水處理生物學論文精品(七篇)
時間：2023-02-27 11:17:59
序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇水處理生物學論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。
篇(1)
摘 要：目前，高效低耗去除水中氮磷污染物是國內外廣泛關注的環境問題，污水反硝化脫氮除磷技術則是當前的研究熱點。本論文針對反硝化脫氮除磷技術的核心——反硝化除磷菌的微生物學性能進行了研究，以深入理解反硝化除磷現象，也由此才能充分利用其優越性來提高和優化生物脫氮除磷效率和工藝。
到目前為止，國內外學者普遍關注反硝化除磷工藝的試驗及影響因素，但對反硝化除磷脫氮微生物及其種屬的研究較少，尚處于起步階段，而針對反硝化除磷菌種在生理生態方面的特性研究則更少。本論文針對反硝化脫氮除磷技術的核心——反硝化除磷菌開展微生物學研究，更進一步理解反硝化除磷現象，提高生物脫氮除磷效率。
1.反硝化脫氮除磷的微生物機理 Seyoum Yami Gebremariam, Marc W. Beutel, David Christian, et al. Research advances and challenges in the microbiology of enhanced biological phosphorus removal-a critical review. Water Environment Research, 2011, 83(3): 195-219.
篇(2)
引言
環境工程微生物學作為一門邊緣學科，它要求學生要將理論與工程實踐緊密結合，是一門實踐性很強的課程。掌握必要的環境工程微生物學實驗技能對于理解和認識環境工程微生物學有關理論，從事環境工程相關研究工作具有重要意義?，F代大學教育的目標是培養學時創新意識和能力，將以知識為核心的觀念轉變為以創新為核心，從強調傳授知識到知識與能力并重，培養應用型人才。因此，大量的課程實驗成為鞏固和加深學生對基本知識和基本技能掌握與理解的必然要求。然而，傳統環境工程微生物實驗課中，各部分實驗項目相對獨立，連貫性不強，且內容重復較多，學生在有限的課堂教學中難以系統地把握微生物學實驗操作，不利于實現對培養學生的環境工程微生物操作技能和綜合素養。面對近年來各種實驗課堂教學學時都存在壓縮趨勢，如何在實驗教學過程中綜合設計、合理調整、突出重點顯得非常關鍵。因此，我們可以根據實際需求和條件，適當調整實驗內容，將原有各相對獨立的實驗項目按照器皿包扎、配制、消毒，菌株劃線分純、計數、轉種、保存，革蘭氏染色、菌落觀察及菌體特征顯微觀察等系統串聯在一起，形成一個綜合性實驗。通過該綜合實驗短期而系統的鍛煉，讓學生掌握4種以上實驗項目的實驗技能。
這不僅優化實驗教學內容，能夠讓學生在有限實驗教學學時內掌握幾種關鍵的微生物學基礎操作技術，而且使他們對環境工程領域所涉及的微生物學研究途徑有一個完整認識。結合自身特色，設計綜合性實驗。如自建的污水處理廠，環境工程專業實驗室位于污水廠辦公樓內，極大程度上方便了相關實驗課的開展。結合此特點，我們提出了“污水生物處理過程中微生物的簡單分析”的綜合性實驗。
一、綜合實驗教學方案設計
污水生物處理主要是指利用微生物的新陳代謝作用，分解轉化污水中的污染物，達到凈化水質的目的。生物處理是目前污水處理最有效、最經濟的方法之一。污水處理過程中微生物種類繁多，采用傳統技術方法和鏡檢來分純、計數、觀察其中的優勢菌株，對比其與進水和出水中主要菌株的差異，有助于了解污水生物處理過程中微生物的生長情況，鞏固基本操作技術。長期對不同階段、環境下污水處理中優勢菌株觀察，可以有助于正確判斷污水處理運行情況。綜合性實驗“污水生物處理過程中微生物的簡單分析”是在綜合實驗準備環節、細菌計數、劃線分純、形態觀察等操作的基礎之上，完成對污水中微生物的劃線分純培養、斜面接種、菌落計數(平板涂布法、傾倒法及顯微鏡直接計數法相比較)、菌落觀察、菌體觀察(革蘭氏染色及鏡檢)等系列分析工作。通過對污水分離菌的菌落和菌體形態觀察，初步判定大致所分主要菌株類型。結合本組的實驗結果，了解所選污水處理的不同階段微生物生長情況。在學習對污水處理過程中微生物生長情況簡單分析的方法的同時，強化了學生的微生物基礎操作能力。
二、實驗教學內容實施
讓學生掌握微生物基礎操作，并嘗試判斷污水處理的前、中、后不同階段細菌生長情況。實驗前，先統一以PPT形式講授整個實驗流程及各部分須注意事項，然后開始分組實驗。
(1)實驗準備環節:配制固體基礎培養基和0．85%生理鹽水，并分裝固體培養基———6支試管(每支5mL)做斜面，剩余裝入錐形瓶中;另外，制作試管、錐形瓶的棉塞，并對試管、錐形瓶、培養皿、移液管進行包扎;然后對以上所有實驗用品進行高壓滅菌。取出后放入無菌操作臺中，并用紫外滅菌。用無菌錐形瓶分別取進水、處理中、出水水樣，備用。
(2)細菌計數:計數之前首先對所取水樣進行梯度稀釋，然后按照平板涂布法、傾倒法及用血球計數板直接計數法分別進行計數，盡量讓學生了解并掌握三種計數方法的特點與差異，以便今后根據實際情況選擇合適計數方法。
(3)劃線分純:取原水樣進行平板劃線，根據微生物菌落特征分別選取分散開的不同菌落進行再次劃線后繼續培養，直到獲得多個不同菌株。此部分工作由于每次劃線培養都需要1天時間，因此若要多次劃線分純，則需學生在課后繼續“自助”進行該實驗，直到獲得純菌株為止。最后，在已準備好的固體斜面上接種所得已分純菌株，培養24小時后取出，4℃下保存。
(4)形態觀察:取出前一天培養的平板，對細菌的菌落形態和菌體形態分別進行觀察。其中菌落形態是觀察培養皿內不同菌落形態，初步分析自己分離微生物的種類，并和其他同學的實驗結果進行對比，大致判斷污水處理不同階段微生物的差異。菌體形態則是分別挑取具有不同特征的菌落，按照已掌握革蘭氏染色方法進行染色，鏡檢觀察。實驗過程中，學會具體操作技能是根本，而對實驗結果的分析判定同樣重要。因此要求學生做詳細記錄，以便根據所屬小組的實驗結果分析所取水樣中細菌情況。可根據各個實驗部分設計不同圖表方便學生記錄，如表1就是用于實驗污水中細菌計數結果記錄用表。要求學生根據實驗結果，分析所屬小組分離出了那些常見菌，以及結合自己實驗，判斷污水處理過程中有沒有哪些菌在不同階段都存在?如果存在，有哪些?
