论文部分内容阅读
【摘要】固体废物处理与资源化是环境工程专业的必修课，结合课程教学的特点，综合考虑原有实验室资源，加强实验室建设，对实验教学内容进行了调整优化，并取得了较好的效果。
【关键词】固体废物实验教学教学改革
《固体废物处理》是教育部高等学校环境工程专业教学指导分委员会在制定专业规范中确定的环境工程专业必修专业课之一，是一门实践性和工程性很强的课程，而其相关的实验是教学工作中的一个重要环节，是理论和实践相结合的连接点，因此在很大程度上需要通过实验教学来加深学生对专业知识的理解，提高对理论知识的掌握程度，促进理论与实际应用的紧密结合。由于近年来高等教育规模的扩张，实验教学的资源日趋紧张，如何改革实验教学方法、内容及授课方式成为我们面临的重要问题。为进一步提高实验教学效率，我们对固体废物处理与资源化实验教学进行了改革探索。
1 改革之前实验教学中存在的主要问题
1.1实验基础设施
通过近些年的实验基础设施的建设，我校环境工程专业有了一定的实验资源，所需的固体废物实验核心设备已购置完毕，基本具备必要的实验室条件，如固体废物预处理所需的破碎机、球磨机、筛分设备、压滤（过滤）机、磁选机，处理和处置部分的生化反应器、小型垃圾焚烧炉、造粒机、干燥机等。但是在传统教学模式下，缺乏对设备的系统性和综合性应用，造成部分设备的闲置，浪费了有限的教学资源。
1.2实验教学内容和方法
传统实验主要以固体废物性质测定和简单处理为主，教学项目单一、内容单调而生硬，整体安排缺乏系统性。教学方式主要以教师为主、学生为辅开展简单性实验。实验准备完全由教师完成，学生仅写份预习报告，课后整理数据提交报告而已，实验操作过程简单，缺乏能动性。学生虽然能接触实验设备，但是受设备种类、数量的局限，实际上学生的操作往往只占整个实验较少的比重。实验教学内容与教学方法缺乏创新、呆板，不利于学生创造能力的培养，既不能调动学生学习积极性和主动性，也无法提高学生动手能力、工程实践能力及设计能力。
2实验教学改革的主要内容
经过教学团队的共同调研和摸索，对原有实验条件和内容进行了优化改革，主要内容如下：
2.1加强实验室建设，优化实验条件
为了顺利进行实验准备工作和开设合理的实验项目，我们对原有的实验设备和仪器进行了详细的整理和检查，并在项目调研阶段对设备进行补充配置，增加了必要的零件、备件，进行全面的维修和保养，还根据需要购买或改造一部分仪器。优化后的实验条件基本上可全面覆盖固体废物的预处理、三大处理方法（焚烧、堆肥、填埋）和资源化的实验内容。例如，为保证生物处理装置的正常运转，增加了温控和搅拌部分；焚烧炉结合使用了预处理、后续的炉渣和废气的收集与处理设备等。通过对原有实验资源的整合、合理利用和适当设计开发，降低了设备闲置率，也为开设系统性、综合性实验创造必要的实验条件。
2.2完善实验教学内容，改革教学方法和手段
在原有实验内容基础上，全面梳理固体废物处理与资源化的实验项目，增设了综合性、设计性实验项目。本课程教学是在大三下学期进行的，学生已具备一定的理论知识和实验技能，所以在实验内容上，适当增加了一些具有一定深度和广度、内容典型的综合性实验项目。在教学内容中安排了从固体废物收集开始到最终处置的一系列连续的综合实验，将过去独立的、互不相关的实验改为连续性的、探索性的大实验。如餐厨垃圾的生物降解资源化处理的全过程实验，将采样、样品分析、预处理、发酵、产品分析等工序组合形成了一个整体实验。由于教学大纲指定的实验学时有限，我们同时开设了多个系列的实验项目，学生可以根据自身的爱好和需要自由选择。通过实验教学体系的重新构建，丰富了内容、增大综合性和设计性实验项目比例。
