环境工程专业实验教学内容体系构建•环境
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摘要:以本校环境工程专业实验教学为例,结合培养目标和专业 教学核心知识点,对实验教学内容进行改革,构建了较为科学完善的 内容体系。经实践,新的实验教学内容体系充分激发了学生学习的兴 趣,有效提升了学生的实践能力和创新能力,可为研究型高校同类专 业实验教学内容体系构建提供参考。
关键词:环境工程;实验教学;内容体系
一实验教学内容体系现状
专业实验教学普遍存在着实验课程设置少、学时少、教学内容与 方法陈旧、实验项目设置不合理、仪器设备不足、场地小、师资少等 一项或多项问题[6-8]o有些问题很难解决的,比如学时问题,在学位 总学时的控制下,很难通过减少其他课程的学时数来增加实验课学时, 而
且学校因为费用与场地因素,不太愿意增加实验学时;场地问题, 几乎不可能通过削减科研教师的实验室来增加本科教学实验室,新建 实验室那更是不可能的。但是这些问题,很多都是可以通过优化教学 内容来解决的。优化教学内容,可减少重复性实验内容,提高实验仪 器与实验室的使用率,删除陈旧的实验项目,实现教学目标。在改革 之前,本校环境工程专业实验教学,只设置一门“综合实验〃课程,实 验项目大多数是指标类检测的验证性实验,且以水方向为主。此外, 还有一些控制单元与工艺装置的实验。这样的设计是不科学的,一是 方向太偏,不够全面,毕竟木校是研究型大学,培养的学生应该是多 而手,而且地方区域社会发展也需要大气、固体废物等方向人才;二 是重复性实验内容太多,水质指标检测多用分光光度法,造成学生使 用分光光度计太多;三是控制单元与工艺装置多是演示性的实验,没 有真正运行,应该通入介质,然后结合相关指标分析,形成真正的综 合设计性实验。
二实验教学内容新体系的构建
(一)实验教学内容体系分析
不管实验项目类型是演示性、验证性还是综合设计性,要求学生 掌握的基木内容是不变的,
即使是受区域经济需求或学科优势影响, 也只会使实验内容有所偏重,但主要方向不能缺失。环境工程专业要 掌握的专业知识内容包括:大气污染控制、水污染控制、土壤修复、 固体废物处理与处置、噪声控制,以及光、热、放射性和电磁辐射污 染防治,环境风险预警与防控等[9]°环境工程专业要掌握的仪器设备 包括:贵重检测仪器(原子吸收分光光度计、液相谱、气相谱、 离子谱、各类分光光度计等);指标检测仪器pH计、浊度仪、电 导率仪、甲醛测定仪、测氮仪、噪声仪、溶氧仪、辐射检测仪、自动 工业分析仪、微机全自动量热仪等);样品采集与处理仪器(气体采 样器(PM10> PM2.5、氮氧化物、二氧化硫等)、COD消解仪、石墨 消解仪、混凝搅拌装置等);常规仪器(离心机、摇床、水浴锅、培 养箱、烘箱、破碎机、超声波清洁器、马弗炉、无菌操作台、灭菌锅、 基因扩增仪、紫外透射仪、电泳仪、电热板、真空泵、电热套等)。 环境工程专业要掌握的控制单元与工艺装置包括:除尘装置(袋式除 尘、旋风除尘、静电除尘)、气浮装置、沉淀池装置(平流式、竖流 式、辐流式、斜管斜板)、滤池装置(普通、环境工程专业学什么V型、虹吸)、膜法水处 理装置、堆肥发酵装置、焚烧炉、催化氧化装置、吸附装置、离子交 换装置、SBR装置、喷淋洗涤塔等。由上可见,环境工程专业要求掌 握的内容实在太多,若不系统分析,构建科学合理的实验内容体系, 必然导致重复教学,再多的学时也不够用。
(二)构建思路与方法
为避免重复教学,必须先了解己修读的其他实验课程的内容,然 后在专业实验教学内容体系里删去相应的内容。本校环境工程专业修 读的其他实验课程包括:大学物理实验(力、热、光、电、磁等基本 实验),三大化学实验(无机化学实验、有机化学实验和分析化学实 验,练习和掌握化类基木操作实验),物理化学实验(化合物物理与 化学基木性质的检测实验),电工与电子技术实验(电路及基本电子 元件性能实验)和化工原理实验(流体性质及基木化工单元操作实验)。 通过这些实验,学生基本学习和掌握了化类实验基木操作及常规仪器 的使用,故应在专业实验教学内容体系里删去相应的内容。为了让实 验开设在内容上具有层次性和逻辑性,并且在实验项目类型上,实现 演示性、验证性、综合性和设计性实验配制比例合理,根据 教学指 导委员会制定的相关文件,还有学校与学院制定的人才培养定位及学 科发展方向,最后必须严格按照专业人才培养方案要求来制定教学内 容。木校环境工程专业改革后的实验教学分成二大块,一是课程实验, 包括固体废物处理与处置、环境监测、水污染控制工程、大气污染控 制工程及环境工程微生物学,共5门专业主干课程实验,二是综合设 计性实验。课程实验主要是演示性和验证性实验,尽量多开综合性实 验,紧随着理论课程开设,用于增强学生对专业知识点的理解,学习 和掌握相关
仪器与实验方法[10]o综合设计性实验,主要是为了培养 学生的分析和解决问题的能力,培养学生的基木科研素养和创新意识, 要求学生对应每一个主干课程最少做一个综合设计性实验。
(3)实验教学内容新体系构建
(1)课程实验
5门专业主干课程的课程实验均开课,各开设4个实验项目,课 时为16o这些实验项目涉及的教学内容,均为主干课程的核心内容, 虽然不能包含所有的核心内容,但也能让学生掌握绝大多数的核心知 识点。通过这些课程实验,能让学生在有限的学时内,掌握专业的主 要知识点、相关的主要仪器设备和工艺单元装置。