高校环境工程专业实验教学创新

摘要：为培养工程教育认证认可的环保工程师，基于OBE理念以浙江工业大学环境工程实际情况为例，分析环境工程专业实验教学存在的问题，总结了环境工程专业实验教学的创新举措：修订实验教学大纲，更新实验教学内容；创新实验教学方式，发挥学生主观能动性；改进实验考核方式，提升学生实验积极性；增加现代化仿真实验教学手段，拓展科研新课题纳入实验教学等一系列的探索与实践，使学生能够全面达到工程教育专业认证的要求，实现地方高校培养合格环保工程师的目标。

关键词：环境工程；专业实验教学；改革；创新；OBE；工程教育专业认证

1地方高校环境工程专业实验教学存在的问题分析

1.1实验教学内容有待更新

地方高校一般从环境工程专业开办以后逐渐完善实验教学的广度，但实验教学内容多年没有变化，有些实验甚至延续十多年也不变，根本不能体现环境工程领域实际应用的革新。在环境工程专业认证毕业要求中，要求学生了解本专业的发展前沿，具备对环境工程领域新工艺、新技术和新设备进行研发、设计和管理等能力。但现有的专业实验教学内容没有随着环境工程实践发展而更新，有些实验的内容已经不能体现本专业最新研究领域的应用情况。例如：氮氧化物的吸附实验，现有氮氧化物主流处理中不再使用吸附的方法。那么当学生进入工程实践工作时，自然不能很好地适应社会所需，所以只有将专业实验内容跟随工程实践的发展而更新，才能更好地培养适应社会发展的应用型环保人才，也更好地实现工程教育认证的产出导向教育（OBE）理念。

1.2实验教学方式仍需改进

目前，地方高校普遍采用的都是传统的实验教学模式，教学方式基本是“注入式”或“填鸭式”，即依靠实验教师提前调试好实验设备，准备好实验仪器，配好实验药品；任课教师在实验课现场讲解实验原理，实验内容及注意事项；学生则按照实验教材上的实验步骤“照方抓药式”按部就班逐项做实验，记录数据。这种教学方式只是对学生基本实验技能的训练，学生缺乏主动思考和创造性的发挥。在环境工程专业毕业要求中，要求学生具有良好的科学思维方式、科学研究方法与基本实验技能，具备求实创新的意识和精神。传统的实验教学方式学生只是机械地抄写预习报告，操作实验步骤，记录实验数据，完成实验报告，根本不理解也不思考实验过程在实际工程应用上的真正意义，也不能与理论课程的相关内容联系起来。故只有在改进和创新专业实验教学方式，才能让每个学生主动积极地参与到实验过程中，对实验过程进行深入思考，将理论知识联系到实验的结果中，以达成工程教育专业认证的要求。

1.3实验成绩考核机制不完善

由于地方高校环境工程专业实验仪器和场地的限制，实验往往是多名学生分组操作，在实验过程中常常会出现个别学生根本不动手的现象，而教师在给实验成绩时依据实验记录对一组学生进行评定，缺乏实验过程的评定，实验成绩就不能完全体现每位学生的实验动手能力和操作技能，从而也使部分认真做实验的学生动手积极性不高。在对专业实验毕业要求达成度评价时，需要基于实验预习情况、操作技能、课堂讨论、数据处理、研究结果、报告撰写、合作能力、考勤情况各方面统一评价。以往实验成绩基本根据学生实验报告而定，部分学生在实验过程中只注重实验结果的记录，对实验预习、实验操作技能等过程基本不重视，实验原理一概不知，对结果与讨论及课后思考题更只是流于形式，故评价机制存在明显的缺陷。因此，通过完善实验成绩考核制度，来提升学生实验教学的整体积极性和主动性是实验教学改革的必要途径。在工程教学专业认证的背景下，基于OBE理念力争地方高校环境工程专业学生的知识和能力更适应当代社会和地方发展的需要，具有更强的竞争力，积极开展环境工程专业实验教学的改革是十分必要的。

2地方高校环境工程专业实验教学改革创新之举

2.1修订实验教学大纲，更新实验教学内容

随着当代环保技术的不断发展，实际工程领域的环保技术应用也在不断更新进步，环境工程专业实验教学内容也应随之更新。地方高校应着眼于能促进区域经济发展、应用于当地实际工程项目的环保技术，以便学生毕业后能直接上手处理当地的环保问题，成为骨干技术力量。故积极修订实验教学大纲，更新实验教学内容，淘汰早已不适合的实验，开展新型区域特色的环境技术新实验，注重培养学生的动手能力和实际解决问题的能力，实现学生产出导向的目标。例如，浙江工业大学环境工程专业自认证后，去除了早已不再使用的活性炭吸附氮氧化物气体的实验，增加了活性炭吸附有机废气的实验。不仅更有利于学生掌握当前的环保新技术，更有利于学生今后工作的实际应用。

