实验教学改革环境工程论文

2022-04-25

摘要以北京科技大学环境工程专业实验教学为例，介绍实验内容、实验项目、创新性实验、教学模式、开放实验室、考核与评价等方面的改革，并在实践中取得很好的效果。今天小编为大家推荐《实验教学改革环境工程论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

实验教学改革环境工程论文篇1：

卓越工程师教育背景下环境工程实验教学改革的探索

摘要：通过分析在“卓越工程师培养计划”背景下，环境工程实验教学存在的问题以及卓越工程师教育对工科专业人才的工程实践能力和创新能力的要求，对环境工程实验课程体系和教学方法进行改革。通过优化课程体系、合理设计实验项目、编写具有工程特色的实验教材、提高实验教师的工程教育能力、探索新颖的教学方法、改进考核方法等措施，提高环境工程实验教学质量，提高学生的工程实践能力，以适应卓越工程师教育的需要。

关键词：实验教学环境工程教学方法教学改革卓越工程师

环境工程专业是一个实践性很强的工科专业，环境工程专业实验教学是训练学生专业技能、培养学生创新能力和工程实践能力的重要手段，是培养环境工程专业人才的重要环节，也是环境工程专业教学的重要组成部分，在高校环境工程专业人才培养的教学体系中占有重要地位[1]。2010年国家教育部开始实施“卓越工程师教育培养计划”，该计划旨在为未来工程领域培养多种类型的、优秀的工程师后备军，提升我国工程教育的国际竞争力，提升我国产业的国际竞争力。“卓越工程师教育培养计划”强调学生的现场工作能力、设计能力、工程项目实施能力以及新产品开发与技术改造能力的培养与形成，这就要求有强有力的专业实验教学作为支撑[2～3]。在此背景下，环境工程实验教学必须在强化培养学生的工程能力和创新能力方面狠下功夫。因此，对原有的环境工程实验教学进行改革以适应卓越工程师教育的需要，势在必行。

1 改革的背景

环境工程专业实验教学内容主要包括水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验、固体废弃物处理实验。目前，国内高校环境工程专业实验教学模式主要有三种：一是将以上三部分实验教学作为课内实验涵盖在相应的理论课程教学中；二是以独立设课的方式开设水污染控制实验（或废水处理实验）、大气污染控制工程实验和固体废物处理工程实验；三是将水污染控制、大气污染控制、固体废物处理的相关实验合并在一起，开设一门独立设课的实验，即环境工程实验。我校环境工专业实验教学采用的是第三种模式，将水污染控制实验和大气污染控制实验合并为环境工程实验，作为一门独立开设的实验课。

目前，国内高等院校在环境工程实验教学改革方面的主要研究成果有：（1）在教学中增加综合性、设计性实验内容，将教师的科研内容转化为实验，培养学生动手能力、创新能力和独立解决问题的能力。（2）开放实验室，改革实验考核方式，建立实习基地等，搭建学生学习和锻炼的平台，培养学生活学活用基本知识的能力和创新能力。（3）运用多媒体技术提高实验教学效果[1，4～6]。但环境工程实验教学仍然存在不足：（1）在实验内容的安排上侧重于加深和提高学生对基本理论知识的理解，忽略了对学生工程意识和工程能力的培养。（2）实验项目单一，项目之间的知识联系不紧密，无法使学生形成系统的专业知识。（3）实验项目与工程实践脱节，无法适应卓越工程师教育的需要。我校环境工程实验课程，在教学内容、实验项目、教学方法与手段、指导教师的工程背景等方面亦存在亟待改革的问题。

2 改革思路与目标

结合我校环境工程实验教学存在的问题以及卓越工程师教育对工科专业人才的培养目要求，我校环境工程实验教学改革的总体思路和目标如下：

（1）优化环境工程实验课程内容体系，培养学生系统、全面的专业实验技能。

（2）科学合理地设置实验项目，注重培养学生的工程意识和工程项目的运营管理能力，满足卓越工程师教育的要求。

（3）提高指导教师的工程教育能力，满足卓越工程师教育对实验教学教师的要求。

（4）改革教学方法，提高教学质量。

3 改革的主要内容

3.1 优化教学内容，合理设计实验项目

以培养学生的工程观和实践能力为目标，优化教学内容。在课程体系的优化和实验项目的设置上重点考虑以下三个方面：

（1）教学内容系统化，培养学生全面的专业实验技能。

原有的《环境工程实验》教学时数为24学时，共开设6个实验项目，其中5个项目是水污染控制方面的实验，只有1个项目是大气污染控制工程实验。为了培养学生系统、全面的专业实验技能，使实验内容覆盖水、气、固三个方面，现将教学时数由原来的24学时调整为32学时。增加污泥的浓缩脱水性能实验、生活垃圾厌氧堆肥产气实验、除尘器除尘性能实验、石灰石法烟气脱硫实验，另开设选修实验，实验项目覆盖水、气、固三个方面，通过环境工程实验教学，使学生掌握全面的专业实验技能。

