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环境学院实验室建设特色材料
发布日期:2011-06-29浏览次数:字号:[ ]

加强实践平台建设 提升人才培养质量

   环境科学与工程实验教学中心是我校给排水工程、环境工程等工科专业及环境科学、资源与环境科学等理科专业的重点实验室,承担着相关专业本科生、研究生的实验教学、毕业设计和毕业论文,承担着相关专业教师的科研任务。实践证明,实验室实践性平台建设水平的高低,直接影响到学生综合素质的培养,影响到教师科研水平的提高。

  在新校区建设过程中,结合“质量工程”建设和“卓越工程师培养计划”实施,环境科学与工程教学实验中心大力推行实验实训平台建设和实验教学改革,改造和自制实验设备,走教学与科研相结合的道路,促进了实验室的规模建设,提高了学生实践和创新能力。

  1. 改造和自制实验设备推动专业实验室建设

  设备改造和自制是实验室建设的重要内容,是提高教学与科研水平,培养创新型专业技术人才的重要工作。在实验室的重点建设中,我们既自制、开发了一批先进实用的实验设备,开设了新实验,特别是开设了一批设计性、创新型的实验;同时又从节约资源、充分发挥原有设备特点出发,采用新技术新工艺对原有设备进行改造,提高了实验教学过程的总体水平。

  (1)实验设备自制和改造推动了专业实验室设备的更新

  由于我们实验室专业性强,所需实验设备较多,如果全部依靠购置,将受到实验经费不足的限制,而且有些实验项目所用的设备,尚无定型产品,必须自行研制。

  实验设备自制是指在实验原理指导下,参考相关院校同类实验装置,自行设计、自己制作的能满足实验要求的仪器和装置。

  实验设备改造是指在原有的设备主体或系统主要部分基本不变的情况下,对其某些组件或配件进行有创意的补充、更新,使其重新具有满意的使用价值的工作

  我校自制和改造实验教学仪器设备的工作起步较早。由于各级领导重视和主管部门的加强管理 ,近几年又加大了投入 ,因此使这一工作取得了较大的进展,我院共自制活性污泥培养、酸性废水中和、污泥比阻、污水厌氧处理等实验装置80余台套,改造气浮、自由沉淀、电渗析等实验装置10余台套,先后获得江苏省教委组织的自制实验仪器展评二、三等奖各2项,受到多方面的充分肯定。今年,在实验室建设投入有限的情况下,我院还是挤出约40余万元用于自制一些紧跟专业技术前沿研究方向的试验装置,如富营养化水处理实验装置、雨水污染削减实验装置、水生态修复实验装置、饮用水源预处理试验集成装置、饮用水深度处理实验装置、饮用水应急处理实验装置等。

  通过几年来的实践,自制教学实验设备是学生在现今高速发展的科学技术时代背景下,对教学和实验活动所提出的必然要求。自制设备能紧紧地跟随计算机发展技术的潮流,同时推广和应用最新科技。它能弥补以往传统验证性实验的弊端,促进学生科研开发素质的培养,激励学生创新能力和独立思考能力的发挥。我们认为,将学生自制实验设备引入实验教学是高校进行素质教育的一种有效的方式,学生自制实验设备促进了学生综合素质的提高。(2)实验设备自制和改造加快了专业实验室建设

  实验设备是保证教学质量和科研水平的基本条件之一。设备改造是实验室建设的重要内容,是提高教学与科研水平、培养跨世纪专业技术人才的重要工作。

   近年来,特别是搬迁至扬子津校区后,通过实验设备自制和改造,提升了实验室的整体装备水平,实验室规模和实验室条件有了飞跃式提高。通过对相关院校和专业的调研,我院环境工程实验室的整体档次在江苏省属于第一梯队,在全国各相关高校中也有一定地位。

  2. 自制和改造实验设备提高了专业实验教学质量

  在大学实验室建设中引入自制实验设备这一方法,充分调动了实验教师的工作积极性,激发了教师和学生的专业学习兴趣,巩固了学生(含研究生)已学的专业知识。如在自制实验设备过程中,首先要进行相关信息的收集。就需要自主网络资源收集国外接口设备生产厂家的现有最新开发产品,收集相关论文,并提出初步设计方案。相关资料经整理后再进行相应的讨论,筛选、甄别设计方案,分析初定方案的可行性及待研发接口设备的先进性,进行详细周密的技术论证,从而巩固了教师和学生的专业知识。自制实验设备过程要求教师和和学生不仅仅要有想法,还要求将他的这种思想转化成现实的实验设备,这就迫使要有一定的动手能力和创新能力。在实际工程中,一个最优秀的水处理工艺流程组合往往是功能比较先进、富有时代流行意识。因此,在进行设计时,必须要有较强的创新思维能力。

