環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容改革探析

潘璐璐

（中南林業(yè)科技大學(xué) 林學(xué)院，湖南 長沙410004）

環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容改革探析

潘璐璐

（中南林業(yè)科技大學(xué) 林學(xué)院，湖南 長沙410004）

實驗是環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)的重要內(nèi)容。當(dāng)前環(huán)境科學(xué)實驗教學(xué)中存在內(nèi)容陳舊簡單、教學(xué)手段單一、教學(xué)效果不理想等問題。為此, 必須優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法。通過獨立開展實驗教學(xué)，完善教學(xué)內(nèi)容、構(gòu)建完整的實踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)、引進(jìn)科研項目，拓展實驗內(nèi)容、增強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)等手段才能有效地促進(jìn)生態(tài)學(xué)實驗教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

環(huán)境工程；實驗教學(xué)內(nèi)容；改革

隨著高等教育質(zhì)量和水平的不斷提高，全國范圍內(nèi)各個高等院校在校園環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、師資隊伍建設(shè)、學(xué)科建設(shè)、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)等方面都取得了長足發(fā)展。與此同時高校的擴(kuò)招也帶來了種種弊端，其中實踐教學(xué)環(huán)節(jié)因為人力、物力等條件的約束，矛盾逐漸凸顯出來。因此，積極探索進(jìn)一步加強(qiáng)實驗教學(xué)的措施，在新形勢下如何對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)特別是工科專業(yè)進(jìn)行改革，已成為高等教育特別是工科教育中的迫在眉睫的任務(wù)。

環(huán)境工程專業(yè)是一門具有很強(qiáng)綜合性、理論性、實踐性、技術(shù)性、多學(xué)科交叉滲透的新興的邊緣學(xué)科。為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展的需要，培養(yǎng)既具備一定理論基礎(chǔ)又具有較強(qiáng)實踐動手能力的復(fù)合應(yīng)用型人才，需要的不僅是一支精干有力的教師隊伍，同時，更重要的是要高度重視并采取有效措施切實加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革與創(chuàng)新。隨著國家對污染治理重視程度的不斷提升和環(huán)境保護(hù)治理投入的不斷增加，高校環(huán)境工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量也應(yīng)隨之達(dá)到更高的水平。因此環(huán)境工程專業(yè)應(yīng)進(jìn)一步加大實驗教學(xué)內(nèi)容改革力度，以配合本專業(yè)教學(xué)改革。通過實驗教學(xué)內(nèi)容方面的改革，訓(xùn)練學(xué)生運用理論知識，以專業(yè)基礎(chǔ)實驗為起點，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計和開發(fā)的實踐動手技能，以適應(yīng)社會需求。 筆者通過分析目前環(huán)境工程專業(yè)在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)存在的較突出問題，結(jié)合本校環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)現(xiàn)狀，提出對環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)改革的幾點粗淺看法。

一、實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

中南林業(yè)科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)著重開展了《環(huán)境化學(xué)》、《水污染控制工程》、《固體廢物處理與處置》、《大氣污染控制工程》等專業(yè)理論課程，并相應(yīng)開設(shè)了環(huán)境化學(xué)、固體廢物處理與處置、水污染控制工程、大氣污染控制工程等方面的相關(guān)實驗課程。其中水污染控制工程實驗包括廢水可生化性、自由沉降、曝氣、吸附、氣浮、過濾、混凝等項目；大氣污染控制實驗包括氣浮、除塵、吸附等項目；固體廢物處理與處置實驗包括鉻渣的處理，六價鉻的測定等實驗項目。然而，專業(yè)實驗教學(xué)仍存在如下特點：實驗的綜合性強(qiáng)，復(fù)雜，實驗前期準(zhǔn)備工作量大，儀器設(shè)備調(diào)試難度大；針對性強(qiáng)，面較窄，只適應(yīng)本專業(yè)的培養(yǎng)要求；專業(yè)實驗內(nèi)容更新快，實驗室需要不斷更新儀器設(shè)備，改進(jìn)實驗裝置；實驗組數(shù)不多，達(dá)不到人人動手的目的[1]。