（2）加强项目之间的知识联系，使学生形成系统的专业知识。

以前开设的实验项目是分开进行的，每个实验只验证某一原理或掌握某种单元操作技术，没有考虑项目之间的相互联系，而且废水处理项目所用的原水大都为实验室配置的模拟废水，不同的实验采用的原水也不尽相同。学生做完实验后，只是掌握一个个独立的废水处理操作单元的实验技能，无法将这些项目的前因后果建立联系，也无法将在实验室进行的实验与实际的废水处理过程或工艺进行联系。为此，我们针对化工废水处理中常用的工艺流程：混凝预处理—— 生物处理—— 活性炭吸附深度处理来设计实验项目，实验所用原水为某焦化厂产生的实际工业废水，第一步，进行混凝实验，对废水进行预处理。第二步进行废水的可生化性评价实验，分析该废水是否适合采用生物处理。第三步进行生物处理所用的活性污泥的培养驯化以及活性污泥性能指标的测定实验，判断活性污泥的性能和废水的生物处理效果。最后进行污泥的浓缩脱水实验，对生物处理过程产生的污泥进行处理。通过混凝实验—— 废水的可生化性实验—— 活性污泥性能指标的测定—— 污泥的浓缩脱水四个实验完成了焦化废水的处理全过程，同时使学生理解了这些实验项目之间的内在联系以及在实际废水处理中的应用，有助于学生形成系统的专业知识。

（3）实验项目的选题充分体现“工程性”。

实验内容的安排上改变过去侧重于加深和提高学生对基本理论知识的理解，忽略对学生工程意识和工程能力的培养的弊端，使实验项目的选题充分体现“工程性”，做到一个实验项目就是一套污水处理流程或废气处理流程的模拟，让污水处理站或废气治理车间进实验室，以培养学生的工程意识和工程项目的运营管理能力，满足卓越工程师教育的要求。本实验室拥有废水和废气处理操作单元的模型装置，如吸附塔、混凝反应池、活性污泥曝气池、化工废水废水处理组合装置、烟气脱硫塔等，我们将这些装置充分应用于环境工程实验教学中，让学生在实验室就能看到污水处理站或烟气脱硫车间的运行过程。

3.2 编写体现工程特色的实验讲义

由于环境工程实验涉及水污染控制实验、大气污染控制实验和固体废物处理实验三个模块，每个模块又有很多的单元操作技术，因此，可以开设的实验项目繁多，各高校《环境工程实验》的内容体系差异较大，多数高校基本上都是采用自编讲义。在正式出版的《环境工程实验》教材中，难以找到适合我校《环境工程实验》教学内容体系的教材。为此，我们编制了内容新颖、适于培养学生思维能力、创新能力和工程意识的《环境工程实验》讲义。在教材编制过程中，在现有的实验教材基本遵循的“实验原理—仪器设备—实验步骤—数据处理”的模式基础上，增加前言部分，在前言明确本实验的工程意义。在前言中除了介绍该污染物处理技术的原理等基础知识之外，还说明该处理单元适用于处理哪些行业的废水或废气？工艺参数是什么？运行效果会受到哪些因素影响等与工程实践密切相关的问题，强调说明本实验取得的实验结果对工程实践的指导意义。学生在进行课前预习时通过阅读教材，可以清楚地了解实验中运用的各种处理单元的经济技术指标、工艺参数、运行控制等内容，牢固树立工程意识。

3.3 加强实验教师的工程实训，提高教师的工程教育能力

环境工程实验课教师共6人，每位教师具有高学历、高职称，专业知识扎实的优势，但是部分教师缺乏企业实训经历，为了在环境工程实验教学中更好地培养学生的工程观，首先要提高任课教师的工程观和工程实践技能，为此，我们选派了两名教师到企业挂职锻炼，其中1名挂职1年，另一名教师挂职半年，挂职期间作为技术指导参与企业的污水处理设施的改造与调试运行工作，提高指导教师的工程教育能力，满足卓越工程师教育对实践教师的要求。