传统的实验课程教学方法是由实验教师帮助学生完成很大一部分准备工作，学生只是按照教师的讲解和实验手册上的步骤进行操作。为改变这些现象，我们要求学生先复习并写出实验计划（包括实验目的、原理、仪器、材料、步骤等），然后通过小组讨论进行修改，再由教师审核后，学生方可进行实验。实验的每一步几乎都是由学生自己动手，教师只起检查和辅导示范作用。由于是学生自己动手进行实验，使学生进一步加深了对实验的目的、原理、方法、步骤的理解。采用学生自主，教师引导和辅导的实验教学方式，促使学生更好地掌握基本理论，同时对提高学生思考问题和解决问题能力有很大帮助，大大提高了学生自主研发的能力，为以后的学习和工作打下必要的基础。实验成绩考核由预习成绩（包括实验设计成绩）、实验操作成绩、实验报告成绩组成。由于实验是小组形式进行，所以还要参考小组组长和同组人的评价。
2.3注重课外的“继续”培养
培养学生的自主创新能力仅仅依靠传统实验教学是不够的，我们在优化实验教学条件和丰富实验内容的同时，带领一些在课堂里“吃不饱的”学生改造和自主开发了必要的实验设备，制作出容易操作和符合实际实验室条件的小型实验装置。具体实施内容有：现有单个设备连接使用流程的设计，设备的改造使用，紧缺部分的设计开发等。在本科生毕业设计和课程设计环节中，还带动学生进行生物发酵装置和废水处理装置的自主设计，设计资料已经有一定的积累，部分数据可直接利用在设计制造中。这些工作能够挖掘学生的潜力，提高学生的自主创新和设计能力，同时也为固体废物方面的科研发展创造了更好的条件。
通过实验教学条件和内容的优化改革，改善了实验条件，进一步丰富了实验教学资源，改进了实验内容和实验模式。可在固定学时内，加大学生的信息量，提高了学生综合运用知识、分析和解决问题的能力，同时也促使教师不断开发新的实验课题，以适应固体废物处理与资源化教学发展的要求。另外出现了一些新问题，如实验内容增加后，对学生的管理、教学实验室的空间协调、实验设备制作与改造经费不足等，需要教师探索更加合理、有效的方式，进一步努力解决。
【关键词】固体废物实验教学教学改革
《固体废物处理》是教育部高等学校环境工程专业教学指导分委员会在制定专业规范中确定的环境工程专业必修专业课之一，是一门实践性和工程性很强的课程，而其相关的实验是教学工作中的一个重要环节，是理论和实践相结合的连接点，因此在很大程度上需要通过实验教学来加深学生对专业知识的理解，提高对理论知识的掌握程度，促进理论与实际应用的紧密结合。由于近年来高等教育规模的扩张，实验教学的资源日趋紧张，如何改革实验教学方法、内容及授课方式成为我们面临的重要问题。为进一步提高实验教学效率，我们对固体废物处理与资源化实验教学进行了改革探索。
1 改革之前实验教学中存在的主要问题
1.1实验基础设施
通过近些年的实验基础设施的建设，我校环境工程专业有了一定的实验资源，所需的固体废物实验核心设备已购置完毕，基本具备必要的实验室条件，如固体废物预处理所需的破碎机、球磨机、筛分设备、压滤（过滤）机、磁选机，处理和处置部分的生化反应器、小型垃圾焚烧炉、造粒机、干燥机等。但是在传统教学模式下，缺乏对设备的系统性和综合性应用，造成部分设备的闲置，浪费了有限的教学资源。
1.2实验教学内容和方法
传统实验主要以固体废物性质测定和简单处理为主，教学项目单一、内容单调而生硬，整体安排缺乏系统性。教学方式主要以教师为主、学生为辅开展简单性实验。实验准备完全由教师完成，学生仅写份预习报告，课后整理数据提交报告而已，实验操作过程简单，缺乏能动性。学生虽然能接触实验设备，但是受设备种类、数量的局限，实际上学生的操作往往只占整个实验较少的比重。实验教学内容与教学方法缺乏创新、呆板，不利于学生创造能力的培养，既不能调动学生学习积极性和主动性，也无法提高学生动手能力、工程实践能力及设计能力。
