潘璐璐

（中南林业科技大学 林学院，湖南 长沙410004）

环境工程专业实验教学内容改革探析

潘璐璐

（中南林业科技大学 林学院，湖南 长沙410004）

实验是环境工程专业教学的重要内容。当前环境科学实验教学中存在内容陈旧简单、教学手段单一、教学效果不理想等问题。为此, 必须优化教学内容、改革教学方法。通过独立开展实验教学，完善教学内容、构建完整的实践培养环节、引进科研项目，拓展实验内容、增强实践环节等手段才能有效地促进生态学实验教学效果,培养学生的创新能力。

环境工程；实验教学内容；改革

随着高等教育质量和水平的不断提高，全国范围内各个高等院校在校园环境基础设施建设、师资队伍建设、学科建设、实践教学环节建设等方面都取得了长足发展。与此同时高校的扩招也带来了种种弊端，其中实践教学环节因为人力、物力等条件的约束，矛盾逐渐凸显出来。因此，积极探索进一步加强实验教学的措施，在新形势下如何对实验教学环节特别是工科专业进行改革，已成为高等教育特别是工科教育中的迫在眉睫的任务。

环境工程专业是一门具有很强综合性、理论性、实践性、技术性、多学科交叉渗透的新兴的边缘学科。为了适应经济、社会发展的需要，培养既具备一定理论基础又具有较强实践动手能力的复合应用型人才，需要的不仅是一支精干有力的教师队伍，同时，更重要的是要高度重视并采取有效措施切实加强实践教学环节的改革与创新。随着国家对污染治理重视程度的不断提升和环境保护治理投入的不断增加，高校环境工程专业人才培养质量也应随之达到更高的水平。因此环境工程专业应进一步加大实验教学内容改革力度，以配合本专业教学改革。通过实验教学内容方面的改革，训练学生运用理论知识，以专业基础实验为起点，培养学生设计和开发的实践动手技能，以适应社会需求。 笔者通过分析目前环境工程专业在实验教学环节存在的较突出问题，结合本校环境工程专业实验教学现状，提出对环境工程专业实验教学改革的几点粗浅看法。

一、实验教学现状分析

中南林业科技大学环境工程专业着重开展了《环境化学》、《水污染控制工程》、《固体废物处理与处置》、《大气污染控制工程》等专业理论课程，并相应开设了环境化学、固体废物处理与处置、水污染控制工程、大气污染控制工程等方面的相关实验课程。其中水污染控制工程实验包括废水可生化性、自由沉降、曝气、吸附、气浮、过滤、混凝等项目；大气污染控制实验包括气浮、除尘、吸附等项目；固体废物处理与处置实验包括铬渣的处理，六价铬的测定等实验项目。然而，专业实验教学仍存在如下特点：实验的综合性强，复杂，实验前期准备工作量大，仪器设备调试难度大；针对性强，面较窄，只适应本专业的培养要求；专业实验内容更新快，实验室需要不断更新仪器设备，改进实验装置；实验组数不多，达不到人人动手的目的[1]。

包括环境工程专业在内的传统实践教学几乎完全依附在理论教学中，所开设的实验内容均较简单而易于掌握，大多属于验证型和操作型实验，师生对实践课的重视程度都远远不够。主要表现在以下这些方面：其一，大多数实验忽略了对学生能力与素质的培养，而是侧重于加深和提高学生对基本理论知识的理解。其二，教学内容相对陈旧，实验教学落后于理论教学，实验整体安排缺乏系统性。第三，学生只是被动的接受和机械操作，对实验课缺乏积极性和主动性，实验项目单一，学生的操作能力、思维能力、观察能力不能得到锻炼。

二、实验教学内容的优化

环境工程专业的实验教学，不外乎两种模式：一是实验课随理论课程同步开展，一般是在理论课程进行的过程中或刚结束理论部分讲解之后开设该门课程的实验课，这种模式的优点是通过实验能更好地学习该门课程，能够增强对理论内容的掌握，学生的实验更加有目的性，但是不同的课程之间可能会有实验内容的交叉；二是在全部专业基础课和专业课均结课后，集中统一开设综合性实验课程。这种处理办法的优点在于能够有效避免实验教学内容的低水平重复，变分散教学为集中教学，使教学内容更加紧凑、结构更为合理。主要缺陷在于实验课和理论课开设时间间隔过长，不利于学生对所学知识进行系统消化吸收。为避免上述情况的出现，需要站在本专业实践教学整体布局的高度，把所有为本专业开设的实验课看成一个有机整体，统筹安排，细分每一个实验的具体内容，明确每一个实验的目的，将各实验室资源进行合理有效整合，以实现实验设置整体最优化的目的。

