新工科背景下环境化学实验教学的改革与实践

doi:10.3866/PKU.DXHX202202017

大学化学 >> 2023, Vol. 38 >> Issue (3): 70-74.doi: 10.3866/PKU.DXHX202202017

所属专题：化学“四新建设”专刊

新工科背景下环境化学实验教学的改革与实践

黄岚(), 胡文云, 梅运军

武汉轻工大学化学与环境工程学院, 武汉 430023

收稿日期:2022-02-12 录用日期:2022-03-01 发布日期:2022-03-25
通讯作者: 黄岚 E-mail:hlydh@163.com
基金资助:
湖北省省级教学研究项目(2020515);武汉轻工大学校级本科教学研究项目(XM2021005)

Reform and Practice of Environmental Chemistry Laboratory Teaching under the Background of Emerging Engineering Education

Lan Huang(), Wenyun Hu, Yunjun Mei

School of Chemical and Environmental Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China

Received:2022-02-12 Accepted:2022-03-01 Published:2022-03-25
Contact: Lan Huang E-mail:hlydh@163.com

摘要/Abstract

摘要：

新工科背景下，实验教学改革旨在培养学生解决复杂工程问题及实践创新的能力。以环境化学实验为例，通过构建课题制的实验项目，并对其实施教学过程进行了改革与探索。实践表明，课题制实验可提升学生的自主参与学习和实践创新能力，促进学生理论知识、综合能力及综合素养的有机融合，是新工科理念在实验教学中的积极探索。

关键词: 新工科, 环境化学, 实验教学, 改革与实践

Abstract:

In the background of emerging engineering education, we tried to reform the environmental chemistry laboratory teaching which needs students to comprehensively apply many major knowledge of several different courses. We establish, reformed and explored the experiments from research topics. Practices prove that the reform can improve students' ability of autonomous participation in learning and practical innovation, and promote the organic integration of theoretical knowledge, comprehensive ability and comprehensive quality of students. This pilot study, can be helpful for the building of emerging engineering education.

Key words: Emerging engineering education, Environmental chemistry, Laboratory teaching, Reform and practice

黄岚, 胡文云, 梅运军. 新工科背景下环境化学实验教学的改革与实践[J]. 大学化学, 2023, 38(3): 70-74.

Lan Huang, Wenyun Hu, Yunjun Mei. Reform and Practice of Environmental Chemistry Laboratory Teaching under the Background of Emerging Engineering Education[J]. University Chemistry, 2023, 38(3): 70-74.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202202017

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2023/V38/I3/70

图/表 4

图1

表1

有机废水(茜红素)的光降解实验阶段任务"

阶段	学习内容与任务	教学目标	实验目标	学习方式
准备	污染物迁移过程的基本原理，总结水环境中污染物的汇，引出废水中有机物污染的去除方法	提升学生收集、分析和整理资料的能力，理论联系实际的能力，自主学习能力	明确有机污染物治理的相关知识背景	查阅文献、收集资料、自学、写入预习报告
构思	有机废水的光降解原理、影响因素，就有机废水光降解效果提出初步假设(以茜红素为目标物)	提升学生对实际环境问题的研究能力，设计实验能力	了解有机污染物光降解的原理及影响因素	查阅文献、收集资料、自学、写入预习报告
设计	分组讨论，提出实验方案(指导教师审核)：提高光降解效果(敏化光解)；影响光降解的因素(单因子实验)；优化实验方案(正交实验)；降解效果的评定(茜红素的测定)	提升学生团队协作能力，解决问题能力，创新能力	学会进行实验方案的设计	查阅文献，收集资料并归纳总结、自学、小组讨论、汇报交流
实现	紫外分光光度计获取染料最大吸收波长；不同因素对TiO₂吸附染料的影响(初始浓度、TiO₂的用量、pH、光照时间等)；正交实验；数据处理	提升学生实践操作能力，解决问题能力，创新能力	掌握紫外分光光度计的原理及使用，掌握光降解的相关的影响因素	动手操作、利用Origin软件处理数据
运行	根据前期实验结果发现问题；小组分析讨论并进行交流反思；提出解决方案；利用优化条件进行染料废水的光降解	提升学生实践操作能力，解决问题能力，创新能力	测定有机物在紫外光作用下的降解速度，并求出降解速率常数	讨论沟通并实验，组间进行对比实验结果
汇报	撰写实验论文，并以报告形式对实验过程及结果进行汇报；评出最优小组	提升学生归纳总结和表达能力	制作PPT、撰写论文	组内讨论，组间交流学习

表1

图2

表2

参考文献 12

1	高等工程教育研究, 2017, No. 1, 10.
2	高等工程教育研究, 2017, No. 2, 24.
3	高等工程教育研究, 2017, No. 4, 20.
4	顾佩华, 高等工程教育研究, 2017, No. 6, 1.
5	李培根. 高等工程教育研究, 2017, (4), 1.
6	夏建国; 赵军. 高等工程教育研究, 2017, (3), 15.
7	中国工程教育专业认证协会. 工程教育认证通用标准解读及使用指南(2020版). [2020-02-08]. http://www.ceeaa.org.cn//gcjyzyrzxh/rzcxjbz/gjwj/gzzn/index.html
8	李宁杰; 解庆林; 黄亮亮. 教育教学论坛, 2017, (8), 1.
9	赵宽; 刘海军; 周葆华. 广东化工, 2017, 44 (8), 230.
10	王建兵; 蒋雯婷; 王春荣; 宋岩何; 绪文. 科技资讯, 2011, (35), 172.
11	钟登华. 高等工程教育研究, 2017, (3), 1.
12	陈建民; 叶兴南; 郑志坚; 董文博. 高等理科教育, 2012, (1), 127.