2实验教学改革的主要内容
经过教学团队的共同调研和摸索，对原有实验条件和内容进行了优化改革，主要内容如下：
2.1加强实验室建设，优化实验条件
为了顺利进行实验准备工作和开设合理的实验项目，我们对原有的实验设备和仪器进行了详细的整理和检查，并在项目调研阶段对设备进行补充配置，增加了必要的零件、备件，进行全面的维修和保养，还根据需要购买或改造一部分仪器。优化后的实验条件基本上可全面覆盖固体废物的预处理、三大处理方法（焚烧、堆肥、填埋）和资源化的实验内容。例如，为保证生物处理装置的正常运转，增加了温控和搅拌部分；焚烧炉结合使用了预处理、后续的炉渣和废气的收集与处理设备等。通过对原有实验资源的整合、合理利用和适当设计开发，降低了设备闲置率，也为开设系统性、综合性实验创造必要的实验条件。
2.2完善实验教学内容，改革教学方法和手段
在原有实验内容基础上，全面梳理固体废物处理与资源化的实验项目，增设了综合性、设计性实验项目。本课程教学是在大三下学期进行的，学生已具备一定的理论知识和实验技能，所以在实验内容上，适当增加了一些具有一定深度和广度、内容典型的综合性实验项目。在教学内容中安排了从固体废物收集开始到最终处置的一系列连续的综合实验，将过去独立的、互不相关的实验改为连续性的、探索性的大实验。如餐厨垃圾的生物降解资源化处理的全过程实验，将采样、样品分析、预处理、发酵、产品分析等工序组合形成了一个整体实验。由于教学大纲指定的实验学时有限，我们同时开设了多个系列的实验项目，学生可以根据自身的爱好和需要自由选择。通过实验教学体系的重新构建，丰富了内容、增大综合性和设计性实验项目比例。
传统的实验课程教学方法是由实验教师帮助学生完成很大一部分准备工作，学生只是按照教师的讲解和实验手册上的步骤进行操作。为改变这些现象，我们要求学生先复习并写出实验计划（包括实验目的、原理、仪器、材料、步骤等），然后通过小组讨论进行修改，再由教师审核后，学生方可进行实验。实验的每一步几乎都是由学生自己动手，教师只起检查和辅导示范作用。由于是学生自己动手进行实验，使学生进一步加深了对实验的目的、原理、方法、步骤的理解。采用学生自主，教师引导和辅导的实验教学方式，促使学生更好地掌握基本理论，同时对提高学生思考问题和解决问题能力有很大帮助，大大提高了学生自主研发的能力，为以后的学习和工作打下必要的基础。实验成绩考核由预习成绩（包括实验设计成绩）、实验操作成绩、实验报告成绩组成。由于实验是小组形式进行，所以还要参考小组组长和同组人的评价。
2.3注重课外的“继续”培养
培养学生的自主创新能力仅仅依靠传统实验教学是不够的，我们在优化实验教学条件和丰富实验内容的同时，带领一些在课堂里“吃不饱的”学生改造和自主开发了必要的实验设备，制作出容易操作和符合实际实验室条件的小型实验装置。具体实施内容有：现有单个设备连接使用流程的设计，设备的改造使用，紧缺部分的设计开发等。在本科生毕业设计和课程设计环节中，还带动学生进行生物发酵装置和废水处理装置的自主设计，设计资料已经有一定的积累，部分数据可直接利用在设计制造中。这些工作能够挖掘学生的潜力，提高学生的自主创新和设计能力，同时也为固体废物方面的科研发展创造了更好的条件。
通过实验教学条件和内容的优化改革，改善了实验条件，进一步丰富了实验教学资源，改进了实验内容和实验模式。可在固定学时内，加大学生的信息量，提高了学生综合运用知识、分析和解决问题的能力，同时也促使教师不断开发新的实验课题，以适应固体废物处理与资源化教学发展的要求。另外出现了一些新问题，如实验内容增加后，对学生的管理、教学实验室的空间协调、实验设备制作与改造经费不足等，需要教师探索更加合理、有效的方式，进一步努力解决。