环境科学与工程原理范例

环境科学与工程原理范文1

关键词：学院 与专业 培养环节

中图分类号：G2 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—001—02

学院是指由普通全日制本科高等学校中，按新机制、新模式与社会力量合作举办的本科层次的二级学院。学院的学生有其自身的特点，有不同于母体高校大学生。环境科学与工程专业是2005年出现在学院的全新专业，探索学院环境科学与工程专业教学模式具有重要的现实意义。

1 学院环境科学与工程专业培养环节设置的基本思路

由于学院的学生有其自身的特点，理论基础较为薄弱、动手能力较强、思想活跃、个人为重彰显自我，这些特点将成为学院环境科学与工程专业培养环节设置基本思路考虑的基础。结合学生的特点，将设置专业培养环节定位为应用型、创新型、复合型人才的培养，结合社会经济发展和市场人才需求定位，如图1所示，确定学院环境工程专业培养环节包括环境科学与工程专业理论教学环节、实践教学环节、教师科研环节、学生创新竞赛环节、就业环节五个主要组成内容，以培养学生的专业兴趣和专业技能为目的和出发点，有机关联的同步协调开展，夯实理论基础、强化技能培养、提高教师素质、完善教学手段、拓宽就业领域。将学院的专业教育与用人单位的需求实现无缝对接，从专业培养的诸个环节设置入手，切实实现本质转变。将传统高校理论与实践脱节、教学与学生学习脱节、专业设置与市场人才需求脱节的局面彻底改变，在继承传统高校理论教学基础厚实的前提下，大胆吸收借鉴职业技术教育的实践教学和技能培养的经验，形成学院所特有的厚基础、强技能、敢创新、重应用的特色培养环节。

2 学院环境科学与工程专业理论教学培养环节

为了适应学院专业培养环节的要求，在环境科学与工程专业理论教学培养环节做了优化整合，设置以通识必修和通识选修课程为基础、技能必修和技能选修为手段、专业必修和专业选修为重点的三级理论教学培养模块。在理论教学环节设置时，考虑着重提高技能课程比例、专业课程选修课程细分专业方向、专业选修课程打包形成就业方向。如图2所示，将环境科学与工程专业划分为膜分离与资源再生利用工程、给水排水工程、生态工程三个应用性较强紧贴市场人才需求的专业方向，以市场人才需求和行业发展定位专业方向，改变传统高校以学术科研方向定位专业方向的闭门造车的现象。通过这样的理论教学培养环节，使学院的学生通过有限的精力投入获得扎实的本专业理论基础，并在此基础上结合技能培养理论课程的学习迅速提高技能知识水平，为专业课程学习提高理论和技能的基础保障，从而实现夯实应用型、创新型、复合型人才的理论基础。

3 学院环境科学与工程专业实践教学培养环节

针对学院学生的自身特点以及毕业之后的出路大部分直接就业的状况，结合环境科学与工程专业自身的专业特点，学院环境科学与工程专业培养环节的设置将实践教学提到一个空前重要的高度，认为实践教学与理论教学具有同等重要性，两者是平行并列关系，这彻底扭转了传统高校重理论、轻实践的短板。从学生收获较强的实践技能而非单一的理论知识为出发点，学院环境科学与工程专业实践教学培养环节的设置，强调学生动手实践操作训练。结合借鉴职业技术教育的经验，如图3所示，学院环境科学与工程实践教学环节设置包括：与理论教学环节配套的课程实践环节、实践周教学环节、毕业实习环节、生产实习环节、课程任务和作业环节、暑期社会实践环节、实验课程环节、毕业设计、论文环节。通过这些全方位、多层次、立体交叉的实践教学培养环节，使学院的学生能够在本专业的理论基础支撑下，进行有针对性、科学的实践技能训练，实现理论 与实际、专业与应用、教学与技能提高的同步交叉训练，使学生获得过硬的专业技能和解决问题的工作能力。

4 学院环境科学与工程专业教师科研环节

师资是任何一所高校最重要的资源和教学的根本保障，师资的质量直接影响到学校的教学质量和培养学生的素质。通过加强教师应用型科研项目研究的开展，进一步巩固和提高教师的学术水平和专业素养。以教师的学历教育中的基础理论研究为基础，大力开展与社会经济发展相结合的应用项目研究，可实现学院的科研与社会需求密切无缝对接，并为学院的学生提供较为宽松的、与社会行业接轨的科研学术平台和培养氛围。学院环境科学与工程专业教师科研环节主要围绕三个方面展开：

（1）膜分离与资源再生利用工程方面。结合膜分离技术这一高新技术，利用其分离能耗少、仅需加压操作、无热相变、自动操控的特点，将其应用在污水处理及中水回用、废水中重金属提取、固废中资源回收、航天水处理技术等诸多领域，体现其在资源再生利用方面的价值，为建设集约型、环境友好型社会起到积极推动作用。

