環(huán)境工程專業(yè)實驗課程改革思考范文

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摘要:針對環(huán)境工程專業(yè)實驗授課中出現(xiàn)的諸多問題，提出了一些合理性的改革建議。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，優(yōu)化實驗課程體系設(shè)置，增加實驗課程比重，合理設(shè)計實驗項目。建設(shè)實驗課程網(wǎng)站，豐富實驗教學(xué)手段，有效地進(jìn)行課程質(zhì)量控制。根據(jù)課程特色，制定多樣的考核方式，保證教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:工程教育專業(yè)認(rèn)證;環(huán)境工程;實驗教學(xué);改革

本校環(huán)境工程專業(yè)基于“知識－技能－專業(yè)能力”遞進(jìn)的培養(yǎng)過程，設(shè)置課程教學(xué)內(nèi)容，2020年通過工程教育專業(yè)認(rèn)證。滿足工程認(rèn)證的要求，2018級培養(yǎng)方案要求學(xué)生必須修滿至少175學(xué)分，其中本專業(yè)工程實踐與畢業(yè)設(shè)計(論文)37學(xué)分，占比21．1%。專業(yè)基礎(chǔ)實驗和專業(yè)實驗均為獨立授課實驗，共計120學(xué)時。通過實驗課程，使學(xué)生具備基本的專業(yè)技能以及利用專業(yè)理論知識分析問題和解決實際工程問題的能力［1］。

1實驗教學(xué)存在的問題

1．1實驗項目需要更新

由于受到實驗室條件的限制，驗證性實驗項目所占比重大，綜合性和設(shè)計性實驗所占比例較少，學(xué)生的綜合設(shè)計能力和分析解決問題的能力得不到很好地提升［2］。

1．2教學(xué)模式單一

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式多以“教師講授”為主，學(xué)生缺乏足夠的學(xué)習(xí)興趣，弱化自主學(xué)習(xí)的能力，難以達(dá)到“以學(xué)生為本”的發(fā)展目的［3］。

1．3缺少師生交流與互動

采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，課前對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況不能充分了解，課堂只能指導(dǎo)學(xué)生的實驗操作，課后通過紙質(zhì)的實驗報告了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況。學(xué)生在實驗過程中按照操作流程完成實驗，機(jī)械地接受知識，缺少實驗的主動思考。第一，實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，部分學(xué)生把實驗原理和實驗步驟機(jī)械地照抄照搬，基本概念掌握模糊，專業(yè)理論知識不能靈活運用，溶解氧和分光光度計等監(jiān)測儀器不能熟練操作。第二，實驗數(shù)據(jù)處理和實驗結(jié)果討論不能及時地反饋。實驗課程設(shè)置項目較多，比如環(huán)境監(jiān)測實驗和水處理實驗分別設(shè)置13和9個實驗項目，實施周期長。老師批改紙質(zhì)實驗報告，發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生實驗數(shù)據(jù)處理不當(dāng)，數(shù)據(jù)圖表繪制不規(guī)范等。

1．4教師工作壓力大

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，課程結(jié)束需要提交多項實驗成績，并撰寫課程質(zhì)量分析報告，短暫時間內(nèi)繁重的工作量給老師造成較大的壓力。