评价阶段	评价标准	评价主体	权重(分)
实验前准备阶段	方案的科学性、完整性和可行性以及实验数据记录表格设置的合理性；药品用量的合理性；单因素设置的合理性；正交实验因素设置的正确性	指导教师	15
实验前准备阶段	组织分工情况，各自工作完成情况	组长和组员	5
实验阶段	出勤，操作规范性，实验习惯及实验结果	指导教师	25
	个人的安全意识及措施，实验仪器使用情况和实验室卫生情况	实验员教师	5
	实验中的表现(主动性、合作性等)	组长和组员	10
实验结束阶段	论文的格式、质量及论文的创新点；报告制作的质量等；汇报的情况	指导教师	20
	论文撰写及报告PPT制作过程中的表现	组长和组员	10
	小组学习过程中的表现	小组间	10

[1]	翟林峰, 王华林, 刘玉, 秦广龙. 聚合硫酸铁的制备及性能测定实验融合课程思政的探索与实践[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 354 -360 .
[2]	程利平, 林琳, 肖秀珍. “AI赋能”高校教学改革与探索研究——以无机化学课程为例[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 264 -272 .
[3]	黄子俊, 邬峰, 皮少锋, 黄赛金, 方正军. 基于知识图谱的无机化学实验AI课程构建与教学新形态探索[J]. 大学化学, 2025, 40(9): 228 -237 .
[4]	刘清朝, 刘春梅, 卢有彩, 张宗培, 李朝辉. 扫描电镜在高校教学科研中的关键角色：教育创新和科研合作[J]. 大学化学, 2025, 40(7): 308 -314 .
[5]	马海凤, 田笑丛, 王凤彬, 奚忠华, 王庆. 基于产品质量控制的大学化学实验设计——以“富马酸亚铁合成工艺的优化”为例[J]. 大学化学, 2025, 40(7): 321 -327 .
[6]	李琰, 丁飞, 闫捷伦, 周清扬, 王哲, 石轶凡, 王京, 唐安娜. 改进仪器分析化学实验教学：打造双语课堂，培养科研创新人才[J]. 大学化学, 2025, 40(7): 83 -89 .
[7]	夏其英, 王爱香, 马登学, 刘国魁, 李云志, 冷霞, 韦瑶瑶, 周广丽. 科技赋能，产教融合，高素质应用型化学人才培养12345实验教学体系创新与实践[J]. 大学化学, 2025, 40(7): 18 -25 .
[8]	江黎黎, 郑少瑜, 刘雪娇, 谢小敏. 铜催化氧化偶联反应合成芳基砜类化合物——适合本科生的基础探究教学实验[J]. 大学化学, 2025, 40(7): 267 -276 .
[9]	沈海云, 刘禹彤, 江文革, 杨秋华. 新工科背景下大学化学课程创新与实践[J]. 大学化学, 2025, 40(6): 77 -84 .
[10]	朱脉勇, 吴述平. 新工科背景下无机化学课程思政教学初探[J]. 大学化学, 2025, 40(6): 101 -110 .
[11]	李姝慧, 黄荣秀媛, 潘英明. 电化学制备2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑——推荐一个综合性有机化学实验[J]. 大学化学, 2025, 40(5): 357 -365 .
[12]	赵光涛, 刘宗怀. 高校老旧科研仪器在本科生创新能力培养中的应用探索[J]. 大学化学, 2025, 40(5): 383 -390 .
[13]	张树永, 魏忠, 倪刚, 孙春艳, 李建平, 徐华龙, 韩喜江, 曹秋娥, 王彦广, 杨屹, 丁玉强, 张文清. 高等学校应用化学专业理论与实验教学内容建议[J]. 大学化学, 2025, 40(5): 1 -8 .
[14]	林彩霞, 刘婷, 施兆江, 晏宏, 叶克印, 袁耀锋. N-酰基磺酰胺的电化学去芳香螺环化创新实验[J]. 大学化学, 2025, 40(4): 359 -366 .
[15]	林猛, 张恒, 苑世领. 物理化学理论授课-实践验证-模拟分析联合教学模式探索——以表面张力为例[J]. 大学化学, 2025, 40(4): 189 -194 .

新工科背景下环境化学实验教学的改革与实践

Reform and Practice of Environmental Chemistry Laboratory Teaching under the Background of Emerging Engineering Education

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