（一）实验教学独立，教学内容系统化

实验课作为一门独立的课程开设其宗旨是通过一个完整的实验课程体系和与之相应的课程建设，使学生能获得完整的、系统的实验理论、实验方法和专业技能的学习和训练[2]，它是近几年国内实验教学改革的一个热点。需要任教实验课程的老师对实验教学体系进行整体构思从“高素质、创造性”人才培养目标出发。

（二）构建完整的实践培养环节

增加以综合性、设计性和研究探索性为基础的开放性实验，压缩验证性实验比例，是提高学生实践动手能力，增强其创新意识和精神的重要手段，同时也是由教学改革自身的内在要求所决定的。顾名思义，综合性实验包含两层含义，一是指综合运用各种实验手段、实验方法，二是对涉及到的相关领域的综合知识实验内容进行改革，从而对学生的知识、能力、素质进行统一训练与学习的实验。与之不同的是，设计性实验则是指学生在任课老师的指导下，根据既定的实验目标和已有实验条件，自行设计实验方案，包括确定实验方法、挑选实验器材、拟定实验具体操作步骤，并对实验结果进行分析处理。研究探索性实验的要求则更进一步，它强调学生在教师指导和帮助下，在自己选定的研究领域或教师选定的研究方向，针对若干选定研究目标所进行的具有原创或探索性质的实验，是学生早期参与科学研究，教学与科研初步结合的一种重要形式[3]。

1.专业基础实验

此类型实验主要是指结合本专业课程中的基本概念、基本原理等问题而开展的实验。目前，中南林业科技大学环境科学与工程实验中心承担着水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置、环境工程学、环境生物学、环境化学、环境监测等课程的实验教学任务。然而，课程实验的实验内容、方法和组织形式偏向模式化。分析原因既有教学安排和管理不合理的因素，也有学生认识方面存在问题的成分。一方面，传统实验课一般先由指导教师讲解实验目的、实验原理，介绍实验过程中所需要使用的仪器设备，再对学生示范，然后由学生自行动手操作实验，获得实验数据，完成实验报告。整个教学过程中，学生只是简单按照实验讲义将实验做一遍，实验过程中学生根本不需要做过多思考；另一方面，实验大多为验证性实验，缺乏综合性和设计性实验。由于学生一直处于被动接受的位置，因此很难激发学生对实验的兴趣和求知欲，导致一部分学生不重视实验课，对实验课缺乏兴趣。这样既不利于提高学生实践动手能力，也不利于创新思维和创造性人才的培养。

环境工程专业基础课程所安排的实验内容应剔除陈旧落后的实验内容，要涉及理论教学的要点和难点，增加代表性、实用性、启发性、趣味性，能反映该领域最前沿科技成就的实验。紧扣环境工程专业基础课程实验教学特点，针对不同层次的学生提出不同的要求，因材施教，深入开展实验教学环节的改革探索。在这个层面上，要侧重于对学生掌握基本技能和基础理论的训练，帮助他们养成求真务实、科学严谨的工作习惯和态度。

2.专业设计性实验

当今世界，科学技术的发展日新月异，实验的方法、手段和内容如果不能与时俱进，仍然局限于课本，这样培养出来的学生势必无法满足现代科技发展的需要。因此，在实践教学中，要不断跟踪该领域最新科研进展和成果，探索新的实验方法，并及时更新到教学内容当中，使学生能够及时了解并掌握本学科未来发展趋势和最新前沿动态，掌握最新实验方法和技术。

3.综合设计性实验

环境工程专业的培养目标就是要为国家和社会培养具备解决环境工程问题能力的高素质的专业技术人才。加强对学生解决现实环境问题的综合能力的培养显得尤为重要，所以要求学生具备全面的综合能力。而综合设计型实验教学旨在重点培养学生解决实际工程技术问题的能力与对专业理论知识综合应用能力。老师主要是在实验过程中引导学生积极思维，提供良好的实验教学环境，宏观把握和原则指导。老师突出学生实验能力、创新能力和研究能力的培养，充分发挥学生的想象力，鼓励学生自行设计实验方案，充分尊重并确定学生在实验教学中的主体地位，改变传统的“填鸭式”教学方式，使实验教学成为学生有效掌握并实际运用理论与科学技术的可行途径和有效方法。

在本专业综合性、设计性实验中，整合固体废物处理与处置实验、大气污染控制工程实验、环境监测实验水污染控制工程实验、环境工程实验等课程内容，结合教师的科研项目，突破传统实验课程的教学内容与组织方式，突显本专业的实践性、应用性和综合性。通过开设并组织好综合性实验，使学生能顺利将专业知识与职业实践结合起来，使其将来走上工作岗位时时能尽快上手，及早进入工作状态。