2實驗課程的改革

2．1優(yōu)化實驗課程體系設(shè)置

依照工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，專業(yè)課程體系的設(shè)置應(yīng)著眼于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜環(huán)境工程問題的能力。以2018版培養(yǎng)方案為例，本專業(yè)設(shè)置環(huán)境工程原理實驗、環(huán)境工程微生物學(xué)實驗和環(huán)境監(jiān)測實驗等專業(yè)基礎(chǔ)實驗，圍繞水、大氣和固體廢物三大核心課程設(shè)置了水處理實驗、大氣污染控制工程實驗和固體廢物處理與處置工程實驗等專業(yè)實驗。與2016版課程體系相比，增加實驗/實踐類課程的學(xué)分比例，強(qiáng)化學(xué)生的工程實踐能力培養(yǎng)。將環(huán)境工程原理實驗、大氣污染控制工程實驗和固體廢物處理與處置實驗由課內(nèi)實驗變?yōu)楠毩⑹谡n。實驗類型包括驗證性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗等，實驗項目共計40項，其中綜合及設(shè)計性項目35項，占比87．5%。以《大氣污染控制工程實驗》為例，包括光學(xué)法測定粉塵粒徑分布、電除塵性能測定、濕法煙氣脫硫?qū)嶒灐鈶B(tài)揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染控制實驗和袋式除塵性能測定5個實驗項目，共計16學(xué)時。涉及《大氣污染控制工程》理論課程的除塵裝置、硫氧化物的污染控制和揮發(fā)性有機(jī)物污染控制主要章節(jié)，使學(xué)生掌握粉塵粒徑的測定方法、電/袋除塵裝置的工作原理、硫氧化物脫除裝置工作原理和揮發(fā)性有機(jī)物污染控制工藝設(shè)計［4］?！按匠龎m性能測定”為驗證性實驗，讓學(xué)生理解袋式除塵原理，掌握袋式除塵器除塵性能測定的實驗步驟，測定除塵效率，探討風(fēng)量或含塵量對除塵效率的影響。“氣態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染控制實驗”為設(shè)計/研究性實驗，以理論課程為基礎(chǔ)，在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生設(shè)計出備選實驗方案，并通過實驗進(jìn)行驗證，篩選出合理的方案。發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力?！肮鈱W(xué)法測定粉塵粒徑分布”、“電除塵性能測定”和“濕法煙氣脫硫?qū)嶒灐本鶠榫C合性實驗，以“濕法煙氣脫硫?qū)嶒灐睘槔?，依?jù)煙氣組成和二氧化硫排放控制標(biāo)準(zhǔn)，對比石灰石濕法煙氣脫硫、雙堿法煙氣脫硫等實驗室易操作的工藝，篩選出優(yōu)化的實驗方案。與2016版教學(xué)大綱比較，《大氣污染控制工程實驗》新增加“氣態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染控制實驗”，實驗項目由4項增至5項，由12學(xué)時增加至16學(xué)時。2019年，國家相繼了一些重要的政策法規(guī)文件，引導(dǎo)VOCs污染防治工作向精細(xì)化、規(guī)范化和深度治理方向發(fā)展，“氣態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染控制實驗”項目的增加符合國家VOCs污染防治管理制度的實施。在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，實驗項目應(yīng)該以實際的工程問題為對象，培養(yǎng)學(xué)生處理復(fù)雜環(huán)境問題的能力，使他們在“社會評價”中成為佼佼者。比如2018版《水處理實驗》教學(xué)大綱設(shè)置化工廢水、印染廢水和有機(jī)廢水處理實驗與研究，根據(jù)各行業(yè)廢水進(jìn)出水水質(zhì)，設(shè)計廢水處理工藝，自行搭建實驗系統(tǒng)并開展數(shù)據(jù)收集及分析，屬于設(shè)計/研究性實驗。與2016版教學(xué)大綱相比，增加了“活性污泥法處理化工廢水”實驗項目。

2．2豐富實驗教學(xué)手段

工程教育專業(yè)認(rèn)證更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實踐能力，能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，開展復(fù)雜環(huán)境工程問題的研究，包括設(shè)計實驗、分析數(shù)據(jù)，以獲得有效結(jié)論。為了及時地反饋授課過程存在的問題，實時有效地達(dá)到畢業(yè)要求，建設(shè)實驗課程網(wǎng)站，包括實驗預(yù)習(xí)、實驗操作講解、數(shù)據(jù)分析和實驗常見問題解析等內(nèi)容［5］。采用引導(dǎo)式、提問式等多種方式，以word文檔、圖片和視頻等形式呈現(xiàn)于課程網(wǎng)站，并將工程案例、行業(yè)發(fā)展等視頻作為選做項目，使學(xué)生很好地了解工程應(yīng)用現(xiàn)狀，掌握專業(yè)發(fā)展趨向。實驗講義以word文本形式上傳，包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗操作步驟、實驗數(shù)據(jù)與分析、實驗結(jié)果與討論等。老師將實驗步驟進(jìn)行演示，并錄制視頻，使用的實驗儀器和裝置進(jìn)行詳細(xì)地介紹。實驗預(yù)習(xí)時，完成實驗預(yù)習(xí)報告，觀看實驗操作步驟視頻，并完成網(wǎng)頁布置的預(yù)習(xí)作業(yè)。預(yù)習(xí)結(jié)束后，學(xué)生應(yīng)掌握實驗原理，能夠熟練操作實驗儀器或裝置，具備順利完成實驗的能力。比如廢水監(jiān)測常用的紫外/可見分光光度計，通過實驗預(yù)習(xí)，使學(xué)生可以正確地使用其測定廢水的吸光度。實驗數(shù)據(jù)與分析包括原始數(shù)據(jù)的記錄和數(shù)據(jù)的分析，將原始數(shù)據(jù)的記錄規(guī)則和數(shù)據(jù)分析的步驟等以word文檔或視頻形式展示，尤其是數(shù)據(jù)圖表的繪制規(guī)范。由于本專業(yè)未開設(shè)科研論文寫作的相關(guān)課程，大部分學(xué)生隨意畫數(shù)據(jù)圖，出現(xiàn)橫縱坐標(biāo)字體偏大，坐標(biāo)單位未標(biāo)出等問題，與科技論文中插圖的要求相差甚遠(yuǎn)。而且大部分學(xué)生缺少實驗數(shù)據(jù)的分析，簡單地將數(shù)據(jù)進(jìn)行羅列，未推導(dǎo)出有效結(jié)論。實驗結(jié)果與討論采用word文檔或視頻形式，將實驗現(xiàn)象和實驗過程出現(xiàn)的問題及解決方法進(jìn)行指導(dǎo)。利用網(wǎng)絡(luò)資源，建設(shè)課程網(wǎng)站，使學(xué)生掌握相關(guān)的實驗操作技能，保障實驗教學(xué)質(zhì)量，實行課程質(zhì)量管控，充分發(fā)揮實驗課程對畢業(yè)要求的支撐作用。同時增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)適應(yīng)社會和行業(yè)發(fā)展需要，具有良好的職業(yè)操守和創(chuàng)新意識的高級工程技術(shù)人才。