3.4 改革教学方法

（1）加强实验课前的预习，培养学生的自学能力。

严格要求学生在每次实验之前认真预习，并写出预习报告。为避免预习过程流于形式。重点注意以下两个方面：第一，教师要向学生明确指出预习要求，要求通过预习学生应了解本实验所采用的污染物处理单元技术适用于处理哪些行业的废水或废气？工艺参数是什么？运行效果会受到哪些因素影响？实验所用设备的性能和操作方法；本实验取得的实验结果对指导工程实践有何意义？通过预习要思考每一步为什么要这样做，如果不这样做，结果会怎样？要对讲义中列出的思考题进行解答。第二，教师要在实验开始前检查学生的预习效果。比如，通过实验前的提问了解学生的预习情况，并根据学生回答的情况进行讲评并记入平时成绩，促进学生主动预习。通过强化预习环节，不仅使学生了解与本实验项目相关的背景知识，还可领悟设计一个实验方案的思路，大大提高了学生的自学能力和实验教学质量。

（2）强化实验操作，培养学生的实践技能。

实验操作过程是培养学生实验技能的重要环节，因此，在实验教学过程中，教师要积极引导、启发学生独立思考、大胆探索、自己搭建实验装置、独立操作实验设备。如，离子交换实验中，教师提供高位液槽、蠕动泵、玻璃柱、离子交换树脂等实验材料，让学生自己动手，塔建离子交换装置、独立进行交换和淋洗操作，在实验过程中遇到问题，鼓励学生利用已学过的基础知识分析原因并独立解决问题。通过实验操作，发挥学生在实验中的积极性和主动性，使学生的独立操作能力和解决实际问题的能力得到提高。

（3）改革实验报告模式，培养学生逻辑思维和科技写作能力。

实验报告，是学生对整个实验进行的总结，也是教师检验学生实验效果的重要依据。传统的实验报告内容基本上是：实验的目的—— 实验内容—— 实验步骤—— 实验结论，这种固定格式在一定程度上限制了学生的思维。为了提高学生实验报告的质量，提高学生的逻辑思维和分析归纳能力，要求学生采取写科技论文的方式来撰写实验报告，报告内容包括综述、实验方案、实验仪器与设备、实验数据与数据处理、实验结果与讨论、实验结论。通过撰写报告的综述、实验结果与讨论、实验结论等环节，可以提高学生的文献检索和阅读能力、逻辑思维能力以及科技论文的写作能力，为毕业论文的撰写以及走上工作岗位后撰写技术报告打下扎实的基础。

（4）建立科学合理的考核体系。

合理的考核方式不仅能有效地反映学生对实验的掌握程度，还是激励学生积极认真进行实验的有效措施。因此，不能仅仅以期末考核成绩或实验报告成绩作为学生的考评成绩，而要对课前预习、课堂操作、实验报告、期末考核等各个环节进行全面考核。预习环节的考核主要依据预习报告的质量和课堂回答问题情况；课堂操作的考核主要依据实验方案设计的合理性、操作的正确性与规范性以及实验任务的完成情况等；实验报告成绩的评定主要根据实验报告中原始数据记录的规范性、实验结果的准确性、数据处理的正确性、对实验结果分析与讨论的合理性、实验报告写作的逻辑性等；期末考核采取笔试（或口试）与实际操作相结合的方式，在进行期末实际操作考试时，事先不告诉学生考察内容，学生进入考场后方知考核题目，要求学生在限定的时间内完成操作，主考教师视操作情况客观地给出成绩。这样，平时不认真动手操作的学生不可能考出好成绩，这就迫使学生认真对待实验教学环节。事实证明，改进实验课程考核方法，是提高环境工程实验教学质量的有力措施。

4 结语

为满足“卓越工程师培养计划”对工科专业人才的要求，环境工程实验教学应该在教学内容的安排和实验项目的设置上充分体现工程特色，通过加强实验教师的工程实训，提高教师的工程教育能力来强化对学生的工程实践能力的训练，通过探索新颖的教学方法，建立科学合理的考核评价体系，最大限度地激发学生的学习积极性和创造性，全面提高环境工程实验教学水平。

参考文献

[1] 崔芳.环境工程专业创新实验教学体系改革[J].实验技术与管理，2011，28（2）：139-141.

[2] 张文生，宋克茹.“回归工程”教育理念下实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].西北工业大学学报：社会科学版，2011，31（1）：77-80.

[3] 郭香敏，刘宇.卓越工程师工程意识培养的思路与途径[J].职业技术，2011（9）：125.

[4] 潘杨，黄勇，沈耀良，等.水污染控制工程实验教学改革初探[J].实验科学与技术，2011，9（2）：139-140.

