培養(yǎng)固體廢物污染控制專業(yè)人才的探索

【摘 要】固體廢物污染控制是高校環(huán)境工程專業(yè)的核心課程之一。本文剖析了當(dāng)前固體廢物污染控制實驗教學(xué)中存在的問題，論述通過實驗教學(xué)培養(yǎng)固體廢物污染控制專業(yè)人才的策略，并提出了立足實驗教學(xué)培養(yǎng)固體污染控制專業(yè)人才。

【關(guān)鍵詞】實驗教學(xué) 固體污染控制 專業(yè)人才

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）19-0040-02

固體廢物污染控制工程是一門實踐性和工程性很強的課程，立足于固體廢物污染控制實驗教學(xué)，能夠讓學(xué)生們更好地理解固體廢物污染控制方面的概念、原理等內(nèi)容。運用實驗教學(xué)，學(xué)生不但能夠更進(jìn)一步地熟悉固體廢物處理方面的各種方法以及工藝，而且立足于對實驗數(shù)據(jù)實施分析與歸納，還能驗證目前已有的概念以及理論。當(dāng)前，高等院校新一輪的實驗教學(xué)改革要求切實做到以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，以培養(yǎng)其創(chuàng)新能力為教學(xué)導(dǎo)向，因此，這就更加需要提高學(xué)生群體的實驗?zāi)芰σ约翱蒲兴刭|(zhì)。有鑒于此，更加積極主動地探索固體廢物污染控制實驗教學(xué)，對于培養(yǎng)固體廢物污染控制專業(yè)人才具有極為重要的意義。

一 當(dāng)前固體廢物污染控制實驗教學(xué)中存在的問題

1.實驗教學(xué)程序化

固體廢物污染控制實驗教學(xué)當(dāng)中，專業(yè)實驗一般都是一些日常驗證性實驗，每一次實驗由教師提前安排好儀器、樣品與試劑，并由任課教師認(rèn)真講解具體的實驗方案、應(yīng)當(dāng)注意的事項，隨后由學(xué)生依據(jù)實驗指導(dǎo)書中的方案和實驗步驟，按部就班地逐項開展驗證，這種實驗教學(xué)過程中以教師和實驗指導(dǎo)書為主體，學(xué)生的主動性得不到充分的挖掘和發(fā)揮，無法達(dá)到實驗教學(xué)之目標(biāo)，會出現(xiàn)流于表面形式之現(xiàn)象，難以調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，無法真正提高動手能力和設(shè)計能力。

2.實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊

固體廢物污染控制是一門實踐性很強的學(xué)科，知識更新速度非?？?，實驗教學(xué)的內(nèi)容往往跟不上學(xué)科發(fā)展的要求，存在滯后性和陳舊性。固體廢物污染控制實驗一般沒有單獨作為一門課程，學(xué)時有限，實驗內(nèi)容簡單，實驗只涉及“固體廢物的破碎及篩分實驗”、“垃圾的熱值測定”、“危險廢物的毒性浸出實驗”等，存在實驗方法單一，實驗手段缺乏創(chuàng)新性等缺點，不能充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。

3.實驗場地有限

專門用于實驗教學(xué)的場地十分有限，很多其他實驗室和儀器分析中心為了便于管理，往往只用于研究生和教師從事科學(xué)研究，對本科生不開放。因此由于場地、儀器、設(shè)備的限制，教學(xué)實驗只能安排幾人一組合做實驗，導(dǎo)致學(xué)生難以在實驗過中獨立思考、獨立操作，很難保證每個學(xué)生的參與度。

鑒于以上幾點，如何對固體廢物污染控制實驗教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新、培養(yǎng)能適應(yīng)社會需要的高素質(zhì)工程技術(shù)人才，是擺在我們面前的一個重要課題。本文在實驗教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合實驗教學(xué)研究成果以及教學(xué)經(jīng)驗，對實驗教學(xué)方法進(jìn)行了一些探索與嘗試。

二 通過實驗教學(xué)培養(yǎng)固體廢物污染控制專業(yè)人才的策略

1.在驗證性實驗教學(xué)中培養(yǎng)固體廢物污染控制專業(yè)人才

為培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力以及創(chuàng)新能力，在開展驗證性實驗時可采取以下措施：認(rèn)真安排好實驗的順序，選用危險廢物浸出毒性測試實驗，把幾個驗證性實驗實施有機統(tǒng)一。教學(xué)過程中，可選用一種含重金屬浸出毒性超標(biāo)的廢渣，先對廢渣進(jìn)行預(yù)處理，開展固體廢物的破碎篩分實驗，然后利用預(yù)處理后的樣品進(jìn)行危險廢物固化處理實驗，最后測試固化前后固體廢物的浸出毒性。通過驗證性實驗，學(xué)生可以掌握固體廢物破碎、篩分等預(yù)處理的原理、意義，以及危險廢物中重金屬含量、浸出毒性的測定方法，掌握固化原理及方法，讓學(xué)生深刻體會固體廢物處理的無害化原則。在實驗教學(xué)過程中，教師利用多媒體給學(xué)生講授實驗的基本技能，使實驗操作過程具體化、實際化，方便學(xué)生在較短時間內(nèi)較好地掌握實驗基本技能。這種驗證性實驗教學(xué)能夠提高大學(xué)生們的實驗意識，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，有助于其養(yǎng)成較好的專業(yè)研究習(xí)慣。

