关于地方本科院校环境工程实验课程教学的思考和建议

时间：2024-05-19

章琴琴

（长江师范学院绿色智慧环境学院，重庆 408100）

随着工业经济社会的发展，高等教育的地位比以往任何时候都更加突出，尤其是为地方区域经济服务的地方本科院校在我国高等教育体系中显示越来越重要的地位和作用。环境科学专业旨在培养在环境监测、治理、规划及管理等领域专业技术高素质应用型人才。随着环境问题向复杂性、多样性方向发展，加强环境科学专业建设，大力培养该领域高素质应用型人才，必将对我国的经济绿色经济高质量的建设和发展产生积极而深远的影响。环境工程实验作为环境科学专业一门专业必修课程，不仅能加深、巩固对环境科学专业课程基本理论的理解，同时还能增强学生分析问题和解决问题能力。本文分析了环境工程实验教学存在的弊端，提出了实验教学改革的方案，以期对环境工程实验改革和环境科学专业人才培养体系提供一些参考。

1 环境工程实验的教学现状

环境工程实验课程作为环境科学专业本科生的必修实验课程，是训练学生专业技能、培养学生创新能力和工程实践能力的重要手段，在环境科学专业教学中占有重要地位。环境工程实验课程包括水处理实验、大气污染控制实验、固体废弃物处理及资源化实验、物理污染控制实验等。但纵观课程的教学现状，存在诸多不尽如人意的地方。具体如下：

（1）实验设置没有充分考虑到地域差异，没有充分体现当地环保需求。例如长江师范学院地处重庆市中部、三峡库区腹地。重庆是全国著名的现代制造业基地，全球最大电子信息产业集群和中国国内最大汽车产业集群。重庆涪陵是著名的榨菜之乡，涪陵榨菜现已经成为中国地理标志证明商标。工业发展、经济快速增长相伴而来的是环境压力日益凸显。例如，电子行业废水中含有大量的重金属离子，会对生态环境和人类健康产生严重危害。榨菜加工废水具有高盐、高有机物及高氮的特征，对三峡库区水环境构成严重威胁。环境工程实验项目在保证开展基础性实验项目的情况下，应该考虑以服务地方生态环境建设为导向的实战化实验项目，然而目前以服务地方生态建设的实验项目缺乏。

（2）实验项目单一，不能满足培养学生工程能力的要求。环境工程实验课程仅限于几个固定实验，实验项目偏少，导致学生动手机会不多，不能充分训练学生的专业实验能力[1]。

（3）实验仪器设备数量限制，多人一组进行实验，不能系统训练学生的动手操作能力[1]。由于实验操作时受到设备数量、种类等方面的限制，很多实验无法开展。另外，学生对一些实验设备缺乏感性认识，正式开展实验时，实验操作理解不到位，甚至不能正确地操作设备，影响教学效果。

2 环境工程实验教学建议

（1）根据地方和行业需求设定实验项目。地方本科院校是服务区域经济发展、培养应用型专业人才的主要力量。针对地方生态环境发展需求，紧密围绕污染处理技术及环境污染控制工程，将实践中应用的理论知识和实验案例引入实验的教学过程，构建以服务地方生态环境建设为导向的实战化环境工程实验课程体系。

（2）采用虚拟仿真软件教学方法。环境工程实验项目包含成熟技术或设备的操作与原理性实验，也包含新技术或新设备的探索性或设计性实验。同时，环境工程实验还包含水、大气、固废、物理性污染实验内容，由于课时的限制，不能完全开展所有项目的教学。虚拟仿真教学利用实物和计算机软件共同模拟出真实的情境[2]，在课程实验前，学生应首先学习仿真实验，对实验目的、步骤、实验设备做到心中有数，熟悉装置流程、重要设备的位置、形状、操作模式等，然后进入实验室做真实实验，实验操作上手快，可以更好地完成实验。虚拟仿真学习可以从总流程、各个单元多角度地观察工艺，可以训练对各种事故的处理能力。虚拟仿真教学以其高效率、低成本、内容丰富、性能有效和安全等优势得到越来越多的应用和推广，如被应用于自动化[3]、水电机组监测与故障诊断等专业教学[4-5]。

（3）引入线上云教学方式，便于学生提前预习，老师示范讲解。此外，实验课可以增加问题讨论环节，对于实验中出现的错误操作、异常数据，大家一起讨论，研究对策，锻炼学生思考、分析、解决等多方位能力[6]。