包括環(huán)境工程專業(yè)在內(nèi)的傳統(tǒng)實踐教學(xué)幾乎完全依附在理論教學(xué)中，所開設(shè)的實驗內(nèi)容均較簡單而易于掌握，大多屬于驗證型和操作型實驗，師生對實踐課的重視程度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。主要表現(xiàn)在以下這些方面：其一，大多數(shù)實驗忽略了對學(xué)生能力與素質(zhì)的培養(yǎng)，而是側(cè)重于加深和提高學(xué)生對基本理論知識的理解。其二，教學(xué)內(nèi)容相對陳舊，實驗教學(xué)落后于理論教學(xué)，實驗整體安排缺乏系統(tǒng)性。第三，學(xué)生只是被動的接受和機(jī)械操作，對實驗課缺乏積極性和主動性，實驗項目單一，學(xué)生的操作能力、思維能力、觀察能力不能得到鍛煉。

二、實驗教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

環(huán)境工程專業(yè)的實驗教學(xué)，不外乎兩種模式：一是實驗課隨理論課程同步開展，一般是在理論課程進(jìn)行的過程中或剛結(jié)束理論部分講解之后開設(shè)該門課程的實驗課，這種模式的優(yōu)點是通過實驗?zāi)芨玫貙W(xué)習(xí)該門課程，能夠增強(qiáng)對理論內(nèi)容的掌握，學(xué)生的實驗更加有目的性，但是不同的課程之間可能會有實驗內(nèi)容的交叉；二是在全部專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課均結(jié)課后，集中統(tǒng)一開設(shè)綜合性實驗課程。這種處理辦法的優(yōu)點在于能夠有效避免實驗教學(xué)內(nèi)容的低水平重復(fù)，變分散教學(xué)為集中教學(xué)，使教學(xué)內(nèi)容更加緊湊、結(jié)構(gòu)更為合理。主要缺陷在于實驗課和理論課開設(shè)時間間隔過長，不利于學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行系統(tǒng)消化吸收。為避免上述情況的出現(xiàn)，需要站在本專業(yè)實踐教學(xué)整體布局的高度，把所有為本專業(yè)開設(shè)的實驗課看成一個有機(jī)整體，統(tǒng)籌安排，細(xì)分每一個實驗的具體內(nèi)容，明確每一個實驗的目的，將各實驗室資源進(jìn)行合理有效整合，以實現(xiàn)實驗設(shè)置整體最優(yōu)化的目的。

（一）實驗教學(xué)獨立，教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化

實驗課作為一門獨立的課程開設(shè)其宗旨是通過一個完整的實驗課程體系和與之相應(yīng)的課程建設(shè)，使學(xué)生能獲得完整的、系統(tǒng)的實驗理論、實驗方法和專業(yè)技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練[2]，它是近幾年國內(nèi)實驗教學(xué)改革的一個熱點。需要任教實驗課程的老師對實驗教學(xué)體系進(jìn)行整體構(gòu)思從“高素質(zhì)、創(chuàng)造性”人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)。

（二）構(gòu)建完整的實踐培養(yǎng)環(huán)節(jié)

增加以綜合性、設(shè)計性和研究探索性為基礎(chǔ)的開放性實驗，壓縮驗證性實驗比例，是提高學(xué)生實踐動手能力，增強(qiáng)其創(chuàng)新意識和精神的重要手段，同時也是由教學(xué)改革自身的內(nèi)在要求所決定的。顧名思義，綜合性實驗包含兩層含義，一是指綜合運用各種實驗手段、實驗方法，二是對涉及到的相關(guān)領(lǐng)域的綜合知識實驗內(nèi)容進(jìn)行改革，從而對學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)一訓(xùn)練與學(xué)習(xí)的實驗。與之不同的是，設(shè)計性實驗則是指學(xué)生在任課老師的指導(dǎo)下，根據(jù)既定的實驗?zāi)繕?biāo)和已有實驗條件，自行設(shè)計實驗方案，包括確定實驗方法、挑選實驗器材、擬定實驗具體操作步驟，并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析處理。研究探索性實驗的要求則更進(jìn)一步，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教師指導(dǎo)和幫助下，在自己選定的研究領(lǐng)域或教師選定的研究方向，針對若干選定研究目標(biāo)所進(jìn)行的具有原創(chuàng)或探索性質(zhì)的實驗，是學(xué)生早期參與科學(xué)研究，教學(xué)與科研初步結(jié)合的一種重要形式[3]。

