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[摘要]《環境工程基礎實驗》課程是環境工程專業的基礎核心課，但目前所設置的實驗內容存在缺乏系統性，教材過于單一，以驗證性實驗為主，實驗成績的評定方法單一，教學方式單一化等缺點，與工程實踐聯系相距甚遠，不能使學生產生一種系統的專業知識概念。據此，本文探討了《環境工程基礎實驗》的教學改革措施，提出了構建完整的環境工程基礎實驗課程體系，進行以開放性實驗和研究科學實驗并重的教學內容改革，探索仿真技術在環境工程基礎實驗教學的應用方法，建立高素質的實驗指導教師隊伍等一系列措施，希望通過將這些措施付諸實施，能夠改善目前環境工程基礎實驗課程的現狀，激發學生的動手動腦能力，開發學生的創新能力，與社會實際需求更好的銜接，理論聯系實際，為社會培養出集理論知識與實踐能力于一體的優秀環境工程人才。

[關鍵詞]環境工程基礎實驗；教學改革；實踐能力；創新能力

1前言

環境工程專業在我國的興起和發展僅有30多年的時間，它是為滿足人類社會發展對解決環境問題需求而形成的一個集自然科學、技術科學與社會科學為一體的交叉型學科。該專業旨在培養從事城市、區域和企業的給水及廢水、廢氣、固體廢物和其他污染的控制與治理、環境修復以及環境規劃、管理等方面的高級工程技術人才[1]。培養學生具有可持續發展理念，具備水、氣、聲、固體廢物等污染防治和給排水工程、環境規劃和資源保護、能源環境保護等方面的知識，具有進行污染控制工程的設計及運營管理能力，制定環境規劃和進行環境管理的能力，以及環境工程方面的新理論、新工藝和新設備的研究和開發能力。希望畢業生能夠在政府部門、規劃部門、經濟管理部門、環保部門、設計單位、工礦企業、科研單位等從事環境污染控制和給水排水的規劃、設計、技術開發、科學研究和管理等工作。環境工程主要研究運用工程技術和有關學科的原理和方法，保護和合理利用自然資源，防治環境污染，以改善環境質量。該學科主要內容包括大氣污染防治工程，水污染防治工程，固體廢物的處理和利用，以及噪聲控制等。同時還關注環境污染綜合防治的方法和措施，以及利用系統工程方法，從區域的整體上尋求解決環境問題的最佳方案。環境工程內容豐富、概念抽象、原理復雜、理論性強。其中環境工程基礎實驗教學是該專業獲取新知識的源泉，是知識與能力、理論與實踐相結合的關鍵，是訓練技能、培養創新意識的重要手段，是高等院校培養學生過程中的一個重要環節，更是專業教學的重要組成部分，在高等教學體系中占有十分重要的地位[2-3]。

2環境工程基礎實驗課程的現狀問題

隨著各高校人才的引進和投入資金的增加，環境工程學科的建設在各個高校已具規模，受到本科新生的歡迎。但從全國環境工程專業畢業生的就業來看，普遍面臨著“難就業”的困境。通過對有關環保企業的調查，用人單位一致認為“在當今競爭激烈的市場中，難以從應屆畢業生中找到動手能力強、具有一定創新性的合適人才”。這種教學資源優良，而培養的本科畢業生又難以就業的矛盾，說明環境工程專業的實驗和實踐教育存在亟待研究解決的問題[4-6]。就深圳大學環境工程專業的實驗課設置來看，目前環境工程基礎實驗課程教學主要為本科三年級學生開設，學分是1學分，作為專業核心課，屬于環境工程專業的必修課程。目前開設混凝試驗、水體中污染物的靜態吸附去除實驗、活性炭連續流吸附實驗、水體中懸浮物含量及粒徑分布測定實驗、自由沉淀實驗、燃燒熱值的測定實驗。其中，在實驗課程開始的第一周開設環境工程基礎實驗基本要求及實驗安全講座，在最后一周組織學生到污水處理廠、水廠、垃圾填埋場、糞渣處理及資源化等相關企業參觀學習。所開設的實驗主要依附于理論教學，均屬于操作性和驗證性實驗，內容主要聯系水處理技術，且較為簡單，易于掌握，使得無論是教師還是學生，都沒有足夠地重視實驗課。而且，實驗項目之間知識聯系不緊密，與工程實踐聯系相距甚遠，不能使學生產生一種系統的專業知識概念。這些問題就導致了培養出來的學生缺乏實踐創新能力，無法滿足用人單位的需求。環境工程基礎實驗課程的問題主要表現在以下幾個方面：

