矿冶特色环境工程专业实验体系研究

矿冶特色环境工程专业实验体系研究 本文关键词：环境工程，体系，特色，实验，研究

矿冶特色环境工程专业实验体系研究 本文简介：摘要：在环境工程专业本科教学中突出矿冶特色，如实验背景设计、实验内容选择、课堂案例讲解、实习实践单位安排等。实验课程设计中体现“全体系课程”理念，即横向上多门专业课统筹规划实验内容，纵向上与课堂教学案例和学生现场实习一脉相承。改进后的课程教学使学生参与实验热情、实验结果分析深度有显著提高，建立起从课

矿冶特色环境工程专业实验体系研究 本文内容：

摘要：在环境工程专业本科教学中突出矿冶特色，如实验背景设计、实验内容选择、课堂案例讲解、实习实践单位安排等。实验课程设计中体现“全体系课程”理念，即横向上多门专业课统筹规划实验内容，纵向上与课堂教学案例和学生现场实习一脉相承。改进后的课程教学使学生参与实验热情、实验结果分析深度有显著提高，建立起从课堂学习到工程应用的清晰路径。

关键词：环境工程；实验体系；矿冶特色

北京科技大学环境工程专业源于建校初期的选矿教研室，在与时俱进、不断创新的基础上，保留并强化专业矿冶特色，突出环境工程专业独特背景[1]。实验教学是理论与实践的重要纽带，但并非独立存在的教学方式，而是与课堂教学、实习实践相辅相成、密切结合的统一体系[2-3]。北京科技大学环境工程系的专业实验课程在方案设置和教学配合等方面有可借鉴之处，如实验与学生实习一脉相承，实验与课堂案例环环相扣，全专业统一规划实验内容等[4-6]。

一、实验与课堂教学相结合

固体废物处理与处置是北京科技大学环境工程本科专业必修课程，特点是计算量小、内容多、涉及跨学科概念、原理多，实践性强，如何借助本校在冶金、矿业和材料方面优势，将其融入课程课堂教学与实验，以突出课程特色，是教学改革的方向。为此，用26学时（占总学时数40%）讲授矿业废物（尾矿、废石等）、冶金废物（冶炼渣、钢渣等）资源化方法，邀请矿物加工工程专业知名教授讲授此部分内容，初步建立了跨院（系）、跨学科的联合教学模式。矿物加工工程专业教授将大量科学研究成果与最新生产实际作为案例讲授，如将高炉矿渣作为水泥活性混合材料，利用矿渣作为胶凝材料制造低碱度人工鱼礁混凝土。在煤系固体废弃物资源化方面，详细介绍煤矸石制砖、粉煤灰作为水泥混合材的工艺流程；在有色冶炼渣方面，着重介绍拜耳法赤泥用于全尾砂胶结充填采矿的赤泥胶凝材料工艺，以及从铜渣中提取铜及其他有色贵重金属的工艺技术。根据大量案例讲授，综合提炼其中安全有趣、便于操作的内容设计实验方案。在实验中启发思维，提供平台与指导支持学生课下科技创新活动。通过教材案例相结合、案例实验相结合、课上课下相结合模式，使课堂内容充实、活跃起来，很受学生欢迎。2011级、2012级、2013级本科生匿名网络评价分别为92.7、94.4、99.7分，可见学生对这种新模式的认可程度。