三、“指導+自助”實驗教學模式探討
采用“指導+自助”實驗教學模式，實現課上指導、課下自助。指導老師在課堂上有重點地講授實驗操作技能，學生除課堂學習外，根據自己喜好，或重復練習課堂所學實驗操作，或自己設計實驗進行分析，也可以參與教師的科研項目進行更深入的鍛煉與提高。這種方式不僅是對環境工程微生物課堂實驗教學學時有限的彌補，更是對實驗教學學時、內容的拓展與延伸，能夠充分提高本科實驗室教學資源的利用效率，發揮本科實驗室教學資源的功能，讓學生可以充分利用課余時間熟練實驗操作，鞏固所學實驗知識，增強自主創新技能。在學生自助實驗學習過程中，實驗室指導老師也可以根據學生個人情況適當安排和指導?？梢愿鶕褜W“污水生物處理過程中微生物的簡單分析”實驗進行延展分析，如設計活性污泥法處理污水過程中的“革蘭氏陽性與陰性細菌比例情況分析”、“污水處理中最常見菌體的確定與分純”、“接觸池投加藥物量與殺菌效果的關系”等實驗，促進學生培養自己的創新性思維。#p#分頁標題#e#
四、實施效果總結
(一)集中講授效果
實驗課在理論課結束后集中兩天授課，改變了實驗教學依附于理論教學的從屬地位，既保證了與理論課的銜接，使實驗在理論的指引下按其本身的規律和系統進行，又能系統、合理安排實驗教學內容，使實驗內容連續、有序進行。不僅使學生操作起來認真，更重要的是結合實際、系統講授使得環境工程微生物學實驗課程更有意義。盡管課時有限，但六年來的實驗教學探討發現，95%的學生在實驗學習過程中有良好表現，并對這種集中式綜合設計實驗表示非常滿意。
(二)學生評價結果
通過對“污水生物處理過程中微生物的簡單分析”實驗課的學習和課后自己的鞏固練習，系統掌握了從實驗基本的包扎、消毒等準備工作到細菌分純、計數，再到菌落、菌體觀察等。此外，由于本實驗內容是基于污水處理過程中的細菌分析，學校有國內首座高校自建污水處理廠，實驗取樣方便，實驗結果對于我們更清楚認識污水處理過程有積極作用。
篇(3)
關鍵詞：活性污泥膨脹，絲狀菌，污水處理
自從1914年Aldern和Lockett首次發明利用活性污泥處理污水技術的方法以來，由于其經濟、高效及可靠的優點得到廣泛的應用，并在此基礎上衍生出一系列工藝，如A/O法、A2/O法、AB法、氧化溝及SBR法等。但無論是哪一種方法，其中活性污泥的沉降性能好壞直接影響到出水水質，在實際運行過程這些工藝都會發生污泥膨脹。因此，污泥膨脹已成為活性污泥法處理污水亟待解決的問題之一。
1.污泥膨脹理論
由于某種原因，活性污泥質量變輕、體積膨大、沉降性能惡化，造成二沉池中泥水分離效果差，污泥隨出水流失，影響出水水質，從而破壞工藝正常運行的現象稱為污泥膨脹。根據其誘因可以分為絲狀菌異常增殖導致的絲狀菌膨脹和因黏性物質大量產生積累導致的非絲狀菌膨脹。
1.1 絲狀菌污泥膨脹
目前可辨識的絲狀污泥膨脹絮體有兩種類型:①長絲狀菌從絮體中伸出,將各個絮體連接,形成絲狀菌和絮體網;②具有更開放(或擴散) 的結構,由細菌沿絲狀菌凝聚,形成細長的絮體。目前在膨脹污泥中發現的絲狀菌有三十余種，常出現的有：微絲菌、0092 型、0961 型、軟發菌、浮游球衣菌、發硫菌等。事實上，所有污泥膨脹現象都是由多種有機體的過度繁殖造成的。
現在主要有下面幾種假設解釋絲狀菌污泥膨脹現象：（1）表面積/容積假說：當微生物處于基質濃度限制時，表面積大的絲狀菌比表面積小的絮凝體菌膠團微生物更易獲取底物中的營養物質和氧，因而絲狀菌占優勢，導致絲狀菌污泥膨脹。（2）積累-再生假說:認為基質被微生物利用要經過細胞內積累、儲存和代謝3個階段。當微生物處于溶解氧限制時，菌膠團積累的大量有機基質得不到氧化，而絲狀菌需要的氧較少，完成積累—再生的循環快，所以再生較快，易形成絲狀菌污泥膨脹。（3）選擇性理論:以Monod方程為理論基礎。當有機物底物的濃度較低時，絲狀菌的生長速率較大，占優勢；反之，有機物底物濃度較高時，菌膠團細菌生長的速率較大，占優勢。另外，Palm認為該理論對于溶解氧對菌膠團和絲狀菌的生長速率影響同樣適用。（4）饑餓假說：進一步將絲狀菌分為兩類：第一類是具有高基質親和力、生長緩慢的耐饑餓的絲狀菌；第二類是對溶解氧有較高的親和力、對饑餓高度敏感的快速生長的絲狀菌。在低基質濃度下，第一類絲狀菌生長占優勢；在高基質低溶解氧情況下，第二類絲狀菌生長占優勢；只有基質濃度適中，溶解氧不是限制因素時，菌膠團細菌才占優勢。（5）廣義Monod方程：進一步提出有機物、溶解氧、營養物及微量物質和環境因素都可以成為控制絲狀菌和菌膠團生長的因素。廣義Monod方程在一定程度上很好地統一了污泥膨脹的理論。
1.2 非絲狀菌污泥膨脹
主要發生在水溫較低而污泥負荷較高時。由于污泥負荷高，細菌吸取了大量的營養物質，但低溫下代謝速度慢，所以在微生物表面積貯大量的高黏性多糖類物質，此類物質具有很強親水性，所以使活性污泥表面附著水大大增加，導致污泥的SVI 值升高，形成污泥膨脹。
2.污泥膨脹的影響因素
2.1 污水性質
2.1.1營養物質
進水有機底物濃度低，絲狀菌的生長占優勢，易導致污泥膨脹；有機底物濃度太高，DO受限制，同樣容易導致污泥絲狀膨脹。Wagnet 研究發現，絲狀菌對N、P等營養物質有較強的親和力,在該類營養物質濃度較低的情況下對其有累積能力，Sawyer通過試驗確定N和P的最少需要量是BOD:N=32:1和BOD:P=150:1。