（2）给水排水工程方面。。随着我国城市化进程的不断深入，生态环保节能低碳型的建筑和城市规划设计已成为主流，从雨水收集、中水回用、空调冷凝水循环利用、纯净水入户等最新的应用角度出发，利用并创新给水排水工程技术，推动城市化进程绿色环保生态低碳的技术进步。

（3）生态工程方面。建设生态文明型社会是我国经济发展的必由之路，环境保护作为基本国策也被长期实施。生态工程主要基于利用自然环境的生态系统的规律来进行环境建设、环境修复和环境保护。利用园林绿化工程来美化、绿化城市人居环境，并且还可以用生态工程来修复矿山垦区、污染水体、绿化荒山、护坡工程、沙漠绿化等。建立人工自然湿地进行水体水质修复处理，对于大面积水体修复具有重要的贡献，红树林工程对于海岸带生态保护、近海海域水质修复也具有不可替代的作用。

5 学院环境科学与工程专业学生创新竞赛培养环节和就业培养环节

环境科学与工程原理范文2

一、课程内容设置

本课程从环境工程的实际需求出发，结合我校能源与动力专业的特点，通过与环境工程技术实例的紧密结合，对水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置工程等所涉及基本原理进行深入浅出的阐述，注重分析问题和解决问题能力的培养，最后能满足不同环境工程行业的需求。笔者经过数年的教学探索和实践，在教学内容和体系上不断完善，力求顺应时展对人才素质的高要求。我们重点讲解环境工程原理基础和分离过程基础两部分内容，对于反应工程原理部分进行初步介绍。通过该课程的学习，为后续的水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与处置工程等专业课程的开设提供基础。

二“、环境工程原理”理论课程教学

（一）课程教学方法

本课程的教学方法主要有讲授式、问题探究式以及案例式三种类型。在专业课程教学过程中，对于具体的、有形的知识点的掌握，如环境工程原理的各种方程或规律，往往成为首要的教学目标，对于此种基础知识一般以讲授式教学方法为主。其中，绪论的讲授则是决定课程教学成败的关键，绪论讲解中，应让学生正确认识“环境工程原理是研究什么的一门学科”，感受到“生活中处处有环境工程原理”，培养学生对环境工程原理学习的兴趣。其次，引导学生初步掌握环境工程原理学科的结构，激发他们的求知欲。最后，帮助学生正确认识并初步掌握学习环境工程原理的基本方法。在理论教学的每个单元的操作都面临着复杂的实际问题，应用性较强，此时，就可以采取问题探究式的教学方法，在每一节新课开始之前，针对本节内容设置一些问题，特别是与实际生活相关的问题，引导学生进行思考与课堂讨论。让学生知道利用本节课的知识点可以解决类似问题，这能够很好地调动课堂氛围并极大提高学生的求知欲。例如在讲吸附技术的过程中可以介绍常用的吸附剂用于污水的处理效果或者竹炭在净化室内空气质量中的作用。。将“环境工程原理”中的原理或公式所涉及的真实情景经过处理后，形成供学生思考分析的案例，通过研究和相互讨论的方式，来提高学生的分析问题和解决问题的能力的一种方法。。

（二）课程教学手段

环境科学与工程原理范文3

【关键词】环境工程 工程教育专业认证 毕业要求

【中图分类号】G7 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2015）24-0021-02

。为了推进高等院校工程教育质量的提高，开展与国际接轨的工程教育专业认证工作已势在必行。教育部于2007年启动了环境工程专业认证工作，2012年中南大学环境工程专业顺利通过全国工程教育专业认证，有效期三年。时隔三年，我校即将迎来新一轮专业认证工作。根据中国工程教育专业认证标准（2015版）的最新要求，专业认证中“毕业要求”部分从原来的十条扩展为十二条。本文针对新规定的十二条内容，在深入理解认证标准的基础上逐条进行分析，为提高我国环境工程专业认证水平进行有益的探索。

一 对“毕业要求”指标点的理解

第一，工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。

分解指标点为：（1）结合环境系统工程等专业知识，能够将高等数学、线性代数等数学知识运用到复杂工程问题的表述之中；（2）能够运用物理、化学等相关知识掌握复杂工程问题的技术原理；（3）较好地掌握工程制图、环境设备及设计基础等环境工程领域的工程基础，并进行改进；（4）较好地掌握“三废治理”等环境工程领域的专业知识与实践技能，并用以解决复杂的工程问题。

第二，问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。

分解指标点为：（1）针对实际问题选择恰当的物理、化学等相关知识进行推理分析；（2）能够运用数学、物理及化学的相关知识分析复杂环境工程问题，并结合环境领域专业知识对复杂工程问题进行识别、表达与实施；（3）在充分理解和掌握专业知识的基础上，能够运用所学知识开展文献检索和资料查询。