[5] 曾令初，孙连鹏，张再利.环境工程专业实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索，2008，27（3）：89-92.

[6] 刘咏，邹文慧，廖样.“水污染控制工程实验”教学与学生创新能力培养[J].广州化工，2012，40（1）：130-132.

作者：陈芳艳　翟林智　陈海丰　江明珠　王新刚　田园

实验教学改革环境工程论文篇2：

环境工程专业实验教学改革与实践

摘要以北京科技大学环境工程专业实验教学为例，介绍实验内容、实验项目、创新性实验、教学模式、开放实验室、考核与评价等方面的改革，并在实践中取得很好的效果。

关键词环境工程专业；实验教学；开放实验室；教学改革

Reform and Practice of Environmental Engineering Experi-mental Teaching//LYU Lyuzhou， LIN Hai， CHEN Xiuzhi， ZHOU Yuansong， FENG Rui

practice.

Key words environmental engineering； experimental teaching； open laboratory； reform in education

1 前言

环境工程专业作为一个理论性、技术性、实践性很强的专业，实验教学是学生获取新知识的源泉，是知识与能力、理论与实践相结合的关键，是训练技能、培养创新意识的重要手段，是高等院校培养学生过程中的一个重要环节，更是专业教学的重要组成部分，在高等教学体系中占有十分重要的地位[1]。为了实现人才培养目标，北京科技大学开设环境工程基础实验课程，并在近年来对课程进行一系列改革实践，取得一定的效果。

2 确立实验课程在教学中的地位

在人才培养过程中，实验教学是教学活动的一个重要部分。以理论教学为主的教学模式中，实验教学只是一种服务于理论教学的輔助手段，处在次要的、辅助的位置。对比来说，以创新能力培养为导向的教学模式中，着重强调理论学习和实验教学相互配合，二者之间相互促进、相互补充，各有各的独立功能，不可替代[2]。实验教学是实现创新人才培养所需，而理论教学又无法实现的那部分素质培养。总之，实验教学以创新实践能力为培养目标，对教师的教学观念提出更高的要求，要深刻理解实验教学在创新教学中加入的目的和意义，不断进行实验教学革新。

3 实验教学改革方法

环境工程专业实验是对学生进行环境科学实验基本训练和工程能力培养的重要途径，如何构建符合能力培养要求的实验教学模式，是环境工程专业教学改革普遍关注的问题[3-4]。

整合实验内容与方法改革之前，北京科技大学环境工程基础实验由水污染控制、大气污染控制、固体废弃物资源化三门课程的实验组成，是独立开设的一门专业实验课，16学时、一学分，共计10个实验项目（详见表1）。研究方法训练是独立开设的一门专业实验课，32学时、二学分，共有五个关于水净化的实验项目（详见表2）。在部分实验课程的实验项目中出现内容重复的现象，这是由于实验课程的设置之间没有联系。

具体来说，如研究方法训练开设的实验项目“混凝沉降试验”，其研究内容有：混凝剂种类的选择；混凝剂用量；混凝pH值；助凝剂（PAM）类型及用量；混凝搅拌时间，包括混凝剂搅拌时间、助凝剂搅拌时间；混凝搅拌强度，包括混凝剂搅拌强度、助凝剂搅拌强度；混凝沉降时间。研究方法训练实验开设的实验项目“离子交换试验”研究内容有：离子交换剂种类的选择，包括强酸性阳树脂、强碱性阴树脂；离子交换剂用量试验；离子交换作用时间试

验。这就包含了环境工程基础实验开设的实验项目“混凝脱色实验”及“固定床离子交换实验”的内容，重复出现了实验的内容。这样便导致学生对专业知识的学习兴趣变低，对实验课程本身产生厌恶情绪，极大地制约了学生知识面的拓展，产生教学副作用。

为了合理设置实践课程，北京科技大学环境工程专业的部分骨干教师及实验人员分别于2012年和2015年对环境工程专业进行深入调研，重点考察兄弟院校的专业定位与特色、课程体系与课程设置、教育工程专业认证要求与达成度执行、实验课程与实验室建设等情况，之后对实验课程的内容进行增删和更新处理，在经过数次开会研究以及讨论后，重新编写实验指导书，将环境工程基础实验和研究方法训练合并为一门专业实验课，新的实验课程命名为“环境工程专业实验”，教学办法遵循实验教学环节独立设置课程的方法，进行独立考查，单独计算学分。这样彻底改变了传统的实验教学相对于理论教学的被动地位，学生的实验分数由担任此课的教师计入平时成绩而随意性较大的弊端。

