环境科学专业实验课程整合探索(2)

来源:环境科学与管理 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-06-10
作者:网站采编
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摘要:相应的实验内容同样可以开设在常见的环境污染物质中,比如COD、氨氮、磷酸盐、重金属以及其他一些常见的有机或是无机污染物。在这些常规实验的基础

相应的实验内容同样可以开设在常见的环境污染物质中,比如COD、氨氮、磷酸盐、重金属以及其他一些常见的有机或是无机污染物。在这些常规实验的基础上,结合实验课程高阶性和创新性的要求,可以吸收部分学有余力的学生参与到教师的科研课题之中,比如我校环境工程的教师在磷酸盐的吸收吸附中颇有建树,相应的本科生曾参与到相关研究之中并以第一作者发表论文,[6]让学生自行研究探讨新材料的吸收吸附性能,配置污染物溶液,设计实验方案,开展实验并进行总结,得到最优化的结果。在条件允许的情况下,甚至可以指导学生自行制备吸收吸附或是降解材料,增加实验的挑战度,得到创新性的结果。

由此可见,合并实验后主要的优势在于:

(1)实验设置更为系统,学生对污染物的了解更加全面,课程设置起点就具有“高阶性”。而且因为设置了足够的课时数,第一步实验的药品配置都可以让学生自行动手,并通过加标实验让学生自行检验配置的准确性,改变了原先实验员准备一切,学生只管部分操作的实验方法,对学生的训练能力大大增加。

(2)学时学分增加,课程更具有“创新型”。学时学分增加,教学经费安排也更为集中有序,我们可以结合环境学的前沿内容和时代热点,积极融入最新的环境处理方法,使得教学形式呈现先进性和互动性,学习结果具有探究性和个性化。如结合当下最新的大气污染监测问题,让学生去测定Pm2.5 的控制及变化情况,甚至可以将生物、化学实验打通,利用空气采样器+特定颗粒物(微生物)测定口罩或是净化器对于颗粒物、微生物的阻隔、杀灭效果,抑或是结合当下流行的热点环境话题,让学生自行设计实验并进行验证。

(3)考核简化,但课程更具“挑战度”。每一套实验环节层层相扣,前后连贯,一旦前面步骤错误即影响后续实验结果,后续实验的开展即对前面实验的考核,看最后的结果即可看出整套实验的完成情况。

(4)实验准备更为简单,后续处理也更为方便。原来需要分开准备的实验项目通过整合之后可以省去多个步骤,比如苯酚、重金属、营养盐等都可以只配置一次,依次开展后续的各项实验内容。相应的,实验结束以后对于污染物的安全化处置也更为便捷,大部分污染物经过降解实验之后,有害成分大大减少,如果学生能进行合理的安排,甚至可以将所有的污染物全部降解以后排入下水管网,免去废液处理的步骤。

当然,实验内容整合最主要的困难和解决办法包括:

(1)实验连贯了,但与理论课程不能同步,需要及时的补充理论知识。我们可以结合虚拟仿真、翻转课堂等手段强化实验的基础教学,补充理论知识,尽量避免出现理论与实验脱节的情况。比如在实验设置中,可能出现学生没有接触环境化学的内容,对于苯酚的处理原理、降解过程理解不够深刻的现象,此时可以配合在线课程和网络作业,让学生慢慢理解芬腾试剂、臭氧氧化对苯酚降解的原理和反应过程,等到后续理论课程讲述的时候再以点到面,从实验内容引申到其他物质,最终把化学氧化处理的内容讲清楚讲透彻。

(2)对于学生的实验操作要求较高,如果前面实验操作失误,极易导致后续实验失败。因此首先要增强导师的作用,增加助教的设置,保证学生的操作规范,其次在实验课时设置中要留出一定量的重复实验课时,或是将实验分段开设,已经实验成功的同学可以进入下一阶段的实验项目,而实验不成功的需要反复重做直到得到满意的结果。对于动手能力较好,实验一路顺利的同学可以在最后的实验课程里面直接进入高阶的选修实验内容学习,甚至结合毕业论文的实验,省时省力。

[1] 王增宝,赵修太,付帅师.改进实验教学方法,转变教学实验类型探索[J].实验科学与技术,2015(6):169-172.

[2] 刘兴华,王方艳.以创新人才培养为核心的实验室开放模式探[J].实验技术与管理,2016(1):9-12,20.

[3] 陶涛,于江华,黄琼,等.环境科学与工程“五位一体”实验教学方法刍议[J].教育教学研究,2016,30(10):84-88.

[4] 朱兰保,盛蒂,李彤,等.环境科学专业综合实验教学改革与实践[J].长春师范大学学报,2017,36(4):138-139,145.

[5] 吴岩,杜立宇,邹洪涛,等.本科环境科学与工程实验课程创新模式探讨[J].现代农业科技,2017(18):276-277.

[6] 杨春懿,詹艳慧,林建伟,等.氢氧化镁对水体内源磷释放的控制作用[J].环境科学,2020,41(4):1700-1708.

文章来源:《环境科学与管理》 网址: http://www.hjkxygl.cn/qikandaodu/2021/0610/811.html



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