環(huán)境工程實驗課程教學的思考和建議

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【摘要】環(huán)境科學專業(yè)肩負著為國家培養(yǎng)生態(tài)環(huán)保專業(yè)技術人才的使命，環(huán)境工程實驗作為環(huán)境科學專業(yè)一門專業(yè)必修課程，在環(huán)境科學專業(yè)人才培養(yǎng)方案中具有重要的意義。文章針對環(huán)境工程實驗課程教學中存在的問題，提出以結合環(huán)保行業(yè)需求開設實驗項目、采用虛擬仿真教學和云教學等方式提升課程的教學效果。

【關鍵詞】環(huán)境工程實驗；實戰(zhàn)化；虛擬仿真；教學方法

隨著工業(yè)經(jīng)濟社會的發(fā)展，高等教育的地位比以往任何時候都更加突出，尤其是為地方區(qū)域經(jīng)濟服務的地方本科院校在我國高等教育體系中顯示越來越重要的地位和作用。環(huán)境科學專業(yè)旨在培養(yǎng)在環(huán)境監(jiān)測、治理、規(guī)劃及管理等領域專業(yè)技術高素質應用型人才。隨著環(huán)境問題向復雜性、多樣性方向發(fā)展，加強環(huán)境科學專業(yè)建設，大力培養(yǎng)該領域高素質應用型人才，必將對我國的經(jīng)濟綠色經(jīng)濟高質量的建設和發(fā)展產(chǎn)生積極而深遠的影響。環(huán)境工程實驗作為環(huán)境科學專業(yè)一門專業(yè)必修課程，不僅能加深、鞏固對環(huán)境科學專業(yè)課程基本理論的理解，同時還能增強學生分析問題和解決問題能力。本文分析了環(huán)境工程實驗教學存在的弊端，提出了實驗教學改革的方案，以期對環(huán)境工程實驗改革和環(huán)境科學專業(yè)人才培養(yǎng)體系提供一些參考。

1環(huán)境工程實驗的教學現(xiàn)狀

環(huán)境工程實驗課程作為環(huán)境科學專業(yè)本科生的必修實驗課程，是訓練學生專業(yè)技能、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和工程實踐能力的重要手段，在環(huán)境科學專業(yè)教學中占有重要地位。環(huán)境工程實驗課程包括水處理實驗、大氣污染控制實驗、固體廢棄物處理及資源化實驗、物理污染控制實驗等。但縱觀課程的教學現(xiàn)狀，存在諸多不盡如人意的地方。具體如下：（1）實驗設置沒有充分考慮到地域差異，沒有充分體現(xiàn)當?shù)丨h(huán)保需求。例如長江師范學院地處重慶市中部、三峽庫區(qū)腹地。重慶是全國著名的現(xiàn)代制造業(yè)基地，全球最大電子信息產(chǎn)業(yè)集群和中國國內最大汽車產(chǎn)業(yè)集群。重慶涪陵是著名的榨菜之鄉(xiāng)，涪陵榨菜現(xiàn)已經(jīng)成為中國地理標志證明商標。工業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟快速增長相伴而來的是環(huán)境壓力日益凸顯。例如，電子行業(yè)廢水中含有大量的重金屬離子，會對生態(tài)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生嚴重危害。榨菜加工廢水具有高鹽、高有機物及高氮的特征，對三峽庫區(qū)水環(huán)境構成嚴重威脅。環(huán)境工程實驗項目在保證開展基礎性實驗項目的情況下，應該考慮以服務地方生態(tài)環(huán)境建設為導向的實戰(zhàn)化實驗項目，然而目前以服務地方生態(tài)建設的實驗項目缺乏。（2）實驗項目單一，不能滿足培養(yǎng)學生工程能力的要求。環(huán)境工程實驗課程僅限于幾個固定實驗，實驗項目偏少，導致學生動手機會不多，不能充分訓練學生的專業(yè)實驗能力[1]。（3）實驗儀器設備數(shù)量限制，多人一組進行實驗，不能系統(tǒng)訓練學生的動手操作能力[1]。由于實驗操作時受到設備數(shù)量、種類等方面的限制，很多實驗無法開展。另外，學生對一些實驗設備缺乏感性認識，正式開展實驗時，實驗操作理解不到位，甚至不能正確地操作設備，影響教學效果。