增加新的实验项目北京科技大学在20世纪90年代末建设环境工程专业的初期，由于建设资金不足，制约了实验条件，开设的实验项目以验证性实验、演示性实验为主，知识点之间缺乏关联，难以让学生学到系统的专业知识，无法提高创新能力。为实现能够解决复杂的环境工程问题这一培养目标，学校将环境工程实验和研究方法训练两门实验课整合为一门环境工程专业实验，对实验项目做了调整，具体实验项目见表3。

1）去掉部分重复实验，如将环境工程基础实验中的混凝脱色实验和离子交换实验去掉，保留研究方法训练中的混凝沉降试验和离子交换试验。

2）合并类似实验，如固体废物资源化实验中高炉渣制备胶凝材料实验、电镀污泥水泥固化实验和粉煤灰配置混凝土实验之间存在类似的地方，将其合并成铬渣去毒实验。

3）补充实验内容，将一些验证性实验项目升级为设计性、综合性实验。

4）增加新的实验项目，如SBR污水处理实验、吸附法处理含VOC废气、废物热解及其产物热值的测定实验和固体废物产甲烷实验等。

5）开设创新性实验。

增加创新性实验本科生创新性实验项目作为一个训练平台，由学生独立提出设想，设计并实现这个设想，给学生提供一个脱离纯粹书本知识的环境，锻炼学生的交流、协作能力。例如：2016年的创新项目，包括水生植物对重金属钒、砷的富集特性研究，几种生态浮床植物协同生态滤床除磷研究，聚乳酸/淀粉缓释碳源释碳与脱氮性能研究，基于静电材料除尘及等离子杀菌技术的口罩附加品设计研发，地沟油生产新型浮选药剂等；2015年创新项目，包括一种用于农村的生物净水装置，对于农村久置生活饮用水的净化研究，新型净味、节水马桶的研发与设计等；2013年创新项目，包括高炉水淬矿渣制作填充材料的研究，芬顿试剂催化氧化维生素B12废水实验研究，集成含油废水处理装置的研发，尿液无害化过程控制因素研究，氧化石墨烯吸附污水中重金属离子的方法等。

科技创新活动自2006年开展以来，取得显著成绩，其中，2013年学生发表论文45篇，学生为第一作者的25篇；申请和获批专利17项，学生为第一专利申请人的12项；本科生制作实物模型20件；校级以上项目参加国内大赛获奖、软件设计、网站开发等其他创新成果25项。

确立教学模式依据实验难易程度和对学生实验知识、技能的要求，将实验课内容分为三个层次，即基础实验、综合性实验和设计实验、创新性实验。实验课程内容按演示验证性实验、综合性实验、设计性实验三个层次进行安排，形成从基础到前沿、从接受知识到培养能力的实验课程体系。环境工程专业实验改革传统实验教学内容，增设综合性、设计性和研究性实验，突出科学训练和创新精神的培养。实验课成为学生切实掌握并实际运用理论知识解决实际工程技术问题的有效途径。

4 开放实验室

开放实验室让实验教学资源得到充分有效利用，培養了学生的实践能力，切实提高了实验教学质量。北京科技大学实验教学中心现有水污染控制、大气污染控制、固体废物资源化、土壤生态修复、物理污染控制、环境检测等六个实验平台。拥有的仪器设备覆盖面较广，将六个平台的仪器设备融为一体，统一管理，实现资源共享。实验室采用全天候运行机制。全天候运行机制是增强实验教学效果的重要条件，从基础条件建设和制度建设着手推进实验室开放。

首先，实验时间和平台开放，学生自主选择时间到实验室进行知识的预习与回顾。

其次，实验方法、手段、内容全面创新，让学生可以自主选择项目进行实验，实验室尽可能提供条件支持。

环境实验教学中心除完成规定的实习、实验和相关教学实验任务外，面向全校，为科研服务，对社会开放，实现资源共享，避免重复建设。尤其是大型仪器设备，包括寒暑假在内全天候为学生、教师和社会开放。中心的教学资源在教师的科研工作中发挥了重要作用，提高了教师的科研论文质量。同时，科研成果也能及时转化为教学资源，促进实验教学改革，提高教学质量。