1.專業(yè)基礎(chǔ)實驗

此類型實驗主要是指結(jié)合本專業(yè)課程中的基本概念、基本原理等問題而開展的實驗。目前，中南林業(yè)科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程實驗中心承擔(dān)著水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置、環(huán)境工程學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等課程的實驗教學(xué)任務(wù)。然而，課程實驗的實驗內(nèi)容、方法和組織形式偏向模式化。分析原因既有教學(xué)安排和管理不合理的因素，也有學(xué)生認(rèn)識方面存在問題的成分。一方面，傳統(tǒng)實驗課一般先由指導(dǎo)教師講解實驗?zāi)康?、實驗原理，介紹實驗過程中所需要使用的儀器設(shè)備，再對學(xué)生示范，然后由學(xué)生自行動手操作實驗，獲得實驗數(shù)據(jù)，完成實驗報告。整個教學(xué)過程中，學(xué)生只是簡單按照實驗講義將實驗做一遍，實驗過程中學(xué)生根本不需要做過多思考；另一方面，實驗大多為驗證性實驗，缺乏綜合性和設(shè)計性實驗。由于學(xué)生一直處于被動接受的位置，因此很難激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣和求知欲，導(dǎo)致一部分學(xué)生不重視實驗課，對實驗課缺乏興趣。這樣既不利于提高學(xué)生實踐動手能力，也不利于創(chuàng)新思維和創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)。

環(huán)境工程專業(yè)基礎(chǔ)課程所安排的實驗內(nèi)容應(yīng)剔除陳舊落后的實驗內(nèi)容，要涉及理論教學(xué)的要點和難點，增加代表性、實用性、啟發(fā)性、趣味性，能反映該領(lǐng)域最前沿科技成就的實驗。緊扣環(huán)境工程專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)特點，針對不同層次的學(xué)生提出不同的要求，因材施教，深入開展實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的改革探索。在這個層面上，要側(cè)重于對學(xué)生掌握基本技能和基礎(chǔ)理論的訓(xùn)練，幫助他們養(yǎng)成求真務(wù)實、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髁?xí)慣和態(tài)度。

2.專業(yè)設(shè)計性實驗

當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，實驗的方法、手段和內(nèi)容如果不能與時俱進(jìn)，仍然局限于課本，這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生勢必?zé)o法滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。因此，在實踐教學(xué)中，要不斷跟蹤該領(lǐng)域最新科研進(jìn)展和成果，探索新的實驗方法，并及時更新到教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中，使學(xué)生能夠及時了解并掌握本學(xué)科未來發(fā)展趨勢和最新前沿動態(tài)，掌握最新實驗方法和技術(shù)。

3.綜合設(shè)計性實驗

環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)就是要為國家和社會培養(yǎng)具備解決環(huán)境工程問題能力的高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人才。加強(qiáng)對學(xué)生解決現(xiàn)實環(huán)境問題的綜合能力的培養(yǎng)顯得尤為重要，所以要求學(xué)生具備全面的綜合能力。而綜合設(shè)計型實驗教學(xué)旨在重點培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程技術(shù)問題的能力與對專業(yè)理論知識綜合應(yīng)用能力。老師主要是在實驗過程中引導(dǎo)學(xué)生積極思維，提供良好的實驗教學(xué)環(huán)境，宏觀把握和原則指導(dǎo)。老師突出學(xué)生實驗?zāi)芰?、?chuàng)新能力和研究能力的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，鼓勵學(xué)生自行設(shè)計實驗方案，充分尊重并確定學(xué)生在實驗教學(xué)中的主體地位，改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方式，使實驗教學(xué)成為學(xué)生有效掌握并實際運用理論與科學(xué)技術(shù)的可行途徑和有效方法。

