時間:2022-12-14 21:03:35
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇環境工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
生的培養目標及現狀近年來,我校環境科學與工程學院充分依托學院“環境科學與工程”湖北省重點(特色)學科、“礦區重金屬污染防治與資源化”湖北省協同創新中心、“礦區環境污染控制與修復”湖北省重點實驗室、黃石市環境工程省級生產力促進中心等省級優勢科研平臺和持有的國家環境影響評價、環境工程設計等資質,按照培養“面向環保行業、服務區域經濟、注重工程實踐”環境工程專業人才的科學定位,以培養應用型環境工程高級技術人才為目標,以服務地方經濟為根本,將環境工程的產、學、研有機結合,努力建立注重創新意識、創業精神和實踐能力的全日制專業學位碩士研究生培養模式。目前,我校與武漢大學、武漢理工大學等重點高校及武漢工程大學等省屬地方高校開展了環境工程專業學位碩士研究生的聯合培養工作。截至2014年3月,我校已聯合培養環境工程專業學位碩士研究生7人,其中已畢業4人,在讀3人,碩士畢業生受到社會的一致好評。
2我校環境工程專業學位碩士研究
生聯合培養模式的探索我校聯合培養碩士研究生分為2個階段完成。第1階段為碩士研究生第1年在招生單位修完規定的專業基礎課。此階段將為碩士研究生提供系統的專業理論課程學習,為后續開展本領域的應用基礎研究奠定基礎。第2階段為碩士研究生到我校開展畢業論文的相關工作。此階段實行雙導師制,以我校兼職碩士研究生導師培養為主,雙方共同指導碩士研究生完成學位論文。碩士研究生通過2個階段的學習,既發揮了招生單位理論教育的優勢,又充分利用了我校服務地方的科研和實踐平臺,以地方需求為依托共同培養碩士研究生。在第2階段的培養過程中,堅持以當地經濟社會發展進程中生態環境建設需求為導向,以碩士研究生職業需求為目標,全面提升碩士研究生的專業實踐應用能力和科研創新能力,將人才培養和項目緊密結合,強調理論與實踐相結合,注重多渠道協同創新。這一階段將突出項目案例剖析和實踐研究,靈活運用團隊指導、現場調研、室內實驗研究、模擬訓練等方法,著重培養學生研究實際問題的意識和能力。在具體的碩士研究生培養過程中,始終堅持“項目帶科研、科研促工程、工程促培養”的應用型環境工程專業碩士研究生培養原則,通過參與項目和解決實際問題來提高專業學位碩士研究生的創新能力和實踐應用能力。其中,與武漢理工大學聯合培養的專業碩士研究生殷斌結合黃石市磁湖水污染控制工程實際,開展磁湖底泥重金屬污染生態風險評價,對底泥資源化過程中重金屬的溶出規律進行了相關研究,該課題獲得了湖北省高等學校優秀中青年科技創新團隊項目和湖北省水利科研重點項目資助。
在聯合培養碩士研究生的過程中,我校環境科學與工程學院建立以碩士研究生導師為主導的科研團隊,從而解決了學院教授—青年教師科研團隊項目開展、碩士生—本科生—專科生3個層次學生培養和高中低年級“傳幫帶”中的難題。在碩士研究生導師的科研項目背景下,青年教師校級創新團隊帶領碩士研究生指導本科、專科學生積極參與各項科研活動。此外,通過聘請“楚天學者”等高層次人才的方式,與外單位合作,充分利用外單位的科研條件和師資力量培養碩士研究生。其中,與武漢理工大學聯合培養的專業碩士研究生劉瑋玲聯合中國科學院地球環境研究所,根據當前黃石市大氣環境的實際,率先開展了黃石地區大氣微細顆粒物中碳氣溶膠污染來源解析研究,為下一步黃石市大氣顆粒物污染源成分譜的建立和大氣污染防治工作奠定了良好的基礎。這樣既提高了碩士研究生的創新意識和實踐能力,也提升了青年教師的學術水平和服務區域經濟社會發展的能力。經過幾年的努力,我校環境科學與工程學院專業學位碩士研究生的培養取得了一些階段性的成果,但同時也面臨一些急需解決的問題。這主要是由于我校聯合培養專業碩士研究生學科較分散、規模較小,且我校又缺乏系統和專門的管理培養體系,導致出現培養方式單一、學術氛圍淡化、學術社團活動缺失、專業導師隊伍偏少、項目研究經費不足等問題。
3我校環境工程專業碩士研究生聯合培養的主要對策
我校環境工程專業碩士研究生聯合培養的主要對策如下:
1)科學合理定位,構建應用型研究生培養模式。
由于專業學位教育要凸現職業性和實踐性的特點,傳統的學術型碩士研究生培養模式將難以適應專業學位碩士研究生的培養需求。除了制定符合應用型專業學位碩士研究生人才培養方案的課時和學分之外,更應該使科研實踐環節目標考核機制具有指導性和可操作性。實踐環節的實施,可通過提前進合培養導師課題組、到重點科研院所短期交流、到相關企業實習等方式,構建全程化、多層次的綜合實踐能力培養模式,以彌補課程學習中科研實踐環節的不足。
2)加強導師隊伍建設,完善導師遴選和管理制度。
應用型高水平碩士研究生的培養,離不開高水平的導師隊伍,在通過重點實驗室、協同創新中心等省級重點科研平臺吸引和鞏固高水平人才隊伍的同時,應與招生單位碩士研究生導師資格要求保持一致,逐步完善校內兼職導師遴選制度,形成一支年齡結構合理、職稱比例合理并擁有豐富服務地方經濟社會發展經驗的導師隊伍。只有建立完善、規范的遴選機制和相應高水平的導師隊伍,碩士研究生的培養才能真正實現量和質的雙重飛躍。例如,我校在積極籌建院士工作站、引進楚天學者等高層次人才的同時,利用多種渠道資助青年教師到國內外高水平科研機構訪問學習和交流,并定期開展與本地企事業單位的相互交流。
3)加強協同合作,建立開放型碩士研究生培養模式。
除利用自身已有的科研平臺和師資力量之外,還可組建包括高校、研究所和企業在內的協同創新中心,這種開放式合作方式為聯合培養專業學位碩士研究生提供了更廣闊的學術視野和科研實踐平臺。以相關企事業單位的需求為目標,以項目牽引合作,在生產實際中解決急需的技術難關,既能有效地利用校外科研單位的科研資源,又能加強各單位間的學術交流,有助于提高碩士研究生的學術水平和科研實踐能力。通過這種開放式合作方式使專業學位碩士研究生的培養實現了圍繞服務地方經濟社會發展的“教學+科研+生產+開發”培養模式。例如,與武漢工程大學聯合培養的碩士研究生王振根據磁湖水體富營養化較嚴重的環境問題,用曝氣生物濾池亞硝酸型生物脫氮技術實現水體脫氮,其研究成果已申請發明專利1項。
4)營造良好的學術氛圍,完善學術監管機制。