5 考核与评价

将学生定位为实验设计者，把每一个具体的实验项目都视为一个载体。经由这样的项目载体，学生不仅可以熟悉基本仪器的使用与操作，而且可以掌握数据采集、处理以及分析方法，实现观察、思维、分析等综合能力的培养。倡导探究性自主学习，加强讨论环节，实验过程和实验数据检查环节加强引导和讨论，培养学生进行探究性实验的思路。在多年实验考核方式改革经验的基础上，改变只凭借实验报告决定实验成绩的旧方法，采用“实验设计（20%）+实验操作（20%）+实验报告（60%）”的综合评定方式，综合评定学生的学期成绩，鼓励学生有自己的想法，有自己的侧重点和特色。

6 结语

随着实验内容的不断改进，优化了实验教学环节，完善了考核评价体系，增强了教学效果。教育改革是一项长期的任务，随着社会的发展、科技的进步，今后还需要更深入地进行实验教学改革，总结教学经验，探索实验教学的新方法、新渠道，为培养新时代的创新型人才而不懈努力。

参考文献

[1]崔芳.环境工程专业创新实验教学体系改革[J].实验技术与管理，2011，28（2）：139-141，144.

[2]方允樟，丁革建，林根金.浅议实验室主任应深入思考的几个实验教改问题[J].实验室研究与探索，2008，27（6）：100-102，147.

[3]肖谷清，王姣亮，谢丹，等.环境工程专业实验课研究型教学探讨[J].中国电力教育，2013（1）：130-131.

[4]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：社会科学版，2012，6（6）：201-203.

[5]张现青，屈二军，陈兰英，等.推进微生物实验教学改革提高学生综合实验素质[J].实验室科学，2008（6）：57-58.

作者：吕绿洲林海陈秀枝周远松冯瑞

实验教学改革环境工程论文篇3：

基于工程教育认证的环境工程专业实验教学改革与实践

摘要：文章依据工程教育认证标准，从实验教学内容、教学方法、考核方式、教师的工程实践能力以及实验室管理五个方面分析了天津理工大学环境工程专业实验教学中存在的问题，进而提出提高实验教学的整体性、教学方式的多样性，实验考核方式的科学性和可评价性、教师实践能力等方面的可行性改革措施，构建了以培养解决复杂工程问题的环境工程专业人才为目标，大气污染控制、水污染控制、固体废物处理和处置为核心内容的认知性、验证性、综合性、设计性、创新性五层次的实验教学体系。

关键词：环境工程;工程教育认证;五层次;实验教学体系

工程教育认证是工程教育学位和工程师执业资格国际互认的基础要求和前提条件，《华盛顿协议》是國际上最具权威和影响力的工程教育学位互认体系[1]，我国于2016年6月成为《华盛顿协议》的正式成员，开展工程教育认证不仅可以提高我国工科专业在国际上的认可度，而且对于提高工科专业人才的培养质量有着重要的指导意义[2-3]。

我国环境工程作为20世纪70年代成立的专业，涉及到化学、材料、生物等多种学科，因此其实验教学内容与其他多数专业相比更为复杂，许多高校对该专业实践教学体系的建设进行了尝试。黄毅[4]基于OBE教育理念构建了多层次、系统化环境工程专业实验教学体系;张玮等人[5]构建了集常规实验教学、设计实训、创新活动三位一体的新型实验教学模式;蓝惠霞等人[6]在充分整合校内外实践教学平台资源的前提下，对实践教学体系的目标、内容具体安排等方面做了全面的探索，大大地改变了以前放羊式的实习模式，较好地提高了时间效果;张洪鑫[7]在高等职业教育前提下提出了教育工作者还需以工作要求为导向确认实训目标，以此确保各项教育教学活动开展的针对性、科学性的建议;东北电力大学的徐小惠等人[8]构建了教学、科研和生产相互渗透、创新与创业能力协同培养的“5+3”实践教育体系。实验教学作为实践教学体系的重要组成部分，在环境工程人才培养中起到了非常重要的作用，本文在前人研究的基础上，基于工程教育认证理念，针对该校环境工程的实验教学存在的问题提出有针对性的措施，其成果也可为其他高校提供借鉴。

一、环境工程实验教学中存在的问题

实验教学是实践教学体系的重要组成部分，是理论知识和实习、实训、科技创新活动的纽带，起到了承上启下的关键作用，根据环境工程专业教育认证对实验教学的要求，本专业实验教学存在的主要问题如下。

（一）实验教学体系中存在的问题

1. 实验整体性差

环境工程培养计划的学科基础课和专业课的实验共开设11门，其中有8门是课内实验，分别是无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、环境工程微生物学、水资源分析与评价、水泵与泵站设计、工程力学，另外3门分析与监测实验、环境工程系统设计、环境工程综合实验为独立设课实验。这种实验课程体系会导致不同课程之间的实验内容相互孤立，整体性差，很难将较复杂的工程问题设计到实验中，有悖于工程教育认证的解决复杂工程问题能力的培养目标。

