本文作者：葉群峰 郭婷 王方園 周小玲 單位：浙江師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院

“環(huán)境工程原理”課程于2003年秋季學(xué)期首次在清華大學(xué)開設(shè)。2004年的8月教育部高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)在四川大學(xué)召開的會(huì)議上將本課程確定為環(huán)境工程專業(yè)9門核心課程之一。本校環(huán)境科學(xué)專業(yè)在有些理論課程和實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置上存在重復(fù)內(nèi)容,因此,于2010年制訂了新的教學(xué)大綱,目前該課程被列為本校環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)位課。2005年正式出版了“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材《環(huán)境工程原理》,然而清華大學(xué)也未出版過的環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)教材,目前實(shí)驗(yàn)所用的是自編指導(dǎo)書《,環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)》教材正在編寫之中。國內(nèi)的其他高校也紛紛開展環(huán)境工程原理及其實(shí)驗(yàn)教學(xué),有些高校采用的實(shí)驗(yàn)教材是化工原理實(shí)驗(yàn),部分高校則根據(jù)本單位的實(shí)驗(yàn)條件自編實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。

1環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)存在的問題

1.1實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容不合適

環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)是一門以環(huán)境工程單元操作過程原理和設(shè)備為主要內(nèi)容,以處理環(huán)境工程問題的實(shí)驗(yàn)研究方法為特色的實(shí)踐性課程。它在培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新能力方面起著重要作用。通過本課程學(xué)習(xí),不僅是驗(yàn)證環(huán)境工程單元操作的基本理論,加深對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解。更重要的還在于對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練。環(huán)境治理工程中常應(yīng)用化工工藝流程中的單元操作。由于環(huán)境工程有其獨(dú)特性,并不是化工中的單元操作均可用于環(huán)境治理工程中。化工原理實(shí)驗(yàn)并不能完全代替環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn),因此,編寫一本適合環(huán)境科學(xué)專業(yè)用的環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,并在首屆學(xué)生中使用,同時(shí)探討教學(xué)與實(shí)踐中碰到的問題進(jìn)行研究迫在眉睫。

1.2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型單一

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)一般是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),缺少設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)。教學(xué)模式是教師講授實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟,學(xué)生按部就班地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,學(xué)生定期提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。該教學(xué)模式過于簡單,學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,不僅不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和實(shí)驗(yàn)主動(dòng)性,同時(shí)也無法培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度,也導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)獨(dú)立思考,對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象和問題無法做出判斷與解釋。另外,學(xué)生很少接觸大型儀器,就算在《儀器分析實(shí)驗(yàn)》中也是無法親自操作。

1.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳

目前本校環(huán)境科學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課由一名老師負(fù)責(zé)一個(gè)班學(xué)生,由此造成實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)秩序的混亂,甚至出現(xiàn)有些學(xué)生出工不出力的現(xiàn)象發(fā)生。另外,教師不能及時(shí)地解決學(xué)生在操作中的問題。比如學(xué)生在做苯酚廢水的光化學(xué)降解實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),苯酚的濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)程是滿足一級(jí)動(dòng)力學(xué)規(guī)律,但是降解過程中溶液由無色慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)闇\棕色。學(xué)生針對(duì)該現(xiàn)象無法做出解釋。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案

2.1編寫合適的實(shí)驗(yàn)教材

根據(jù)自編實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,指導(dǎo)環(huán)境科學(xué)10級(jí)學(xué)生完成了36學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn),并對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告做了批改。本次教改的重點(diǎn)是完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的編寫,并用于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書包含7個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與“環(huán)境工程原理”理論教學(xué)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng),加深學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的理解,并培養(yǎng)理科學(xué)生一定的工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＶ饕獙?shí)驗(yàn)項(xiàng)目見:表1。增加了設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù),減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)數(shù)目。

2.2合理安排實(shí)驗(yàn)學(xué)生人數(shù)

本次教改的實(shí)踐教學(xué)是依托應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中型工業(yè)化的實(shí)驗(yàn)裝置,通過學(xué)生的親自實(shí)踐操作,使得學(xué)生增強(qiáng)了對(duì)工業(yè)裝置組成結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),為將來走向工作崗位調(diào)試工程裝置奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。環(huán)境工程原理實(shí)驗(yàn)課程共設(shè)7個(gè)實(shí)驗(yàn),同時(shí)安排7個(gè)老師負(fù)責(zé)一個(gè)實(shí)驗(yàn)。平均每位教師只需要負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生人數(shù)5名。

3結(jié)語

本實(shí)驗(yàn)課程經(jīng)過2010級(jí)學(xué)生的使用,取得了一些明顯效果:(1)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課堂變得井然有序;(2)每個(gè)學(xué)生經(jīng)過預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn),小組間討論,明確了實(shí)驗(yàn)分工,強(qiáng)化了團(tuán)隊(duì)合作;(3)學(xué)生親自操作了中型實(shí)驗(yàn)設(shè)備和大型儀器HPLC,理解了實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象,提高了學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。