环境综合实验教程
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绪论

环境中污染现象的解释、污染治理和控制技术、典型的污染控制工艺和设备运行等都需要通过实验来解决或验证。环境综合实验教程是基于实验基础上的整个教学过程的重要组成部分,内容包括环境化学实验、环境工程原理实验、环境微生物学实验、生态学实验、水污染控制工程实验、大气污染控制工程实验、固体废弃物处理技术实验等专业类实验,环境综合实验教程是高等学校环境工程和环境科学专业本科实践必修课程,在环境工程和环境科学专业相关教学中有重要的作用、地位及其意义。

一、教学目的

1.巩固和深化理论知识

在理论和实践的结合过程中验证、巩固和深入理解所学的环境工程和环境科学专业课程的理论知识、基本原理、控制技术和工艺流程等。

2.培养学生实验研究的能力

(1)实验教学的核心任务是培养学生的实验研究能力,培养学生进行实验、观察和分析实验现象的能力,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生创新思维。

(2)培养学生正确使用实验仪器和操作典型设备的能力,通过实验掌握环境工程实验的基本操作技能、基本分析测试技术等。

(3)培养学生设计相关实验方案、掌握采集实验数据的基本方法的能力。

(4)加强学生利用实验原始数据进行数据处理获得实验结论,根据实验结果进行分析、判断、评价的能力。

(5)掌握实验报告的撰写程序与方法,提高学生运用文字表达技术报告的能力。

(6)培养学生的批判性思维能力,即在实验中能熟练运用各种思维方法,发现和提出问题,创造性地解决问题,能独立地思考,不断增强自我学习能力。

3.培养学生理论联系实际、实事求是的科学作风

实践是检验真理的唯一标准,通过环境专业类实验的学习,培养提高学生独立操作与独立思考、独立分析问题与解决问题的能力,同时在实验教学过程中培养学生严肃认真、一丝不苟的学习态度,养成善于观察、善于思考的科学习惯,具有开拓意识、创新意识等科学素养。

二、教学要求

实验包括实验预习报告、实验过程的操作、实验数据的记录和撰写实验报告等内容。

1.实验预习报告

在环境专业类实验课中涉及的测试仪器较多,涉及的实验装置和流程有一定复杂性,实验课前预习尤其重要。实验前学生必须写预习报告,老师也应要求只有有预习报告的学生方可进实验室进行实验。

(1)认真阅读实验教材和相关理论课程教材的内容,理解实验所及的专业知识和原理,清楚地掌握实验目的、实验内容、实验原理、实验步骤及所需测量和记录的数据。

(2)熟悉实验所用测量仪表的使用方法,熟悉相关实验的工艺流程图,明确实验重点设备的操作要点和实验注意事项。为了保证实验的顺利进行及实验过程中人身和设备的安全,学生需要了解实验中试剂的性能、使用方法及使用条件,特别要思考一下实验的哪些环节是关键环节、哪些操作步骤可能会产生危险(3)写出实验预习报告。预习报告内容包括实验目的、实验内容、实验原理、实验步骤、实验流程图、实验注意事项等,并在实验前准备好记录实验数据的表格。

2.实验过程的操作、实验数据的记录

(1)要严格遵守实验室的规章制度,准时进实验室,不得迟到或早退,不得无故缺课。学生进入实验室经教师考查预习情况合格,得到教师允许后,才能进行实验。

(2)实验开始前,指导教师进一步明确实验目的、内容及要求,对特殊设备、仪器及操作方法做详细讲解和示范。对实验设备及仪器等在没弄清楚使用方法之前,不得启动设备,与本实验无关的设备和仪表不要乱动。

(3)学生一定要严格按实验步骤进行实验。明确先做什么,后做什么,测量哪些数据,安排好测量范围、测量个数等。按原始实验数据记录表的要求记录各项实验数据,包括记录环境条件(如室温、大气压、湿度)、仪器设备(仪器设备的名称、规格、型号、有关尺寸)、药品条件(药品的名称、纯度、物料性质)以及操作参数等。实验读取数据要在实验现象稳定后才开始读数据,记录实验数据必须准确、可靠,严禁随意修改数据。实验中如果出现不正常情况以及数据有明显误差时,应在备注栏中加以注明。

(4)实验过程中按照事先的分组做好人员分工,做好实验操作、取样分析、现象观察和结果记录;操作要平稳、认真、细心,观察现象要仔细,记录数据要精心,实验数据要记录在备好的表格内,实验现象要详细记录在记录本上。学生应注意培养严谨的科学作风,养成良好的习惯。

(5)实验结束后整理好原始数据,将实验设备和仪表恢复实验前状态,切断电源,关闭水源,清扫卫生,实验数据经教师签字、实验装置等教师检查后方可离开实验室。

3.撰写实验报告

实验报告是学生对整个实验的全面总结和分析讨论,要求实验报告必须书写工整、文字通顺、数据完全、结论明确。通过书写实验报告,学生能在实验数据处理、作图、问题归纳等方面得到全面提高。实验报告应包括以下内容:

(1)实验名称、实验时间、报告人、同组人等。

(2)实验目的与实验内容。

(3)实验原理。

(4)实验装置简介、流程图及主要设备的类型和规格。

(5)实验步骤和注意事项。

(6)原始数据记录。

(7)实验数据的处理。就是把记录的实验数据通过归纳、计算等方法整理出一定的关系(或结论)的过程。要有数据计算过程举例,即以某一组原始数据为例,从头到尾把各项计算过程列出,一步一步写清楚,来说明数据整理表中的结果是如何得到的。

(8)实验结论。将实验结果用图示法、列表法或方程表示法进行归纳,得出实验结论。

(9)实验结果的分析讨论。分析讨论包括对实验结果从理论上进行分析和解释;对实验现象特别是异常现象的分析和讨论;对实验数据经整理后呈现出的特性和规律与理论的计算结果或文献资料加以比较并分析,找出引起误差的原因,这些原因可能是设备不完善或是仪器的精度不够、使用不当或是测量方法和运算方法不正确等。

学生通过对实验数据和实验结果的分析与讨论,可以针对实验提出进一步的研究方向或对实验方法和实验装置提出改进建议,逐步培养独立思考问题和分析问题的能力。