在本專業(yè)綜合性、設(shè)計性實驗中，整合固體廢物處理與處置實驗、大氣污染控制工程實驗、環(huán)境監(jiān)測實驗水污染控制工程實驗、環(huán)境工程實驗等課程內(nèi)容，結(jié)合教師的科研項目，突破傳統(tǒng)實驗課程的教學(xué)內(nèi)容與組織方式，突顯本專業(yè)的實踐性、應(yīng)用性和綜合性。通過開設(shè)并組織好綜合性實驗，使學(xué)生能順利將專業(yè)知識與職業(yè)實踐結(jié)合起來，使其將來走上工作崗位時時能盡快上手，及早進(jìn)入工作狀態(tài)。

（三）嘗試引進(jìn)科研項目，拓展實驗內(nèi)容

在實驗教學(xué)過程中可以嘗試將教師的科研課題或某一課題的若干階段設(shè)計成實驗教學(xué)內(nèi)容，這樣不僅能實現(xiàn)科研資源的教學(xué)共享，而且可以有效提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與實踐操作能力，了解學(xué)科最前沿的知識，充分體會基礎(chǔ)實驗的應(yīng)用性以及重要性。在實驗教學(xué)中，鼓勵學(xué)生與專業(yè)教師一起研究科研課題，進(jìn)行科研探索，注重培養(yǎng)學(xué)生形成可持續(xù)發(fā)展的理念[5]。因此教師將部分科研項目引入實驗教學(xué)中，更加突出和強(qiáng)化了專業(yè)教學(xué)特色。

（四）增強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)作為實驗內(nèi)容外延

環(huán)境工程專業(yè)與其他工程類專業(yè)一樣具有較強(qiáng)的實踐性，是一門極具交叉性的學(xué)科，因此，提高學(xué)生的實踐動手能力就顯得尤為重要[4]。我校環(huán)境工程專業(yè)的開設(shè)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)除包括常規(guī)實驗課之外，還開設(shè)有專業(yè)認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、金工實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)論文等諸多環(huán)節(jié)強(qiáng)化學(xué)生實踐能力。在以上這些實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，需要積極探索改革實踐教學(xué)的新途徑和新方法，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的有效性和針對性。

為使學(xué)生能盡早對所學(xué)專業(yè)有一個初步的了解和感性的認(rèn)識，認(rèn)識實習(xí)一般安排在學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課之前進(jìn)行。我校環(huán)境工程專業(yè)認(rèn)識實習(xí)為期2周，分別選擇了株洲市第四自來水公司、株洲市霞灣污水處理廠、株洲市環(huán)境監(jiān)測站、株洲電廠、人工濕地污水處理示范中心及學(xué)生各家庭所在地各類環(huán)境保護(hù)單位。學(xué)校與這些實習(xí)單位建立了緊密的長期合作關(guān)系，以保障本專業(yè)學(xué)生實習(xí)具有可持續(xù)性和延續(xù)性，也能減少溝通成本。生產(chǎn)實習(xí)目的是使學(xué)生掌握并檢驗已學(xué)過的專業(yè)基本知識、鞏固消化課堂教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。通過在企業(yè)進(jìn)行實地參觀實習(xí)，學(xué)生能有效提高調(diào)查研究、觀察問題、分析問題以及解決問題的能力，同時也能通過獲得第一手的資料、深入了解現(xiàn)代生產(chǎn)方式，為后續(xù)學(xué)習(xí)以及將來順利走上工作崗位并盡快適應(yīng)工作內(nèi)容奠定良好的基礎(chǔ)。我校環(huán)境工程專業(yè)的生產(chǎn)實習(xí)時長為期2周，學(xué)生在長沙金霞污水處理廠進(jìn)行實地的跟班學(xué)習(xí)，實習(xí)內(nèi)容涉及安全教育、金霞污水處理廠工藝專題、污泥的培養(yǎng)與馴化、崗位實習(xí)，學(xué)生分組分別到中控班、脫水班、化驗班實習(xí)，各組交叉進(jìn)行、處理廠設(shè)計與設(shè)備專題、參觀泵站、水污染控制工藝設(shè)計。以最大限度地豐富學(xué)生的實踐經(jīng)驗，練習(xí)學(xué)生的工程能力，讓學(xué)生都能參與運行治理、工程設(shè)計、環(huán)境監(jiān)測等方面的實際操作。