2.1實驗安排缺乏系統性

實驗整體安排缺乏系統性，實驗教學落后于理論教學，教學內容相對陳舊。大多數實驗側重于加深和提高學生對基本理論知識的理解，忽略了對學生能力與素質的培養。另外，目前深圳大學環境工程基礎實驗課程的實驗主要是與水處理相關的內容，并沒有涉及大氣污染控制、固體廢棄物處理與處置等相關實驗。環境工程專業不僅要培養水環境治理方面的人才，也需要培養大氣環境及固體廢棄物處理處置方面的人才，而目前的實驗課程對大氣和固廢兩方面的考慮非常欠缺。

2.2教材過于單一

現在環境工程專業實驗教學所采用的教材多為課本后附帶的實驗課程，存在部分內容陳舊過時，涉及的面不夠廣，不能根據儀器設備的發展更新很好地更改實驗內容。

2.3以驗證性實驗為主

目前的實驗課都是老師講完實驗原理，然后再寫好實驗步驟，老師配制好實驗溶劑，調試好實驗儀器，同學們按照實驗步驟按部就班的去做，然后得出結果，寫實驗報告。其結果是學生只是循規蹈矩，不會主動去思考問題，發現問題，不能學以致用。因此學生對實驗課缺乏積極性，只是被動地接受和機械操作，嚴重影響了學生對實驗課的興趣，學生的觀察能力，思維能力、操作能力得不到鍛煉，不利于學生系統掌握各種實驗技能，更談不上培養學生的創新能力。

2.4實驗成績的評定方法單一

目前實驗課的成績主要是看學生的實驗報告成績，這樣就容易造成不做實驗或成績差的同學抄襲實驗報告的現象。

2.5教學方式單一化

傳統的教學方式都是老師講，然后學生做，至于為什么這樣做，不能那樣做，如何驗證結論的正確性，學生很少也很難去解決。

3教學改革措施

針對以上的問題，本論文提出了一系列以培養學生實踐能力為目標的教學改革措施，如增加實驗設計、生產實習等環節，以此來改變傳統理論教學、實驗環節、實習環節相脫離的現狀，形成理論教學-實驗環節-實習環節-設計環節一體化的教學體系，從而加強學生的動手能力和工程設計思想的設計能力，使學生適應復雜多變的社會，并靈活地運用環境工程專業知識與技能解決相關問題。具體的教學改革措施如下：

3.1構建完整的環境工程基礎實驗課程體系

深化實驗教學改革，培養學生的實驗動手能力和自主探索能力；加強校內實訓基地的建設，培養學生的工程意識和工程實踐能力；切實抓好畢業設計(論文)和科研訓練這兩個綜合性、創新性實踐環節；加強校外實習基地建設，建立產學研合作教育的長效機制，增強師生的工程意識和工程實踐能力。環境工程基礎實驗課程不應被局限在學校實驗室內，而應該和工程實踐相結合，通過建立產學研校外實習基地等形式為學生提供實踐機會，提高學生的實踐能力。另外，應該改善現有的以水處理技術相關實驗為主的課程現狀，增加大氣治理和固體廢棄物處理處置方面的實驗內容。例如大氣治理方面可考慮增加文丘里洗滌器除塵實驗，布袋除塵實驗，干法脫除煙氣中二氧化硫，生物洗滌塔凈化揮發性有機物，放電等離子體技術處理甲苯廢氣等實驗內容。就固廢處理處置方面，可考慮增設固體垃圾跳汰分選實驗，固體垃圾破碎實驗，剩余污泥板框壓濾脫水實驗，生活垃圾厭氧發酵產氣實驗，生活垃圾好氧堆肥實驗以及有機固廢熱解實驗等。