第三，设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

分解指标点为：（1）掌握解决复杂环境工程问题的基础化学知识；（2）掌握解决复杂环境工程问题的专业基础知识；（3）具备环境工程专业所需的设计/开发技能，能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程；（4）能够综合运用理论和技术手段解决实际问题；（5）能够在工程设计中综合考虑社会、健康、安全、法律、文化等因素；（6）培养具有一定创新意识的工程人才。

第四，研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

分解指标点为：（1）结合环境工程原理和专业基础知识，设计实验进行探索和分析讨论，并优化实验技术与工程方案；（2）掌握开展初步工程设计的工程知识，并将其与专业知识结合起来探讨复杂环境工程问题；（3）掌握复杂环境工程实施活动中涉及的重要工程技术指标，研究达到指标的工程技术途径。

第五，使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

分解指标点为：（1）理解工程活动中获取相关信息的必要性与基本方法，能够运用图书馆资源进行文献检索和资料查询；（2）掌握开发、选择、使用恰当的技术和资源，运用现代工程工具和信息技术工具获取专业信息知识解决复杂工程问题的方法。

第六，工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。

分解指标点为：（1）能够运用所学的环境规划与管理、系统工程的知识分析和评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响；（2）理解应承担的责任、具有社会责任感。

第七，环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

分解指标点为：（1）了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、和法律、法规；（2）能正确认识并评价工程实践对客观世界的影响。

第八，职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

分解指标点为：（1）能够不断地提高自身的人文社会科学素养；（2）具备科学的世界观、人生观和价值观；（3）具备责任心和社会责任感，懂法守法；热爱环境保护事业，注重职业道德修养，用人单位评价好并具有一定社会反响。

第九，个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

分解指标点为：（1）能够理解团队合作的意义，能与团队成员有效沟通，用人单位和社会评价好；（2）能够在团队中根据角色要求发挥应起的作用，工作能力得到充分体现。

。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

分解指标点为：（1）能够通过口头或书面方式表达自己的想法，就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流；（2）至少掌握一门外语，对环境工程专业及其相关领域的国际状况有基本的了解，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

第十一，项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

分解指标点为：（1）理解工程活动中涉及的重要工程管理原理与经济决策方法；（2）能够将相关工程管理原理与经济决策方法应用于多学科环境中。

第十二，终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

分解指标点为：（1）对于自我探索和学习的必要性有正确的认识；（2）能够采取适合的方式通过学习发展自身能力，并表现出自我学习和探索的成效。

二 基于指标点分解建立的反馈与调查机制

为实现上述毕业生知识与能力的培养目标，本专业除了通过传统的理论知识传授与实践技能训练等途径外，还建立了一系列反馈与调查机制，保证毕业生达到知识、技能、能力和素质目标。第一，建立毕业反馈机制。针对31位近3年的毕业生，通过校友及用人单位等对其毕业能力的信息反馈来评估学生的毕业能力。评价总结为：本专业毕业生专业基础扎实，吃苦耐劳，爱岗敬业，勤学好问，适应能力强。本专业的许多毕业生在环境保护管理部门和企事业单位已成为部门负责人或技术骨干。可保证“毕业要求”（第八）职业规范、（第九）个人和团队、（第十二）终身学习目标的达成。第二，建立跟踪调查机制。为了解中南大学环境工程毕业生根据角色发挥作用的情况，每年进行社会调查。对毕业生综合素质的评价总结为：本专业毕业生在思想品德、动手实践能力和团队协作能力等方面有较好表现。可保证“毕业要求”（第九）个人和团队、（第十）沟通目标的达成。第三，学院设立冶金与环境论坛，为学生提供国际交流平台。近3年来，共邀请国内外知名教授来学院讲座百余次。据统计每次学生提问参与度达30%，体现了跨文化背景下较好的沟通与交流能力。可保证“毕业要求”（第十）沟通目标的达成。

总的来说，不同高校基于自己的学科特色与专业特点，对“毕业要求”的指标点进行深入的理解与阐释，更能保证学生能力培养目标的达成。以中南大学环境工程专业为例，为适应全国工程教育专业认证的需要，结合本校环境工程专业的定位，将培养目标制定为“培养具有扎实的理工科基础和环境学科专业基础知识，良好的职业素养和宽广的知识视角，既有创新务实精神又有协调沟通能力的环境工程专门技术人才。系统掌握环境污染与防治、环境影响评价与监测、环境规划与管理、环境生态工程等方面的基础理论和专业技能，具备污染防治工程相关工艺和设备的设计与研发能力，能在环保部门、科研院所、工矿企业等从事规划、设计、施工、管理、教学和科研。”为社会经济发展输送所需的环境工程专业技术人才。

参考文献

[1]王玲、盛敏.深化认证标准理解，提升自评工作质量[J].高等工程教育研究，2014（5）：113～118

[2]黄钰铃、周宜红、董晓华.三峡大学环境工程专业建设规划若干思考[J].大众科技，2011（5）：176～178

环境科学与工程原理范文4

关键词：研究型教学；环境工程；实验教学

；王姣亮（1979-），女，湖南益阳人，湖南城市学院化学与环境工程学院，讲师。（湖南 益阳 413000）

基金项目：本文系湖南省教改项目（批准号：湘教通[2011]315 号）、湖南城市学院教改项目（批准号：湘城院发[2010]49号）的研究成果。

中图分类号 ：G2.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0130-02

环境工程专业实验课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，是环境工程专业学生接受系统科学实验方法和技能训练的重要手段，能够培养学生的创新思维、分析和解决实践问题的能力。。学习和研究相结合的研究型教学是指教师通过引发、促进、支持和指导学生的研究型学习活动来完成教学任务的一种教学方法。。笔者以湖南城市学院化学与环境工程学院的环境工程专业实验课为例，围绕面向“化工污染控制”方向的环境工程专业办学特色的研究与实践教改课题，[3]在环境工程专业实验课中开展研究型教学。

一、环境工程专业实验课研究型教学的主要特点

1.强调学生的主动性

在传统实验教学中，教师往往热衷于向学生讲授实验目的、实验原理、实验步骤、实验装置、数据处理方法、实验中注意事项等内容，学生像“机器人”一样照搬教师提供的实验步骤，一步一步操作。学生被动地进行实验，缺乏学习的主动性，由于对实验中的原理和操作缺乏应有的思考，因而在新的情境中不会迁移和灵活运用；研究型教学要求学生在教师创设的情境中主动地去学习、去探索。学生是认识知识、发现知识、解决问题的主体。在实验教学过程中，教师要善于创设问题情境，激发学生的求知欲，让学生主动探索实验的原理、步骤、装置和数据处理方法，让学生主动地参与到实验的全过程。

2.突出实验过程的研究性

传统教学模式中，教师不但列出了实验目的和实验步骤，还明确了实验器材和药品的数量、试剂的纯度、实验方法，甚至连仪器组装都包办了。研究型实验教学模式，强调教师和学生之间的教学互动，教师帮助学生根据实验目的，让学生自己运用已有的知识和上网检索到的知识，与同组学习成员交流合作，让学生自己根据学校实验条件确定实验药品和仪器的类型、数量、实验方法和实验步骤，在研究中培养学生的能力。例如在“Fenton试剂降解阿特拉津动力学性能的测定”实验中，教师要引导学生自己确定使用什么仪器和方法测定溶液中阿特拉津的浓度，如何用计算机软件绘制测定阿特拉津浓度的标准曲线，让学生自己思考FeSO4和H2O2用量对阿特拉津降解速率的影响，如何求降解过程中的速率常数和反应的活化能。

3.注重实验内容的开放性

传统教学模式中，实验内容只是局限于所选用的实验教材，这在相当程度上影响了学生对知识的综合应用能力与分析问题、解决问题的能力。。例如笔者经常组织学生到学校所在市调查冶金、印染、电镀、制药等化工行业以及城市污水处理厂和垃圾填埋场的污水处理情况，经常从这些行业带样品让学生做实验，为学校周边地方行业污水处理提供实验参数、检测方法和污水处理工艺。。

二、环境工程专业实验课研究型教学的主要教学过程

实验课研究型教学的主要教学过程包括：创设情境、确定实验项目的研究内容、设计实验、研究性实验、效果评价五个阶段。以“D201树脂吸附法处理石油化工生化尾水”为例，论述环境工程专业实验课研究型教学的主要教学过程。

1.创设情境

在环境工程专业实验教学中，教师可结合生活实际、工厂实践和学生已具备的基本概念、原理等来创设情境，激发学生的求知欲和实验动机。例如，石油化工水平关系到一个国家的国计民生，石油化工行业的污水是怎样处理的，石油化工行业的污水经生化处理后，是否能够达到国家的排放标准。树脂吸附法作为一种低能耗的固相萃取分离方法受到广泛重视，树脂吸附法具有分离效率高、溶剂消耗少、操作安全、能循环使用等优点；树脂吸附法在处理难降解生化尾水的同时，可对生化尾水中难生化的有毒污染物吸附、分离与回收，经树脂处理后可提高尾水的可生化性，树脂还能循环使用。这样引入实验“D201树脂吸附法处理石油化工生化尾水”。

2.确定实验项目的研究内容

确定实验项目的研究内容是研究型教学的关键，因为它是整个实验研究型教学过程的载体。实验项目的研究内容应在学校实验条件允许的前提下具有探究性、可接受性，且能激发学生的实验兴趣。例如在“D201树脂吸附法处理石油化工生化尾水”实验中，教师可引导学生上网查阅“石油化工行业的污水排放标准”。在国家标准的指导下结合学校实验条件，确定实验的研究内容：树脂处理前后化学需氧量（CODCr）、生化需氧量（BOD5）、氨氮、pH值、电导率等参数的测定、树脂吸附法处理石油化工生化尾水的实验优化条件。

3.设计实验

根据实验项目的研究内容，学生上网查阅“中国期刊网”、“Elsevier”、“Wiley”数据库，仔细查看和阅读“与实验项目研究内容”相类似的研究论文；学生在小组讨论的基础上明确实验目的和实验原理，并具体设计实验，确定实验步骤、仪器药品的种类和数量。例如在“D201树脂吸附法处理石油化工生化尾水”的实验中，在查阅文献基础上，学生确定了具体的实验步骤：第一步，选择树脂。依据树脂对石油化工生化尾水中CODCr的去除率和树脂的解吸效率，从众多的商业树脂中筛选出D201树脂。第二步，优化树脂吸附条件。以生化尾水中CODCr的去除率为指标，从溶液pH值、温度、树脂用量、生化尾水的上样浓度、流速等因素优化树脂的吸附条件。第三步，在最优条件下重复实验，确定树脂的循环次数。

4.研究性实验

依据设计的实验，学生小组分工协作，在教师指导下认真做实验。详细记录实验数据和实验现象，并认真分析实验现象产生的原因，要求学生学会运用origin或Microsoft Office Excel等软件分析处理数据和制作图表。在这一过程中，教师一定要注意培养学生良好的科学态度，让其学习科学研究的方法。

5.效果评价

这一阶段在学生小组集体讨论的基础上，由学生完成实验报告或研究小论文，锻炼学生分析、归纳和总结问题的能力。教师可针对学生的小论文或实验报告，面对面地给学生批改，帮助学生进一步分析实验现象和数据，以及如何用科学规范的语言来书写实验报告和论文，这样可进一步提高学生的科学语言的表达能力。教师也可就实验原理、数据处理、实验方法和仪器使用等方面，组织学生进行实验答辩。例如在“D201树脂吸附法处理石油化工生化尾水”实验中，笔者组织学生进行答辩。答辩中请学生回答：D201树脂的骨架是什么；D201树脂上是否有电荷，如果有电荷，如何定量测量D201树脂上的电荷；D201树脂上的电荷对实验有什么影响；D201树脂去除石油化工生化尾水中CODCr的原理是什么；如何确定D201树脂吸附达平衡；为什么温度越低树脂吸附效果越好；为什么pH值在8左右树脂吸附效果好等问题。通过对这些问题的回答，有利于学生对实验原理和实验方法的巩固提高，能帮助学生对实验原理和实验方法进行再次建构，有利于培养学生将实验原理和实验方法迁移应用到其他实际问题中的能力。

三、研究型教学在环境工程专业实验课应用效果分析

湖南城市学院是一所地方性本科院校，从2007年开始环境工程专业本科招生。；学生的实验设计、实验动手做能力增强；学生实验数据处理、图表制作、论文写作水平得到提升；学生的逻辑推理能力、知识迁移和应用能力、创新思维能力、解决环境工程实际问题的能力得到了训练和培养。环境工程专业办学仅五年历史，本校环境工程学生获“湖南省大学生研究性创新性实验项目”4项，2011年、2012年两届毕业学生就业率均高达100%。

参考文献：

[1]朱秋颖.研究性教学—培养高校研究型教师的有效途径[J].教育探索，2010，（1）.

环境科学与工程原理范文5

北京林业大学“环境工程微生物学”课程被列为环境工程专业必修课和专业基础课，总计48学时，其中理论课32学时、实验课16学时。在有限的学时内，如何使专业学生较全面地掌握环境工程微生物学的基础理论体系、核心知识内容和基本实验技术，培养学生观察和分析事物的能力、利用微生物学理论知识解决环境问题的能力和创新能力，是本课程的中心任务。基于此，笔者对该课程近几年的教学情况和成果进行了综合分析，对问题和经验进行了总结和研究。

一、课程的定位

“环境工程微生物学”在整个环境工程专业的课程体系中是一门非常重要的专业基础课。它既包括基础微生物学的知识内容（微生物的分类、形态结构、营养、代谢、生长繁殖、生态、遗传和变异等），还包括微生物在环境物质循环和环境污染控制中的作用原理（微生物在元素循环中的作用、微生物对污染物质的降解和转化等）以及微生物新技术在环境工程中的应用等方面的内容。因此，环境工程微生物学不等同于环境中的普通微生物学，也不是环境污染的生物处理工程。“环境工程微生物学”是在学生不具备微生物学的基础理论知识的背景下，通过介绍与环境科学与工程领域相关的微生物学基础知识理论和实验技术，为后续的水、空气、固体废弃物污染控制工程以及污染环境的生态修复等专业主干课程提供知识储备和理论基础。这就是“环境工程微生物学”课程学习的目的和任务。这一点对于“环境工程微生物学”课程教师的教学和学生的学习都非常重要，它决定了整个课程的逻辑结构、重点内容和教学方式。也就是说，“环境工程微生物学”的教与学，必须突出环境污染治理和生态环境保护的主题，将微生物学的知识理论和环境领域的工程实践紧密结合，才能取得良好的教学效果。

二、教学内容的设置

目前，各个学校编写了不少环境微生物学的教材。其中，周群英和王士芬编着的《环境工程微生物学（第三版）》为广大高校的环境科学与工程专业所采用，它基本可以满足一般工科类院校的教学要求。但是，在使用的同时，各学校还应根据自身的专业特色，对其中各章节的内容进行取舍，并针对各自的专业适当增加内容，比如土壤微生物、海洋微生物等，以体现学科的优势研究领域。

在“环境工程微生物学”的教学过程中，把握好基础微生物学和微生物在污染控制中的作用两部分的关系十分重要。前者是后者的理论基础，后者则是前者的工程应用，重点则是环境工程实践中的微生物学原理。如果对微生物的结构、营养、代谢等内容介绍过多，课程容易演变为细胞生物学、微生物生理学或生物化学等；而对污染控制的具体工艺过程涉及过多，又容易重复污染控制工程的课程内容。因此，在课程教学时，应合理安排这两部分的比例。。。在讲解“环境工程微生物学”时，应注重强调微生物细胞、生理、遗传方面的独特性，并对这些特性在环境工程领域的应用展开详细介绍。也就是说，在教学过程中需要注意知识单元的逻辑衔接，注重课程体系的统一性，要明确课程的侧重点，避免重复。

基于当前环境科学与工程学科的飞速发展，“环境工程微生物学”的课程教学还应紧密结合当前环境污染控制和生态修复相关领域的新进展，而不能只停留在传统污染处理工艺的微生物学原理上。教师通过对最新污染控制工程理论和技术的微生物学原理进行解析，可以激发学生学习的兴趣、专业的热情，树立投身环境保护事业的志向，课程的教学效果也会随之提高。。学生对这些新内容的反馈很活跃，也引发了很多讨论。

三、教学方法的改革和创新

随着计算机技术的迅猛发展和现代社会的快速信息化，传统的、单一的灌输式教学方法难以取得满意的教学效果，也无法满足当前创新型人才的培养要求。大学课堂的教学必须与时俱进，应借助多媒体、网络以及最新的科研成果和成功的工程实例，来丰富教学的内容和形式，提高教学效率和效果。

(一）合理使用多媒体课件

根据实验心理学的原理，对于同样的信息，图像比文字容易被信息接受者所记忆，这就是所谓的“图象优势定律”3]。在传授以叙述性为主的知识内容时，合理使用形象思维方法，可以帮助学生提高记忆力；而信息的几何形状、色彩、字符对形象思维的建立起着相当大的作用。环境工程微生物学的研究对象是肉眼看不见的微小生物，在教学中通过展现大量生动形象的微生物照片，可以使学生容易认识和区分种类繁多的微生物，印象深刻，易于激发学习兴趣。；同时，G—细菌的细胞壁上仅有一层很薄的肽聚糖，但脂肪层较厚，相反G+细菌的细胞壁含有多层肽聚糖，而脂肪却相对较少。这样，学生对G+和G—细菌细胞壁差别的认识就会十分深刻，为此后顺利开展革兰氏染色实验提供了理论基础。在介绍微生物代谢、遗传等较为抽象的知识内容时，教师可以合理采用示意图、动画等形式来进行讲解，将有效提高学生对知识的理解和掌握水平。例如，在微生物的遗传和变异一章中，笔者采用Flash动画演示了微生物遗传的经典转化实验即肺炎链双球菌感染小白鼠实验，使原本抽象难懂的概念和理论变为生动的画面，教学效果明显改善。。

(二）充分利用科研成果和工程实例

。同时教师也不能脱离科学研究和工程实践而单纯地搞教学工作。只有长期参加科研实践的教师，才能使自已的教学内容更加具有前沿性、独创性和启发性，在丰富自己的教学内容的同时加深学生对知识的理解；也只有将教学与工程实践有机结合起来，才能更有效地激发学生的学习兴趣，培养学生解决实际问题的能力[4]。例如，笔者在教学过程中选取了微生物燃料电池研究中最新发现的细菌鞭毛充当“纳米导线”的现象作为背景材料，展开讨论，分析了细胞鞭毛的电子传递功能在物质转化和能量代谢中发挥的作用。这个例子在介绍微生物学知识的同时，很好地诠释了如何恰当地利用微生物的特性来解决环境问题和实现可持续发展。又如，通过介绍实际工程项目——煤气废水生物处理系统中活性污泥的驯化过程，说明了微生物遗传和变异的特性对于有毒有害工业废水处理的重要意义。

