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我校環(huán)境科學(xué)與工程系于2005級(jí)環(huán)境工程專業(yè)本科生第一次開設(shè)《環(huán)境工程原理》課程，采用胡洪營(yíng)教授主編的《環(huán)境工程原理》，一直由本文作者擔(dān)任理論課程和實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)工作。在多年的教學(xué)過程中，對(duì)《環(huán)境工程原理》這門新課程的教學(xué)模式，尤其是課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)行了較為深入的探索和思考。

1環(huán)境工程原理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)

《環(huán)境工程原理》是基礎(chǔ)理論向工程技術(shù)過渡的課程，它抽象出了環(huán)境工程學(xué)科的基本理論和普遍規(guī)律，其特點(diǎn)決定了教材難以理解，再加上內(nèi)容多，公式推導(dǎo)繁瑣，本人在教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)多半數(shù)的學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣不高，在學(xué)習(xí)中往往體會(huì)不到該課程的樂趣，體會(huì)不到重要性，總覺得用處不大，學(xué)習(xí)中也就自然缺乏了主觀能動(dòng)性［4］。由于我們課時(shí)有限(理論教學(xué)50課時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)20課時(shí))，在理論課的教學(xué)中，我們結(jié)合本學(xué)科的側(cè)重點(diǎn)，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行了小范圍的適當(dāng)刪節(jié)和調(diào)整，簡(jiǎn)化理論推導(dǎo)過程，增強(qiáng)公式的理解和應(yīng)用，注重公式的應(yīng)用條件?！董h(huán)境工程原理》的實(shí)踐教學(xué)同樣包括課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)兩大部分(課程設(shè)計(jì)探索下文再敘)，課程的特點(diǎn)決定了實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)占同等重要的地位，因?yàn)閷?shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練能使學(xué)生把環(huán)境工程原理的理論來提高工程實(shí)踐的思維方式、分析能力和創(chuàng)新能力。這樣讓學(xué)生切身感受到環(huán)境工程原理的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，激發(fā)學(xué)習(xí)能動(dòng)性。

2環(huán)境工程原理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

2.1環(huán)境工程原理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排

盡管《環(huán)境工程原理》在國(guó)內(nèi)高校已開設(shè)多年，但是相關(guān)的課程實(shí)驗(yàn)教材參考資料幾乎沒有。自我系開設(shè)《環(huán)境工程原理》課程以來，一直非常重視實(shí)踐環(huán)節(jié)尤其是課程實(shí)驗(yàn)的安排、改革、研討與建設(shè)。因此結(jié)合《環(huán)境工程原理》課程實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和我系所在的生物與化學(xué)工程學(xué)院的學(xué)科優(yōu)勢(shì)(我院具有較強(qiáng)的應(yīng)用化學(xué)、化工、生物技術(shù)和生物工程等7個(gè)本科專業(yè)和環(huán)境科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)、應(yīng)用化學(xué)、微生物、發(fā)酵工程等9個(gè)二級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn))，我系《環(huán)境工程原理》安排了20個(gè)學(xué)時(shí)的課程實(shí)驗(yàn)，幾乎涉及到課程大部分篇章。我們對(duì)《環(huán)境工程原理》課程實(shí)驗(yàn)的安排主要考慮原則是《環(huán)境工程原理》實(shí)驗(yàn)要區(qū)別于《環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)》，例如沉降是《環(huán)境工程原理》重要的基礎(chǔ)理論，也是《大氣污染控制工程》的重力沉降室、《水污染控制工程》的沉砂池(沉淀池)的重要工程理論，在水處理實(shí)驗(yàn)中，我們也開設(shè)沉降實(shí)驗(yàn)(包括自由沉降和絮凝沉降實(shí)驗(yàn))，因此在《環(huán)境工程原理》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)講授的方式、深度和范圍，及如何有效和后續(xù)專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)有所區(qū)別又能巧妙的銜接對(duì)《環(huán)境工程原理》課程實(shí)驗(yàn)是非常重要的。最重要的是理論闡述與工程實(shí)際相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和能動(dòng)性。所以我們?cè)诠I(yè)中廣泛應(yīng)用的單元操作的基礎(chǔ)上，運(yùn)用環(huán)境工程原理基礎(chǔ)理論，提高綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，既使學(xué)生了解每個(gè)單元操作的基本原理，有能使學(xué)生理解這個(gè)單元操作在環(huán)境工程中的應(yīng)用，以更寬泛的視覺和更高的高度來看待這些操作，使學(xué)生不拘泥于工業(yè)操作的模式，使學(xué)生可以根據(jù)每個(gè)單元操作的原理獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合能力。同時(shí)，通過“深化”課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生可以借助理論知識(shí)和課程實(shí)驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)當(dāng)前應(yīng)用的環(huán)境工程處理單元的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，提出改進(jìn)的方向是個(gè)重要的課題，也為今后環(huán)境工程設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