3.2進行以開放性實驗和研究科學實驗并重的教學內容改革

實驗教學是培養學生實踐能力和創新精神的重要手段，減少驗證性實驗，增加以綜合性、設計性和研究探索性為基礎的開放性實驗對教學改革非常重要。結合教師的研究背景，開設相關實驗內容。例如，深圳大學環境工程專業教師的研究領域包括雨水處理與回用，飲用水消毒副產物的產生機制及毒性評價，污水處理過程中脫氮除磷功能菌群結構解析、新型微生物的鑒定和分離、高效污水處理工藝開發和優化、土壤生態修復、利用高級氧化還原方法處理污水、污水中重金屬的去除與回收等相關科研課題。可結合這些課題設計開放性和研究型的實驗課程，由相關的教師進行指導，激發學生的科學創新能力。

3.3探索仿真技術在環境工程基礎實驗教學的應用方法

計算機仿真技術是現代化的教育技術工具，由于具有交互性，并能提供多媒體，立即反饋以及超文本、超鏈接等多種有利于激發學生學習興趣、促進學生自主學習、自主探索的教學功能，對于改變傳統的教學結構與教學模式、構建體現學生為主體作用的新型教學結構與教學模式非常有利。計算機仿真作為對實際生產過程的較等效描述，能以其獨有的技術和效果，為學生提供一個良好的學習方式和培養創造性思維的環境。虛擬仿真實驗教學特別適用于高污染、高能耗、高危險、高投入的實驗項目。虛擬仿真實驗教學系統通過3維效果及實操、評分等環節，提升教學效果和實驗能力，并且虛擬仿真實驗系統可展示相關工藝的全部流程，根據需要實時顯示操作及原理，也可讓學生設置參數和動態操控，并在主要設備配以演示動畫或文字說明，展示工藝設備的內部結構。通過利用虛擬仿真系統進行實驗教學，可以提升學生對實驗課程的興趣與實踐水平，也為學生了解實際工藝的運行方式等提供強有力的平臺。

3.4建立高素質的實驗指導教師隊伍

開設專業實驗課的目的是為了提高學生的創新能力和實踐能力，這與傳統的實驗教學相比，需要開設涉及大量新知識、新技術的實驗。這要求實驗指導教師不僅需要不斷學習掌握新知識和提高實踐技能，同時也要求指導教師具有創新精神。因此，建立一支結構、層次、數量合理、相對穩定的高素質實驗指導教師隊伍是培養創新型人才的關鍵。環境工程基礎實驗課程的教師可以由多位老師共同承擔。由于各個教師的研究背景，知識領域具有差異性，因此多位教師共同承擔實驗課程的教學任務可以為學生提供更加全面、更加綜合的指導，更有利于領域間的交叉創新，提高學生的實踐創新能力。

4結語

深圳大學環境工程專業所開設的環境工程基礎實驗課程目前仍存在較多問題，不能很好的培養學生的創新實踐能力。本文作者作為該課程的任課教師，從自己教學實踐出發，針對這些問題，提出了一系列的教學改革措施。這些措施包括構建完整的環境工程基礎實驗課程體系，進行以開放性實驗和研究科學實驗并重的教學內容改革，探索仿真技術在環境工程基礎實驗教學的應用方法以及建立高素質的實驗指導教師隊伍等。希望通過將這些措施付諸實施，能夠改善目前環境工程基礎實驗課程的現狀，激發學生的動手動腦能力，開發學生的創新能力，與社會實際需求更好的銜接，理論聯系實際，為社會培養出集理論知識與實踐能力于一體的優秀環境工程人才。

參考文獻

[1]黃麗坤，王鑫，夏至，等．以提高實踐能力為目標的環境工程專業教學改革與探索[J]．教育教學論壇，2015，51：97-98．

[2]崔芳．環境工程專業創新實驗教學體系改革[J]．實驗技術與管理，2011，28(2)：139-144．

[3]顏酉斌，徐建平，唐海．環境工程專業實驗教學體系的改革與探討[J]．廣州化工，2014，42(13)：202-204．

[4]王向東，金燕，曾抗美，等．環境工程專業實驗教學改革與實踐[J]．實驗技術與管理，2005，22(8)：103-105．

[5]趙麗杰，趙麗萍，李良，等．環境工程專業綜合實驗的教學改革與實踐[J]．實驗室科學，2009，3：30-32．

[6]唐建設，項麗，趙峰．環境工程專業綜合性實驗課程教學改革探討[J]．長江大學學報(自然版)，2015，12(25)：80-82.

作者：劉安；楊波；張培新 單位：深圳大學