2.2创新实验教学方式，发挥学生主观能动性

按照工程教育专业认证的最新毕业要求，明确环境工程的学生毕业时应该具备12种要求，其中包括实践动手、创新等能力。“填鸭式”的实验教学方式已经不再适应当代教育的发展了，应积极创新实验教学方式，采用开放式的教学方式。即：在规定的时间内，给学生提供一个开放的实验环境，学生自行安排实验进度，选择实验内容，设计实验方案；师生及学生之间可以对实验进行充分的交流，真正做到以学生为主，自主实验，老师起辅导和监督管理的作用，让学生在实验中掌握实验技能，培养学生的各种能力。地方高校由于实验经费和场地的原因很难做到所有的实验都采用自主式的实验方式，可以将原先的实验进行改造，将个别实验推行自主实验的方式，增加学生的主观能动性。例如：浙江工业大学环境工程专业学生在污水处理生化大实验：有机废水的好氧生化处理———接触氧化、氧化沟、SBR工艺实验中，实现了自行分组选择实验的工艺；在另一实验已学会COD和BOD测试的前提下，从设备的调试，实验方案的设计，微生物的培养驯化，实验试剂的配置都由学生自己动手，不再采用老式的只按实验步骤做实验的方式，让学生锻炼了组织能力、动手能力和独立思考的能力，真正体现了学生为主的产出导向教育（OBE）理念。

2.3改进实验考核方式，提升学生实验积极性

传统的实验课成绩往往只看重实验报告的质量，对实验过程中的操作技能没有体现，甚至会出现没来做过实验，交了实验报告也有得分的现象存在，导致很多学生对实验的积极性很低，实验课上也是能混就混，只要把实验报告做好就行，也失去了一次很好锻炼自己各方面能力的机会。采用细分各项标准，使实验考核内容细化，强化过程考核，不失为是一种很好的方式。浙江工业大学环境工程在专业认证后改进了实验考核方式，将预习、到勤、实验过程的操作、实验报告的撰写与数据处理及课堂中老师布置的思考题按权重比例进行了分配，将预习报告和实验过程的操作当场批改打分，迫使学生认真预习，积极动手，带着问题做实验，在实验过程中寻找答案，增强学生进行实验的兴趣。在思考题的回答中，让学生主动查阅文献，拓展知识面。

2.4增加现代化仿真实验教学手段，拓展科研新

课题纳入实验教学当前环境污染形势比较严峻，我国高校环境专业面临着前所未有的挑战与机遇[13]。由于地方高校实验场地和条件的限值，一些需要反复训练型的实验或是一些工艺复杂、占地大、耗时长、高风险或污染型实验，很难在课堂上实现。因此增加虚拟仿真实验不仅能很好地解决实际实验场地和条件的问题，避免实验过程中出现的风险，更可以让学生反复实验，熟悉实验过程，理解实验原理，实现持续的学习。科研课题是最新环保技术的载体，将科研新课题纳入实验教学不仅有利于实验的重复试验，也更能激发学生学习的积极性，更好地了解环境专业的发展前沿，拓展学生的技术眼界，完善学生的知识结构，为今后走上工作岗位打下良好的基础。浙江工业大学环境工程专业自2013年起，借助浙江省支持地方高校专项资金项目，购买了部分虚拟仿真实验教学软件，包括典型污水处理厂AAO工艺认识实习、生产实习仿真软件，水处理仿真实训软件（AB工艺、气浮工艺、氧化沟工艺、生物接触氧化工艺、反渗透工艺、SBR工艺、UASB工艺、生物接触氧化法工艺、传统活性污泥工艺），化工厂尾气催化燃烧工艺仿真软件，化工厂废弃物热力氧化焚烧工艺仿真软件，垃圾焚烧处理厂废气处理操作实习仿真软件，生活垃圾堆肥工艺操作实习仿真软件。通过这些软件的学习，让学生更好地掌握一些无法在实验室实现的实验，更贴近实习的工程。后期构想能实现产学研结合，实现个别如COD测定等环境工程领域经典实验的虚拟仿真实验。专业实验增加了生物质产沼气的实验，学生可以自己设计生物质产沼气的条件（包括温度，添加的生物质种类等），得出不同条件下产气情况，并分析其产生气体的成分；根据实验条件的不同、产生物质及量的不同，得出最佳的实验条件。这种小型的综合性实验更有助于培养学生分析问题、解决问题和创新性的能力。

3结语

通过对环境工程专业实验教学创新：修订实验教学大纲，更新实验教学内容，创新实验教学方式；发挥学生主观能动性，改进实验考核方式；提升学生实验积极性；增加现代化仿真实验教学手段，拓展科研新课题纳入实验教学等一系列的探索与实践，一切基于学生的产出导向教育（OBE），使学生能够全面达到工程教育专业认证的要求，实现地方高校培养合格环保工程师的目标。

参考文献：

[1]成卓韦，吴石金，陈建孟．OBE理念下“3-3-3”融合的新型培养模式-地方高校环境工程专业人才培养体系构建与实践[J]．浙江工业大学学报（社会科学版），2016，15（4）：452-458．

[2]张凯．环境工程专业认证及其对教育质量的促进作用[J]．中国科教创新导刊，2010，31：126-128．

[3]王贵成，夏玉颜，蔡锦超．成果导向教育模式及其借鉴[J]．当代教育论坛：宏观教育研究，2009，（12）：17-19．

[4]徐忠，赵丹，李俊生，等．环境工程专业实验教学改革探索[J]．实验室科学，2015，18（3）：109-111．

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[6]朱延美，王仁亮，张庆乐，等．应用型环境工程本科环境监测综合实验教学改革探讨[J]．中国电力教育，2014，（6）：129-130．

作者：李雁 沈元 林春绵 单位：浙江工业大学环境学院