2021-4-9 | 環(huán)境工程學論文
本文作者:盧彥越 劉紹剛 胡玉平 夏璐 單位:廣西民族大學化學化工學院
目前環(huán)境工程專業(yè)實踐教學存在的問題
實驗教學是高校實踐教學體系的重要組成部分,也是培養(yǎng)大學生實踐動手能力的一個主要方式。環(huán)境工程專業(yè)作為理工科專業(yè),要求本專業(yè)學生應具有較高的實驗操作能力。但是目前我校的環(huán)境專業(yè)實驗課還不夠完善,實驗課時量相對理論課來說比較少,而且環(huán)境專業(yè)實驗室只對課堂實驗教學和教師的科研開放,學生平時的實驗鍛煉機會少,導致部分學生實驗操作能力不足。環(huán)境工程專業(yè)教學中另外一個主要的實踐教學環(huán)節(jié)是課程設計。課程設計一般與理論課相結(jié)合,在相關(guān)工程技術(shù)理論課結(jié)束后,由指導教師根據(jù)課程內(nèi)容,向?qū)W生布置一個綜合性的設計任務,由學生根據(jù)所學知識自主完成。但是由于學生缺乏對工程實例的認識,對設計過程中遇到的大量的工程參數(shù)和數(shù)據(jù)不知如何選擇,只能根據(jù)基本理論查找相關(guān)設計手冊完成計算和設計,整個過程過于理論化。
實踐教學改革研究現(xiàn)狀
實踐教學是環(huán)境工程專業(yè)教學的重要組成部分。通過實踐教學,學生學會將所學的理論知識和專業(yè)技能正確運用在生產(chǎn)實際中,鍛煉實踐操作能力。因此探索實踐教學改革的措施與方法,對培養(yǎng)學生的實際工作能力和綜合素質(zhì)、滿足社會對實用型環(huán)保人才的需要是十分必要的[3-5]。國內(nèi)外許多研究人員對環(huán)境工程專業(yè)的實踐教學改革進行了研究和探索。德國環(huán)境工程教育非常重視實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng),除了學前基礎實踐訓練外,德國的環(huán)境工程教學中,有一個學期安排了為期22周的必修專業(yè)實踐性環(huán)節(jié)。學生可以與校外,諸如環(huán)保公司、咨詢公司或管理機構(gòu)等開展一些小型項目的研究工作。實習過程非常正規(guī),工作要求嚴格。通過這種方式鍛煉了學生的實踐能力[6]。國內(nèi)針對環(huán)境工程專業(yè)的實踐教學內(nèi)容安排與開出情況[7],從對當前環(huán)境工程專業(yè)本科畢業(yè)生的就業(yè)影響因素的分析入手[8],或總結(jié)本校教學經(jīng)驗[9],或結(jié)合自身特色[10],分析實踐教學存在的問題,對環(huán)境工程專業(yè)本科教學改革和課程體系建設進行了探討,提出完善環(huán)境工程專業(yè)實踐教學體系的對策,或構(gòu)建了研究型實踐教學體系[11],在內(nèi)容上強調(diào)前沿性、工程性、研究性的原則,提升了本專業(yè)的特色,增強了本科生的綜合能力。
實踐教學體系構(gòu)建的設想
通過學習和借鑒環(huán)境工程專業(yè)實踐教學改革的成功經(jīng)驗,結(jié)合我校環(huán)境工程專業(yè)的實際情況和教學模式的不足,對本專業(yè)實踐教學體系的構(gòu)建有如下一些設想。環(huán)境工程專業(yè)的實踐教學體系可以由6個主要的部分組成:專業(yè)課程實驗。“水污染控制工程”、“大氣污染控制工程”、“固體廢棄物處置工程”、“環(huán)境監(jiān)測”、“環(huán)境微生物學”等課程都設有相應的實驗課時,讓學生通過實驗操作,理解消化課堂理論知識?,F(xiàn)場實習。通過參觀污水處理廠、垃圾填埋場、環(huán)保工程公司等專業(yè)的環(huán)保治理單位,讓學生對所學工程技術(shù)和工藝流程有直觀的認識,幫助學生了解所學的理論知識如何應用到工程實踐中。案例教學。針對環(huán)境工程專業(yè)課程的特點,部分工程實踐性強的專業(yè)課程教學,可引入案例教學或現(xiàn)場教學環(huán)節(jié),由授課教師根據(jù)課程內(nèi)容和教學進度,適度安排幾次與課程內(nèi)容相關(guān)的案例教學或現(xiàn)場教學。引入案例教學環(huán)節(jié),可以消除以往理論教學與實習環(huán)節(jié)脫離的弊端。