2環(huán)境工程實驗教學建議

（1）根據(jù)地方和行業(yè)需求設定實驗項目。地方本科院校是服務區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、培養(yǎng)應用型專業(yè)人才的主要力量。針對地方生態(tài)環(huán)境發(fā)展需求，緊密圍繞污染處理技術及環(huán)境污染控制工程，將實踐中應用的理論知識和實驗案例引入實驗的教學過程，構建以服務地方生態(tài)環(huán)境建設為導向的實戰(zhàn)化環(huán)境工程實驗課程體系。（2）采用虛擬仿真軟件教學方法。環(huán)境工程實驗項目包含成熟技術或設備的操作與原理性實驗，也包含新技術或新設備的探索性或設計性實驗。同時，環(huán)境工程實驗還包含水、大氣、固廢、物理性污染實驗內容，由于課時的限制，不能完全開展所有項目的教學。虛擬仿真教學利用實物和計算機軟件共同模擬出真實的情境[2]，在課程實驗前，學生應首先學習仿真實驗，對實驗目的、步驟、實驗設備做到心中有數(shù)，熟悉裝置流程、重要設備的位置、形狀、操作模式等，然后進入實驗室做真實實驗，實驗操作上手快，可以更好地完成實驗。虛擬仿真學習可以從總流程、各個單元多角度地觀察工藝，可以訓練對各種事故的處理能力。虛擬仿真教學以其高效率、低成本、內容豐富、性能有效和安全等優(yōu)勢得到越來越多的應用和推廣，如被應用于自動化[3]、水電機組監(jiān)測與故障診斷等專業(yè)教學[4-5]。（3）引入線上云教學方式，便于學生提前預習，老師示范講解。此外，實驗課可以增加問題討論環(huán)節(jié)，對于實驗中出現(xiàn)的錯誤操作、異常數(shù)據(jù)，大家一起討論，研究對策，鍛煉學生思考、分析、解決等多方位能力[6]。

3結語

為滿足地方環(huán)保產(chǎn)業(yè)需求，為地方經(jīng)濟社會輸送高質量環(huán)境科學的專業(yè)技術人才，本科課程設置尤為重要。環(huán)境工程實驗課程作為環(huán)境科學類專業(yè)的必修課程，應當加大以服務地方需求的實戰(zhàn)化實驗項目數(shù)量，采用虛擬仿真軟件、云班課等優(yōu)化教學方式，確保學生獲得有效的專業(yè)實驗技能，為國家培養(yǎng)出合格的創(chuàng)新環(huán)保人才。

【參考文獻】

[1]岳思羽.《環(huán)境工程實驗》課程教學模式的創(chuàng)新與實踐研究[J].陜西教育（高教），2016（3）：67-68.

[2]朱蕾，劉萍.虛擬仿真實驗教學在藥事管理學教學中的應用[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2019，37（9）：112-114.

[3]李姿.MATLAB仿真在自動化專業(yè)教學實踐環(huán)節(jié)中的應用[J].中國電力教育，2010（9）：134-135.

[4]周振，張萍，王羅春，等.計算機仿真在環(huán)境工程實踐教學中的應用[J].中國電力教育，2014（5）：186-187.

[5]章琴琴.虛擬仿真技術在環(huán)境工程學理論及實驗教學中的應用[J].科技視界，2017（25）：23-23.

[6]凌晨，范欽華，徐立杰.環(huán)境工程類實驗教學的改革建議[J].當代教育實踐與教學研究，2019（16）：42-43.

作者：章琴琴 單位：長江師范學院綠色智慧環(huán)境學院