【文章內(nèi)容簡介】 本課程是有關(guān)水科學(xué)的實驗課程，包含《水力學(xué)實驗》、《水化學(xué)與水質(zhì)分析實驗》、《水處理微生物學(xué)》、《廢水處理工程》等。該實驗課程作為一門實踐很強的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，在本科教育中占有十分重要的地位，在地理、水文、水資源、水環(huán)境及相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)中起著基礎(chǔ)性的關(guān)鍵作用。實驗教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的與水有關(guān)的物理、化學(xué)、微生物、工程等方面的實驗技能、現(xiàn)代實驗技術(shù)和研究方法，通過實驗教學(xué)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。實驗教學(xué)大綱作為本科教學(xué)的基本文件，不僅要有科學(xué)性，而且應(yīng)具有前瞻性，并且能反映教學(xué)改革理念。我們從培養(yǎng)創(chuàng)新人才整體考慮，對實驗課程進(jìn)行了一體化設(shè)計，將傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實驗課程進(jìn)行了整合，全面優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容，獨立設(shè)置實驗課程，形成了“一體化、多層次”的實驗課程新體系。實驗內(nèi)容是教學(xué)大綱的核心，在本次教學(xué)大綱的修訂中，我們?nèi)嬲虾蛢?yōu)化了實驗教學(xué)內(nèi)容，減少部分驗證性實驗，精選基本操作訓(xùn)練實驗，新增一批綜合性、設(shè)計型和研究創(chuàng)新性實驗。在各門實驗課程中，綜合性、設(shè)計型和研究創(chuàng)新性實驗內(nèi)容占全部實驗內(nèi)容的50%左右，其中的部分內(nèi)容來自教師的科研成果，部分內(nèi)容來自生產(chǎn)與工程實際和日常生活。這類強調(diào)資源環(huán)境問題、人地關(guān)系問題與可持續(xù)發(fā)展問題，與生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、社會學(xué)、化學(xué)與生命科學(xué)交叉融合的實驗每學(xué)年都會有所更新和調(diào)整。我們通過實驗教學(xué)實踐提出的教學(xué)理念是：全面貫徹落實科學(xué)發(fā)展現(xiàn)，以人為本，把培養(yǎng)創(chuàng)新人才作為核心，實施開放式實驗教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生知識、能力、思維和素質(zhì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，切實解決好人才培養(yǎng)的科學(xué)發(fā)展問題。為了適應(yīng)21世紀(jì)知識經(jīng)濟發(fā)展需要，培養(yǎng)能力強、素質(zhì)高的地理科學(xué)創(chuàng)新人才，我們提出實驗教學(xué)改革的總體思路：以教育思想和教育觀念革新為先導(dǎo)，改革單向系統(tǒng)傳授實驗知識和技術(shù)的實驗教學(xué)體系，建立系統(tǒng)傳授與探索研究相結(jié)合的實驗教學(xué)新體系，促進(jìn)科研全面滲入本科實驗教學(xué)，全面推行開放式實驗教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)實驗的興趣，實施個性化實驗教學(xué)。以實驗教學(xué)改革帶動實驗室建設(shè)，構(gòu)建一套科學(xué)的自然地理科學(xué)實驗教學(xué)體系、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和教學(xué)管理機制，全面推動本科教育創(chuàng)新。二、課程實驗?zāi)康囊蟆端Y源與環(huán)境》實驗課程是作為地理、水資源、環(huán)境、城鄉(xiāng)規(guī)劃等專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)課程，包括水利、水文、水處理、微生物處理等分析測定實驗。在課程內(nèi)容安排上除驗證性實驗內(nèi)容外，還增加綜合與設(shè)計性實驗、開放性試驗等，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。