  通过上述的教学改革,不仅充分利用了实验室的仪器设备,也为学生的个性和特长的发展及发明创造的个性的发挥,提供了必要条件。同时实现了培养掌握先进理论与技术的、有创新能力的、解决实际问题的工程师这一教学目标,具体表现在:

   (1)给学生提供了许多可选择的机会,使其在选择中逐步地挖掘潜力,施展自己发明创造的才能,寻找、发现本专业中使自己感兴趣的热点问题,进行大胆地实验与研究。从而赋予了实验教学以新的意义。

  (2)为有精力、感兴趣的同学走进实验室,参加实验室建设和协助教师进行科研开发创造了极好条件。同时规定,学生参加的科研开发项目,经指导老师同意并编写完整的实验报告,可作为实验项目计。

   (3)实验室仪器、设备、装置利用率极大提高,很好地解决了实验设备台套数不能满足要求的问题,提高了资金使用率和仪器设备的使用率。使一个学生拥有一台仪器设备的希望得已实现。

  (4)学生的时间利用率极大提高,学生可根据自身的时间情况,选择适当的时段平完成专业实验。客观上也改变了专业实验以往实验时开门,平时关门,白天开门,晚上关门的现象,使专业实验室显得朝气蓬勃、富有活力。

  3. 实验设备自制和改造促进了教学与科研有机结合

  实验设备自制和改造中,我们极力注意教学与科研有机结合。环境学院搬入扬子津新校区后,我们注意到教学实验过程中排放一定量实验室废水和实验废液,其污染物主要为有机物、油脂类、洗涤剂、重金属离子、磷酸盐等,污染指标主要表现为油、悬浮物、有机物、重金属离子。长期以来,学校实验室废液大多沿下水道进入城市污水管网或直接排入江河湖海或渗入地下,直接污染着环境。学校担负着对学生进行环保教育和给社会起示范作用的重要使命,教学过程中所造成的环境问题,不但对环境本身有着重大影响,而且对学生及社会带来的危害也是显而易见的。因此,针对学校教学实验楼污水、废液进行有效、系统的管理及处置是非常必要的。也是建设一个环保型节水型校区示范工程,作为学校相关专业学生环境治理的科研基地的需要。同时正好我们要建设一个综合性试验装置,结合上述情况,我们向学校设备处申请了自制实验室废水处理试验装置并得到批准。该装置目前国内无成熟设计,在充分调查及研究的基础上,结合本校实际情况,由院实验中心及设备处相关人员研制开建成了该装置。具体做法为将实验室废液经人工桶装收集,洗涤废水经过管道收集排入废水池,经过物化预处理+生化处理设备预处理后排入混合(调节)池,与生活污水混合一并处理后达标排放,或进行人工湿地三级处理后排入校区景观河道。该装置废液处理能力10m3/次,废(污水)处理能力2m3/d。该装置采用全自动过程控制模式,包含工控组态系统--现场控制单元--水质传感器测控,可实现对主要监控对象的远程数据在线检测、处理与控制。采用模块化设计,具有较强的组合型、开放性和可发展性,可实现工艺单元的独立运行,又可任意组合运行,以利于学生实际操作和进行各个功能的训练。

  本装置研制开发的采用有针对性的分类处理的多单元处理流程系统,不仅填补国内高校实验室废液(水)处理成套设施的空白,而且对满足学生实验更新要求、促进实验项目更新及实验室开放具有重要作用。

  本装置系统专为实验室废液 (含废水)处理后达标排放而设计的污水处理系统,主要适用于高校环境及化学类实验室废液处理和大楼实验室排放污水处理,在各相关高等学校、相关科研单位、企业及城市污水处理回用等市政环保领域有着极其广泛的应用。

一定范围的试验证明,上述实验教学改革是行之有效的培养高质量创新人才的重要可行措施之一。在改造、自制设备过程中 ,我们还鼓励学生(本科生和研究生)参加,借此促进他们在理论应用、实践能力、科研能力等方面的锻炼,从而提高自身的素质。通过这两年的实践 ,我们深深体会到自制和改造实验设备是一条切实可行的途径,对提高我院毕业生的质量及促进实验室的建设,将会起到很大的推动作用。同时,在经费不足已成为当前高等院校发展的主要制约因素情况下自力更生,挖掘自身的潜力,力求做到多办实事、少花钱。组织学生参与改造和自制实验设备也是一个有效途径。



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