2.1.2 pH值和溫度
適宜菌膠團生長的pH值范圍是6.5~8.5，當pH值低于6.5時，有利于真菌的繁殖。Daigger等人的研究表明，低溫有利于絲狀菌的生長，這也是大多數活性污泥在冬季會產生污泥膨脹的原因之一。
2.1.3早期消化
污水在預處理區停留時間過長，易發生消化反應,生成H2S，當H2S濃度超過1~2mg/L時易引起硫絲菌的過量增殖，從而導致污泥膨脹。
2.2 運行條件
2.2.1 污泥負荷
由于絲狀菌比菌膠團細菌有更大的比表面積，在低負荷下具有更強的捕食能力，更容易生長繁殖。Pipes發現污泥負荷在BOD5/MLSS為0.25~0.45 kg/ kg·d-1范圍內才不易引發污泥膨脹。
2.2.2 溶解氧濃度
一般認為，由于絲狀菌比菌膠團細菌有更高的溶解氧親合力和忍耐力，因此在低氧條件下絲狀菌比菌膠團細菌有更強的競爭力，因此在溶解氧濃度低的情況下易造成污泥膨脹。但Benefield等人的試驗表明DO在8~9mg/L之間也會發生污泥膨脹。Palm等人在研究中找到了對應F/M值下的“安全溶解氧濃度值”，這一研究結果表明，只要DO成為限制，在任何負荷下都能發生膨脹，同樣在任何DO的條件下，只要負荷足夠高也可能發生膨脹。
2.2.3 工藝方法
不同的工藝方法對污泥膨脹現象的影響也不同。完全混合的工藝方法比傳統的推流式處理方法更易發生污泥膨脹；而間歇運行的曝氣池最不易發生污泥膨脹；不設初沉池的活性污泥法不易發生污泥膨脹；葉輪式機械曝氣較鼓風曝氣易發生污泥膨脹等。
3.污泥膨脹的防治方法
由于產生膨脹的原因不同，因此在防治污泥膨脹時，可按膨脹類型、誘因與性質采取相應的措施加以消除。論文參考網。目前主要有以下幾種防治和消除污泥膨脹的方法：（1）投藥處理：投加能殺滅絲狀菌的藥劑如氯、臭氧、過氧化氫等。對已產生大量球衣菌屬的活性污泥，用濃度為50 mg/L 的硫酸銅，保持5 mg/L的殘留濃度，能夠抑制球衣菌屬的繁殖。論文參考網。（2）改善、提高活性污泥的絮凝、沉降性：在曝氣池的入口處投加硫酸鋁、三氯化鐵、粘土、消石灰、生污泥、高分子混凝劑等絮凝劑提高污泥絮凝能力。（3）避免高黏性膨脹：通過加大回流污泥量，降低高黏性膨脹的致因物質—多糖類物質，另外可考慮改變水溫，水溫在15℃以下易發生高黏性膨脹，絲狀菌膨脹則多發生在20 ℃以上。保證BOD:N:P=100:5:1的要求，當失去營養平衡時，往往會發生高黏性膨脹。論文參考網。（4）防治H2S積累：采取預曝氣，吹脫硫化氫等有害氣體，防止形成厭氧狀態，避免貝代硫菌的增殖。另外可降低污泥在二沉池內停留時間，防止形成厭氧狀態。（5）調整污泥負荷：運行經驗表明，如果污泥負荷超過0.35 kg BOD/kg MLSS·d，易發生絲狀菌性污泥膨脹。
4.結論
泥膨脹現象是自活性污泥法問世以來一直困擾人們的難題。由于原因復雜，沒有一種解釋適用于所有膨脹現象，因此只能結合不同的水質和運行條件，做出有針對性的解釋和采取有效的控制措施。隨著活性污泥法進一步發展，對污泥膨脹的研究必將進一步深入。
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篇(4)
論文摘要:隨著經濟的快速發展以及人們生活水平的不斷提高，城市環境已經成為人們評價一個城市發展程度的重要指標。城市廢水處理――這一影城市下游環境的重要工程，其實施效果對于我國環境有著重要的影響。文中就城市廢水處理新技術進行了簡要的分析。
可持續發展路線的實施，增加了我國各級政府對環境保護的認識和治理力度。城市污水處理，作為一個城市發展程度的重要標志，其實施效果已經成為了評價城市發展程度的重要指標。城市污水處理的效果不僅僅關系到城市所在地周邊的環境保護，更關系到下游城市人們的身體健康以及經濟發展。加快城市污水處理建設，加快城市污水處理新技術的應用，促進城市和諧發展以及可持續發展路線的實施，是目前我國城市污水處理相關部門的首要任務。
1.我國城市污水處理現狀分析
目前我國城市污水處理的面臨著重要的考驗，現有污水處理系統已經不能滿足日益增加的城市污水量。而工業廢水、日常生活排放污水在城市內部的流向對流經城市的河流以及淺層地下水也都有著不同程度的污染。這也使得我國多數城市水源受到污染，加大了城市生活用水處理的費用，加劇了我國城市廢水污染程度。近年來為了加快我國可持續發展戰略目標的實施、促進我國水資源優化、保護環境，我國很多城市已經開始了對城市內污水流向的治理，減少污水在城市內流向對淺層地下水的污染。同時大力應用新的廢水處理技術，加快污水處理建設，為我國可持續發展路線的實施打下堅實的基礎。
2.城市污水處理新技術分析
2.1曝氣生物濾池技術分析
