本文作者：葉群峰 郭婷 王方園 周小玲 單位：浙江師范大學地理與環境科學學院

“環境工程原理”課程于2003年秋季學期首次在清華大學開設。2004年的8月教育部高等學校環境工程專業教學指導分委員會在四川大學召開的會議上將本課程確定為環境工程專業9門核心課程之一。本校環境科學專業在有些理論課程和實驗課程設置上存在重復內容,因此,于2010年制訂了新的教學大綱,目前該課程被列為本校環境科學專業的學位課。2005年正式出版了“十一五”國家級規劃教材《環境工程原理》,然而清華大學也未出版過的環境工程原理實驗教材,目前實驗所用的是自編指導書《,環境工程原理實驗》教材正在編寫之中。國內的其他高校也紛紛開展環境工程原理及其實驗教學,有些高校采用的實驗教材是化工原理實驗,部分高校則根據本單位的實驗條件自編實驗指導書。

1環境工程原理實驗存在的問題

1.1實驗教材內容不合適

環境工程原理實驗是一門以環境工程單元操作過程原理和設備為主要內容,以處理環境工程問題的實驗研究方法為特色的實踐性課程。它在培養學生的工程能力、創新能力方面起著重要作用。通過本課程學習,不僅是驗證環境工程單元操作的基本理論,加深對課堂教學內容的理解。更重要的還在于對學生進行工程實驗方法、實驗技能的基本訓練。環境治理工程中常應用化工工藝流程中的單元操作。由于環境工程有其獨特性,并不是化工中的單元操作均可用于環境治理工程中。化工原理實驗并不能完全代替環境工程原理實驗,因此,編寫一本適合環境科學專業用的環境工程原理實驗指導書,并在首屆學生中使用,同時探討教學與實踐中碰到的問題進行研究迫在眉睫。

1.2實驗項目類型單一

傳統的實驗一般是驗證性實驗,缺少設計性和綜合性實驗。教學模式是教師講授實驗原理和操作步驟,學生按部就班地完成實驗內容,學生定期提交實驗報告。該教學模式過于簡單,學生缺乏對實驗的設計和實驗數據的分析,不僅不能激發學生的創造性思維和實驗主動性,同時也無法培養學生科學嚴謹的實驗態度,也導致學生不會獨立思考,對于實驗中出現的一些現象和問題無法做出判斷與解釋。另外,學生很少接觸大型儀器,就算在《儀器分析實驗》中也是無法親自操作。

1.3實驗教學效果不佳

目前本校環境科學專業的實驗課由一名老師負責一個班學生,由此造成實驗課程教學秩序的混亂,甚至出現有些學生出工不出力的現象發生。另外,教師不能及時地解決學生在操作中的問題。比如學生在做苯酚廢水的光化學降解實驗中發現,苯酚的濃度隨著反應的進程是滿足一級動力學規律,但是降解過程中溶液由無色慢慢轉變為淺棕色。學生針對該現象無法做出解釋。

2實驗教學改革方案

2.1編寫合適的實驗教材

根據自編實驗指導書,指導環境科學10級學生完成了36學時的實驗,并對學生實驗報告做了批改。本次教改的重點是完成實驗指導書的編寫,并用于學生的實驗教學。本實驗指導書包含7個實驗。實驗內容與“環境工程原理”理論教學有關知識點對應,加深學生對課堂教學的理解,并培養理科學生一定的工程實驗能力。主要實驗項目見:表1。增加了設計性和綜合性實驗個數,減少驗證性實驗數目。

2.2合理安排實驗學生人數

本次教改的實踐教學是依托應用化學實驗室中型工業化的實驗裝置,通過學生的親自實踐操作,使得學生增強了對工業裝置組成結構的認識,為將來走向工作崗位調試工程裝置奠定了堅實基礎。環境工程原理實驗課程共設7個實驗,同時安排7個老師負責一個實驗。平均每位教師只需要負責指導學生人數5名。

3結語

本實驗課程經過2010級學生的使用,取得了一些明顯效果:(1)學生實驗課堂變得井然有序;(2)每個學生經過預習實驗,小組間討論,明確了實驗分工,強化了團隊合作;(3)學生親自操作了中型實驗設備和大型儀器HPLC,理解了實驗中出現的現象,提高了學生實踐能力與創新能力。