地方高校長期以教學為主導,學術監管機制不完善。作為地方高校,應建立與招生單位的長期溝通機制和聯合培養碩士研究生的管理辦法,將聯合培養研究生納入雙方學校的統一管理,并通過開展各種學術交流活動和建立科研激勵機制來調動碩士研究生的學習積極性,提升學校的學術氛圍,同時通過招生單位和聯合培養單位導師的相互配合,加強對碩士研究生思想品質、學術道德等方面的引導,將其貫穿于聯合培養過程的各個環節,如研究方案的制定、實驗及實踐效果的監督、開題報告和中期報告的考核、學位論文的檢查、畢業答辯的預評審等,使學生能夠自覺遵守學術道德規范、抵御學術不端行為。
4結束語
學生在學習本門課程之前,主要學習了數學、物理和基礎化學等課程,專業課程學習尚未展開,所以學生對環境工程專業學習微生物目的缺乏認識,在他們思想上有一種根深蒂固的想法,即解決環境問題必須用化學的方法。同時,環境中存在的微生物是由于其個體微小,用肉眼觀測不到,需要抽象思維去理解,學生容易感覺枯燥乏味,且離日常生活較遠,難以激發學生學習興趣,尤其是基礎理論部分更是如此。針對這種情況,可在相關章節引入專業應用及日常生活實例,使學生有更為形象的認識,以激發學生學習興趣。比如緒論課可聯系生活及專業中的具體實例,強調微生物的無處不在及與人類生活息息相關的特性。同時還要重點介紹微生物在環境污染治理中所發揮的作用,強調學好該門課程是順利學習其他專業課的重要保障,也是今后從事環境工作的必備武器。這樣才能激發學生的學習興趣和對求知的渴望,更好地體會微生物的內涵和重要性。從而變被動學習為主動學習,主動地去學習、探究、發現,好的開端有利于學生對后續內容的學習。可介紹我國2003年由SARS病毒引發“非典”,2009年遍布全球的甲型H1N1流感病毒,近幾年來的流感病毒變種H5N9,及2014年在西非肆虐、沒有任何疫苗和針對性治療方式的埃博拉病毒,由各種病毒引起的禽流感、手足口病等;講到細菌和真菌(霉菌、酵母菌)時,可先聯系微生物對人類有益的一面,如由酵母茵、霉菌等發酵生產的食品,如釀酒、制醋、酸奶、泡菜、醬油、豆瓣、醪糟、豆腐乳等,以及由霉菌或放線菌發酵生產的抗生素,如青霉素、鏈霉素等對人類的巨大貢獻。在介紹細菌的生長曲線時可結合各生長階段在污水生物處理中的應用進行講解。在介紹微生物生態時可結合氧化塘的應用幫助同學理解藻菌共生的關系。同時還可以活性污泥法為例對其中的微生物相關問題進行深入介紹,使學生對微生物原理、工藝特征、運行過程易出現的問題等有全面的了解,從而提高學生解決實際問題的能力。在專業應用介紹的同時可介紹一些食品和衣物的霉爛變質、食品保鮮等生活小常識,讓學生感到,學了這些知識,不僅對專業有用,而且對自己的日常生活、身體健康都有幫助,從而提高學習興趣和主動性。
2教學形式多樣化,調動學習積極性
教學過程中根據所授課程內容采用不同形式。對于基礎性知識的教學,以教師講解為主,適當的留出內容讓學生自己去理解或閱讀有關的參考書,培養自學能力。在講課中,教師要啟發學生積極思維,有些問題要讓學生自己去思考,去尋找答案。在此基礎上,要安排一定的時間,讓學生在課堂上對所提出問題進行討論,由學生討論解答。討論是激發學生思維與創造力的重要手段,學生必須學會在討論中學習。這樣既能加深學生對書本知識的理解,便于培養學生的表達能力、思維能力、辯論能力、分析問題和解決問題的能力。在環境工程微生物學課程中,結合N、P元素在自然界的遷移轉化,以人工濕地為具體實例,讓同學們通過查閱相關文獻,分組講解人工濕地不同處理工藝及各工藝不同反應階段中N、P元素的轉化及涉及的微生物類型。通過這種形式在教師或學生主持下在教師與學生之間或學生與學生之間通過討論、爭論、辯論來學習知識,一方面加深了同學們對相關知識的掌握,另一方面也鍛煉了同學的表達能力,調動了學習積極性。
3不斷完善多媒體,充分利用網絡資源
微生物是肉眼看不見,在顯微鏡下卻呈現出一幅非常生動而有趣的圖象。采用多媒體課件,可大大提高教學效率和效果。增加課堂教學信息量尤其在講解微生物的形態結構和污染處理工藝流程等方面具有傳統教學手段無可比擬的優勢。在授課過程中充分利用計算機網絡收集各種相關資料,如文字、圖片、照片。影像、視頻資料等,以及根據實際教學需要自行攝影、實況錄像等采集資料,以形成傳統教學方法難以實現的微生物形態結構污染代謝原理、污染物處理工藝流程、實驗操作演示等聲像豐富,直觀的多媒體課件,將微生物世界逼真地展現出來把抽象性的闡述性的教學內容轉變為生動形象的感性素材。
為學生創設多樣化的學習情境。例如以大腸桿菌T系噬菌體為例講解病毒繁殖過程、革蘭氏染色方法、培養基的制備、活性污泥中生物相觀察、污水生物處理工藝的運行等內容可采用教學錄像、動態仿真系統等現代教育技術,取得很好的教學效果。在授課過程中,講到相關微生物在環境治理的應用時,讓學生利用網絡資源查閱相關資料,以小論文的形式提交作業,這樣即發揮了學生的主觀能動性和創造性又可以使學生了解學科最新研究成果及前沿信息。科最新研究成果及前沿信息。為加深學生對專業基礎課的學習。可利用課余時間,帶領學生到污水處理廠和固體廢物生物填埋場進行參觀實習,設身處地的深入了解工藝。任課教師也要利用課余時間到垃圾填埋場,城市污水處理廠、工廠企業等了解工程應用情況,找到理論與實踐的結合點。并在教學中用生動的工程實例講述概念。例如,在講解廢水生物處理原理、固體廢棄物的生物處理時穿插大量的工程實例。說明相關理論是怎樣從實際中抽象出來的,又是怎樣回到實際中去解釋或解決問題的。只有找到了理論的應用場合,才能稱真正的理解或掌握了這個理論,培養了學生解決實際問題的能力。在授課過程中將工程實踐中的最新案例及時傳達給學生使之多了解與本專業實際工作環節相關的知識也是有效提高學生興趣性的手段之一。學生感受到所學的知識與實際相關,具有重要的應用價值,才能提高學習的積極性和主動性。
4優化實驗教學內容,培養學生創新能力
環境工程微生物學是一門實踐性很強的學科,實驗是教學的重要環節,其教學時間能否保證,實驗課程結構是否科學,是保證教學效果和質量,培養創新人才,以適應現展對人才需要的關鍵。微生物實驗教學,可培養學生的探索精神和實踐能力。在微生物實驗中要將組織實驗,強化基本技能訓練。根據環境工程微生物學特點,可將相關實驗設計為一個或幾個連續性實驗。通過綜合性實驗(如飲用水中細菌總數及景觀水體中大腸菌群的測定),使學生將學到的實驗基本技能系統地綜合應用到實驗中,并鞏固基本技能。這樣,既能提高學生對實驗的興趣,又能促使他們將所學的理論知識聯系起來,從而加深對微生物的認識,促使學生認真完成好每一個實驗步驟。在實驗過程中,許多基本操作可反復進行,能使學生熟煉掌握基本操作技巧。在講授實驗課時,重點講述實驗成功的關鍵和歷屆同學易出現的問題。另外,我們還布置了實驗設計的大作業(高效多環芳烴降解菌的篩選),培養學生獨立思考和創新能力。在實驗報告完成中,分析與討論部分是很重要的內容,通過對實驗問題和結果的分析、討論,可加強學生對理論知識的理解,大大提高學生分析問題和解決問題的能力。