2.在綜合性實驗教學(xué)中培養(yǎng)固體廢物污染控制專業(yè)人才

開展綜合性實驗是固體廢物污染控制實驗課程中的諸多理論知識相互結(jié)合起來的大實驗，其主要特征是具備了技能上的綜合性、操作上的獨立性以及可思考性等等。依據(jù)專業(yè)特色和課題組研究背景，可以把“鉻渣的細(xì)菌解毒實驗”改進(jìn)為綜合性的實驗教學(xué)。該試驗是從本課題組教師的科研項目成果轉(zhuǎn)化而成的學(xué)生實驗項目，鉻渣中的水溶性六價鉻被列為對人體危害最大的八種化學(xué)物質(zhì)之一，是國際公認(rèn)的三種致癌金屬物之一。鉻渣的治理問題一直是困擾和阻礙我國鉻鹽工業(yè)發(fā)展的重大難題之一，也是國際性環(huán)?？萍茧y題，技術(shù)上缺乏可以徹底根治的良方。因此該實驗具有很好的實用價值和科技前沿性。在實驗過程中，可以按照科研的基本思路和方法要求學(xué)生，設(shè)計細(xì)菌培養(yǎng)、鉻渣預(yù)處理、鉻渣細(xì)菌解毒、鉻渣解毒前后的浸出毒性測試、解毒后鉻渣制備建筑材料等一系列的實驗，通過實驗，讓學(xué)生親自見證鉻渣從危險廢物轉(zhuǎn)變成可用的建筑材料，“變廢為寶”，可以讓學(xué)生更加深刻地體會到固體廢物的特性及“三化”原則。此外，在實驗設(shè)計階段，指導(dǎo)老師參與學(xué)生的討論，引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)實驗方案，此外，強化實驗報告的撰寫，強調(diào)根據(jù)實驗的結(jié)果進(jìn)行分析、總結(jié)和歸納，而不是僅以理論知識來解釋實驗結(jié)果，缺乏自己主動思考的內(nèi)容，特別是對與預(yù)期結(jié)果或理論不符的實驗結(jié)果，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真分析其異常的可能原因，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)處理和分析能力以及實事求是的科學(xué)精神。通過綜合性實驗?zāi)苡行У嘏囵B(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

3.在開放性實驗教學(xué)中培養(yǎng)固體廢物污染控制專業(yè)人才

結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目和教師研究課題，學(xué)生可以以個人或團隊的方式，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，自主選題設(shè)計、自主設(shè)計實施方案，自行確定實驗方法、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理等。學(xué)生在開放性實驗中具有非常大的活動空間。比如，學(xué)生可以結(jié)合本校環(huán)境環(huán)境工程專業(yè)特色以及研究前沿，實施“重金屬廢渣硫化浮選技術(shù)”這一開放性實驗。該技術(shù)是利用重金屬硫化物易于浮選回收的特點，對重金屬廢渣進(jìn)行硫化處理，促使廢渣中各重金屬生成金屬硫化物，從而得以浮選回收，同時利用金屬硫化物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點對重金屬廢渣進(jìn)行解毒處理，殘渣進(jìn)一步制備高性能的硫磺建材。在實驗過程中，學(xué)生可以針對不同重金屬廢渣的特性，研究不同的硫化劑、硫化條件、浮選對重金屬回收率的影響，通過自己設(shè)計的實驗方案，實現(xiàn)重金屬廢渣的有價回收和梯級利用，從而產(chǎn)生自豪感和成就感，調(diào)動起學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新實驗?zāi)芰Α６议_放性實驗可以增進(jìn)學(xué)生對理論知識的深入理解，提高解決實際問題的能力。

4.在設(shè)計型實驗教學(xué)中培養(yǎng)固體廢物污染控制專業(yè)人才

綜合設(shè)計型實驗是指給定實驗?zāi)康囊?，結(jié)合本課程的綜合知識以及本校環(huán)境工程的專業(yè)特色，由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗。選題往往來源于學(xué)科理論研究前沿和工程實際，具有非常重要的理論價值和實用價值。如針對某種元素的有色冶金廢渣，設(shè)計從該廢渣中回收有價金屬的工藝流程并加以實施。有色冶金廢渣是我國重要的二次礦產(chǎn)資源，有色冶金廢渣中有價金屬的綜合回收是我國有色金屬資源可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，也是目前實現(xiàn)冶金廢渣資源化的最重要途徑。在設(shè)計工藝方案過程中，學(xué)生需要掌握固體廢物化學(xué)浸出基本原理、浸出液中目的組分的提取與分離原理以及固體廢物生物處理基本原理、冶金工程原理等，綜合運用這些原理和方法設(shè)計出合理、經(jīng)濟、有效的方案。在方案設(shè)計過程中，學(xué)生進(jìn)行自由地組合，多人共同來設(shè)計方案與研究問題，教師可參與學(xué)生討論，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計方案的比選。在進(jìn)行實驗論證方案過程中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)在方案設(shè)計中沒有考慮到的一些問題或是設(shè)計中存在的缺陷，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、總結(jié)，不斷改進(jìn)設(shè)計方案，培養(yǎng)學(xué)生解決問題以及綜合應(yīng)用能力。因此通過綜合設(shè)計型實驗，可以充分調(diào)動學(xué)生活學(xué)活用，有效地提高學(xué)生解決工程實際問題的能力。

總的來說，為了更好地提升高校環(huán)境工程專業(yè)大學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，實現(xiàn)人才培養(yǎng)的目標(biāo)，在實施固體廢物污染控制實驗教學(xué)的過程中，一定要運用更加靈活的實驗教學(xué)方法，使學(xué)生的創(chuàng)新與實踐能力得到提高和體現(xiàn)。學(xué)生通過親手進(jìn)行驗證性、綜合性、開放性及設(shè)計性等實驗，使其在查找文獻(xiàn)、設(shè)計實驗、開展實驗等方面都有很大的提升，對于培養(yǎng)固體廢物污染控制專業(yè)人才具有很好的支持與推進(jìn)作用。

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〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕〕