摘要：本文阐述了依托我校固体废物处理与资源化教育部重点实验室的创新实验平台，围绕校污水处理厂剩余污泥的处理、处置与综合利用和最终处置，高校环境工程专业主干课程《固体废物处理与处置》的实验教学内容体系的设计思路，分析了实验项目开设与科研平台相结合的可行性。该课程实验教学体系既能突出专业课程特色，体现了分层教学，又培养了环境工程专业学生综合应用能力与科学素养。
关键词：《固体废物处理与处置》；实验教学体系；分层教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）52-0248-02
高等教育中实验教学是培养学生动手能力、创新思维能力及解决工程实际问题能力的根本途径，是理论与实际、知识与能力的融合点。实验教学改革的首要任务是实验教学内容的建设，而内容建设的核心是创新。《固体废物处理与处置》课程实验是该课程教学过程中的重要组成部分，其涉及资源开发、环境保护与化学化工等相关知识，其目的是使学生学到的书本理论知识与实验技术有机结合起来，提高学生分析和解决固体废物处理、处置及资源化问题的基本技能，拓展学生科研思维，为从事相关科学研究和工程技术工作打下坚实的基础。
一、现行《固体废物处理与处置》课程实验存在的问题
近年来，随着固体废物处理、处置和资源化的基础理论与工程技术知识的不断完善，该门课程实验教学严重滞后与培养专业高素质、高级应用型及创新型人才需要的矛盾日趋加剧，同时《固体废物处理与处置》是一门实践性和工程性很强的课程，很多高校对《固体废物处理与处置》课程实验的建设及教学研究相对薄弱，主要表现在以下两点。
1.实验缺乏系统性、连贯性与创新性，难以满足培养学生分析问题、解决问题的实践能力。当前《固体废物处理与处置》实验教学内容的安排主要集中在废物的采样和制样、废物热值测定、毒性鉴别实验、易燃性鉴别实验、反应性鉴别实验、溶解性固体和悬浮固体的测定分析实验、垃圾渗滤液成分分析或固化材料的密度、孔隙率及吸水率的测定等，因每个课程实验项目的实验对象不同，导致在做有些后续实验时，更多的课堂时间花在实验样品的采集与制备上，同时又由于每个实验内容是零散的、不连续的，彼此之间既有重复性又缺少关联性，从而让学生对于教学内容难以形成系统的认识，难以熟练掌握所学技能。
2.实验内容未顾及专业课程的衔接性，与其他课程实验手段、方法重复。比如很多高校开设了原子吸收光谱法测定固体废物中的部分金属、固体废物渗滤液成分分析、垃圾焚烧与热解及尾气处理等，诸多实验都在分析化学、环境监测、环境微生物学、大气污染控制工程、水污染控制工程等课程中学习过，实验手段、实验方法重复度较大，所以学生在实习过程中缺乏兴趣。同时对于固体废物堆肥、废物固化等，整个实验用时较长，从而使学生对于实验内容逐渐淡化，由此导致学生的积极性下降，对实验结果失去兴趣，既而难以体现、发挥该门实验课程的效果与作用。
二、课程实验内容改革措施的构想
1.实验内容与企业实践相结合。充分利用我校自建的污水处理厂这一优势资源，紧密围绕我校污水处理厂的实际需要——污水处理后大量的剩余污泥处理、处置与综合利用开展课程实验内容设计，突出实验项目的系统性、连贯性与创新性，可着重培养学生理论联系实验、解决实际工程问题及创新性的能力。同时，实验样品就地取材，凸显专业特色。
（1）污泥性质分析模块。污泥性质分析包括物理性质、化学性质和卫生学指标等。物理性质实验内容中可以测其含水率、比阻等指标。污泥化学性质测试中可以测定其挥发成分、植物营养成分、热值、重金属含量等。而卫生学指标可以测定其细菌总数、粪大肠菌群数、寄生虫卵含量。污泥性质分析手段与实验方法等都在先修课程（分析化学、环境监测及环境工程微生物学）学习过，对学生来说也比较熟悉，同时也复习了原有课程内容。污泥性质影响着污泥处理处置技术方案的选择，所以该项目实验数据都为以后的实验项目打下了基础。
（2）污泥处理模块。污泥处理技术实验内容可以围绕污泥的调理、稳定与改性、干化与焚烧、厌氧或好氧发酵等开设实验项目。比如可以利用烟道灰、硅藻土，焚烧后的污泥灰、粉煤灰等作改良剂，探索其影响因素或改良效果分析，可以在实验中研究温度、水分、压力、pH值、O2、C/N等因素对污泥发酵过程的影响，也可以在污泥的焚烧实验中分析其热值、尾气成分等。对于污泥的改性处理可采用添加粉煤灰或陈化垃圾对污泥进行改良，这样做的目的是污泥的最终处置——填埋奠定好实验基础。需要注意的是设计这部分实验项目时，需要注意时间的分配，因为污泥的厌氧消化、好氧发酵实验过程较长，建议设计成开放实验，同学们可以利用课余时间做此部分实验。
（3）污泥资源化模块。污泥资源化利用实验内容可涵盖污泥的土地利用、材料利用等，在设计这部分实验时，实验类型应为创新性实验。当污泥以农用、园林绿化为土地利用方式时，需对污泥中的养分与有机质、重金属、物理性质、腐熟度、卫生指标进行测试，实验手段与方法与第一部分（污泥性质分析）相同，实验样品可以采用第二部分（即污泥处理实验）中厌氧或好氧发酵所做过的实验样品；当利用污泥制作水泥添加料、制陶粒、制路基材料或吸附剂等材料时，也需要用到污泥处理实验中的污泥焚烧，所以在设计这部分实验时，要尽可能兼顾到第一和第二部分的实验内容，这样可以节约大部分的时间，同时也保证了实验的系统性和连贯性。
（4）污泥最终处置模块。污泥填埋为最终处置方式时，其前期处理方式与第二部分（即污泥处理实验）中的污泥调理、稳定与改性、焚烧相同，需要注意的是该实验项目周期较长，实验指导教师应提前准备好实验样品，减少实验等待的时间。
2.实验项目开设与科研平台相结合。随着我国高校的快速建设与发展，各高校购置了很多实验仪器与配套设备，实验平台越来越齐备，然而这些仪器与设备只仅仅局限于科学研究，用在本科实验教学上很少，也未能充分发挥各大型实验设备的潜在价值。西南科技大学环境工程专业可以充分利用校固体废物处理与资源化教育部重点实验室的优势平台，围绕校污水处理厂的剩余污泥，积极开展综合性或开放性实验项目的设计。
（1）重点实验室可为本课程实验项目的开设提供智力支撑。重点实验室长期开展尾矿处理与综合利用、工业废渣处理与资源化的研究，研究队伍齐备，高层次人才突出。现拥有专职研究人员46人，教授21人，具有博士学位人员20人。研究队伍中拥有“百千万人才工程”一二层次1人，四川省学术与技术带头人4人，四川省有突出贡献专家1人，四川省学术和技术带头人后备人选2人。所以我们可以根据课程实验改革需要，整合实验室师资力量，建立起课改实验的专业支持队伍。
（2）重点实验室可为本课程实验项目开设提供有力的硬件支撑。重点实验室具备良好的科研条件，建有废物破粉碎加工处理实验室、废物分选及过滤干燥实验室、固废生物处理实验室、废渣资源化过程设备、高温处理实验室、环境工程微生物实验室、化学分析室等研究平台。同时拥有先进的无机、有机成分分析平台、固体废物破粉碎加工处理平台、固废生物处理平台、扫描电子显微镜、原子吸收、电感耦合等离子体质谱仪、元素分析仪、XRD、原子力显微镜等大型分析仪器与设备。利用这些仪器设备完全可以开设出例如“微波催化破解剩余污泥和改善污泥脱水性能研究”、“剩余污泥合成PHAs”、“焚烧处置过程的污染物（含硫、氮、氯污染物、重金属、有机污染物等）排放特性”、“热解动力学研究”、“厌氧消化处理影响因子分析”、“淋滤对污泥中重金属离子去除”及“污泥中重金属和有机污染物的净化与污泥土地利用”等创新性、研究性的实验项目。良好的实验研究平台可以为学生提供自主、完整的实验机会，设计性、综合性或研究性实验项目的开设可以使本专业的学生能更贴近科研与应用实践，也培养了部分学生的科学素养。总之，这种充分利用优秀教学资源的实践教学方式不仅达到了传统实验教学的目的，而且还在差异教学过程中实现了传统实验教学无法达到的目的。同时，通过实验教学与科研平台相结合的教学模式，有效利用了高端大型仪器设备资源，避免了仪器的闲置，减少了设备由于重复建设而造成的浪费。
三、结语
为培养适应社会快速发展的高级应用与创新人才，加快当前课程实验改革，更新实验教学手段与教学内容，是当前我国高校实验教学面临的重要课题。本文针对环境工程专业课程——《固体废物处理与处置》实验教学所面临的实际问题，结合企业的生产实际，依托校教育部重点实验室，提出该课程实验教学内容体系的改革思路，为实现分层教学、激发学生学习兴趣、培养学生科研素养，具有重要的现实意义。
参考文献：
[1]李明弟，鹿晓阳.创新实验教学体系的构建研究[J].山东建筑大学学报，2011，26（5）：512-515.
[2]周杰，王海英.细胞工程.实验教学改革的建议与构想[J].实验科学与技术，2012，10（2）：131-134.