5結語
1.畢業設計內容較為單一,題目重復率高。
目前高校環境工程專業畢業設計所采用的模式基本是先由指導教師列出題目,再由學生進行選擇。然而由于有些教師手中掌握的工程技術資料有限,所指導學生數量又多,選題經常是使用多年的陳舊課題,有的甚至幾年都用一樣的題目,缺乏創新,重復率高。另外,由于不同高校的學科特色不同,環境工程專業的研究重點也各有差異,有些高校畢業設計題目主要集中在水處理方面,而大氣、土壤和固廢方面的設計題目相對較少;有些高校側重于固廢及土壤方面的研究,大氣及水處理方面研究相對較少。這就導致了畢業設計課題不夠全面,難以體現專業特色。
2.學生對畢業設計不夠重視,投入精力不足。
目前大部分高校的培養方案中把畢業設計安排在最后一個學期,而這一學期,又是畢業生找工作的關鍵時期。在高校擴招的總體趨勢下,近幾年來畢業生數量連年創新高,導致學生的就業壓力逐年增加,在激烈的市場競爭下,學生們不得不花費大量的時間精力在擇業就業上。同時,一部分學生選擇繼續深造,將主要精力放在了研究生復試及一些其他考試上。而學校經常把就業率和考研率作為衡量一個專業建設好壞的重要指標,導致部分學生對畢業設計的重視程度和精力投入不夠。很多學生認為自己找到了工作單位,畢業設計已經無關緊要了,應付心態嚴重。有些同學經常是東拼西湊,草草完成畢業設計,其結果就是使畢業設計流于形式,難以達到鍛煉學生分析解決問題的能力和培養綜合素質的效果。
3.師資缺乏,配套設施不足。
有些院校平均每位教師要指導十多名學生的畢業設計。很多教師除了指導畢業設計外,還要完成繁重的課堂教學任務和其他科研任務,所以指導教師根本不可能對每個學生都做到面面俱到的監督和指導。這就造成了一些學生的松懈,從而影響畢業設計的質量。同時,一些帶畢業論文的教師通常需要學生進行幾個月的實驗研究,由于學校實驗設備比較陳舊,一些設備出現了老化和故障,嚴重影響了實驗的進度和實驗結果的準確性,進而影響畢業論文的質量。
4.畢業設計評定流于形式化。
畢業設計教學環節通常包括選題、開題報告、中期檢查和畢業答辯等。學生的畢業設計成績主要取決于答辯成績。而學生畢業答辯一般安排在學生離校前幾天,所以答辯中即便發現一些問題,學生也不會再多花時間去修改。答辯組對于學生的評分,最低只給到及格,一般不會給學生不及格,答辯過程形式大于內容。這就使得學生們從思想上到行動上都對畢業設計不夠重視。
5.畢業設計經費支撐不足。
目前多數高校普遍存在經費不足的問題。由于多數畢業設計的題目均為陳舊的課題,并無直接的經費支撐,同時學校針對畢業設計提供的專項經費數量有限,進一步限制了設計資料及試驗條件等方面的支持,從而影響學生畢業設計實際針對性,難以保證質量。
二、環境工程專業畢業設計改革建議
1.廣泛收集資料,豐富畢業設計選題。
科學合理地確定畢業設計選題,是保證畢業設計水平的先決條件。從選題內容上,根據環境工程專業的特點,畢業論文應涵蓋水污染控制工程、大氣污染控制工程、土壤污染控制工程、生態工程及環境質量評價等各個方面。從選題方式上,畢業設計選題應與學生擇業方向相結合,與科研和工程項目相結合,與企業相結合,以學生自由選題為主,結合學生自己的興趣、特長及今后從事工作的需要自主選題。
2.靈活安排畢業設計時間,加強與學生間的互動。
針對畢業設計時間安排在學生時間精力均不足的第八學期的問題,可以改變畢業設計的固定組織形式,靈活利用時間來組織畢業設計。例如可以考慮把畢業設計分兩個學期進行:不考研的學生在第七學期進行,考研的學生在第八學期進行。部分學生也可在第五和第六學期通過參與教師的科研課題或開放實驗,提前完成畢業設計。這種方式就避免了畢業設計時間集中以及每位老師短時間內所帶學生較多的問題。另外,畢業設計是學生將四年的知識積累運用到實際應用中的一個過程,需要學生們細心地分析選題,進行資料調研,運用所學知識尋找解決問題的方法,這個過程需要教師精心的指導,因此師生間的互動非常關鍵。指導教師應該根據每個學生的具體情況,每周對學生進行指導,并在畢業設計過程中不定期檢查學生設計的進展,及時發現學生的問題,并進行指導,保證學生高質量地完成設計。
3.加大教學投入,提高教師的專業技術水平。
學校應為保障學生畢業設計的質量投入更多的教學設備,將機房和實驗室較大程度地向學生開放,以保證學生有足夠的時間完成實驗和設計。另外還應對指導畢業設計的教師進行培訓和考核,提高教師的專業技術水平,努力打造一支既有專業知識,又懂輔助技術,同時善于聯系實際的優秀教師隊伍。
4.加強管理,改革畢業設計的考核方式。
雖然在畢業設計的各個環節都有相應的管理措施,但在實際實施中常流于形式。要加強畢業設計的管理,首先要進行學風教育,使學生認識到畢業設計的重要性。最重要的是要嚴把答辯關,要嚴格答辯程序,避免答辯走過場的現場。對于達不到要求的設計,堅決不給予通過,營造良好的學風。同時,改革畢業設計的考核方式,研究制定科學高效的評分機制,對于平時設計過程中不按時完成各項任務的學生可給予相應的減分,提高指導教師打分的比例。
三、結語
1.參與的效果甚微
相關的部門讓公眾參與評價的方法一般為調查問卷的方式,這種方式存在很多問題,比如相關的部門在建設工程以前未做好宣傳工作,公眾對環境工程一無所知,且部分公眾受到文化程度的限制,他們不了解調查問卷里的專有名詞,所以根本無法有效的參與的問題。
2.參與的內容片面
相關的部門用調查問卷的方式讓公眾參與影響評價,然而這些問卷的內容是被相關的部門預設的,公眾能表達自己意見的渠道不多。相關的部門了解公眾的意見時,往往也僅僅將調查問卷的數據統計一下,看看數據的結果。
3.參與的結果滯后
部分相關的部門在開展環境工程的時候,沒有事先的做好工程宣傳,沒有在工程開始以前詢問公眾的意見;在工程開展的過程中,相關的部門沒有向公眾詳細的說明工程開展的情況,也沒有做好與公眾的溝通;只有在工程完成以后,相關的部門才形式化的發放一下調查問卷,形式化的讓公眾參與影響評價。這種方法使公眾即使參與影響評價,環境工程的開展情況也幾乎成定局。
二、我國環境工程影響評價中公眾參與措施
1.吸收國外的經驗,擴大公眾參與的范圍
國外先進的國家做環境工程時,非常重視公眾的意見,他們調查公眾的意見時,會根據公處居住住的范圍、公眾的年齡、公眾的性別、公眾受教育的程度等情況做科學的模型評估,然后選取一個最能代表公眾意見的范圍人群讓公眾參與影響評價。他們相關的部門有時還會以座談會等方式與各類社會群體近距離的溝通。國內要做好公眾參與影響評價,就要吸收國外的經驗,用科學的方法選取參與影響評價的人群。
2.利用網絡的渠道,擴大環境工程的宣傳
目前的社會正在向信息化的方向發展,未來公眾將能從計算機、移動設備中接受各種信息。相關的部門要建設專門的環境工程網站,然后定期的公布與環境工程相關的信息。比如相關的部門要在工程開展以前要公布環境工程的意向、在環境工程開展的過程中要做好財務、技術方面的公布工作;在環境工程完成以后要公布與質量相關的信息、相關的部門只有做好環境工程的宣傳,才能打好環境工程公眾參與評價的基礎。
3.開辟參與的平臺,廣泛收集公眾的意見
相關的部門要用多種方法收集公眾的意見。以網絡的渠道來說,相關的部門可用發放網絡調查問卷的方式收集公眾的意見、用開設專門論壇的方式收集公眾的意見、用開設微博的方式收集公眾的意見。以實體的方式來說,相關的部門要定期用座談會、新聞訪談節目等方式收集公眾的意見。
4.公布公眾的意見,透明影響評價的成果
1農村能源生態環境工程設計方法
農村能源生態工程設計的過程通常是尋找生態環境工程的最佳適應性對策。在農村能源生態環境工程中需要嚴格地遵循“整體、協調、循環、再生”的原則,建設能源生態環境工程的目的在于促進農村能源建設和農業的和諧發展,提高農村能源的利用率,實現農村能源和農業的可持續發展。在生態工程的設計中需要確定系統規模和控制的等級,對于能源工程調控的等級越高,控制的范圍越廣,這種控制屬于宏觀控制,情況比較復雜,調控的精度較低。如果控制的等級較低,調控范圍比較小,就屬于微觀調控,調控的效果受到一定限制。通過能源生態工程的系統分析,找出農村能源生態經濟存在的主要問題以及農村生態工程建設的約束條件。農村能源生態工程模式設計的核心是方案設計,通過方案設計可以改善能源生態工程的結構,調整資源利用的方式,合理配置農村能源利用的技術。優化能源設計方案可以促使農村能源生態工程建設和農業的協調發展,促使農業能源利用體系的良性循環。
2農村能源生態環境工程模式
2.1“豬—沼氣—農作物”能源生態工程
“豬—沼氣—農作物”能源生態工程模式在農村比較常見,通常是以單個的養豬農戶為單位,在豬舍的附近建立沼氣池,并且在農村附近有數量比較多的果園或茶園。這種模式的工藝流程通常是養豬農戶在豬舍附近建立沼氣池,使豬的糞便以及污水流入到沼氣池中,并在沼氣池中放入一些植物的秸稈,經過一段時間的發酵,沼氣池就會產生沼氣,農戶通過在家安裝相應的凈化設備之后,沼氣就可以用于生活。需要注意的是,經過一段時間之后,沼液和沼渣需要更換才能夠確保沼氣的供應。因此,對于沼液和沼渣的處理,通常是用作果園和茶園的肥料使用。這種模式可以將糞便和污水經過沼氣的發酵進行無害化和減量化處理,它可以將沼渣和沼液當作有機肥使用,促進了資源的合理利用而且實現了零污染。“豬—沼氣—農作物”能源生態工程模式大大降低了運行成本,非常適合在農村地區使用。
2.2“器—氣—池”生態家園工程“器—氣—池”生態家園工程
通常是以村為單位的,這種生物工程模式通常是指在每戶農民的房頂安裝太陽能熱水器,農戶使用沼氣做飯,并且需要建立生活污水沼氣凈化池。這種模式可以把太陽能、生活污水以及沼氣結合起來,給農戶帶來清潔的能源,提高能源的利用率,另外對于生活污水的處理,可以改善農村居民的生活環境,提高農民的生活質量。
2.3規模化畜禽養殖場能源環境工程
規模化畜禽養殖場能源環境工程通常是以規模巨大的畜禽養殖場為單位的,需要建立和養殖場規模相當的沼氣工程,這樣才能夠確保養殖場的糞便和污水得到及時的處理。規模化畜禽養殖場能源環境工程通常采用的工藝流程是把畜禽類的糞便污水進行固體與液體相分離,對于糞便可以進行深入的加工成為肥料或者是有機肥。對于污水流入到沼氣池中,采用厭氧發酵技術進行處理,之后可以產生大量的沼氣,沼氣可以輸送到儲氣柜中,供農戶使用。而對于沼液的處理,一方面可以直接作為肥料使用,另一方面可以經過好氧曝氣池的處理,促使沼液達到標準,之后進行排放。這種工程模式采用了固液相分離的處理技術,可以讓污水的濃度大大降低。在處理污水的時候采用了厭氧發酵技術、好氧處理技術、AF技術、穩定塘、氧化溝等技術相結合的工藝,這樣可以促使污水得到進一步的處理,減少污水對水利以及農田的污染。這種模式運作成本低,并且可以促使畜禽養殖場的資源得到合理的利用。對于規模化畜禽養殖場能源環境工程的建立需要因地制宜,而且工程選址比較適宜選擇存在自然落差的地方,這樣可以減少工程造價以及工程運作的費用。另外,如果在畜禽養殖場附近有農田、果園等,可以在工程中考慮沼液的綜合利用,而沼氣通常被農村居民利用。
作者:陳艷單位:浙江省杭州市農村能源辦公室
一實驗室的建設目標和發展方向
我校環境工程實驗室的建設目標是能夠充分滿足本專業、本院的本科教學、研究生教學和科研的需要。實驗室實行學院、系兩級管理。學院負責實驗室的硬件建設并提供實驗室正常運轉、維修及更新改造的費用;環境工程系負責實驗室人才隊伍和軟件建設,以及實驗室的日常運行和管理工作。為了讓新的環境工程實驗室更好的服務于三峽大學和社會,需要從以下三個方面來加強和完善實驗室的建設。
1加強實驗技術人員隊伍的建設
實驗技術人員隊伍的建設是實驗室建設的核心問題。實驗技術人員隊伍的水平決定了實驗室的水平。硬件設備可以快速的備齊,但是實驗技術人員的培養卻不是一朝一夕能完成,而是一個長期的過程。目前,環境工程實驗室的專業技術人員只有1人,屬于高級實驗師。一個人既要為本科生準備各種實驗,還要管理實驗室,精力更本不夠,需要引進更多試驗技術人員。當然,為了解燃眉之急,還可以鼓勵環境工程系的老師兼職做實驗老師。通常,實驗課由相應的理論課老師負責。這樣既可以減少實驗技術人員的負擔,有助于精簡實驗室的人員編制,還可以避免理論教學與實踐教學脫節。將兩者結合起來也有助于教師隊伍業務素質的培養和業務能力的提高。除了引進實驗技術人才,還可以加強對現有的實驗人員或其他老師的培訓,比如參加各種培訓或學術交流,使他們及時了解先進儀器設備的發展動態和學科前沿技術,及時更新知識結構,不斷提高業務水平。另一方面,由于實驗室技術人員一直被認為是“教輔”人員,他們的待遇也一直不如理論課教師,這樣使得多數人不愿意做實驗員,或者不愿意盡心做好這份工作。因此,我校應該完善實驗人員的考核制度,提高他們的地位和福利待遇,讓他們都能安心做好各自的工作。
2加強實驗室儀器設備的建設和管理
