地方院校环境工程专业污染控制工程实验课程的教学探讨

黎晓霞，蔡河山

(佛山科学技术学院环境工程系，广东 佛山 528000)

随着高校课程改革的不断完善，轻实验重理论的教学形势正在扭转，实验教学的比重不断加强。环境工程作为工科专业，专业实验是教学中重要的环节，其不仅可以加深学生对理论知识的理解，更重要的是培养了学生的动手能力、独立分析问题和解决问题的能力[1－2]。目前，佛山科学技术学院作为佛山市唯一的本科高等院校正在为创建广东省高水平理工科大学而努力，围绕着智能制造、新材料新能源、电子信息、生物工程与食品工程和节能环保五大领域建设，做好与佛山市产业对接工作，逐步提高学校工科专业比例，为广东实施创新驱动发展战略提供有力支撑。环境工程学科作为五大学科群中的节能环保领域，其对应的环境工程专业实践性很强，是学校重点发展的典型工科专业。学校环境工程专业从2005年开始招生，经过11年的发展已初具规模，以服务地方、应用型环保人才培养为目标。本文以地方本科院校佛山科学技术学院环境工程专业为例，对其污染控制工程实验教学存在的问题进行深入的分析与探讨，并提出了相应的解决措施与方法，为国内应用型地方院校环境工程专业实验教学体系的完善和发展提供有意义参考。

1 专业实验场地及设备

环境工程系实验室现有面积约450 m2，由环境分析室、精密仪器室、污染控制室和环境综合实验室等组成。污染控制工程实验所用的实验室主要为污染控制实验室和环境综合实验室，两个实验室面积约为250 m2，其中污染控制实验室面积约为125 m2，开设课程为污染控制工程实验，环境综合实验室面积约为125 m2，开设课程主要为污染控制工程实验、环境工程微生物学实验、化工原理实验及固体废物处理与处置实验。与污染控制工程实验有关的现有实验设备主要为颗粒自由沉降实验装置、成层实验装置、压力溶气气浮设备、过滤装置、六联混凝搅拌实验装置、曝气设备充氧能力测定装置、紫外光降解实验装置、离子交换装置、活性炭吸附装置、间歇活性污泥实验装置、城市污水处理模拟实验装置、旋风除尘实验装置和脉冲等离子体脱硫脱氮实验装置等，以及相关测试分析和辅助设备，如紫外－可见光分光光度计、可见光分光光度计、pH计、溶解氧仪、浊度计、色度仪、电导率仪、微波消解仪、恒温水浴振荡器和磁力搅拌器等。

2 实验课程设置与安排

污染控制工程实验课程安排在第6学期开设，环境工程系的学生具备化学实验、环境工程微生物实验，特别是环境监测实验训练的基础，有助于该实验课程的顺利开展。该实验课程由原来的水污染控制工程实验和大气污染控制工程实验合并而成，独立开课，共48学时(3学分)，由12个实验项目组成，每个实验均为4学时，其中必修实验项目8个。现开设的实验项目分别为颗粒自由沉降实验、混凝实验、活性炭吸附实验、曝气设备充氧能力测定实验、间歇性活性污泥法实验、离子交换实验、化学氧化法在有机废水处理中的应用、过滤实验、紫外光降解有机废水实验、旋风除尘器性能测定实验和颗粒粒度测定实验。实验成绩由实验报告成绩、平时成绩和期末成绩3部分组成，其中实验报告占比40%、平时成绩占比20%，期末成绩占比40%，期末考试主要考查学生实际操作能力及对课程实验的熟悉程度。

3 实验教学的特点

3.1 全面培养学生独立操作能力，调动学生学习的主动性

以往实验课上，教师对实验原理、实验内容及实验步骤的讲解占用了很多时间，减少了实验操作时间。实验课前，实验教师已经提前配好实验药品和调试校准好仪器设备，学生进行实验只需用配好的药品及调试好的仪器按实验步骤上的内容进行操作就可以[3]。实验前期工作并未参与，只进行了实验中的部分内容，这导致学生对整个实验认识及操作缺乏系统性、完整性。而实验前期工作其实是很重要的内容，特别是污染控制工程实验，准备工作比较复杂，因此在该实验课中，学院注重培养学生全面独立的操作能力，从水样的配制、实验试剂的配制、实验材料的准备和预处理、实验仪器设备调试及校准全部由学生来完成，完整地参与到实验前期准备工作中。因为学校实验室面积较小、实验操作台较少，前期准备需要用到方方面面的材料，整个实验过程中就会显得异常拥挤，这样做对任课教师的考验很大，需要不断维持秩序、调节并观察纠正学生操作不当的地方，实验前期工作也加长了整个实验时间，通常4节课内无法完成，总是要延长一段时间。但这样做，学生对整个实验的来龙去脉了解得非常清楚，加深了对实验的理解，并更加熟练地掌握了药品配制和仪器调试等基本技能。