2．3制定課程考核方式

實驗成績由平時成績、實驗報告成績和期末考試成績?nèi)糠职幢壤C合評定。平時成績通過考核實驗預(yù)習(xí)、實驗過程中遵守實驗室規(guī)章制度情況、動手操作能力、原始數(shù)據(jù)記錄情況、處理一般問題的能力等環(huán)節(jié)評定，實驗報告成績主要根據(jù)實驗報告完整性、數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確程度、回答思考題的準(zhǔn)確程度及實驗報告書寫工整程度等情況來評定，期末考試采取動手操作考試或閉卷筆試的方式進(jìn)行。目前，大部分實驗課程采用以上的考核方式。對于大四學(xué)生，實驗課程考核方式可適當(dāng)調(diào)整。比如《水處理實驗》期末考核采用試卷考核，題型包括名詞解釋、填空題、問答題和計算題，題型設(shè)計合理。但是發(fā)現(xiàn)一部分學(xué)生試卷卷面分并不理想，有些同學(xué)答非所問，有些同學(xué)處理數(shù)據(jù)錯誤。實驗課程是考查課，大部分同學(xué)重視程度不夠，且實驗課與考研安排在同一學(xué)期，學(xué)生更不會投入太多的時間和精力?？紤]大四學(xué)生的特點，為了保證實驗課程的教學(xué)質(zhì)量，依托課程網(wǎng)站，實現(xiàn)平時成績的有效管理。期末考核可采用現(xiàn)場答辯的形式，設(shè)計多個備選題目，包括實驗原理及工程案例的工藝設(shè)計，分組抽簽，現(xiàn)場表述。針對2016版培養(yǎng)方案中教學(xué)執(zhí)行時間存在的矛盾，2018版培養(yǎng)方案將部分專業(yè)實驗課程提前到大三下學(xué)期，避免與備戰(zhàn)考研的時間沖突，有效保證教學(xué)質(zhì)量。

3結(jié)論

實驗教學(xué)是提高學(xué)生獨立思考和動手能力的有效手段，構(gòu)建合理的實驗課程體系，豐富教學(xué)手段，制定合理的考核方式，更好地控制實驗教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力的高級工程技術(shù)人才，在社會競爭中能夠脫穎而出。

參考文獻(xiàn)

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［2］宋娟娟．基于泛雅平臺的環(huán)境工程翻轉(zhuǎn)課堂實驗教學(xué)研究［J］．山東化工，2021，50(1):168－169．

［3］陳豆．環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新的思考［J］．教育現(xiàn)代化，2019，6(23):43－44．

［4］郝吉明，馬廣大，王書肖．大氣污染控制工程［M］．3版．北京:高等教育出版社，2010．

［5］楊楠，劉佳歡，展思輝，等．工程認(rèn)證背景下實驗教學(xué)改革探析［J］．實驗室科學(xué)，2019，22(5):129－131.

作者:翟林智 陳芳艷 單位:江蘇科技大學(xué)