儀器設備及其他硬件設施是實驗室發展的基礎。新建的實驗室雖然明顯增加了空間,但是現有的儀器設備顯然不能滿足要求。因此,將來必須加大環境工程實驗室儀器設備更新和升級的投入,淘汰一些太老的儀器,并維修一些還可以用的壞儀器。同時,有針對性的增加部分大型儀器,以滿足更多的需求,比如氣相色譜、液相色譜和離子色譜等常用的水質分析儀。目前,實驗室的大型儀器只有去年剛買的原子吸收光譜儀。另外,環境工程實驗室還可以借助掛靠在我院的三峽庫區生態環境教育部工程研究中心的先進儀器。這樣既可以快速地提高環境工程實驗室的水平,也有助于提高工程中心的儀器使用率。學院原本計劃建立一個分析測試中心,把學院所有的大型儀器集中放在一起,由專人看管,方便全院師生使用。我覺得這是一個很好的方式,可最大化的利用各個儀器。以前,各個儀器都是在某一個老師的實驗室,主要是個人用,導致儀器的利用率不高,而其他老師要用卻很不方便。現在很多好的高校都是把很多大型儀器集中起來,建立分析測試中心,面向全校師生服務,還可以對外開放創收。環境實驗室儀器種類多,而且多數儀器是各門實驗課都需要。因此,有必要建立相應的管理體系。首先,需要建立網絡管理平臺,對實驗室所有的藥品和儀器設備的詳細信息進行統計并分類,并在網上對學校教師和學生公開,方便查詢。各個儀器旁邊放置相應的操作流程說明,對于一些大型儀器,需要專人管理,不允許學生單獨操作。對于負責大型儀器管理的實驗員必須參加過該儀器的操作培訓,能夠熟練操作該儀器。對于大型儀器,應該有相應的登記本,記錄每個人用過的時間和儀器狀態。另外,對于實驗室的各種儀器、設備外借,應有規范的手續,借用和歸還時都應檢查儀器是否完好,并做好登記,明確責任。對于損壞的儀器設備要及時維修,每年定期報廢達到使用年限、無法正常使用的儀器設備。
3完善實驗室的各項規章制度
由于目前的環境工程實驗室面積小、實驗人員少,服務的學生也相對少,實驗室的管理還沒有形成完備的規章制度。但是,隨著新實驗室規模的加大以及將來學生的擴招,需要建立新的實驗室管理制度。實驗室的規章制度在推進實驗室現代化建設和科學管理方面起了重要作用。為了規范管理,保證實驗室的正常運轉,必須制定詳細的實驗室管理辦法。通常,實驗室的規章制度應包括:實驗室工作條例、管理條例、實驗室工作人員職責、學生實驗守則、化學品管理辦法、實驗儀器設備使用與管理辦法以及安全與衛生制度。實驗室的工作人員和使用實驗室的人員必須遵守實驗室的各項規章制度,才能保證實驗室的正常運行。實驗室的規章制度必須從實際出發,具有相對的穩定性和連續性,既要有原則性又要有適度的靈活性。一個完善的實驗室規章制度,既要有明確的管理對象、管理任務、管理內容和管理辦法,還要明確責任監督和獎罰辦法。完善的實驗室規章制度有助于實驗室的良好運行,可以更好的服務于教學和科研。
二結束語
隨著新實驗大樓的建設,實驗室面積增大,以及每年新增部分的儀器設備和將來學生擴招,環境工程實驗室必須改變現在缺乏實驗人員和管理混亂的狀況,加強實驗室的建設和完善。環境工程實驗室建設與管理是一門系統工程,只有做好了實驗技術隊伍的建設、設備的建設和實驗室的管理等工作,環境工程實驗室才能科學、高效地和可持續的發展,為我校環境工程專業人才的培養和學校其它相近專業的發展提供有力保障。
作者:唐次來高婷單位:三峽大學
環境工程專業實驗教學主要包括水污染控制工程、環境監測、環境工程微生物以及環境儀器分析等實驗內容,在實驗教學中,以能力培養為核心,不斷更新符合人才培養要求的實驗項目,同時將教師的科研項目引入實驗教學中,構建“專業特色-專業交叉-個性發展”三大實驗平臺,采用“基礎實驗-研究實驗-創新實驗”培養模式與之相對應,重組實驗教學體系,優化課程或課群結構,實現系統、專業實驗技能訓練。在基礎實驗教學部分,不斷對實驗課進行改革,在驗證性實驗基礎上,增開設計性和綜合性實驗,與本專業的特色相結合,如“光催化氧化處理染料”以及“紡織廢水的生物降解”等試驗充分體現了本專業在輕紡污染治理方面的特性。激發學生學習積極性,使學生了解科學研究工作的艱辛,更重要的是使學生初步掌握科學研究方法、科研論文撰寫方法和培養其嚴肅認真、實事求是的科研作風。在研究實驗部分,充分利用相關學科、科技創新平臺和科研條件,將科研成果和實驗教學相結合,使最新的科研成果用于實驗教學之中。同時,開設的實驗項目與社會需求的實際結合緊密,這樣在實驗過程中不僅能夠培養學生的創新精神,提高學生的實踐能力,并且還可以為把學生培養成復合型人才奠定堅實的基礎。如“染料廢水處理”和“催化劑的制備”等試驗均來源于教師的科研項目,而“絮凝劑制備”和“含氰廢水處理”均來源于實際需求。在創新實驗部分,進一步完善實驗教學新體系,穩步提高教學水平,改進實驗方案和手段,加大創新型實驗教學項目,使更多學生參與創新實踐活動,突顯學生在開發性實驗中的主動地位,讓學生親身感受、理解知識的產生和發展過程,給學生提供更大的創造性實驗的空間。如“汽車尾氣對道路綠化植物生理生化影響”和“城市固體廢棄物成分分析及資源化利用研究”等項目均參加了“挑戰杯”等大學生科技創新大賽,獲得了較好的成果。
二實驗教學方法和手段
革新知識經濟時代,要求培養的是高素質、寬厚基礎與獲取新知能力的人才,目前實驗教學方法中“抱著走”及“照方抓藥”的教學方法脫離實際,與素質教育極不相稱。因此注重對實驗教學方法的改革,建立“以學生為主,教師為輔”的實驗教學模式,培養學生形成自主式、合作式、研究式的學習方式。在實驗教學過程中,讓學生主動參與設計和準備實驗,特別是一些綜合性實驗,教師給學生一些啟發性指導,避免學生養成坐享其成的習慣。對于綜合性和設計性實驗,實施“方案設計-實驗探索-合作討論-撰寫報告-考核評價”教學方法。方案設計:學生提前將綜合設計實驗的題目、實驗設計方案和所需要的儀器設備及實驗耗材等提交給指導教師。經共同討論修改合格后,進入下一步工作;實驗探索:學生按照討論修改的方案進行實驗,教師根據學生實驗進展情況及時給予指導;合作討論:綜合設計實驗結束后以班級或小組為單位進行交流與總結,共同提高;撰寫報告:實驗報告按要求提交電子版。優秀的實驗報告可在實驗中心網站上;考核評價:制定綜合設計實驗成績評定標準細則,包括查閱資料、方案設計、實驗方法、實驗操作、實驗結果、協作精神、實驗安排、創新內容、演示效果和實驗報告等部分。對于驗證性實驗,在進行每一個實驗教學的過程中,都會對實驗項目進行詳細講解,加深學生對本實驗項目的理解,提高實驗興趣。教師在講解完之后,學生以小組的形式獨立進行實驗過程,鼓勵學生之間組成團隊協作進行實驗,以培養學生進行自主學習和合作學習的能力。在完成實驗基本要求之后,教師再鼓勵學生進行深層次的探索,將實驗原理推廣應用到實際工程中去,并設計出詳細的方案,進而培養學生進行研究式學習的能力。
三實驗教學特色
1構建完備實驗教學體系
將實驗教學與理論教學互相呼應、互相配合,讓學生在理論知識和動手操作能力上得到同步提高。教師在教學中注重引導和鼓勵學生發揮自我學習和創新的能力,形成學生在實驗課堂內外均得到鍛煉的局面。與各相關企業建立廣泛密切聯系,構建學校實驗教學與社會實踐相結合的教學體系。
2以人為本,個性化培養
