“資源分離與分選實(shí)驗(yàn)”在資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)中的開展

李孟婷，劉 銀，周博涵，張 雷

（1.安徽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，安徽淮南232001；2.淮南市標(biāo)準(zhǔn)化研究院，安徽淮南232001）

資源循環(huán)的傳統(tǒng)模式為“資源—產(chǎn)品—廢物”，目前逐漸向“資源—產(chǎn)品—再生資源”新型閉路循環(huán)模式演變，其目的是將人類生產(chǎn)和生活所產(chǎn)生的廢物進(jìn)行分離分選，形成再生資源，經(jīng)過加工改造等工藝形成產(chǎn)品重新納入循環(huán)利用軌道[1]。近年來，作為新興朝陽(yáng)領(lǐng)域，資源循環(huán)得到了國(guó)家的大力支持。為滿足我國(guó)對(duì)資源再生利用、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域的人才需求，安徽理工大學(xué)于2011年成立“再生資源科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)，2013年該專業(yè)正式更名為“資源循環(huán)科學(xué)與工程”。

“資源循環(huán)科學(xué)與工程”專業(yè)主要依托本校材料學(xué)院在礦物加工工程及材料學(xué)科（包括無機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料、高分子材料等專業(yè)）方面的雄厚基礎(chǔ)，與材料學(xué)科、礦物加工學(xué)科很好地進(jìn)行交叉。在人才培養(yǎng)方面，既強(qiáng)調(diào)扎實(shí)的化學(xué)、材料學(xué)知識(shí)，又強(qiáng)調(diào)資源的分離分選、固廢處置與資源化技能培養(yǎng)，同時(shí)兼顧循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源及環(huán)境的檢測(cè)分析等，為國(guó)家培養(yǎng)能從事資源循環(huán)利用、環(huán)境保護(hù)、科學(xué)研究、清潔生產(chǎn)、技術(shù)開發(fā)等方面的高素質(zhì)人才[2]。在專業(yè)培養(yǎng)方向上，將專業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向凝練為煤基礦業(yè)固廢資源化、高分子固廢資源化及工業(yè)廢水資源化等幾個(gè)方向。

作為“資源循環(huán)科學(xué)與工程”專業(yè)建設(shè)中的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，“資源分離與分選技術(shù)實(shí)驗(yàn)”的開展具有重要的教學(xué)意義。資源循環(huán)領(lǐng)域的日漸興榮，不但能提高人們對(duì)自然環(huán)境的敬畏，減少人類對(duì)大自然不可逆反的索取，有效減小地球的自凈化負(fù)荷，同時(shí)能創(chuàng)造更大的再生財(cái)富，助力社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。該專業(yè)實(shí)驗(yàn)課能促使學(xué)生將抽象的專業(yè)理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中去，構(gòu)建理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，進(jìn)一步鞏固深化理論知識(shí)，從而全面提高學(xué)生自身的專業(yè)素養(yǎng)。良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果能為再生資源行業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有效提升同專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的知名度[3]，同時(shí)對(duì)學(xué)生的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃起到有效的指導(dǎo)作用。

1 教學(xué)目標(biāo)

“資源分離與分選技術(shù)實(shí)驗(yàn)”是關(guān)于固體廢棄物料分離分選的理論與實(shí)踐相結(jié)合的一門綜合性課程，具有實(shí)用性、交叉性以及綜合性等特性，主要涉及物理、化學(xué)、材料、環(huán)境等諸多學(xué)科[4-5]。系統(tǒng)地介紹實(shí)現(xiàn)固體物料分選所需要的科學(xué)技術(shù)和典型的生產(chǎn)工藝是該課程的中心任務(wù)。本實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是通過一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能夠理解和掌握相關(guān)固體物料預(yù)處理及分離分選的基本理論、原理、步驟和方法，并接受實(shí)驗(yàn)操作的初步訓(xùn)練。在綜合實(shí)驗(yàn)部分，要求學(xué)生提前設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，必須熟練規(guī)范地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，從而良好地掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)及專業(yè)基本技能?！百Y源分離與分選技術(shù)實(shí)驗(yàn)”的有效訓(xùn)練，可以使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，為今后順利走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 教學(xué)講義

在筆者所在院校專業(yè)的教學(xué)體系范圍內(nèi)，本課程涉及“廢棄物資源化工程原理”“資源分離與分選技術(shù)”“環(huán)境工程原理”“材料科學(xué)基礎(chǔ)”“現(xiàn)代儀器分析與測(cè)試技術(shù)”“固體廢棄物監(jiān)測(cè)與分析”等多門課程的知識(shí)交叉[6]。從教學(xué)層面來分析，該課程具有知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)的顯著特性，實(shí)驗(yàn)課的開展存在一定難度。因此，教研室對(duì)該課程的教學(xué)項(xiàng)目以及具體實(shí)施方案進(jìn)行了多次討論和論證，最終制訂了《資源分離與分選技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》。