2.2環(huán)境工程原理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

我系《環(huán)境工程原理》課程實(shí)驗(yàn)以前主要參考和使用《化工原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，基本上是通過單元設(shè)備和仿真實(shí)驗(yàn)來實(shí)際觀察設(shè)備的工作狀況，驗(yàn)證課堂講授的基本內(nèi)容。我們充分借鑒和吸收《化工原理》、《反應(yīng)工程原理》和《生物工程原理》等課程實(shí)驗(yàn)，在這個(gè)基礎(chǔ)上，結(jié)合《環(huán)境工程原理》課程特點(diǎn)重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化。我們擬將《環(huán)境工程原理》實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)層次:基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)(設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn))、研究型實(shí)驗(yàn)［5］。第一層次是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，即教學(xué)大綱所要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括流體流動(dòng)阻力系數(shù)的測(cè)定、孔板流量計(jì)校核實(shí)驗(yàn)和吸附等溫線實(shí)驗(yàn)等必做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。第二層次為設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，補(bǔ)充基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中未體現(xiàn)而在工業(yè)中廣泛應(yīng)用的單元操作，包括恒壓過濾常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)、吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)及超濾膜實(shí)驗(yàn)等選做實(shí)驗(yàn)。第三層次就是是研究型實(shí)驗(yàn)。例如污染物降解菌的間歇培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)(CSTR)實(shí)驗(yàn)。在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，比如流體流動(dòng)和流體機(jī)械實(shí)驗(yàn)，過濾實(shí)驗(yàn)和吸收實(shí)驗(yàn)，我們主要充分參考了《化工原理》實(shí)驗(yàn)成熟的實(shí)驗(yàn)設(shè)置。比如吸附實(shí)驗(yàn)，為了有別于《水污染控制工程》的吸附實(shí)驗(yàn)以及抽象出吸附基本理論，我們?cè)O(shè)計(jì)了吸附等溫線實(shí)驗(yàn)和吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，這樣不僅使學(xué)生深入理解吸附的基本理論，比如Langmuir和Freundlich等溫線，看看他們的相關(guān)性系數(shù)R2，得出更符合L或者F的等溫線，又可以很好與第三篇反應(yīng)動(dòng)力學(xué)結(jié)合起來，通過研究吸附速率，就是吸附量與時(shí)間的關(guān)系得出吸附過程是否符合一級(jí)或二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)。比如沉降，我們開設(shè)落球自由沉降實(shí)驗(yàn)，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生更能理解流體的Re對(duì)自由沉降的影響，熟練掌握Stocks公式的應(yīng)用，并且理解Stocks定律用落球法測(cè)定液體粘度的原理和方法，這樣以能顯著區(qū)別于《水污染控制工程》的自由沉降實(shí)驗(yàn)又能使學(xué)生深入理解沉降的基本理論。

3結(jié)語

《環(huán)境工程原理》是環(huán)境工程專業(yè)中不可缺的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論與實(shí)際結(jié)合的重要課程，通過近幾年教學(xué)摸索，筆者認(rèn)為通過安排合理的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型提高實(shí)驗(yàn)以及綜合研究型實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論教學(xué)的一個(gè)重要的補(bǔ)充，更重要的是使學(xué)生能在理論高度上提高對(duì)工程實(shí)踐的專業(yè)深度、思維方式、分析和創(chuàng)新能力。因此《環(huán)境工程原理》實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)模式，尤其是課程實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化仍是當(dāng)前《環(huán)境工程原理》教學(xué)改革與實(shí)踐過程中需要重點(diǎn)思考的問題。

作者：唐海徐建平蔡昌鳳徐大勇宋珍霞顏酉斌單位：安徽工程大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院