劉云慶， 王興磊， 張 藝， 李 強

(伊犁師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，污染物化學(xué)與環(huán)境治理重點實驗室，新疆伊寧835000)

0 引言

環(huán)境工程專業(yè)具有理論性強、技術(shù)性強、實踐性強的特點，而環(huán)境工程實驗需要學(xué)生動手操作和創(chuàng)新設(shè)計。學(xué)生的理論知識和實驗操作能力可在環(huán)境工程實驗過程中得到鞏固和加強，環(huán)境工程實驗不僅涉及到課本中的理論知識還涉及到實際環(huán)境工程中的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容，通過實驗可以使學(xué)生掌握環(huán)境工程設(shè)計、工程實踐的規(guī)律和方法［1］。過去幾十年由于社會經(jīng)濟大發(fā)展，自然環(huán)境污染嚴重。近年來隨著人們生活水平的提高對環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高。環(huán)境治理與保護機構(gòu)如雨后春筍般地崛起，所以要培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新型和實踐型的環(huán)保人才，不僅需要學(xué)生掌握環(huán)境專業(yè)的理論知識，還要加強環(huán)境工程實驗教學(xué)的改革與創(chuàng)新［2］。從我校環(huán)境工程實驗實際教學(xué)出發(fā)，對環(huán)境工程實驗教學(xué)課程進行了改革與實踐。

1 環(huán)境工程實驗教學(xué)中存在的問題

西部地區(qū)在經(jīng)濟、社會和環(huán)境的和諧發(fā)展進程中需要大批具有環(huán)境工程實驗知識的人才，而環(huán)境工程實驗又是一門跨專業(yè)，應(yīng)用綜合性極強的專業(yè)實驗課程，我國各地區(qū)逐年都有不同程度的環(huán)境污染事件發(fā)生，這就對環(huán)境相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)的要求也越來越高，所以，培養(yǎng)出具有高素質(zhì)、理論與實踐能力都強的環(huán)境專業(yè)人才是高校的重要使命和責(zé)任［3］。環(huán)境工程實驗教學(xué)是大學(xué)本科中環(huán)境科學(xué)專業(yè)與環(huán)境工程專業(yè)教育教學(xué)體系中的一個重要組成部分。環(huán)境工程實驗教學(xué)課程主要是為了提高學(xué)生實際動手能力，對問題的分析能力、實際問題的解決能力，而環(huán)境工程實驗教學(xué)改革與實踐的重點是將學(xué)生培養(yǎng)成具有不同專業(yè)方向特長的人才［4-5］。但是，在如今的環(huán)境工程實驗教學(xué)中，仍存在著一些明顯的不足，影響了環(huán)境工程實驗的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的實踐能力［6］。

1.1 受傳統(tǒng)思想觀念影響

受傳統(tǒng)“重理論知識的教育、輕實踐能力和操作能力”思想觀念的影響。具體表現(xiàn)在:大多數(shù)的環(huán)境實驗課程內(nèi)容是演示性、驗證性的實驗教學(xué)，大多數(shù)屬于模仿和訓(xùn)練課程，學(xué)生只是按照老師設(shè)計的實驗步驟按部就班進行實驗操作、觀察和記錄實驗結(jié)果，在整個實驗過程中學(xué)生是被動的，缺乏主動思考和積極參與。而創(chuàng)新型、設(shè)計型、綜合型的實驗課程占比重較小，需要學(xué)生自己動腦設(shè)計實驗少，自己動手操作實驗設(shè)備的機會少。環(huán)境工程專業(yè)實驗課開設(shè)的科目較多，如環(huán)境化學(xué)實驗、水污染控制工程實驗、大氣污染控制工程實驗、環(huán)境監(jiān)測實驗、固體廢棄物處理處置實驗等，課程多的同時課時量就相對較少，在考慮到學(xué)生安全的情況下，實驗室只對課堂實驗教學(xué)和老師的科研開放，學(xué)生自主實驗基本技能鍛煉機會少。因此，導(dǎo)致部分學(xué)生只懂理論，實驗操作能力欠佳［7］。