3 課程內(nèi)容

“資源分離與分選實(shí)驗(yàn)”課程內(nèi)容不僅包括實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、次資源破碎和篩分預(yù)處理準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)、分離與分選、監(jiān)測(cè)與檢測(cè)，還包含綜合性、設(shè)計(jì)性、研究性實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容涵蓋物性檢測(cè)、各種分離分選技術(shù)、典型農(nóng)業(yè)固廢、礦業(yè)固廢等深加工，用于培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用能力和動(dòng)手能力，使學(xué)生形成進(jìn)行專業(yè)實(shí)驗(yàn)研究的基本思路，學(xué)會(huì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)研究的基本方法，從而提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

第一章，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理。包含常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的誤差控制。要求學(xué)生針對(duì)需要開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目制定切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案。

第二章，物料的預(yù)處理，包含破碎方法及破碎設(shè)備，以及各種粒度分析方法。要求學(xué)生掌握破碎設(shè)備及相關(guān)分析設(shè)備的工作原理及運(yùn)行狀況，要求學(xué)生會(huì)獨(dú)自操作設(shè)備和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

第三章，資源分離分選，主要包括重力分選、浮游分選、磁力分選、電力分選等。要求學(xué)生充分掌握各種分選原理及方法，了解相關(guān)設(shè)備的構(gòu)建組成及運(yùn)行狀況，要求學(xué)生會(huì)操作設(shè)備、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及分析數(shù)據(jù)。

第四章，資源監(jiān)測(cè)與檢測(cè)，主要包含電感耦合氣體發(fā)射光譜檢測(cè)技術(shù)、原子吸收光譜檢測(cè)技術(shù)、紅外光譜分析技術(shù)、氣相色譜法，以及水質(zhì)監(jiān)測(cè)與檢測(cè)等。要求學(xué)生掌握現(xiàn)代儀器的工作原理及設(shè)備組成，學(xué)習(xí)相關(guān)大型設(shè)備的分析與測(cè)試方法。

第五章，典型二次資源深加工實(shí)驗(yàn)，包含粉煤灰的分離分選及資源化利用實(shí)驗(yàn)、煤矸石燒結(jié)實(shí)驗(yàn)、混凝土廢棄物制備再生建筑骨料的實(shí)驗(yàn)、稻殼制備白炭黑實(shí)驗(yàn)、農(nóng)業(yè)秸稈制備生物柴油、廢膠粉填充聚氨酯泡沫塑料的制備及沖擊性能的研究等。要求學(xué)生針對(duì)典型二次資源綜合利用開展綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，掌握實(shí)驗(yàn)研究的基本步驟和方法，了解目前資源深加工較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝。

通過課后調(diào)查，學(xué)生對(duì)“資源分離與分選技術(shù)實(shí)驗(yàn)”課程進(jìn)行了信息反饋，95%的學(xué)生表示，《資源分離與分選技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》內(nèi)容豐富，涉及知識(shí)面較廣，能很好地激發(fā)他們對(duì)專業(yè)技能的學(xué)習(xí)興趣。5%的學(xué)生表示課程內(nèi)容稍顯落后，要是能與時(shí)俱進(jìn)，結(jié)合行業(yè)熱點(diǎn)技術(shù)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，則更富創(chuàng)新性與挑戰(zhàn)性?？梢姡瑢?shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的及時(shí)更新對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)效果起著非常重要的作用。

4 教學(xué)方式

“資源分離與分選技術(shù)實(shí)驗(yàn)”這門課的開展模式采用課堂教學(xué)為輔，實(shí)踐教學(xué)為主的教學(xué)形式。在教學(xué)過程中，教師注重學(xué)生勤于思考、敢于創(chuàng)新的培養(yǎng)模式，及時(shí)、適量布置課后作業(yè)，認(rèn)真批改，將容易出現(xiàn)的問題在課堂上提出來，與學(xué)生一起討論并提出良好的解決方案。同時(shí)，授課教師應(yīng)在教學(xué)實(shí)踐中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，旨為提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

5 教學(xué)考核

該課程考核采用教學(xué)過程和實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式。為配合考核方式的改革，強(qiáng)化過程管理，授課教師詳細(xì)記錄學(xué)生的課堂互動(dòng)、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等各種學(xué)習(xí)情況，并相應(yīng)給出合理的權(quán)重，從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)?！百Y源分離與分選技術(shù)實(shí)驗(yàn)”作為一門獨(dú)立的課程，課程采用的綜合評(píng)價(jià)總分為100分，課堂互動(dòng)占10分（包括提問環(huán)節(jié)和課堂表現(xiàn)），實(shí)驗(yàn)態(tài)度占10分（包括實(shí)驗(yàn)器材整理、歸位及學(xué)習(xí)態(tài)度），實(shí)驗(yàn)過程占30分（包括實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)完成情況），實(shí)驗(yàn)報(bào)告占50分（包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析、思考題回答情況、卷面書寫情況等）。