曝氣生物濾池是一種經過改良的新一代上向流曝氣生物濾池。它既可以用于污水的二級處理，也可以用于處理出水需要回用等其它要求的污水深度處理，并且能夠達到很高的排放水質標準。由于曝氣生物濾池工藝將濾池和生化反應器結合起來，因此不再需要沉淀池；占地面積小，是常規工藝的1/4～1/5，節省大量征地和地基處理費用；池容小，土建工程量比其它工藝少20％～40％；全部模塊化結構，改擴建容易，工期短；上部出水為清水，濾頭不易堵塞，檢修和更換容易。無需放空濾池中濾料；可對廠區進行全封閉，無臭味污染，視覺和景觀效果好；不需要單獨的反沖冼水和反沖洗水泵，降低了設備投資和運行費用；穿孔管曝氣，節省設備投資和維護費，效率高。而膜式曝氣頭通常在運行兩年后開始喪失其效率；自動化程度高，操作人員少；低溫運行穩定，受溫度影響很小；由于其具有連續的物理過濾能力，一旦生物反應發生問題，濾池仍可去除絕大部分的懸浮物；而且僅需要幾天即可恢復生物處理能力，而活性污泥法需要幾個星期才能恢復；由于其具有的眾多有點，我國已經在2002年在廣東南海新建了一座設計流量為50000m3/d的新型曝氣生物濾池污水處理廠，從近6年的處理運行情況來看，運行穩定，處理效果好，是投資較少的一種新技術應用典型。
2.2天然有機化學污水處理技術的分析
天然有機化學在污水處理方面的優勢已經被人們認可，也使得其在污水處理中的發展前景越來越好?；瘜W混凝與生物法共同作用污水處理法已經成為了天然有機化學污水處理發展的新方向。該工藝能有效去除水中的顆粒物、磷和氮，使出水水質達到一定的水平。有些國家把化學混凝法加生物處理作為主要的處理方法對城市生活污水進行處理，如挪威、瑞典、丹麥，其70%的污水都用混凝法+生物處理。其它一些國家如美國和香港用一種叫做化學強化一級處理法，該法比化學混凝法需要的混凝劑量更少，但足以去除大部分磷同時大大加快沉降速度。
世界上最常用的混凝劑為鋁鹽和鐵鹽，也有一定數量的有機聚合物作混凝劑或助凝劑。水和污水中的污染物去除是通過已知的機械原理即破壞膠體的穩定性而混凝，或者是化學藥劑與固體水解產物共同沉降來完成?；炷ǖ男适鞘芑炷齽┑奈锢砑盎瘜W特性、進水及工藝條件等因素的影響。
污水處理無疑是要花錢的。問題是要找到一種不僅投資少而且長期運行費用低的最經濟最有效的方法。根據歐洲污水處理經驗，要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脫除85%氮，則化學強化一級處理+生物處理是最經濟有效的。化學處理法特別是在工業污水比例大、污水水質日/年變化大時更顯其最經濟有效。在快速發展的工業化城市，企業排放的污染物會影響甚至破壞傳統的生物處理過程，而化學處理法在這方面具有許多的先進性，能處理很多不同的污水，能承受很大的沖擊負荷。對實際污水處理工程而言，首先用化學法進行污水處理研究，不僅能承受沖擊負荷，將污水處理到一定的程度，還可以了解污水的組成和變化情況，為較易受污水沖擊負荷、毒性物質影響的生物處理提供保護。種種優勢預示了天然有機化學污水處理的良好發展前景。
2.3污水生物處理方法分析
生物污水處理是用生物學的方法處理污水的總稱，是現代污水處理應用中最廣泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有機物轉化為簡單的無機物，使污水得到凈化。按對氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉化為有機酸，甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等。好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣（如藻類光合作用產氧等）為污水中好氧微生物提供活動能源，促進好氧微生物的分解活動，使污水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉盤、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物處理效果好，費用低，技術較簡單，應用比較簡單。當簡單的沉淀和化學處理不能保證達到足夠的凈化程度時，就要用生物的方法作進一步處理。生物處理中要特別注意掌握凈化污水的微生物的基本特點，滿足其要求條件；污水中BOD與COD比值要大于0.3。溫度影響較大，冬季一般效果較差。
3.加快分流制排水管網的推進，促進污水處理的實施
我國原有城市排水管網多位合流制排水管網，其是通過在城市中鋪設一套排水管網用來排泄污水和徑流雨水。這樣的排水管網導致后期在進行污水處理時加大了處理量，增加了污水處理費用。而目前較為先進的分流制排水管網，是在城市中設兩套獨立的排水管網，分別排泄污水和徑流雨水。這就使得在后期進行污水處理過程中，可以不對徑流雨水進行處理，只針對污水進行處理，大大降低了污水處理費用。鋪設分流制排水管網的費用與合流制排水管網污水處理費用相比，分流制雖然一次性投入較大，但是綜合比較可以發現，其在管網運行多年后，總體費用只占合流制管網污水處理的42.7％。因此，加快我國老城區合流制管網改革，在建設新城區時積極采用分流制排水管網設計是污水處理發展的必然方向。
結論
城市污水處理新技術的不斷涌現，為城市污水處理提供了更過的選擇空間。同時也使得我國污水處理技術正在向著國際化的標準邁進。通過新技術的應用及人們對日常生活中無磷清潔用品的廣泛使用，減少有害污水的產生，為我國環境保護打下堅實的基礎。
參考文獻
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篇(5)
關鍵詞： 探究教學 生物課外活動 科學探究能力
在現代科學技術的發展潮流面前，理科教學正在發生革命性的變化?？v觀二十世紀八十年代以來生物教學的改革，盡管提法不同，名稱各異，但其指導思想可以說就是“探究教學”。探究教學是指在教師的引導下，學生主動參與到發現問題、尋找答案的過程中，以培養學生解決問題能力為目的的教學活動。通過探究教學過程，教師應教會學生如何學習，如何獲得知識和信息，掌握科學的探究方法。而科學探究是尋求問題解釋，解決過程，其價值在于創新，通過豐富和發展理論對未知世界進行解釋或預測。生物課外活動注重科學性、實踐性和趣味性，是培養學生智力、能力的一種重要途徑。學生通過課外活動可以對所觀察到的現象進行探究，用已知的和發展的科學原理尋求解釋，使觀察具有意義，建立基礎的科學知識，培養初步的科學探究能力。本文以指導學生對本縣的“浐溪水質調查與綜合治理設想”課題探究為例，探索在生物課外活動中如何培養學生的科學探究能力。
1.根據課題目標，制訂探究計劃
1.1確定探究問題。
探究教學的主要目的是使學生通過經歷探究知識或問題的過程掌握科學的思維方法，培養解決問題的能力。在課外活動過程中，教師根據活動目標，尋找與活動內容密切相關的、可以激發學生興趣的課題，創設情境，明確告訴學生要調查研究的領域。浐溪是本縣的母親河，學生非常熟悉。通過鄉土地理的學習，學生都清楚浐溪的今昔變化，教師通過講述它目前的狀況：“水質受到污染，影響周邊生物的生存，影響溪邊公園的景致，政府對治理浐溪的決心?！睂W生立即表現出濃厚的興趣，并紛紛表示要為治理浐溪貢獻自己的力量，這樣學生的積極性就被很好地調動了起來。
1.2制訂探究計劃。
教師引導學生就探究的內容進行討論，讓學生發現并提出問題。問題是多種多樣的，教師應引導學生集中于一或兩個問題進行重點研究，并指導學生自己制定實施目標和內容，發揮學生在課題探究中的主體作用。圍繞治理浐溪這一課題，學生在分組討論提出許多建議：“大家行動起來義務到浐溪撿垃圾?！薄皩λ|進行測定，制訂治理方案，恢復浐溪生態環境?！薄坝酥卫硖┪钍亢尤〉煤艽蟪晒Γ覀兛梢詫W習他們先進的經驗。”這樣通過學生討論和教師總結，三項探究內容（探究不同水質對植物根生長影響，探究溪邊公園生態環境的保護，探究對浐溪污染的綜合治理）就產生了。教師再根據學生的實際能力狀況，將學生分成三組，確定探究內容。最后各組學生分別制訂各自的實施計劃。
2.選擇科學探究方法，培養勇于探索的精神
2.1選擇科學探究方法。
選擇科學的探究方法，是課題探究取得成功的基礎，科學探究不是讓學生“讀”“記”科學，而是動手“做”科學。大量安排實驗活動是為了誘導學生探究問題。如第一組學生進行水質測定時，教師告知學生分別采集同一河段漲潮時和退潮時的水樣，以保證水樣的代表性。探究內容可以是簡單的理化測定，也可以是對不同生物生長的探究實驗。學生在教師的指導下，各自準備實驗材料開展實驗，告訴學生實驗材料的選擇一定要有代表性和一定的數量，實驗結論才有普遍性。在實驗過程中，教師指導學生排除外界環境對調查對象的干擾，教給學生正確的觀察和測量方法，實驗后指導學生設計記錄表格，進行觀察和記錄。學生通過觀察獲得大量信息，在觀察中產生問題，用不同方式做記錄，以便保存與交流，在測量比較中學會一整套實驗操作的方法和技能，通過思考得出結論，并計劃下一步行動，在解答問題中增長知識和才干。通過以上探究常規方法的指導，學生初步掌握了科學探究的方法，也為今后的學習和工作打下了基礎。
2.2不怕挫折，勇于探索。
鼓勵學生進行探究性實驗，一項實驗往往要經過多次失敗，不斷總結經驗和教訓后方能取得成功，如第一組學生在做不同水質條件對植物根生長的影響時，發現原來的實驗材料——蠶豆和小麥根的生長較易受非調查因素的影響，實驗現象不夠明顯。于是他們調整選擇了其他種類的材料進行了反復實驗，最后通過對比和篩選，發現鱗莖類植物生根現象顯著，這樣通過課題的探究，培養了學生不怕挫折、勇于探索的精神。
3.督促學生按計劃進行，及時研究挫折和新發現
3.1按計劃探究。
在研究內容和方法確定后，教師應督促學生按計劃進行課題探究。如實驗的學生分工，定期檢查學生的調查結果，及時解決學生在探究過程中發現的問題，召開課題探究交流會等。在教師的引導下，學生的主觀能動性被調動起來，興奮點被觸發，好奇心得到鼓勵。他們不僅獨立地操作、思考，而且集體分析討論。他們不僅按計劃實施研究調查，而且走訪了環保局、污水處理廠等單位，向有關專家請教，有的還去圖書館查閱了許多有關的專業書籍。
3.2不斷修改實施內容。
對于課題探究中出現的困難和新發現，教師應及時引導學生不斷修改探究計劃和實施內容，如針對第三組學生的調查結果“目前河岸邊各種污染源密布，市民的環保意識還普遍不高”，及時修正了實施內容，經過詳細調查，提出了對浐溪進行綜合治理的設想?！爸赋鰶合粌H是建立污水處理廠的問題，更重要的是需要加強各職能部門，各位市民的環保意識”。學生還設計了一些在目前條件下切實可行的方案，其中“將計算機應用到污水處理程序”受到有關專家的好評。
4.引導學生對課題的實施過程進行自我評價
4.1得出結論。
引導學生對調查結果進行整理、歸納，通過對浐溪水質的測定和動、植物生長實驗，教師引導學生運用簡單的生物統計方法，統計調查記錄，分析整理數據，綜合歸納概括出有關規律性的結論。
4.2指導寫論文。
指導學生進行論文撰寫，論文成形后對文章中的錯誤數據、觀點、語句等，及時給予指正，保證論文的科學性，體現探究的目標、方法、步驟和結論。
