水污染控制工程综合设计性实验教学模式探索_唐海

黄山学院学报2009年第3期水污染控制工程综合设计性实验教学模式探索唐海，魏翔（安徽工程科技学院生物化学工程系，安徽芜湖241000）摘要：基于学校现有实验条件，进行了水污染控制工程实验教学改革。新的教学模式增加了综合设计性实践平台，从而有助于学生创新能力与综合实践能力的提高。关键词：水污染控制工程；综合设计性实验；实验教学中图分类号：X131.2文献标识码：A文章编号：1672-447X(2009)03-0130-030前言水污染控制工程实验是环境工程专业的一门非常重要的教学实践环节。受传统教学模式和实验条件等方面的限制，此前大多以单一的验证性实验为主，虽然能巩固和加深学生对基础理论知识的掌握，但是学生照固定的实验步骤机械化的操作，记录实验结果，撰写实验报告，结果会导致学生的知识面过窄，实验方法和技能单一，创新意识和创新能力不够，缺乏将各种实验方法、技术综合应用的能力，学生在做毕业论文或将来面对研究中的问题束手无策。对于21世纪的教育，要求高等院校转变教育思想和观念，改革传统的教学方法和教学模式，大力提倡启发式、讨论式、研究性、探索性学习，重视培养学生的创新精神和实践能力，努力培养高素质创新人才。[1]创新能力的培养是多方面的，而实验教学是培养实践和创新能力的一条重要途径，因此近年来，教育部逐步加强高等学校本科教学工作的要求，各高校在实验教学中积极开设了综合设计性实验。为加强我校本科环境工程专业的建设，2007年在本科教学水平评估的推动下，尝试对水污染控制工程实验课程进行了教学改革，在原有验证性实验的基础上，增设了综合设计性实验平台，[2]从而有利于增强学生培养创新意识和科学方法，养成良好的科研习惯，对贯彻素质教育，满足学生主动全面发展的教学要求也将有重要意义。1水污染控制工程综合设计性实验教学模式以往大多数高校在基础实验室建设中，其基础实验仪器大都是以单一的验证性实验为目的购买的。实验仪器一旦配套固定，只能进行预定的实验。[3]我校环境工程-水污染控制工程实验室建成时间不长，占地面积约为550m2，投资50万余元购置了多套水污染控制工程教学实验仪器，亦多以开设验证性实验为主要目的。为了达到教育部对本科教学水平的要求，我校环境工程实验室新近购买了大量的水处理设备和仪器，主要有SBR、UASB、典型工业废水处理成套系统、纯水制备系统等，根据各实验室的功能，已对设备仪器进行了比较合理的分类和配置，现已可以满足开展综合设计性实验的设备要求。综合设计性实验课题的选题非常重要，也有一收稿日期：2009-02-27基金项目：安徽工程科技学院教研重点项目（2008yjy09）作者简介：唐海（1976-），安徽宿松人，安徽工程科技学院生物化学工程系讲师，硕士，主要从事水污染控制方面的教学和研究。第11卷第3期2009年6月黄山学院学报JournalofHuangshanUniversityVo1.11,NO.3Jun.2009130··黄山学院学报2009年第3期定的难度，难在既要充分考虑学生实际具备的基本实验技能和知识水平，还要考虑实验室自身的实验条件和经费，以及要具有一定的理论和实际意义。根据综合设计性实验的特点，对现有基础实验仪器的用途进行深入分析，若能基于同一实验目的，给学生提供多个实验平台和复合型的实验内容，并能运用多元化的实验方法来完成实验，那么这样的实验适合建设为综合设计性实验。我校水污染控制工程实验室共开设了混凝沉淀实验、气浮实验、活性炭吸附实验、废水可生化性实验、离子交换软化实验、絮凝沉淀实验、活性污泥动力学参数测定实验、活性污泥性质的测定实验、曝气设备充氧能力的测试实验等9个单元性验证型实验，以及自来水厂、污水厂运行等多个电脑演示型实验。对于综合设计性实验课题，我们考虑在单元验证性实验的基础上，提出生产实际中水污染控制工程课题（类似工程中的小实验），让学生独立进行实验方案的设计，实验，论文的写作以及论文的交流和答辩，使学生获得一整套的科学研究方法的训练，此外作为课程延伸对部分优秀的同学实验课程安排教授给予指导，完成高质量的实验教学研究论文。经过认真分析和讨论，开设4个综合设计性实验，见表1。表1水污染控制工程综合设计性实验课题现在以“造纸废水处理综合设计性实验”为例予以详细说明。一般来说，造纸工业废水主要是中段废水，其特点如下：1.含有较多的纤维以及纤维细料；2.含有难生物降解的有机物，例如木素和大分子碳水化合物，少量的有毒物质，黑液中的松香酸、不饱和脂肪酸等；3.pH较高（碱法制浆）；4.残余的木素使色度很高。对于这个课题，首先要分析废水的常规水质指标以及部分污染物的含量，根据造纸废水的排放标准，选定合适的工艺流程，进行单元实验获得准确的设计和运行参数。其实验过程如下：1.对废水的常规水质指标CODcr、BOD5、NH