1.2 實驗室資源缺乏

由于各高校在擴招的同時還在轉(zhuǎn)型，轉(zhuǎn)換成適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展的應(yīng)用型大學(xué)，導(dǎo)致學(xué)校硬件與學(xué)生比例不協(xié)調(diào)、實驗室和實驗器材短缺，完善環(huán)境工程實驗教學(xué)困難，學(xué)生自己動手操作的機會較少;由于高校在擴招，學(xué)生數(shù)量逐年在增長，導(dǎo)致高校中學(xué)生所用的實驗室數(shù)量不夠，環(huán)境工程實驗教學(xué)課程的安排也越來越困難。

1.3 環(huán)境工程課程設(shè)計過于理論化

大部分學(xué)生缺乏實際環(huán)境工程的認識和經(jīng)驗，部分教師也缺乏對環(huán)境工程實踐的經(jīng)驗。主講教師只能在課堂進行基礎(chǔ)理論指導(dǎo)答疑，根據(jù)理論知識查找相關(guān)設(shè)計手冊，完成計算和設(shè)計，未能有相應(yīng)的實際工程實踐過程，導(dǎo)致最后的設(shè)計方案過于理論化和理想化，與實際工程中的相關(guān)內(nèi)容相差較大，實際可操作性不大［1，8］。

2 環(huán)境工程實驗課程教學(xué)改革內(nèi)容的探討

2.1 完善環(huán)境工程實驗教學(xué)內(nèi)容

環(huán)境工程實驗課程是一門針對性強、設(shè)計性強、綜合性強的課程，需要學(xué)生自己動手操作，學(xué)生親身體驗，這樣才有利于學(xué)生對知識的掌握。此課程內(nèi)容更新較快，因此實驗準備工作量較大，實驗室需要不斷進行實驗儀器設(shè)備更新，改進實驗儀器設(shè)備裝置，以此保證學(xué)生能夠掌握本專業(yè)的先進領(lǐng)域知識。逐漸由理論型、驗證型、演示型實驗轉(zhuǎn)變到設(shè)計型、創(chuàng)新型、綜合型實驗［9］。擴充更新實驗內(nèi)容，保證在環(huán)境工程實驗教學(xué)中，學(xué)生不僅加深運用理論知識對實際工程設(shè)計的分析思考，而且還能用工程實驗去驗證理論知識。

例1在水污染控制工程實驗中，我校將監(jiān)測性實驗、演示性實驗、驗證性實驗相互結(jié)合。運用水處理流程的各個單體工藝與監(jiān)測設(shè)備通過管道和相關(guān)鏈接儀器相互連接，把相關(guān)監(jiān)測儀器安裝在各單體和廢水進出水口處，構(gòu)成一套專業(yè)綜合型實驗。該實驗包含初次沉淀池、二次沉淀池、生化池、污泥濃縮池、微型板框壓濾機、污水檢測儀、濁度儀、溫度計等儀器設(shè)備。通過對污水處理各工藝的進出口水質(zhì)指標(pH、濁度、溫度、COD、氨氮等)監(jiān)測分析［10］。利用本套綜合型實驗，可幫助學(xué)生不同程度地掌握監(jiān)測手段，提高對設(shè)備和儀器的操作能力。

例2大氣污染控制工程實驗。學(xué)校開設(shè)了室內(nèi)空氣污染監(jiān)測、煙氣流量及含塵濃度的測定、除塵器性能的測定、濕法煙氣脫硫?qū)嶒灐⒌缆方煌ōh(huán)境中顆粒物污染特性評價等實驗。冬季，在我校的供熱鍋爐房中講解煙氣除塵脫硫環(huán)保工藝流程，讓學(xué)生對環(huán)保設(shè)備的設(shè)計方法，對煙氣中顆粒物濃度和SO2的濃度進行實際檢測，這樣學(xué)生不僅可以完成實驗工作任務(wù)而且還親身體驗到環(huán)保監(jiān)測部門的工作流程。根據(jù)實際需要，將除塵設(shè)備與脫硫設(shè)備相互連接，監(jiān)測環(huán)保裝置進出口廢氣的濃度指標。這樣的實驗可以幫助學(xué)生充分理解實際環(huán)保工程的工藝流程，豐富的實驗內(nèi)容提高了學(xué)生對實際環(huán)保工程的理解與認識。

2.2 鼓勵開展開放性實驗教學(xué)