(三）改变传统教学模式

在当前大学教学中，课时的有限性与知识的增长性之间的矛盾日益突出，“环境工程微生物学”这门新兴的交叉学科尤为如此。所以，教师在授课时，应更加注重所介绍内容的质和量，将多而杂的信息进行疏理与归纳，并以更加灵活的方式传达给学生。这就要求教师在教学模式上进行变革，改变以往单一的注入式教学方法，采用多种方法有机结合的教学模式，将教师的主导作用和学生的主体地位相结合，从而在传授知识的同时提高学生的创新能力和综合素质。

研究表明，提问、引入和讨论等启发式教学方法比起传统的注入式教学模式更为吸引人，更能收到事半功倍的效果。一方面，启发式教学可以促进师生之间的互动，活跃课堂气氛，激发学生浓厚的学习兴趣；另一方面，启发式教学可以培养学生将书本知识应用于实际的思考和分析等综合能力。总体来讲，一些基础性知识的教学，可以以教师讲解为主，但讲解的内容要少而精，留一部分内容让学生自己去消化吸收。对于理解性的知识内容，教师要启发学生积极思考，有些问题要引而不发，导而不讲，让学生自己通过分析和总结来深化认识。此外，还应注意到高年级本科学生已经具有一定的自学能力，对于一些比较浅显的多门环境类课程反复涉及的章节内容或非核心知识单元，完全可以安排由学生自学来完成。例如，在讲解微生物在氮素循环中的作用时，笔者详细介绍了硝化作用、反硝化作用等生化反应过程及其影响因素，所以在讲解废水微生物的脱氮原理时，采取了“学生自学为主，教师组织讨论和总结”的教学方式。这种教学方式既节省了课时，同时又锻炼了学生的自学能力、认识能力和分析能力，为以后的科研创新打下基础。

四、实验项目和实验内容的挑选和设置

环境科学与工程原理范文6

论文要:本文阐述了生态工程的定义及原理,重点介绍了污水处理技术的要点和意义。

1生态工程介绍

1.1生态工程

生态工程以复杂的社会——经济——自然复合生态系统为对象,遵循应用生态系统中物种共生、物质再生循环及结构与功能协调等原则,以整体为手段,以人与自然的协调关系为基础,以高效和谐为方向,为人类社会及自然环境双受益和资源环境可持续发展设计的具有物质多层分级利用、良性循环的生产工艺体系。以期同步取得生态环境效益、经济效益和社会效益[1]。

1.2生态工程原理

生态工程涉及生态学、生物学、工程学、环境科学、经济和社会等领域,原理众多。我国学者(马世骏1986、颜京松1986、Ma&Yan19,Yanetal1992)在系统生态学理论的基础上,对生态工程的原理作了精辟论述和提炼。把生态工程原理总结为整体、协调、自生、再生循环等基本原理。孙铁珩,周启星等[2]提出污水生态工程是指运用生态学原理,采用工程学手段,把污水有控制地投配到土地上,利用土壤-植物-微生物复合系统的物理、化学等特征对污水中的水、肥资源加以回收利用,对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术,是污水治理与水资源利用相结合的方法。

2主要生态工程污水处理技术

2.1污水土地处理系统

污水土地处理系统是一种污水处理的生态工程技术,其原理是通过农田、林地、苇地等土壤--植物系统的生物、化学、物理等固定与降解,对污水中的污染物实现净化并对污水及氮、磷等资源加以利用[3]。根据处理目标、处理对象的不同,将污水土地处理系统分为慢速渗滤(SR)、快速渗滤(RI)、地表漫流(OF)、湿地处理(WL)和地下渗滤(UG)五种主要工艺类型[4]。

土地处理系统造价低,处理效果佳,其工程造价及运行费用仅为传统工艺的10%~50%。其中污水湿地生态处理系统又称人工湿地,目前研究最为深入、应用最广泛。通过人工湿地生态工程进行水污染控制不仅可以使污水中的水得以再生利用,还能使污水中的有机物、N、P、K等营养物得到利用。整个系统呈自然式良性循环,构成了具有自适应、自净化能力的水陆生态系统。该系统管理简单,稳定后几乎不需要人的参与,物耗、能耗低,效率高。生态系统中的植物群体不需要另行施肥与灌溉,还兼有美化环境的功能,这种生态净化方法实现了水环境可持续发展[5]。

