环境工程原理教学模式的完善

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我校环境科学与工程系于2005级环境工程专业本科生第一次开设《环境工程原理》课程，采用胡洪营教授主编的《环境工程原理》，一直由本文作者担任理论课程和实践环节的教学工作。在多年的教学过程中，对《环境工程原理》这门新课程的教学模式，尤其是课程实验的教学进行了较为深入的探索和思考。

1环境工程原理课程实验教学特点

《环境工程原理》是基础理论向工程技术过渡的课程，它抽象出了环境工程学科的基本理论和普遍规律，其特点决定了教材难以理解，再加上内容多，公式推导繁琐，本人在教学过程中，发现多半数的学生对本课程的学习兴趣不高，在学习中往往体会不到该课程的乐趣，体会不到重要性，总觉得用处不大，学习中也就自然缺乏了主观能动性［4］。由于我们课时有限(理论教学50课时，实验教学20课时)，在理论课的教学中，我们结合本学科的侧重点，对内容进行了小范围的适当删节和调整，简化理论推导过程，增强公式的理解和应用，注重公式的应用条件。《环境工程原理》的实践教学同样包括课程实验和课程设计两大部分(课程设计探索下文再叙)，课程的特点决定了实践教学与理论教学占同等重要的地位，因为实践环节的训练能使学生把环境工程原理的理论来提高工程实践的思维方式、分析能力和创新能力。这样让学生切身感受到环境工程原理的实际应用价值，激发学习能动性。

2环境工程原理课程实验教学体系

2.1环境工程原理课程实验教学安排

尽管《环境工程原理》在国内高校已开设多年，但是相关的课程实验教材参考资料几乎没有。自我系开设《环境工程原理》课程以来，一直非常重视实践环节尤其是课程实验的安排、改革、研讨与建设。因此结合《环境工程原理》课程实验的特点和我系所在的生物与化学工程学院的学科优势(我院具有较强的应用化学、化工、生物技术和生物工程等7个本科专业和环境科学与工程一级学科硕士点、应用化学、微生物、发酵工程等9个二级学科硕士点)，我系《环境工程原理》安排了20个学时的课程实验，几乎涉及到课程大部分篇章。我们对《环境工程原理》课程实验的安排主要考虑原则是《环境工程原理》实验要区别于《环境工程专业实验》，例如沉降是《环境工程原理》重要的基础理论，也是《大气污染控制工程》的重力沉降室、《水污染控制工程》的沉砂池(沉淀池)的重要工程理论，在水处理实验中，我们也开设沉降实验(包括自由沉降和絮凝沉降实验)，因此在《环境工程原理》课程实验教学讲授的方式、深度和范围，及如何有效和后续专业课程实验有所区别又能巧妙的衔接对《环境工程原理》课程实验是非常重要的。最重要的是理论阐述与工程实际相结合，激发学生学习兴趣和能动性。所以我们在工业中广泛应用的单元操作的基础上，运用环境工程原理基础理论，提高综合性、设计性实验的比例，既使学生了解每个单元操作的基本原理，有能使学生理解这个单元操作在环境工程中的应用，以更宽泛的视觉和更高的高度来看待这些操作，使学生不拘泥于工业操作的模式，使学生可以根据每个单元操作的原理独立设计实验，以充分调动学生的创新能力和综合能力。同时，通过“深化”课程实验内容，学生可以借助理论知识和课程实验来发现当前应用的环境工程处理单元的原理和优缺点，提出改进的方向是个重要的课题，也为今后环境工程设计打下基础。

2.2环境工程原理课程实验教学设计

我系《环境工程原理》课程实验以前主要参考和使用《化工原理》实验教学设备，基本上是通过单元设备和仿真实验来实际观察设备的工作状况，验证课堂讲授的基本内容。我们充分借鉴和吸收《化工原理》、《反应工程原理》和《生物工程原理》等课程实验，在这个基础上，结合《环境工程原理》课程特点重新进行了设计和优化。我们拟将《环境工程原理》实验分为三个层次:基础实验、提高型实验(设计型实验)、研究型实验［5］。第一层次是基础实验，即教学大纲所要求的实验项目，包括流体流动阻力系数的测定、孔板流量计校核实验和吸附等温线实验等必做基础实验。第二层次为设计型实验，补充基础实验中未体现而在工业中广泛应用的单元操作，包括恒压过滤常数测定实验、吸附动力学实验及超滤膜实验等选做实验。第三层次就是是研究型实验。例如污染物降解菌的间歇培养实验(CSTR)实验。在具体的实验教学过程中，比如流体流动和流体机械实验，过滤实验和吸收实验，我们主要充分参考了《化工原理》实验成熟的实验设置。比如吸附实验，为了有别于《水污染控制工程》的吸附实验以及抽象出吸附基本理论，我们设计了吸附等温线实验和吸附动力学实验，这样不仅使学生深入理解吸附的基本理论，比如Langmuir和Freundlich等温线，看看他们的相关性系数R2，得出更符合L或者F的等温线，又可以很好与第三篇反应动力学结合起来，通过研究吸附速率，就是吸附量与时间的关系得出吸附过程是否符合一级或二级吸附动力学。比如沉降，我们开设落球自由沉降实验，通过这个实验使学生更能理解流体的Re对自由沉降的影响，熟练掌握Stocks公式的应用，并且理解Stocks定律用落球法测定液体粘度的原理和方法，这样以能显著区别于《水污染控制工程》的自由沉降实验又能使学生深入理解沉降的基本理论。

3结语

《环境工程原理》是环境工程专业中不可缺的专业基础课，是一门理论与实际结合的重要课程，通过近几年教学摸索，笔者认为通过安排合理的基础实验、设计型提高实验以及综合研究型实验是对理论教学的一个重要的补充，更重要的是使学生能在理论高度上提高对工程实践的专业深度、思维方式、分析和创新能力。因此《环境工程原理》实践环节的教学模式，尤其是课程实验的设计和优化仍是当前《环境工程原理》教学改革与实践过程中需要重点思考的问题。

作者：唐海徐建平蔡昌凤徐大勇宋珍霞颜酉斌单位：安徽工程大学生物与化学工程学院