課程設(shè)計和專業(yè)綜合設(shè)計是實踐教學(xué)中另一個綜合性十分強(qiáng)的環(huán)節(jié)。為保證學(xué)生在書本和課堂中所學(xué)到的知識能切實滿足以后工作實際需要，我們經(jīng)常邀請污水處理廠、冶煉廠、環(huán)保局等單位的工程師來校進(jìn)行學(xué)術(shù)講座或安排學(xué)生到這些單位去實地參觀學(xué)習(xí)，結(jié)合工藝和流程實例，指導(dǎo)學(xué)生嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行。

與其他本科專業(yè)一樣，本專業(yè)本科畢業(yè)論文是教學(xué)與勞動生產(chǎn)和社會實踐相結(jié)合的重要方式，是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)大學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)精神的重要途徑。我校環(huán)境工程專業(yè)的本科生畢業(yè)設(shè)計從第7學(xué)期開始進(jìn)行選題及前期文獻(xiàn)檢索等工作，論文選題可與指導(dǎo)老師的科研課題緊密結(jié)合，這樣就使得學(xué)生的研究具有一定的理論基礎(chǔ)，又一步到位直接把握了該領(lǐng)域的前沿研究方向，從而既增強(qiáng)了學(xué)生的理論素養(yǎng)，又鍛煉了他們的創(chuàng)新能力。第8學(xué)期開始進(jìn)入實質(zhì)性撰寫階段。通過撰寫畢業(yè)論文，學(xué)生能系統(tǒng)熟悉和掌握科學(xué)研究的基本方法和基本程序，如調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、撰寫文獻(xiàn)綜述、分析數(shù)據(jù)以及論文寫作能力等，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊精神和良好的學(xué)術(shù)思想。學(xué)校也出臺了一些政策措施，鼓勵學(xué)生發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文或申請專利，較好的保護(hù)和促進(jìn)了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。

[1] 周小慧，龍絳雪， 邢偉一.加強(qiáng)實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生實驗技能和綜合素質(zhì)[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2010，（4）：164-165.

[2] 崔 芳. 環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)模式探討[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報,2010, 22(8): 168-170.

[3] 嵇雅穎, 蔣曉鳳, 盛 梅. 環(huán)境工程專業(yè)實驗改革與實踐[J]. 化工高等教育, 2009, （6）: 53-55.

[4] 劉 潘, 李圣楠, 任百祥, 等. 環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)體系改革探析[J]. 教育與教學(xué)研究, 2010, 24(5): 68-70.

[5] 于 妍, 徐東耀. 環(huán)境工程專業(yè)實踐教學(xué)系統(tǒng)整體優(yōu)化探索[J]. 中國現(xiàn)代教育裝備, 2010, 15(103): 148-150.

On the Reformation of Experimental Teaching Content of Environmental Engineering Major

PAN Lu-lu

(College of Forestry,Central South University of Forestry & Technology，Changsha 410004, Hunan, China)

Experiment is an important content of teaching for environmental engineering major. The article analyzes some problems in teaching, such as old and simple contents, unitary teaching means and low teaching effects. Some reform proposals like optimizing teaching content, reforming teaching method are put forward. In this way, experiment teaching effect can be promoted and student’s innovation ability can be cultivated.

environmental engineering; experimental teaching content; reform

G641

A

1673-9272(2012)06-0201-03

2012-09-11

潘璐璐（1983-），女，河南洛陽人，中南林業(yè)科技大學(xué)林學(xué)院助理實驗師，碩士，研究方向：環(huán)境科學(xué)實驗教學(xué)與管理。

[本文編校：楊 燦]