以人工湿地处理系统为例,土地生态处理系统对污水的净化机理如下:系统中的填料(介质)具有巨大的比表面积,易形成生物膜,污水流经颗粒表面时,其中的污染物质通过沉淀、过滤、吸附作用被截留[6]。

2.2污水生态塘处理系统

生态塘系统是以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生作物,进行水产和水禽养殖,建立人工生态系统,,通过天然的生化自净作用,在自然条件下完成污水的生物处理[7]。有机物质在生态塘处理系统中得到降解,释放出的营养物进入了复杂的食物链中,产生的水生作物、水产都可以被收获。生态塘处理系统能够有效地处理生活污水及一些有机工业废水,对有机物和病原体有很好的去除效果,具有投资少、运行费用低、运行管理简单的优点。但该系统占地面积大、易出现短流、温度较高时易散发臭气和孳生蚊虫、对氮磷的去除效果不稳定。近年来,我国生态塘污水处理工艺研究侧重在两个方面[8]:筛选、培育高效水生净化植物;组合曝气、水生植物、水产养殖多个生物处理单元的综合功能,营建生化一体化水生动植物复合生态体系,是污水处理与资源利用的完美结合,构建了一个完整的生态系统和良好的内部良性循环系统。

2.3蚯蚓微生物滤池系统

蚯蚓生态滤池是滤床中建立的人工生态系统,由滤床填料、蚯蚓及布水系统等组成。系统利用蚯蚓和微生物的协同作用对污水中含有的各种形态污染物质进行处理和转化。蚯蚓可对污水和污泥进行吸收和分解,清扫滤床,防止堵塞[9]。蚯蚓粪便可以滤除污染物,提高处理效率。蚯蚓的存在可作为家禽饲料。污水中的生物膜污泥微生物通过食物链最终被有效地转化为蚯蚓的增长及其排泄物,而蚯蚓的机体及其排泄物又可成为他微生物的分解利用对象,从而进行新一轮的生态循环。3生态污水新型处理技术

如利用土壤毛细管浸润扩散原理,研制成功的地下毛细渗滤系统(theundergroundcapillaryseepagesystem,UCSS)[11]。地下毛细渗滤系统(UCSS)的中心部分是地下毛细渗滤槽,它通过土壤过滤和微生物降解来去除污水中的污染物。在一定程度上解决了常规土地净化污水处理系统占地面积和运行费用问题,还可回收污水和营养物质(包括氮、磷和钾)用于植物生长。

活机器(livingmachine)系统是加拿大出生的海洋生物学家约翰·托德(JohnTodd)发明的,是利用太阳能以及利用由多种多样直接或间接从太阳获得能量的生物组成生态系统,将水产养殖与人工湿地结合起来并封闭在温室里,以创造一个高效的污水处理过程[12],包含了沉淀、过滤、净化、吸收、挥发、硝化和反硝化、厌氧和好氧分解过程,在获得高标准水质的同时避免了自然处理系统占地大、滞留期长、寒冷气候处理效果欠佳等弊端。

结语

污水生态处理技术基本上不涉及化学能的投入和化学品的消耗。根据国情,我国的污水治理必须走生态处理技术的道路[13]。

参考文献

[1]钦佩,安树青,颜京松.生态工程学.南京大学出版社[M],1997.

[2]孙铁珩,周启星,张凯松.污水生态处理技术体系及应用[J].水资源保护,2002,3:6-9.

[3]钱文敏,陆轶峰,普红平,张斌.分散生活污水的土地处理综析[J].云南环境科学.2005,24(4):40-43.

[4]杨文涛,刘春平,文红艳.浅谈污水土地处理系统[J].土壤通报,2007,38(2):394-397.

[5]程璞,李多松,张雁秋.城市小区分散式生态污水处理[J].能源环境保护.2004,18(6):4-10.

[6]郑洁敏,牛天新,宋亮.污水生态处理技术概述[J].杭州农业科技,2008(2):26-28.

[7]黄梅,李小兵.我国生态塘污水处理工艺的研究与应用[J].企业技术开发.2004,23(12):19-21.

[8]种云霄,胡洪营,钱易.大型水生植物在水污染治理中的应用研究进展[J].环境污染治理技术与设备.2003,(4):36-40.

[9]朱继红,宋碧玉,王启中,邹鹏,刘琳.新型污水生态工程处理技术[J].污染防治技术.2003,16(4):107-110.

[10]杨键,杨健,娄山杰.一种新型环境友好污水处理工艺--蚯蚓生态滤池[J].国资源综合利用.2008,26(1):16-19.

[11]SUNTieheng,HEYaowu,OUZiqing,etal.TreatmentofDomisticWastewaterbyanUndergrouderCapillarySeepageSystem[J].EcologicalEngineering,1998,11:111-119.