課程設計。包括給排水工程課程設計、水污染控制工程課程設計、大氣污染控制工程課程設計、固體廢棄物處理處置工程設計等。學生根據(jù)課程設計任務書,在教師指導下自主完成工程設計方案。通過課程設計訓練,學生能初步掌握工程設計的方法。畢業(yè)實習。畢業(yè)實習是學生在走上工作崗位之前的一次專業(yè)實習。學生到實習單位進行為期1個月的實習,全面運用所學的知識,加強理論聯(lián)系實際,鍛煉自身專業(yè)技術(shù)綜合能力,加深對本專業(yè)業(yè)務范圍的了解。畢業(yè)論文。學生畢業(yè)論文的選題盡量與教師的科研項目相結(jié)合。指導教師和學生一起討論確定課題的實驗方案或設計方案,學生通過查找文獻、工程設計手冊等資料獨立完成論文。在整個設計過程中,要重視設計理念的傳授,讓學生學會專業(yè)的分析思考方法,培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。以上幾個實踐教學環(huán)節(jié)有些已基本完善,但有些還沒有完全建立[12]。即便已經(jīng)設置了這幾個實踐教學環(huán)節(jié),要獲得好的教學效果卻不太容易,仍需針對這幾個環(huán)節(jié)進行改進,對教師、學生提出更高的要求,以完善本專業(yè)學科建設,培養(yǎng)綜合型、創(chuàng)新型環(huán)境工程人才,培養(yǎng)學生的動手能力、分析解決問題的能力和實際工作能力。
加強不同學科專業(yè)實驗的聯(lián)系,增加綜合性專業(yè)實驗的比例
環(huán)境問題的出現(xiàn)往往是多種因素相互作用的結(jié)果,因此也決定了環(huán)境工程是一門多學科相互滲透、高度綜合的交叉科學,具有整體性和綜合性的特點。環(huán)境問題的最終解決,也必須借助不同學科知識的綜合作用。環(huán)境工程專業(yè)的這種特點決定了在其教學過程中增加綜合性專業(yè)實驗比例的必要性。我校環(huán)境工程專業(yè)是在應用化學和化學工程學科的基礎上建立的,因此專業(yè)的建設和發(fā)展充分利用了已有的教學資源和師資力量,通過與原有的優(yōu)勢學科相結(jié)合形成了有自身特色的專業(yè)發(fā)展方向。目前設置的應用化學、化學工程、生物技術(shù)專業(yè),這些專業(yè)開設的部分課程也是環(huán)境工程專業(yè)的基礎課,同時這些專業(yè)的基礎實驗課程也比較完善。因此,可以將環(huán)境工程的一些驗證性實驗,如有機污染物含量測定、重金屬含量測定等放到化學基礎實驗課中,使環(huán)境工程專業(yè)的學生得到充分的基本操作訓練,掌握基本的環(huán)境化學分析方法,為專業(yè)實驗奠定基礎。在環(huán)境工程專業(yè)實驗課教學中,除了應掌握常規(guī)水質(zhì)分析方法以及COD、BOD、濁度、溶解氧、總有機碳等儀器分析方法外,可適當增加綜合性實驗的比例。如水處理實驗中的曝氣設備充氧性能的測定、活性污泥評價指標實驗、工業(yè)污水可生化性實驗、活性污泥法動力學系數(shù)的測定等,這幾個實驗之間的關(guān)聯(lián)性很強,通過適當?shù)脑O計,可以形成幾個綜合性的實驗。學生通過這種綜合性的實驗加深了對活性污泥法各種參數(shù)、指標之間關(guān)系的理解。通過初步的探索,我們已經(jīng)開設了一個綜合性的實驗,結(jié)果表明,學生能積極參與綜合性實驗的設計,主動思考問題,教學效果非常好。其他可以開設的綜合性實驗還包括環(huán)境微生物實驗中的培養(yǎng)菌的制備和滅菌,細菌純種分離、培養(yǎng)和接種技術(shù),菌體、菌落形態(tài)的觀察,以及環(huán)境監(jiān)測實驗中的水中氟化物的測定、水中揮發(fā)酚的測定、廢水中苯系化合物的測定、校園空氣中污染物的測定等。以上綜合性實驗結(jié)合了分析化學實驗、化工原理實驗、生物技術(shù)實驗、水處理工程實驗等多個學科的知識,要求學生在掌握一定的理論知識和操作技能的基礎上,綜合運用多種知識去分析問題、解決問題。這種綜合性實驗也對指導教師提出了較高要求,不但要了解相關(guān)知識,還要根據(jù)各個專業(yè)已有的條件設計合理的實驗方案,或?qū)滩囊延械膶嶒炦M行重新設計,確保學生的實驗課順利進行。