6 教學(xué)反思

自開辦新專業(yè)以來，資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)經(jīng)過多次修訂，逐步形成了以煤基廢棄物、高分子基廢棄物、新能源材料為代表的發(fā)展方向。目前，該專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）、認(rèn)知實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)組成?！百Y源分離與分選技術(shù)”作為本專業(yè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，是一門必修課，迄今為止，已順利開展了5次。但是，在新工科的大背景下，該課程的實(shí)踐內(nèi)容并沒有做到與時(shí)俱進(jìn)，難以滿足行業(yè)內(nèi)產(chǎn)生的新需求和新形勢(shì)，教學(xué)效果自然落后于社會(huì)賦予的期盼值。因此，我們必須深入分析該專業(yè)“資源分離與分選技術(shù)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)環(huán)節(jié)可能存在的一些問題并進(jìn)行教學(xué)反思，嘗試摸索符合校情和行情的改革方案。

（1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較陳舊。在新工科背景下，授課教師往往沒有及時(shí)掌握相關(guān)行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)的新技術(shù)以及新產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容做不到與時(shí)俱進(jìn)。在綜合考慮校情和行情的前提下，要注重新技術(shù)與傳統(tǒng)領(lǐng)域的有機(jī)結(jié)合，可以融入小科研性質(zhì)式的訓(xùn)練內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生科研能力的培養(yǎng),往因材施教的方向引導(dǎo)。這就要求對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，充分提高學(xué)生參加專業(yè)性實(shí)驗(yàn)的積極性，培養(yǎng)出符合未來人才需求的綜合型、創(chuàng)新型人才[7-8]。

（2）實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足。筆者所在的教研組，學(xué)歷層次和年齡層次分布較合理，大都具有博士學(xué)歷，且部分有海外深造經(jīng)歷，科研能力強(qiáng)。這些教師基本上從本科讀到博士，沒有工程實(shí)踐閱歷，缺少生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)略顯吃力。專業(yè)實(shí)驗(yàn)授課教師，宜把“生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)”搬到一部分課堂教學(xué)內(nèi)容中去，尤其是當(dāng)前先進(jìn)的生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的內(nèi)容。要保持與時(shí)俱進(jìn)“學(xué)然后知不足,教然后知困”的教學(xué)理念[9-10]，建議從學(xué)校層面引進(jìn)具有足夠?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)的學(xué)術(shù)骨干，包括國(guó)內(nèi)外知名高校、科研院所、企業(yè)單位具有較高學(xué)術(shù)造詣的正高級(jí)專業(yè)技術(shù)人員、省級(jí)人才計(jì)劃入選者。

（3）部分教學(xué)設(shè)備落后。筆者所在的資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)設(shè)置在材料科學(xué)與工程學(xué)院，主要依托礦物加工工程、無機(jī)非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料等專業(yè)，設(shè)備基礎(chǔ)較雄厚。作為新專業(yè)，購(gòu)買了一批基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，后期因經(jīng)費(fèi)緊張等諸多因素，該專業(yè)的大型儀器設(shè)備的臺(tái)套數(shù)略顯不足，學(xué)生往往只能采取簡(jiǎn)單觀摩的形式，導(dǎo)致學(xué)生進(jìn)入工作崗位后，暴露出動(dòng)手能力不足、效率低下等缺點(diǎn)，且部分大型儀器設(shè)備的年代也比較久遠(yuǎn)，明顯跟不上生產(chǎn)企業(yè)里工藝水平變革的步伐。專業(yè)層面應(yīng)爭(zhēng)取學(xué)校更多的經(jīng)費(fèi)支持，加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)，申請(qǐng)?jiān)O(shè)備補(bǔ)充，解決教學(xué)設(shè)備臺(tái)套數(shù)不足的問題。

7 結(jié)束語

“資源分離與分選技術(shù)實(shí)驗(yàn)”作為資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)中重要的一門實(shí)踐類課程，其開展意義可見一斑。作為新專業(yè)，可以借鑒的資源較少，“資源分離與分選技術(shù)實(shí)驗(yàn)”對(duì)授課教師和學(xué)生的要求都較高。筆者通過對(duì)該課程的開展進(jìn)行教學(xué)解剖和深入反思，并給出了切實(shí)可行的建議。希冀在資源循環(huán)領(lǐng)域?yàn)閲?guó)家培養(yǎng)更多更優(yōu)秀的綜合型人才，創(chuàng)造更大的再生價(jià)值，助力社會(huì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。