通過整合和改進實驗課程教學內容,開展靈活多樣實驗教學模式,將講授型、個別輔導型和設計研究型等新的實驗教學模式相結合。使學生系統掌握實驗基礎知識,增強他們的實際動手和操作能力。同時,通過先進的設備和不斷更新的技術和教學素材,實現師生之間的交互式教學,提高知識的綜合運用能力。
3以開放性實驗為載體
1內容和與側重點
“物料與能量衡算”、“微觀過程解析”和“變化速率的數學表達”三部分內容是環境工程中分析問題的基本方法,方法論教學基本上圍繞這三方面進行。其中“物料與能量衡算”應是重點,因為衡算方法是環境問題分析的基本工具,方法背后所體現的衡算思維模式應該是每個環境專業技術人才必備的基本素養。在環境學科,“物料與能量衡算”方法是最基本但也是最強大的工具,是許多環境行業開展技術工作的必備方法。首先,各種污染物控制工程的設計計算中,污染物及其他相關物料的衡算通常是整個過程的第一步,如好氧生物處理工藝設計時,氧氣供應與消耗的衡算等;其次,環境咨詢行業:環境影響評價、清潔生產審核、節能審核中涉及的水平衡、能源平衡、有毒有害原輔材料平衡等都是“物料與能量衡算”范疇,是這些咨詢評價工作非常重要的步驟與內容組成,衡算結果是給予評價結論的重要依據;而環境管理與監督中,各項生產過程中節能減排量核定及廢棄物偷排的認定等,都可以依據某種關鍵物料的衡算進行,如燃煤電廠煙氣脫硫量的核定,主要手段就是對煤中的硫進行衡算。
2方法論教學目標的明確與側重
方法論教學可以在穿插在相應技術原理部分的教學過程中進行,但在教學時應明確:相應的思維方式培養與建立也是該部分的教學目標之一。在專業課程教學過程中,對于具體的、有形的知識點的掌握,如環境工程原理的各種方程或規律,往往成為首要的教學目標。環境工程3種方法體系中的“物料與能量衡算”部分,“質量衡算”通常被總結為輸入、輸出、轉化和積累量之間的計算方程,及在此基礎上推導出不同情況下的衡算方程式,“能量衡算”同樣也有類似的計算方程模式,環境工程原理教學過程中很容易將這些方程式作為要求學生掌握的知識點,而學生對此部分內容的學習,也經常會認為掌握這些方程就夠了。具體方程的掌握對于使用“物料與能量衡算”的方法解決問題固然重要,但僅僅掌握這些方程,只能解決常規的問題,如:環境影響評價中的水平衡、能量平衡等已經有使用先例的情況。對于未有過使用先例的新問題,若不能意識到可用此方法來解決,即便把所有方程都爛熟于心也沒有用,而后者則需要學生建立起衡算的思維,有了衡算的思維方式,遇到相關問題時,才能夠較敏捷地意識到可用其中涉及的物質或能量的衡算來解決問題。對于學生來說,理解與掌握環境工程原理課程所涉及的各種基本技術方程,需要有較好的高等數學、物理及化學的基礎,已經屬于學習的難點,在此基礎上還要掌握其背后的方法,無疑更增加了教學和學習的難度。特別是目前專業課學時普遍被縮短形勢下,要達到雙重教學目標,可能需要教學能力較強的老師,及領悟能力較高的學生。這種情況下,教師通過對技術原理知識體系深入淺出的講解,將所涉及的方法融匯其中,在潛移默化中,領悟能力強的學生既能將相關的知識點掌握,也能領會其背后的方法體系,進而形成自己的思維方法。但對于許多時候來說,并不是一個普遍的情況,因此,教學目標設定上面臨一個優先序及取舍問題。環境工程原理3種方法體系中,“物料與能量衡算”,可將衡算思維方式培養作為首要教學目標,而其中涉及的各種衡算方程的掌握作為次要教學目標。只要學生能建立起衡算的思維方式,各種衡算方程也就較易被推導出來,不用刻意去掌握。涉及到“微觀過程解析”和“變化速率的數學表達”2種方法的各種技術原理分析及方程,往往學習和掌握起來比較困難,教學時先側重這些技術原理等知識掌握,思維方式的培養作為輔助目標。
3通過案例教學強化學生的思維方式
與環境工程原理知識點比較,方法論更加抽象,如何把這些抽象的東西具體化,讓學生體會和領悟是達到教學目標的關鍵。案例教學是比較好的手段,特別是在衡算思維方式培養方面。要達到好的教學效果,案例選擇是關鍵。首先應選擇涉及的過程比較容易理解同時又可以提起同學興趣的案例。案例因為比較貼近日常生活,很容易提起同學討論的興趣,還可以有更多角度提問,如:要保證甲醛不超標,排風扇換氣量應設計為多少?只能允許多少人吸煙?或使用空氣清新劑的話其對甲醛轉化速率應達到多少等等,都是學生很感興趣的,愿意積極思考討論。此案例因為比較貼近日常生活,很容易提起同學討論的興趣,這個案例還可以有更多角度提問,如:要保證甲醛不超標,排風扇換氣量應設計為多少?只能允許多少人吸煙?或使用空氣清新劑的話其對甲醛轉化速率應達到多少等等,都是學生很感興趣的,愿意積極思考討論。
4其他
環境工程原理課程中,除了上述提到的3種方法體系外,還有一些小的解決問題的技巧,教學過程中也可以為學生進行總結,如:以相同效果為衡量的等當量處理方法(利用當量長度表征管件阻力損失和當量厚度濾餅層表征過濾介質的阻力);及非充分條件下的求解使用的試錯法(沉降速度計算的試差法)等。
5結語
總之,環境工程原理課程中涉及了多種環境問題解決的方法,在教學過程中注意培養學生對這些方法運用和掌握,不但有利于學生學習技術原理知識,也有助于培養他們分析解決環境問題的能力,為環境行業創新性人才的培養提供支撐。
作者:種云霄 余光偉 黃榮 單位:華南農業大學資源環境學院
采用微生物來凈化工業以及生活污水成本最低,而且非常簡單,凈化效果非常出色,具體有下面幾種方法:
1厭氧處理法
厭氧微生物可以在無氧環境下生存,那么將這些微生物置入廢水中,就能夠讓廢水中存在的有機物分解成CO2和CH4等物質。具體過程大概經過三個步驟:第一,水解發酵。這個環節主要是廢水中的有機物在厭氧微生物的作用下被分解成較為簡單的有機物,比如纖維物質在厭氧菌的作用下轉化成蛋白質以及糖類等,然后再進一步轉換成脂類以及氨基酸等物質,接著進行轉換就能夠轉變成脂肪酸和甘油等物質。接著添加一些產酸菌,就能夠將這些物質進一步轉換成乙酸、丁酸以及醇類物質。參與這些發酵活動的微生物包括了擬桿菌屬、真細菌以及雙歧桿菌等厭氧微生物。第二,轉化成乙酸或者氫氣環節。這主要是利用產氫產酸菌將第一階段中間衍生物如丙酸和丁酸和各種醇類等進行轉換,形成乙酸和氫氣,同時伴隨二氧化碳氣體產生。第三,轉化成甲烷。在這個階段主要是運用產甲烷菌將第二階段生成的乙酸、氫氣以及二氧化碳進行發酵反應轉化成甲烷。其具體的處理方法包括了厭氧接觸法、升流式厭氧污泥層反應器以及生物膜等方法。
2好氧處理法
這種方法就是將好氧微生物放置在擁有大量氧環境下,使之快速繁殖,然后通過好氧微生物對污水中的有機物進行氧化分解,從而轉化成二氧化碳以及水和硝酸鹽等物質,這樣就能夠實現對污水的凈化。目前這種方法比較簡單,而且靈活性較強,比如有活性污泥法以及生物轉盤法等。