2. 实验内容安排不合理

在开设的实验课程中，实验内容偏向水污染控制方向，以独立设课的环境工程综合实验为例，其中涉及水污染控制的内容高达80%，而大气污染控制和固体废弃物处理处置的内容不足20学时，与认证标准中的内容要求符合度低，不能达到均衡发展的效果。

3. 实验类型比例不协调

实验类型以观察性和验证性为主，综合与设计型比例明显过少，导致学生实验时处于被动的地位，思考的机会少，不利于培养学生的综合工程能力。

4. 教学方法落后

工程教育认证主要采用成果导向（Outcome Based Education，OBE）教育理念。但是因为课程的实验类型验证性和认知性的比例较高，所以大多数实验课程的教学过程采用教师先讲，学生再做，讲和做分离的教学模式，难以体现OBE的教学理念，学生的独立工作能力得不到提高，教学效率低，教学效果也受到影响。

5. 考核方式单一

课内实验的考核与理论课同时进行，根据实验课时的数量在期末试卷以5%～10%比例考核，根本无法体现实验的培养目标及实验技能的培训效果;单独设课的实验同样是以闭卷考试的形式进行，过程性的考核只占期末成绩的一部分，虽然部分考察了学生在实验具体操作中的各项能力，但是仍然存在科学性、客观性差的问题。

（二）教师方面

教师的工程实践能力偏低。专业教师绝大多数具有博士学位，博士毕业后直接进入高校任教，在学术研究方面的能力毋庸置疑，但是缺少企业环境工程实践的经验，导致实验内容的设计与实践脱节，对于提高学生解决实际环境工程问题能力的效果不够显著。

（三）实验室管理方面

课程体系内的实验要求在实验课规定的时间完成，实验室的使用和管理采用传统的模式，仅在实验课期间开放，与《工程教育认证标准》中的“教室、实验室及设备使得学生能够方便地使用”要求不符。

二、基于工程教育认证的实验教学改革措施

（一）改革的思路

基于工程教育认证的理念，以培养解决复杂工程问题的环境工程专业人才为目标，构建以大气污染控制、水污染控制、固体废弃物处理和处置为主的认知性、验证性、综合性、设计性、创新性五层次的实验教学体系。

实验课程考核基于OBE的理念从重结果轻过程向全过程多元化评价转变，关注学生实验的全过程，全面考核学生实验的整体情况，这样才能保证考核的客观性与公正性[9]。

（二）实验教学改革措施

针对以上问题，我们对本专业实验课程体系从内容、类型、考核等方面进行了调整。具体措施如下。

1. 实验体系改革及构建

（1）调整开设方式，整合内容，提高系统性

将原来的工程制图、电工与电子技术C课程由原来的公共基础课调整为学科基础课，仍以课内实验的方式进行。

四大化学中的实验全部以独立设课的方式进行。

学科基础课和专业课必修部分实验全部以独立设课的方式开课，将环境工程微生物学、水资源分析与评价、分析与监测实验、环境工程系统设计、环境工程综合实验课程的内容整合为环境工程微生物学、环工综合原理、环境工程基础、环境工程计算机辅助设计和环境工程综合实验课程。

增加了部分专业选修课实验，主要是以计算机软件编程内容为主。

改革后的培养计划中实验课程及课时安排见图1，形成了学科基础和专业课实验两大模块，学科基础实验中又分为两部分，基础技能训练实验和专业技能训练实验。专业课实验的必修部分基本能完成本专业的培养目标，而选修实验要求相对较高，学生可根据自己的基础和兴趣选择。

（2）提高实验内容安排的合理性

从实验内容的安排以基础课——专业基础课——专业课——拓展为主线，水污染、大气污染、固体废弃物处理处置能力协调发展为原则。比如环境工程原理课程实验内容包括环境工程所涉及到的吸收、精馏、过滤等工艺过程;环境工程基础实验课程包括水质分析监测、大气环境监测、固废样品处理及污染物含量测定、大型仪器分析等内容，除实验学时有所增加外，对水、气和固废三部分比例进行了协调。

专业选修的内容将环境工程与现代信息技术相融合，充分体现了实验内容的先进性和前瞻性，为提高学生的创新能力提供平台。

（3）大幅提高设计性和综合性实验比例

为切实培养解决实际工程问题的能力，在实验内容设置方面，均要求任课老师以实例为参考，结合环境工程设计及自身污染控制研究课题，增加综合性实验项目和开放性的设计性实验，提高实验结果的可变性，提高学生兴趣。

