核方式。實(shí)驗(yàn)考核主要有兩部分：第一部分是實(shí)驗(yàn)操作和問題討論，占總成績的60%，主要通過實(shí)驗(yàn)過程中的動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)水平和對(duì)問題的分析解答，以及與組員之間的配合情況進(jìn)行評(píng)定；第二部分是實(shí)驗(yàn)報(bào)告，占總成績的40%，主要考核學(xué)生對(duì)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)原理的理解，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力及相關(guān)思考題的解答等。實(shí)驗(yàn)考核的主要目的是鼓勵(lì)學(xué)生真正參與實(shí)驗(yàn)，嘗試用所學(xué)理論解決實(shí)際問題，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的。

四、教學(xué)效果

通過多年來實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究和示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)，我們在以下幾個(gè)方面取得了明顯的教學(xué)效果。

（1） 使實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程更加規(guī)范，對(duì)其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)起到示范指導(dǎo)作用。項(xiàng)目在建設(shè)過程中對(duì)實(shí)驗(yàn)每一環(huán)節(jié)都進(jìn)行了合理有序的安排，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、教學(xué)的方法進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程更加規(guī)范，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更容易理解，有利于教與學(xué)的順利開展。

（2） 激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生把一項(xiàng)完整的工業(yè)污水處理過程真正操作完成，而且處理的效果明顯直觀，同時(shí)使學(xué)生真正掌握含酚廢水的檢測和處理過程，使理論知識(shí)得到真正應(yīng)用，激發(fā)了學(xué)生的專業(yè)興趣。成績考核以實(shí)驗(yàn)操作和問題討論為主，學(xué)生認(rèn)真主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)手能力和自主學(xué)習(xí)的能力得到了很好的訓(xùn)練。通過實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，畢業(yè)生在畢業(yè)論文試驗(yàn)中的動(dòng)手能力、分析解決問題能力有很大的提高，試驗(yàn)條件的控制、試驗(yàn)效果和數(shù)據(jù)分析都掌握得非常好。

（3） 加快了網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)進(jìn)程。以建設(shè)示范性實(shí)驗(yàn)為契機(jī)，本課程逐漸完善了國家精品課程“水質(zhì)工程學(xué)”和課程網(wǎng)站“水處理實(shí)驗(yàn)技術(shù)”的教學(xué)視頻資源，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)資源。通過網(wǎng)站互動(dòng)平臺(tái)，師生之間可以對(duì)實(shí)驗(yàn)方面的問題進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。

（4） 促進(jìn)了整體實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高。示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)目的不僅僅是把項(xiàng)目建設(shè)好，更重要的是通過示范性實(shí)驗(yàn)的示范作用，帶動(dòng)整個(gè)課程、整個(gè)專業(yè)乃至其他相關(guān)專業(yè)整體實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高。

五、結(jié)語

多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革對(duì)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平、教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果有積極意義。但作為一個(gè)全新的教學(xué)理念，示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)主要是為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“活性炭吸附實(shí)驗(yàn)”在建設(shè)過程中已取得一定成果，但其在建設(shè)和實(shí)施過程中對(duì)項(xiàng)目的內(nèi)涵和教學(xué)方法、策略設(shè)計(jì)還需進(jìn)行不斷的思考和探討。建設(shè)示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量有積極的意義，能有效地提升給排水科學(xué)與工程學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，有利于培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人才。

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