3.2 分组教学，多个实验同时开展

污染控制工程实验设备一般尺寸都比较大，由于学校环境工程专业实验场地有限及设备购买经费紧张等问题，实验设备台套数并不充足，若是整班学生同做一个实验，多名学生一个组，在实验中往往会出现部分学生动手少的现象，降低了学生做实验的积极性。因此对于实验设备少的实验项目尽可能安排几个实验项目同时开展，如混凝实验、曝气设备充氧能力测定两个实验同时开展，气浮实验、过滤实验、旋风除尘、颗粒粒度测定4个实验同时开展，紫外光降解实验和化学氧化法在废水中的处理实验同时开展，这样不仅可以解决实验设备少带来的问题，还可以形成不同组同学相互指导学习交流的方式，上一组做过该实验项目的同学可以指导正在做该实验项目的同学，从而使实验能更顺利地开展。

3.3 注重原始数据记录及数据分析

实验报告是实验的重要组成部分。一般的实验报告分为实验目的和要求、实验内容、实验步骤、数据处理和结论[4－5]。实验目的和要求、实验内容、实验步骤基本上是以摘抄实验指导书上的内容为主，只有数据处理和结论部分是通过实验得来的，因此对于实验报告，我们特别注重原始数据记录和数据分析的部分。在污染控制工程实验课中特别强调学生一定要注重原始数据记录，原始数据记录是数据分析及分析问题的前提。实验中要求每个同学都必须规范地对原始数据进行记录，以往实验课同学以组为单位进行数据记录，且记录不规范，到写实验报告时就会发生找不到实验数据、实验数据不全或有实验数据却不清楚数据来源的现象，这些都是不注重原始数据记录的结果。除了规范地记录数据外，数据处理分析也是非常重要的，对数据清晰合理的分析，找出数据背后的实验规律，并能分析产生问题的原因及解决方法，写出自己的心得体会，才是实验的意义所在。教师在对实验报告评分时，对于原始数据记录和数据处理分析部分分配了相当大的分值，若是该部分编写不好，整个实验报告得分就比较低，以此让学生对该部分加以重视，养成良好的报告编写习惯，对今后无论是学习还是工作都会起到很大的帮助作用[6－7]。

4 存在问题及改进创新措施

4.1 实验室场地问题

目前，学校环境工程系实验室现有面积约450 m2，承担污染控制工程实验、固体废物处理与处置实验、物理性污染与控制实验、环境监测实验、仪器分析实验和环境工程微生物学实验等实验课，污染控制工程实验所用实验室主要为污染控制实验室和环境综合实验室，实验项目较多，而实验室面积较小，由于历史遗留原因，实验室布局不合理且实验台较少，分析测试及药品等配制都需要使用实验台，因此过于拥挤的实验室增加了学生开展实验的难度。加强实验室建设，改善实验条件是当前必须要解决的重要问题[8－10]。

4.2 实验设备问题

由于实验设备购置经费紧张和实验室面积狭小的制约，目前实验室配置的设备能勉强满足教学的基本要求，部分课程实验设备的台套数少，学生分组实验时每个组的人数过多，减少了学生的操作动手机会及操作能力的培养和影响实验现象的观测，从而影响教与学的效果[11]。另外环境工程设备多是大型成套设备，手工玻璃制作，使用一段时间就很容易出现漏水及泵机不运作等问题，因此在购买设备时一定注意挑选好的设备厂家，并且容易受损的零件在购买时应该让厂家多配套一些。污染控制工程实验属于专业实验课，专业属性比较强，其他专业实验课无法利用该实验设备，且目前学校环境工程专业一届仅招一个班，通常为30～35人，设备的使用率偏低，因此设备的维护是非常重要的。

4.3 学生基本操作能力不足的问题

学生的专业技能比较薄弱，实验基本操作不规范，个体差异较大[12]。虽然污染控制工程实验设置在第6学期，学生已经有了化学实验和专业基础实验的基础，但是学生基本的实验操作掌握不够熟练、规范，基本实验方法原理不够了解，如分光光度计的操作、COD的测定等，以及为什么要做标准曲线和该如何去做。因此在污染控制工程实验课对这些基本操作及基本原理需要重新讲解和演示，花费了相当多的时间。这就需要在基础实验课的时候注重强化这些方面内容，如尽可能的多分组，让学生都有机会认真地进行仪器操作，改革考核机制，调动学生学习的主动性和积极性。

4.4 实验深度的增加

污染控制工程实验主要包括了水和大气的多种常规处理方法，通过本实验课程，学生可以学习了解的处理方法较多，但是由于课时有限，每种处理方法掌握的深度不够。在今后实验改革中，可以在实验深度上加强，把每个实验的内容增加，学时数可从现在的4学时增加到12学时，如混凝实验，可先做4个学时的基本实验，再进行8个学时的深度实验 (如选用不同混凝剂、不同废水等)，从而让学生对该实验有充分的认识和掌握。

5 结束语

应用型地方本科院校重点是要培养应用型的专业人才，良好的实验条件是培养应用型专业人才的基础，然而实验条件不足一直是地方院校长期存在的问题。目前，学校正在为创建高水平理工大学投入了大量的人力、物力，可以以此为契机，努力推进环境工程专业实验室建设，改善实验条件，从而解决困扰学校环境工程专业实验室多年的问题，使环境工程专业实验室后续建设得到很大的提升，从而为培养独立操作、自主创新，有解决实际问题能力的学生创造良好的学习条件，使学生可以很快地适应社会需要。

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