4.3評價研究結果。
組織學生進行論文答辯和交流，要求學生對課題研究的各方面有深刻的了解，要有較強的口頭表達能力和臨場應變能力，為了在論文答辯中取得好成績，學生準備了大量圖表模型，設想了許多可能遇到的提問。最后教師對研究成果進行評價總結。
通過課外活動鍛煉，學生認識到：第一，科學知識不只是觀察到的事物的簡單報告，科學知識還是由原始材料緩慢地、試驗性地積累而成的知識體系。第二，收集到的原始資料產生于有計劃的觀察和實驗。第三，實驗和觀察的計劃是根據問題而制訂的，問題又產生于我們對先前的知識的總結所得來的概念。第四，總結性概念要受到問題解決的效果的檢驗，并通過檢驗不斷地得到修正和更新。
總之，探究教學的目的是培養學生探究未知世界的積極態度，認識到學習不再是為取得好分數而受到父母或老師的表揚，應來源于對學習本身的興趣。探究過程有獨立的操作、思考，也有集體的分析討論，這樣既給予學生獨立思考、自我鉆研、自我決策、自我負責的機會，又在討論中形成對旁人觀點的容忍態度，樹立尊重科學事實的態度，以及依事實批判地思考的態度。這種既尊重個性發展，又重視集體合作的探究活動對學生的身心健康及日后工作都有極其重要的意義。
參考文獻：
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篇(6)
傳統的環境工程專業實驗教學往往成為專業理論教學的附屬課程，開設的實驗課常常是驗證性、操作性實驗，內容、形式簡單，容易操作掌握，不管是教師或是學生，未對實驗課付出足夠的重視及精力。實驗教學與工程實踐關系相差甚遠，知識聯系不緊密，難以使學生形成系統的專業知識及概念。大致體現在如下3個方面:①實驗類型過于單一，導致學生對上實驗課缺乏主動性與積極性，處于機械操作與被動接受狀態，不能很好地鍛煉學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，不利于學生對實驗技能的系統掌握，更談不上學生的創新、創造能力的培養;②實驗安排缺乏整體性及系統性，實驗教學內容和手段相對陳舊，且落后于理論教學;③實驗教學往往忽略了加強培養學生的能力與素質，多數實驗僅僅是為了促進學生對基礎知識的進一步理解與深化。
2專業實驗教學改革的創新與合理化建議
2．1“開放式”教學實習的組織與實施
以環境監測這門專業課為例，它是環境工程的主干專業課程，其教學實習的主要目的是培養和訓練學生獨立開展監測工作的能力。在實際教學中可對環境監測課程教學實習進行改革，即實施“開放式”教學實習，從而使學生正確掌握“噪聲、水質、土壤、大氣”等環境監測項目的監測方法與實施方案。具體做法如下:任課教師事先將各班學生分成多個實習小組(每組2～4名成員)，然后根據已有的藥品、儀器設備等選定監測對象及監測項目，分別為各個小組制訂計劃，明確各小組的監測對象、監測項目、采樣位置、時間安排及分析方法;以小組為單位分發玻璃儀器、試劑藥品，實習期間儀器室及實驗室全天開放，1星期內各小組都要獨自完成“噪聲、水質、大氣、土壤”等實習項目的監測任務。實習完成后，各小組歸還剩余試劑藥品、上交洗凈的玻璃器皿等，全班所有小組集中進行交流討論實習中存在的問題和收獲，每個學生提交1份實習報告?！伴_放式”教學實習的優點在于可充分利用已有的試劑藥品及儀器設備，讓學生外出獨立取樣，并根據采樣地點和周圍環境狀況來確定監測方法及監測項目，還可以讓學有余力的學生就不同監測方法進行比較研究。這樣不僅能激發學生對實驗的興趣，又可以培養學生的創新能力及解決問題的能力;此外，就實驗中產生的現象與問題，教師指導學生查閱相關資料及文獻，并在方法上對某些實驗進行改進，以便更好地調動學生的求知欲，讓學生充分享有自主學習、獨立思考、自由發揮的時間和空間。通過“開放式”教學實習，能夠在很大程度上提高學生的動手能力，學生將會更清楚地認識環境監測的全過程，并通過監測校園周邊環境，更清楚地意識到環境質量的現狀。
2．2將實驗室變為生產模擬現場
環境工程專業教學的主要目標是培養學生進行工程設計和實踐的能力，它是實踐性很強的專業，實踐在工科人才培養中是主要的甚至是關鍵的環節和階段。因此，在水處理實驗教學中為了再現工業生產過程，可以購置一套與水處理相關的設備模型，如圓型曝氣池、氣浮池、絮凝沉降池、生物塔式濾池、生物膜轉盤、普通快濾池等，這樣在實驗教學中，可使學生清晰直觀地認識這些在生產場地難以了解的水處理設備的功能及內部構造。通過這種模擬生產現場的實驗，模仿實際生產，進行實驗操作，這種實驗更接近工業實際生產，學生能充分接觸體驗到專業理論和專業基礎與生產相聯系的實例，減小了學生對實際生產的距離感。學生通過操作運行這些實際處理工藝，會對整個設備及工藝有更加完整的掌握和認識，從而有效提高學生的專業實際操作技能。
2．3加強具有工程背景的教師隊伍建設與交流
為了更好地培養環境工程專業人才，師資隊伍建設應從以下方面著手:培養建立具有工程背景及實踐經驗的教師隊伍，創造條件積極鼓勵教師和企業進行合作交流，組織教師在崗培訓;聘請較高學術水平和實踐經驗的企業工程技術人員參與學校的人才培養工作;建立實習實訓平臺，健全完善校內實習實訓基地，為培養學生的工程實踐能力奠定良好的基礎和條件;聯合相關企業，建立長期、穩定的產學研合作基地。另外，由于常州大學環境工程專業辦學歷史較短，經驗缺乏，需要借鑒其他高校環境工程專業實驗教學的成功經驗，并與校外同行進行廣泛的交流合作。