目前，學(xué)校依托自治區(qū)重點實驗室和校級重點實驗室，還和本地區(qū)第三方環(huán)保監(jiān)測公司合作，開設(shè)開放性實驗有以下幾種:①校內(nèi)人工湖水的COD、BOD、氨氮、濁度等的監(jiān)測，對我校新建校區(qū)室內(nèi)空氣質(zhì)量進行甲醛、苯及其苯系物、氨類等空氣指標進行監(jiān)測。這種實驗實踐教學(xué)方法拓寬了學(xué)生對環(huán)境監(jiān)測知識面，提高了學(xué)生動手操作儀器和科研能力［11］。② 校園內(nèi)供熱站煙氣的監(jiān)測。監(jiān)測使用燒煤供熱系統(tǒng)中產(chǎn)生的污染物。了解和掌握日常供熱系統(tǒng)中環(huán)保設(shè)備的設(shè)計和管理使用情況［12］。通過該實驗可以鞏固學(xué)生對監(jiān)測儀器、實際環(huán)保工程的工藝參數(shù)、工藝流程、環(huán)保工程的設(shè)計要點等知識有更深入的了解和認識。③ 用大型儀器分析環(huán)境樣品的應(yīng)用實驗。運用已學(xué)的環(huán)境監(jiān)測、儀器分析、環(huán)境工程學(xué)等相關(guān)知識，對水、大氣、土壤環(huán)境中污染物質(zhì)監(jiān)測測定，要求學(xué)生現(xiàn)場采樣，對樣品進行預(yù)處理，配置相關(guān)標準物質(zhì)，建立標準工作曲線。通過這一系列的應(yīng)用監(jiān)測，可以培養(yǎng)學(xué)生動手能力和解決相關(guān)環(huán)境問題的能力［13］。

2.3 加強課題式實驗教學(xué)

我校為了提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，開設(shè)了有特色的實驗研究課題，培養(yǎng)學(xué)生進入實驗室做實驗課題，如:設(shè)立本科創(chuàng)新實驗項目，覆蓋率達到55%以上，跟隨導(dǎo)師加入科研工作，與素質(zhì)拓展項目和畢業(yè)論文掛鉤，以提交實驗報告或是小論文的形式完成，鼓勵學(xué)生在各大期刊發(fā)表論文，發(fā)表后給予一定的獎金鼓勵。另外學(xué)校還開展了“挑戰(zhàn)杯”“大學(xué)生人才計劃”等課外科技活動。同時，學(xué)院也加強了對校內(nèi)重點實驗室實訓(xùn)基地和校外實習(xí)實踐基地的建設(shè)。安排學(xué)生在實習(xí)基地輪流開展進行相關(guān)實驗。如;環(huán)保監(jiān)測站、城市污水處理廠、城市垃圾處理廠等。學(xué)生自己動手采集樣品，在專業(yè)教師和實踐基地工程師的指導(dǎo)下，對樣品進行觀察、收集、監(jiān)測、分析。全面系統(tǒng)地實現(xiàn)理論知識與實際相結(jié)合。提高學(xué)生創(chuàng)新思維能力和現(xiàn)場分析、解決實際問題的能力。

2.4 環(huán)境工程實驗課程的考核

環(huán)境工程實驗課程成績的考核以前注重實驗理論和實驗報告冊的成績，忽視了學(xué)生的動手操作能力和實驗過程的考查［14］。為了更好地提高環(huán)境工程實驗教學(xué)質(zhì)量，以培養(yǎng)能力為重點，我校建立了如圖1所示的考核方式，對學(xué)生進行全方面的評價。

這種實驗課程考核方式對學(xué)生求知過程，操作儀器設(shè)備能力，實際動手實驗?zāi)芰M行評價，全面、客觀、公正地反應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境工程實驗課程的情況，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性的同時也提高了環(huán)境工程實驗課程的教學(xué)質(zhì)量［15］。

圖1 環(huán)境工程實驗課程考核方式

3 結(jié)語

通過幾年的教學(xué)改革與實踐，我校環(huán)境工程實驗課程教學(xué)質(zhì)量有了較大提高，近年環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)論文與畢業(yè)設(shè)計階段，明顯感到學(xué)生的自主設(shè)計和學(xué)習(xí)能力有所提高。實習(xí)基地與用人單位對我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生評價趨好。但環(huán)境工程實驗教學(xué)體系的改革是一項長期任務(wù)，專業(yè)教師的任務(wù)則要不斷地探索和完善相關(guān)實驗教學(xué)的方式方法，不斷積累經(jīng)驗，把學(xué)生培養(yǎng)成既具有理論知識強、又實際操作能力強、科學(xué)創(chuàng)新能力強的綜合性人才。