二對固體垃圾進行微生物發酵
轉化成肥料對于固體垃圾的處理,可以在這些固體廢物中置入大量的嗜熱的微生物以及硝化細菌、纖維分解微生物等,然后再為這些微生物的快速生長提供一定的環境,并能夠促進微生物反饋回路的形成。比如對于部分中溫微生物,如果溫度升高或者不能夠適應該種微生物生長時,就能夠變成負反饋機制,此時會抑制微生物的生長,然后嗜熱微生物的在高熱環境下活性增強,于是又再次形成正反饋回路,也就是高溫微生物的數量快速增長會讓溫度出現升高,但是如果溫度上升到一定程度,同樣也會對嗜熱菌構成負面影響,于是嗜熱菌的數量增長就會變緩,最終讓這個溫度保持在一定范圍之內。根據最新對不同微生物的研究表明,白腐真菌能夠很好的分解含苯有毒污染物,所以注意這類真菌的培養則能夠很好的分解固體垃圾。
三運用微生物對廢氣進行凈化
微生物也能夠對廢氣進行凈化,對此第一,要對廢氣進行液相轉換,然后通過液相環境置入微生物從而實現對廢氣進行降解,其中產生的代謝物則能夠進入到液相環境中,部分可以作為細胞代謝能源,另一部分比如二氧化碳被析出。比如通過微生物凈化二甲苯就可以在室溫環境下進行,其中廢氣含有二甲苯的濃度達到了每立方米為250mg~2500mg之間,氣流量則為每小時100L~400L,廢氣在空塔中的時間為28s~83s,該塔的阻力將為12.8Pa~40.9Pa之間,根據實驗結果得出,該生物膜填料塔在處理含有二甲苯的廢氣具有良好的效果,總有效去除率達到了90%以上。
四固定化微生物處理技術的應用
一、課例單元基本情況介紹
《環境工程學》課程是環境類本科院校環境科學專業的核心課程,通常開設在第六學年,授課對象是三年級環境科學專業的學生,此前學生學習了《環境學概論》等基礎課程,具備了環境學的基礎知識,對工程設計接觸較少但卻充滿興趣。本課例設計內容節選自高等教育出版社“十一五”國家級規劃教材,本節課程為環境工程學第二篇“大氣污染控制工程”的核心教學內容,旋風除塵是主要的顆粒物控制工藝之一。教學目標包括知識目標:認識旋風除塵設計參數的含義和正確應用;能力目標:能正確計算、合理設計旋風除塵器;情感目標:培養嚴謹的學習態度、強化合作意識、提高學生的學習積極性。目標立足于學生對旋風除塵器設計各重要參數的認識和設計,培養其應用信息技術自主學習的能力和提高學習的積極性。教學重點是旋風除塵器各部分尺寸比例、壓力降、捕集效率;難點是學生能熟練的完成旋風除塵器的設計及選型。為了達到教學目標,突破重點、難點,課題制作小組采用理實一體化的教學方法,基于創新意識與實踐能力對課例單元進行信息化教學設計。
二、創作思路
除塵工藝設計課的教學內容枯燥、計算煩瑣、講述內容較多,學生的興趣很難被調動,講授法效果較差,因此本著“教師為主導,學生為主體,理論與實踐相結合”的原則,對本節課采用任務驅動法、理論實踐一體化教學、啟發式教學法、發現法、討論法、對照講解法等教學方法相結合的方法,以啟發式為主導,利用動畫對照講解,觀看實物照片,檢索工藝設計國家標準,學生采取自主學習、合作學習、探究學習的方式,完成簡單旋風除塵器設計的任務,充分調動學生的認識趣味,豐富空間想象力,將復雜的問題清晰化。在教學中采取自主學習策略、運用專業技術指南等引導學生自主完成旋風除塵工藝的設計及計算過程,培養學生形成咨詢計劃實施檢驗的設計能力。
三、設計內容介紹
(一)布置任務
任務驅動法課堂教學的特點就是教師一上課就布置課堂任務,本課例任務為:設計簡單旋風除塵器。根據已知參數,計算和選擇相應尺寸、除塵效率等。用提問、設問、反問的形式進行師生互動,能為學生提供體驗實踐的情境和感悟問題的情境,圍繞任務展開學習,以任務的完成檢驗和總結學習過程,改變學習狀態,使學生主動探究、實踐、思考。
(二)復習回顧知識點
要完成以上課堂任務,必須用到之前所學的基礎理論知識,教師通過視頻和圖片,生動展現旋風除塵的原理,影響除塵效率的因素以及相應的設計參數,包括顆粒的分離直徑、半分離直徑dc、捕集效率等。生動逼真的網絡動畫資源應用到課堂教學,既能直觀地回顧所學知識,更能加深學生的印象,提高學習興趣。
(三)使用網絡資源實例導入課程主題
教師繼續播放信息化教學資源,利用視頻短片“沖泡茶葉”、“神奇拖把”這些生活常見的現象來設問:視頻中的現象源于什么原理?輔以大量圖片資源,教師加以提示。通過生活中的實例引出旋風除塵如何達到除塵的目的。
(四)任務實施
分組教學,每5人為一組,組長負責,相互提問、討論、分工計算和選型。教師負責解釋疑難問題,掌握學生對本堂課的了解程度。學生討論,尋找疑難確定繪圖重點。教師根據學生實施過程分組解答遇見的困難和問題,達到學中做、做中學的教學目的。
(五)課程評價
針對重點和難點完成所布置的任務,學生自檢:完成檢驗評分表的填寫,學生各組內開展互評。評估本次教學的效果:教師對各個小組的作品進行歸納總結、評定,指出不足之處,對優秀小組進行表揚,對相應有進步的學生進行鼓勵,肯定他們的勞動成果。
(六)布置作業
課后作業兩道題,分別為一道簡答和一道計算,從而鞏固新知識。
(七)課后拓展
教師提供為學生收集羅列若干個環境類的相關網站,拓寬學生的知識面,鼓勵學生課后查閱網絡相關的知識和新聞。
(八)時間分配
課程復習5分鐘,導入新課5分鐘,布置任務5分鐘,任務實施45分鐘,學生自評5分鐘,教師評價10分鐘,布置作業5分鐘。
四、特色介紹
本課例采用信息化教學設計,但又積極突破傳統方法,延伸教學時間,這樣不僅改善了枯燥的教學過程,又增長了學生的創新與實踐能力,信息技術的有效運用貫穿教學始終,突破了教學中的重點及難點問題。采用“任務驅動策略”,能使能力與知識點學習相結合。鼓勵學生對課后學習的延伸,充分利用網絡資源,拓展課程教學的空間。《環境工程學》是高校環境科學與環境工程專業的核心課程之一,它主要研究運用工程技術和有關學科的原理和方法,研究環境污染綜合防治的方法和措施,以及利用系統工程的方法。通過該門課程的教學,不僅要讓學生在學習環境學基本知識和理論的基礎上對環境科學領域有較全面的認識,還要培養學生對本專業的熱愛,激發他們對后續專業課程的學習興趣,堅定他們專業學習的信心。學生創新意識和實踐能力的培養是在學生豐富多彩的自主活動中實現的,不是外界強加于學生的。從這個角度看,教學過程應該多利用任務驅動或理實一體化,設計課堂學生的活動,給學生提供適宜的活動目標和活動對象,以及為達到創新意識培養目標所需的課堂情境。通過以學生為主體、教師為主導的課堂實踐活動,促進他們的參與精神、創新意識、實踐能力及多方面素質的整體提高。課堂教學過程要以學生為主體,是以學生實踐能力、自主學習為基礎的互動和開放的課堂;以激發學生主動實踐、主動思考、主動探索、主動創造為基本特征,在任務驅動過程中應注意對任務涉及問題和知識進行研究,有目的的設計提問方式,還可以讓學生帶著這些問題認真思考,給學生進一步探究創新留下拓展的空間,優化思維品質。然后,教師再在課堂上揭示解決技巧和思維方法,這樣不僅能起到一題多練、一題多得的觸類旁通的作用,還容易激活學生的思維,產生強烈的探究意識。只要學生深入研究問題,善于反思和總結,就會有所發現,而且經過自己獨立探索得到的創新思維的結果,我們要予以鼓勵和正確引導,并長期地、自覺地培養這種探究、創新的思維習慣。