经过以上的调整，构建了大气污染控制、水污染控制、固体废弃物处理和处置为核心内容的认知性、验证性、综合性、设计性、创新性五层次的实验教学体系（图2）。

2. 实验教学方式改革

英国著名教育家怀特海说过：“自我发展才是最有价值的智力发展。”根据不同类型的实验采用不同的以学生为中心的教学方式，真正地让学生从实践中受益。

比如一些验证性的实验可以采取与现代教育技术相融合的方式，轻松地实现从教师讲解向学生自我学习转变[10]。应用计算机实验仿真系统可以让学生清晰地理解实验的全过程，不懂的地方教师再加以重点讲解，既能够体现以学生为中心的教学理念，更能够提高学生的参与感、成就感和获得感。

3. 实验教学考核方式改革

独立设课实验课程取消期末闭卷考试，采用过程性考核方式，并结合工程教育认证中的基本要求之一，即可评价性，根据每门实验课程的特点，初步形成单个实验的评分标准。以环境工程综合实验课程为例，评分项目分为课堂表现（20%）、原始数据（30%）、数据处理结论（40%）和报告格式（10%）四个部分（详见表1），比较客观地反应了整个实验过程中学生的总体表现情况。而该门课程的总成绩为全部实验的加权平均分，實验项目的权重可根据学时或实验类型计算。

（三）教师工程实践能力的培养措施

1. 借助企业特派员制度，加强产学研基地的建设，提高教师的工程实践能力

每年派专业教师深入企业将科研成果应用于工程实践中，一方面可能达到帮助企业解决环境工程方面的技术难题，另一方面将实践中遇到的问题作为新的研究课题，达到共赢的效果，企业提高生产效益，教师提高实践能力，学生从中获益。

2. 加强传帮带制度，培养高素质的实验教师队伍

环境工程专业有专业教师18人，企业和行业兼职教师7人，其中正高级专职教师5人，占教师总数的 28%;副高级职称教师占33%;具有博士学位的教师占78%，还有专职实验教师7人。每门课程的实验教学均由实践经验丰富的教师和新授课或新入职的教师相结合的方式，促进本专业实验教学工作稳步开展，是培养高素质师资队伍的有效手段。

（四）实验室管理模式改革措施

1. 建立开放实验室制度

创新性实验一般会综合运用多种实验方法和多项实验内容，因此不能局限于课时，应给于学生在实验时间和空间上足够的自由。建立开放实验室制度是解决以上问题的最佳途径，当然也给任课教师的工作提出了更高的要求。在开放实验室里，允许学生以小组的形式完成实验的设计、准备和实施的一系列过程，非常有利于全面提高学生解决复杂工程问题的能力。

2. 完善實验室管理制度与监控体系，切实做好实验教学保障工作

为保证开放实验室制度的实施，确保各类仪器正常安全的使用，尤其是大型仪器设备的完好率和利用率，学院完善了各种管理措施，包括实验室房间责任制、大型仪器使用管理制度等。为进一步提高实验室管理的先进性和实效性，建立了24小时的实验室监控体系，及时发现问题解决问题，为实验室的安全运行提供技术支持。

三、结束语

本文在对环境工程专业实验教学体系充分调研的基础上，结合工程教育认证的要求，深入分析了存在的问题，从实验教学体系的构建、实验教学方法、考核方式、教师工程实践能力和实验室管理五个方面提出了切实可行的改革措施，为培养学生解决环境工程领域复杂问题的能力提供保障。

参考文献：

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[2]潘晓亮，谢世坤，旷虚波，等.工程教育认证标准对“工程材料”课程教学的引领与改革思考[J].教育教学论坛，2018（51）：104-106.

[3]荆妙蕾.适应工程教育专业认证标准的课程教学设计思考[J].纺织服装教育，2018，33（3）：173-176.

[4]黄毅.多层次、系统化环境工程专业实验教学体系构建[J].广州化工，2021，49（11）：161-162+184.

[5]张玮，詹燕，王静，等.构建应用型环境工程专业实践教学体系的研究[J].广州化工，2021，49（20）：138-139.

[6]蓝惠霞，张恒，王晓红，等.环境工程校企合作实验实训平台的构建与实践教学体系的创新[J].黑龙江造纸，2015，43（3）：48-50.

[7]张洪鑫.环境工程专业创新实践教学体系的构建与实现[J].产业创新研究，2020（19）：184-185.