2．4增加和整合環境工程專業實驗課
培養具有較強創新能力與動手能力、善于理論與實際相結合的環境工程專業人才是環境工程專業實驗教學改革與創新的主要目的，因此，應加大力度調整傳統實驗課程體系與模式，加強環境工程專業實驗課教學。要打破常規的按照教學建制和課程標準單獨設立實習、實驗及設計的條塊分割布局，全面考慮課程設置的獨立性、課程之間的相關性及專業知識的系統性，對實習、實驗及設計進行優化重組，減少驗證性實驗，增加探究性、綜合性及設計性實驗，從而整合成綜合實驗教學，突出學生創新能力和工程能力的培養。綜上所述，環境工程各專業實驗課可以考慮綜合開設，即進行專業綜合實驗教學。專業綜合實驗的開展有以下優點:①能夠大量減少驗證性實驗的數目，減少實驗的重復和試劑藥品的浪費;②可使學生從全局出發考慮問題，加深學生對專業知識的理解，并有利于提高學生認識、設計和解決問題的綜合能力，從而融會貫通環境工程的各門專業課知識。學生在完成專業綜合實驗學習后，增加專題實驗的學習，專題實驗教學時間可以安排為3～4周。專題實驗教學過程應以學生為主體，而指導教師主要負責實驗指導書的編寫，僅對學生提出實驗目的及要求，并據此提供相關實驗材料和儀器設備，負責實驗結果的檢查及指導。專業實驗開始前，首先要求學生查閱相關的資料、文獻，并整理出詳細的實驗計劃方案，交給指導教師審查。在具體的實驗中，應重點培養學生思考問題、分析問題及解決問題的能力，要求學生掌握相關的實驗儀器設備的操作技能，從而加強對學生動手操作能力的培養。因而，通過專業專題實驗的教學，可以充分調動學生學習的主觀能動性，促進學生查閱文獻、設計安排實驗方案、實驗動手等能力的提高，訓練學生分析、解決問題的能力、整理分析處理實驗數據的能力，讓學生及時掌握了解國際前沿科學研究動態，激發學生的創新意識，在創新實驗操作過程中逐步掌握思考問題、分析問題及解決問題的方法，不斷提高學生的自主創新能力。
2．5學生畢業(設計)論文與教師實驗課題結合
取消學生當前大量開展的綜述性研究的畢業(設計)論文，撰寫的研究論文要有一定的工程研究背景，以工程性實驗或綜合性實驗為基礎。學生的畢業(設計)論文要以教師自己主持或參與的工程項目和科研項目或親身所做的研究性實驗課題為基礎，聘請在生產一線的工程技術人員做畢業(設計)論文指導教師，通過把畢業(設計)論文與實際項目及實驗掛鉤，使學生更投入、更有針對性地進行實驗研究，從而提高畢業(設計)論文的質量。如，以教師現有的中國科學院土壤與農業可持續發展國家重點實驗室開放基金課題“生物黑炭增匯及減排溫室氣體效應的微生物機制研究”作為畢業論文實驗研究素材，該項目牽涉知識面廣，不僅要求具備相關的環境工程專業知識，而且要求具備材料學及環境微生物學等方面的知識。在具體的實驗中，學生不僅要根據科研基本要求，積極查找相關文獻，并設計實驗實施方案及步驟，還要親自測定實驗數據，從而完成實驗研究任務，最后對實驗數據進行分析整理和總結，向指導老師提交實驗研究數據和論文。學生完成的研究論文及在實驗中發現的所有問題，一方面有利于豐富教師的科研成果，并可作為教師科研數據的參考，另一方面教師可以根據學生的創新研究思路，開辟新的研究內容和方向。這樣不僅能保證順利完成科研任務，而且有利于培養和提高學生的實驗創新能力。這種以實際的科研課題為基礎的畢業(設計)論文研究，可激發學生的科研學習興趣。
2．6實驗過程注意實施綠色化
作為環境保護工作的參與者及執行者，在實驗全過程中注意保護環境。如，在設計實驗的過程中，盡量選用不造成二次環境污染的藥品，減少向環境中投放的化學物質量，做到微量化和無害化地使用藥品試劑;此外，不隨意排放在實驗過程中產生的有害、有毒物質，通過利用專用的容器分類收集，然后集中統一送至相關部門進行無害化處理。
3結語
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Abstract： By exploring the practice teaching reformation on environmental microbiology，combined with the features of discipline development， and establish scientific mode of practice teaching clearly understanding the students' interesting points， reflecting the idea of students' main position， expand their developmental space， given a reasonable evaluation system， to promote comprehensively improvement on students' overall quality and application capabilities， and providing new ideas on promoting the process of practice teaching reform.