二、统一规划实验体系

环境工程专业实验由建系初期的单一与不规范，逐步补充与调整为目前的相对多样与全面。实验教学中心现有固定资产约合人民币1700余万元，教学实验室使用面积约1778平方米，拥有大型分析仪器80余台，近5年来仪器更新率达到60%以上，完好率达到95%以上。这些仪器主要用于本科实验教学、学生科技创新活动和开放服务，并制定了专门政策，鼓励学生实践操作。环境工程专业实验体系经过了20年的发展与创新，逐渐形成了特色鲜明、涵盖广泛、辅助课程、启发实践的大实验体系。在水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理与处置3门课程的基础上延伸出3门基础实验课程：水污染控制实验、大气污染控制实验和固体废弃物资源化实验。其中，水污染控制实验开设4个实验项目：悬浮物自由沉降去除率与沉降时间的关系确定实验，混凝脱色实验，固定床离子交换实验，SBR反应器污水处理实验。大气污染控制实验开设3个实验项目：吸附法净化工业含酸雾气体，旋风除尘器性能测定实验，碱液吸收气体中的二氧化硫实验。固体废弃物资源化实验开设4个实验项目：高炉渣制备胶凝材料实验，粉煤灰浮选提碳实验，电镀污泥水泥固化实验，废物热解及其产物热值的测定实验。课程教学大纲设计与编写适合于环境工程微生物学课程特点的“螺旋式”实验教学模式。第一步，基础型实验，使学生掌握环境工程微生物实验基本的操作方法和实验技能。第二步，生产实践型实验，将科研、生产项目引入实验教学，使学生掌握科研的实验技巧和思维模式。第三步，创新型实验，开放实验室，鼓励学生参加科技创新活动。环境工程研究与设计是环境工程专业本科生在学习完环境工程专业基础课及专业课之后进行的，以培养实践能力为主要目的一门综合实践性方法课程。研究方法训练实验是为培养学生掌握系统的试验研究方法，配合环境工程研究与设计中的研究方法设置的一门综合性试验课，包括半自主设计试验和完全自主设计试验两大部分。教师只规定大致方向，提供指导与帮助，试验内容与方法由学生根据自己的兴趣自行设计。由于多次矿冶机构实习经历以及教师课堂案例中的耳濡目染，大量的学生设计试验极具学校特色，且有部分试验中涉及相关领域真实问题，可以体现出学生对矿冶行业的亲切感与使命感。除上述几门北科大传统实验课程外，近些年还逐渐增设了物理污染控制实验、环境监测实验、环境毒理学实验、环境化学实验以及环境工程原理实验5门专业实验课，旨在培养全学科、立体化的环境专业人才，为学生实际担当正式工作或继续深造打下坚实的基础。更重要的是，培养学生乐于学习、勤于动手、善于理论结合实践的良好习惯。在此基础上，在各个环节强化矿冶内涵，以期毕业后走向各个岗位的学子能带着深深的北科大特色与环境情怀服务社会。

三、实验与实习呼应

北京科技大学有“学风严谨，崇尚实践”的优良传统，环境工程专业自建系以来在服务于矿业行业的专业特色基础上，结合北京地域特点，先后与首钢集团公司、燕山石化公司等单位合作建立了实习基地，聘请经验丰富的工程技术人员担任兼职教师，并在实习过程中对学生与教师分别进行指导。学生可以在实习基地参与认识实习、生产实习、毕业实习等教学活动，教师也会根据实习内容进一步完善课堂教学与实验方案设计。课堂教学中学习工业污染中常见的污染源及处理工艺，实验教学中尝试分析处理前后污染指标的变化，总结各工艺特点，实习实践中验证自己的判断并直观感受现场情况。这种实验与实习相呼应的教学模式更方便学生将理论与实践结合，受到广泛的欢迎。在生产实习机构的选择上，有针对性地选择一些矿冶特色鲜明的生产实习机构，并挂牌成立实习基地。长期合作的有唐山市首钢迁钢集团、首钢矿业公司、首钢京唐公司等单位，便于学生对于钢铁冶金环保方面的知识有很好的掌握。同时，也会带领学生前往燕山石化厂等地进行化工污染治理等方面的学习。作为矿冶特色专业，意识到学生对于有色冶金方面一直缺少相关的认识和学习，因此，选择一个可强化学生矿冶特色专业知识的实习单位十分必要。鉴于此，2016年，经过挑选，选择白银有色集团作为实习单位。白银集团具有有色冶金方面几乎全部工艺，特别是在铜、铅、锌冶炼方面具有特色。为进一步加强学生设计和实际工程实践能力培养，2016年起在原来生产实习、认识实习的基础上首次独立设立毕业实习环节，结合在校期间的实验课程制定详细的毕业实习大纲。2016届毕业生的毕业实习圆满完成，期间表现出的实验设计和执行能力受到合作机构的好评，也检验了实验教学的成效。

参考文献：

[1]汤兵.“环境工程”专业课程体系的建设与改革[J].广东工业大学学报：社会科学版，2005，9（5）：190-192.

[2]储召华，郝桂霞.环境科学专业实验课程体系的构建与优化[J].江西化工.2010（3）：90-92.

[3]熊开生，谢朝新，沈小东.等.环境工程专业实验教学体系的构建[J].实验室科学，2014，17（6）：82-85.

[4]袁东.工程教育专业认证框架下环境工程课程体系[J].江西化工.2014，42（14）：220-222.

[5]潘璐璐.环境工程专业实验教学内容改革探析[J].中南林业科技大学学报，2012，6（6）：201-203．

[6]李桂菊，刘宪斌.环境工程专业实践教学的探索[J].中国轻工教育，2010（1）：61-63．

作者：吕绿洲 刘娉婷 林海 陈月芳 周远松 冯瑞 单位：北京科技大学 能源与环境工程学院

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