（三）尝试引进科研项目，拓展实验内容

在实验教学过程中可以尝试将教师的科研课题或某一课题的若干阶段设计成实验教学内容，这样不仅能实现科研资源的教学共享，而且可以有效提高学生的创新能力与实践操作能力，了解学科最前沿的知识，充分体会基础实验的应用性以及重要性。在实验教学中，鼓励学生与专业教师一起研究科研课题，进行科研探索，注重培养学生形成可持续发展的理念[5]。因此教师将部分科研项目引入实验教学中，更加突出和强化了专业教学特色。

（四）增强实践环节作为实验内容外延

环境工程专业与其他工程类专业一样具有较强的实践性，是一门极具交叉性的学科，因此，提高学生的实践动手能力就显得尤为重要[4]。我校环境工程专业的开设的实践教学环节除包括常规实验课之外，还开设有专业认识实习、生产实习、金工实习、课程设计、毕业实习和毕业论文等诸多环节强化学生实践能力。在以上这些实践教学环节中，需要积极探索改革实践教学的新途径和新方法，增强学习的有效性和针对性。

为使学生能尽早对所学专业有一个初步的了解和感性的认识，认识实习一般安排在学生学习专业课之前进行。我校环境工程专业认识实习为期2周，分别选择了株洲市第四自来水公司、株洲市霞湾污水处理厂、株洲市环境监测站、株洲电厂、人工湿地污水处理示范中心及学生各家庭所在地各类环境保护单位。学校与这些实习单位建立了紧密的长期合作关系，以保障本专业学生实习具有可持续性和延续性，也能减少沟通成本。生产实习目的是使学生掌握并检验已学过的专业基本知识、巩固消化课堂教学内容，培养学生理论联系实际的能力。通过在企业进行实地参观实习，学生能有效提高调查研究、观察问题、分析问题以及解决问题的能力，同时也能通过获得第一手的资料、深入了解现代生产方式，为后续学习以及将来顺利走上工作岗位并尽快适应工作内容奠定良好的基础。我校环境工程专业的生产实习时长为期2周，学生在长沙金霞污水处理厂进行实地的跟班学习，实习内容涉及安全教育、金霞污水处理厂工艺专题、污泥的培养与驯化、岗位实习，学生分组分别到中控班、脱水班、化验班实习，各组交叉进行、处理厂设计与设备专题、参观泵站、水污染控制工艺设计。以最大限度地丰富学生的实践经验，练习学生的工程能力，让学生都能参与运行治理、工程设计、环境监测等方面的实际操作。

课程设计和专业综合设计是实践教学中另一个综合性十分强的环节。为保证学生在书本和课堂中所学到的知识能切实满足以后工作实际需要，我们经常邀请污水处理厂、冶炼厂、环保局等单位的工程师来校进行学术讲座或安排学生到这些单位去实地参观学习，结合工艺和流程实例，指导学生严格按照规范要求进行。

与其他本科专业一样，本专业本科毕业论文是教学与劳动生产和社会实践相结合的重要方式，是实现人才培养目标的重要环节，也是培养大学生实践能力、创新能力和创业精神的重要途径。我校环境工程专业的本科生毕业设计从第7学期开始进行选题及前期文献检索等工作，论文选题可与指导老师的科研课题紧密结合，这样就使得学生的研究具有一定的理论基础，又一步到位直接把握了该领域的前沿研究方向，从而既增强了学生的理论素养，又锻炼了他们的创新能力。第8学期开始进入实质性撰写阶段。通过撰写毕业论文，学生能系统熟悉和掌握科学研究的基本方法和基本程序，如调查研究、查阅文献、撰写文献综述、分析数据以及论文写作能力等，培养学生的创新能力、团队精神和良好的学术思想。学校也出台了一些政策措施，鼓励学生发表高水平学术论文或申请专利，较好的保护和促进了学生的积极性和创造性。

[1] 周小慧，龙绛雪， 邢伟一.加强实验教学,培养学生实验技能和综合素质[J]. 中南林业科技大学学报（社会科学版），2010，（4）：164-165.

[2] 崔 芳. 环境工程专业实验教学模式探讨[J]. 江西农业学报,2010, 22(8): 168-170.

[3] 嵇雅颖, 蒋晓凤, 盛 梅. 环境工程专业实验改革与实践[J]. 化工高等教育, 2009, （6）: 53-55.

[4] 刘 潘, 李圣楠, 任百祥, 等. 环境工程专业实验教学体系改革探析[J]. 教育与教学研究, 2010, 24(5): 68-70.

[5] 于 妍, 徐东耀. 环境工程专业实践教学系统整体优化探索[J]. 中国现代教育装备, 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，河南洛阳人，中南林业科技大学林学院助理实验师，硕士，研究方向：环境科学实验教学与管理。

[本文编校：杨 灿]