關鍵詞： 環境微生物學；實踐教學；教學改革
Key words： Environmental Biology；teaching practice；teaching reform
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）19-0245-02
0 引言
環境微生物學是環境類專業重要的專業基礎必修課程，是一門具有較強的實踐性和應用性的學科，因此本課程的實踐教學部分有著舉足輕重的作用。學生實踐能力的培養、基本操作技能和相關知識的訓練就是靠實踐教學來保證的。本文結合環境微生物學實踐教學改革，從實踐教學模式方面進行探討，有利于提高教學質量，加強學生的創新精神和實踐能力。
1 轉變觀念，提高實踐教學效果
目前實踐教學基本上都是按照教學計劃來組織教學的，實驗內容無變化，結果唯一，學生參與實踐教學完全處于被動狀態。在這種模式下，雖然實驗能力作為知識傳授，但是使得學生缺乏創新性的應用能力。我們對環境微生物學實踐教學改革探索，從構建實踐教學新模式的思路出發，以學生興趣源為導向改善實踐教學的內容，以學生為主體調控運行模式，加強師資建設保障管理體系，構建合理的評價體系，才能真正提高實踐教學效果。
2 建立科學的實踐教學模式
2.1 明確學生興趣源，提高學習的主動性 環境微生物學屬于交叉性廣的學科，而且內容覆蓋面很大。緒論在一門課的教學中具有很重要的導向作用[1]，在教學的過程中，用實際生活中的現象和例子，引起學生的好奇心，進而對環境微生物學有強烈的求知與探索，對實驗教學產生根本性的影響。明確了學生感興趣的方向，可激發學生無限探索的求知欲，也是學生學習主動性提高的過程。
2.2 轉變實驗教學方法，體現學生主體本位 在實驗教學的過程中，學生對知識的學習是知其然不知其所以然，對于不能理解接受的知識，就會很快的遺忘，所以要充分發揮學生的主體作用，就需要學生的全程參與。環境微生物學實驗讓學生進行課前的準備工作，可以掌握實驗的原理和常規操作，就會加快實驗的進程和提高實驗效率。為使學生盡早的進入專業領域的學習，學生需參與到教師的科研當中，培養學生研究的思維方式和科研素質，充分發揮學生的主動性和創新能力，進一步培養學生動手能力和實驗設計的能力。
積極調整實驗教學內容，理順課程中實驗教學相關性，構建實驗教學課程體系，合理使用多媒體輔助教學系統來展現或模擬實驗、實踐教學過程，強化基本實驗技能培養，提高綜合解決問題的能力[2]。對于基礎性的實驗，要讓學生掌握基礎知識和基本實驗操作技能，做到固本培元。教師要指導學生樹立多動手的意識，多提供條件讓學生反復做，進而不斷的拓寬實驗的知識面，讓學生主動投入到實驗的學習和操作中，改變學生“照方抓藥”的習慣，體現主體學習的意識。
學生掌握一定的環境微生物實驗技能，隨著實驗教學內容的不斷深入，需讓學生從驗證性實驗轉向綜合設計型實驗。如：實驗指導書中建立學生感興趣的，有較強設計性、工藝性、系統性和應用性的題目，讓學生自主選擇。從方案的確立、具體操作步驟的建立和最終的實施，給予學生指導性和啟迪性的幫助，擴大學生對實驗結果的關注。實驗教學方法的改革應有利于充分調動學生的積極性、主動性和創造性；有利于培養學生觀察，思考、分析和解決問題的能力；以及培養學生在科學實驗中嚴肅的態度、嚴密的方法和嚴謹的作風[3]。
2.3 加大學生交流平臺，拓寬發展空間 培養多元化創新性人才，需要走出教室，走出校門。在實踐教學中，我們以環境微生物學課程為平臺，經常組織環境工程、環境科學和農業資源與環境等專業的學生和老師，對感興趣和熱門的課題，開展討論會，交流經驗，共享資源。校外的實踐教學中，利用學校的產學研合作條件，建立穩定適合教學要求的校外實習實踐教學基地。如學生學習了原生動物和微型后生動物的形態、分類、營養因素及生活習性后，組織學生到污水處理廠參觀學習活性污泥和生物膜的運行情況，找到理論知識的相關應用場所。同時學生還能掌握設備運行原理和操作，在綜合設計性實驗中，得到意想不到的結果，獲得創造性的學習效果；有目的性的思考問題，提出獨到的見解，拓寬了學生的發展空間。
2.4 客觀評價體系，全面展現學生能力 實踐教學改革中，學生成績的評價體系也要相應的進行改變，采取“知識—能力—素質”綜合的考核辦法[4]。實驗教學考核部分包括學生的實驗準備工作、操作技能和實驗報告。學生能夠在預習和自學的情況下，對實驗進行準備，可體現學生獨立思考和收集信息的能力；操作部分是常規儀器的使用操作和環境微生物基本技能操作，能夠反映學生觀察、動手、分析問題和解決問題的能力；實驗報告的獨立完成，體現學生概況總結能力和表達能力，如文字表述、繪圖、數據統計和圖表分析。實訓教學考核包括提問過程和報告的撰寫，可采用現場提問、討論陳述、實訓答辯和撰寫小論文等方法。環境微生物學實踐教學新的評價體系，從學生理論知識的掌握、實踐能力的提高和綜合素質的培養，全方位和多角度考核學生各方面的能力，體現考核體系的客觀性和合理性。
3 結語
現代社會需要創新性和復合性人才，結合環境微生物學來自實踐的學科特點，實現實踐教學的改革，是發展的趨勢和改革方向。在限定學時的情況下，拓展無限的教學內容，建立新的實踐教學模式，激發學生的學習熱情，體現學生的主體本位，拓寬學生的發展空間，促進學生綜合素質和應用能力的全面提高。在實踐教學改革的過程中積極探索和不斷實踐，提高環境微生物學總體教學效果和水平，為進一步推動實踐教學改革的進程提供一些新的思路。
參考文獻：
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