五、結論
1環境水處理中超濾膜技術的應用
1.1居民飲用水的凈化
國內經濟的迅速發展,也造成了較為嚴重的水污染,飲用水的有效凈化日益迫切。在使用超濾膜技術對這一類水進行凈化時,會優先將各類病原微生物清除,再進一步過濾水內的多余有機物、有害雜質等成分,極大提高了水質。在實際應用時,對目標水使用混凝沉淀配合超濾膜過濾的方式進行凈化,水體內原有的病原性微生物、多余有機物以及有害雜質均在納米級超濾膜阻隔下,大幅減少,最終得到了質量較佳的飲用水。CASS與超濾膜的組合工藝是對生活污水的進行高度凈化的技術之一,實驗研究表明,這種組合技術能夠實現出水CODCr穩定在30mg/L以及NH3-N最低維持在0.2mg/L且去除率高達90%的凈化效果,使得清潔處理之后的污水能夠直接回收利用。
1.2海水等特殊水的凈化
海水屬于現有含量相對豐富的水資源類型,但海水內的各類有機質及各類無機鹽都缺乏較為妥善的凈化措施,對以海水為代表的一系列特殊水的凈化能夠極為有效的緩解水資源緊缺現狀。以超濾膜技術為代表的一系列反滲透技術在海水凈化領域取得了明顯成效,相比其他技術而言,超濾膜技術所需要的能源及成本造價投入均較低,凈化性能也相對較好。此外,超濾膜能夠有效避免膜在凈化過程中逐漸被水污染的情況,利用其良好的綜合過濾性能,與反滲透技術向結合,能夠有效提高凈化海水水質,表現為使用中空纖維的超濾膜對高污濁度的海水進行直接處理的試驗中,COD的去除率能夠達到60%,膠硅的平均去除率也高達89%左右,并且具有比較小的跨膜壓差,能夠作為反滲透系統的預處理裝置使用。
1.3工業廢水的凈化
工業廢水的種類較多,不同工業類型所排放的工業廢水其成分也會存在區別,因而在對其采用超濾膜技術進行處理時,也存在一定差異,以下選擇食品工業、電鍍工業以及含油廢水三種工業廢水為對象,對其超濾膜處理技術進行分析。食品工業在其加工過程中會排放大量廢水,食品工業廢水的主要成分包括淀粉、乳糖、蛋白質等高分子有機質,在凈化廢水的同時,一定程度上還可以對這部分有幾只進行有效回收,從而將環境效益最大化。電鍍工業因其生產規模較大,因而需要用到的水資源也更多,所排放的廢水量也會相應上升。將超濾膜技術配合反滲透技術,能夠將重金屬工業廢水中的硝酸鹽、鎳以及有機碳等無機物過濾出去,避免給水資源造成更大規模的污染。含油廢水以分散油及浮油為主的工業含油廢水在處理時較為容易,而針對乳化油則缺乏較為妥善的處理措施。利用超濾膜技術對該類型的含油廢水進行處理,可以將乳化油等廢棄油與水徹底分離,從而實現水資源的凈化。實驗研究表明,在工業廢水的處理工作中,將溫度控制在15攝氏度左右、壓強控制在0.1MPa的時候,0.8μm以及50nm的無機陶瓷膜的組合工藝能夠實現比較理想的處理效果,表現為0.8μm的無機膜對COD的去除率為30%~45%,50nm的無機膜的去除率為55%~70%左右。
2結語
綜上所述,環境工程水處理實踐表明,超濾膜技術在實際應用中應該采取有效措施避免因濾膜吸附、沉淀等作用給超濾膜造成污染,在選擇膜類型及與處理措施時也要進行適當調整;在應用超濾膜技術時,應該選擇合理的驅動設備,防止壓力過大給膜造成破壞。此外,還應當加強該技術與反滲透等技術的配合程度,從而提高環境工程水處理的綜合效益。
作者:鄭東梅 單位:秦皇島市同創環保技術工程服務有限公司
一、環境工程制圖與CAD教學改革的必要性
環境工程制圖是環境工程類專業的一門重要技術基礎課,也是環境工程項目實施的基礎。該課程著重于培養學生的形象思維能力、空間想象能力、審美能力、設計表達能力、創新構形能力,具備實踐性較強的特點,所以環境工程制圖課程必須構建以社會需求為導向,以工程技術為主線,以實際工程為背景的教學模式,在教學中重視學生環境工程意識、素質、實踐能力的提高。而CAD繪圖教學作為培養學生環境工程制圖實踐技能的重要途徑,大多數高職院校往往卻沒有處理好兩者之間的關系。部分院校將環境工程制圖與CAD繪圖合并為一門課程,將CAD教學放置工程制圖教學內容之后進行集中講解,受課時限制,學生對計算機繪圖的學習不夠充分,導致教學效果欠佳;部分院校將環境工程制圖與CAD繪圖設置為兩門獨立的課程,雖然兩門課程的課時充裕性得到了保證,但是由于兩者的教學內容存在諸多重復之處,并且銜接內容較多,致使學生在學習兩門課程時無法將制圖知識與計算機輔助設計技術有效結合起來,不利于學生綜合制圖能力的提高。因此,對環境工程制圖與CAD教學進行改革已經突顯其必要性,只有將兩者進行融合性教學才能真正解決工程制圖與CAD技術相脫節的問題。在教學中,教師應當將環境工程制圖視為學習計算機繪圖的知識基礎,將計算機繪圖視為提高環境工程制圖學習成效的重要方法,同時在充分掌握制圖理論知識的基礎上,運用計算機繪圖技術完成大作業,使學生將理論與實踐相結合,提高專業知識實踐應用能力和計算機輔助設計能力,為后續的課程學習奠定堅實基礎。
二、環境工程制圖與CAD教學改革的具體實施策略
教材的選用是環境工程制圖與CAD教學改革的關鍵環節之一。為了確保學生能夠全面掌握基礎知識和專業知識,實現高職教育教學目標,應當根據環境工程制圖要求,自編或合理選用教材。教材內容上要突顯非機械類制圖的特點,涵蓋制圖基本原理、本專業常見工程圖等,并且保證繪圖過程均可利用CAD軟件進行呈現,增強環境工程制圖與計算機繪圖技術結合的緊密性。在教材的編排上要加強制圖基礎、投影理念、構型表達等傳統教學內容,適當削減畫法幾何等陳舊的教學內容,并大幅度增加以計算機三維幾何造型為主的現代先進知識。教材內容的取舍要以環境工程專業特點為根本出發點,在確保基本理論完善的基礎上,增加建筑施工圖、管道施工圖、給排水工程圖等內容,為專業課程學習奠定扎實基礎。通過優化調整教材,使學生在學習中能夠始終處于形的概念中,從小的立體、組合體,延伸到建筑形體,拓展到建筑物、給排水系統和管道系統等,讓學生對環境工程制圖構建起整體輪廓。為了將CAD技術融合于環境工程制圖課程教材中,應當結合環境工程的設計特點,運用實例教學法,重視學生實際操作能力的培養、實踐經驗的積累。