并將基本操作融入綜合實驗中，在實驗內(nèi)容方面注重于實際生活中水樣品監(jiān)測分析。籍此培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和動手能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為學(xué)生今后在水科學(xué)方面的后續(xù)學(xué)習(xí)研究或在相關(guān)政府部門、企事業(yè)單位的實際工作打下扎實的專業(yè)基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到下列要求：加深對水科學(xué)有關(guān)的理論課程的基本原理和概念的理解，使學(xué)生規(guī)范地掌握《水資源與環(huán)境》實驗課程的基本原理、基本分析技術(shù)和基本操作方法，同時提高學(xué)生對各種常用環(huán)境監(jiān)測和分析方法的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)，求真求實的科學(xué)品德，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力、查閱文獻(xiàn)能力、思維能力、想象能力、表達(dá)能力。學(xué)會對分析儀器的性能進(jìn)行測試并對部分參數(shù)進(jìn)行校正，熟悉對實驗現(xiàn)象的觀察和記錄，實驗數(shù)據(jù)的測量和處理，最佳實驗條件的判斷和選擇，實驗結(jié)果的分析和討論等一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灧椒āＭㄟ^完成綜合研究性實驗，培養(yǎng)學(xué)生獨立解決實際問題的能力，提高學(xué)生的科研素質(zhì)與創(chuàng)新意識。要求課前進(jìn)行預(yù)習(xí)，弄懂實驗?zāi)康呐c原理，熟悉實驗內(nèi)容與步驟，寫出預(yù)習(xí)報告。三、適用專業(yè)地理科學(xué)、水資源管理、水文與水資源工程、環(huán)境、國土與城鄉(xiāng)規(guī)劃、地理信息工程等專業(yè)。四、主要儀器設(shè)備原子吸收分光光度計、紫外可見分光光度儀、酸度計、電導(dǎo)率儀、測汞儀、火焰光度計、化學(xué)需氧量分析儀、氨氮測定儀、電子分析天平、水浴鍋、烘箱、培養(yǎng)箱，光學(xué)顯微鏡，能量方程儀器、雷諾儀、局部阻力試驗臺、沿程阻力試驗臺、馬弗爐、攪拌器、壓力滅菌器、電子顯微鏡、超凈工作臺、生化反應(yīng)器、沉降設(shè)備等。五、實驗方式與基本要求本課程以實驗為主，單獨設(shè)課。開課后，課程負(fù)責(zé)教師首先需向?qū)W生介紹課程的性質(zhì)、任務(wù)、要求、課程安排和進(jìn)度、平時考核內(nèi)容、期末考試方式、實驗守則及實驗室安全制度等。學(xué)生在實驗前必須進(jìn)行預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)報告或設(shè)計實驗方案經(jīng)老師批閱后，方可進(jìn)入實驗室進(jìn)行實驗。學(xué)生根據(jù)各個實驗的目的和要求，大部分實驗23人1組，部分綜合研究性實驗可3—4人/組，個別1人1組，每組1套實驗裝置，在規(guī)定時間內(nèi)，獨立完成實驗測定、數(shù)據(jù)處理，并撰寫實驗報告。實驗過程中, 要求學(xué)生勤于動手, 敏銳觀察, 細(xì)心操作, 開動腦筋, 分析鉆研問題, 準(zhǔn)確記錄原始數(shù)據(jù), 經(jīng)教師檢查并簽名，實驗及其原始數(shù)據(jù)記錄才有效。實驗過程中，老師應(yīng)在實驗室進(jìn)行巡視，及時糾正學(xué)生的錯誤操作，檢查學(xué)生的實驗記錄和報告。學(xué)生若實驗失敗，應(yīng)找出原因，經(jīng)老師同意后才可重做實驗。任課教師要認(rèn)真?zhèn)湔n，并能提前預(yù)做實驗，上好每一堂課。實驗前教師要親自檢查儀器設(shè)備情況，清點學(xué)生人數(shù)；實驗過程中，要向?qū)W生提問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考與實驗現(xiàn)象有關(guān)的一些問題，著力培養(yǎng)學(xué)生觀察實驗、綜合考慮問題的能力，使學(xué)生學(xué)會分析和研究問題的方法。實驗結(jié)束后認(rèn)真填寫實驗開出記錄。六、考核與報告本課程采用平時考核、期末考試來綜合評定學(xué)生的成績，著重考查學(xué)生基本操作的掌握程度、實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度、靈活運用所學(xué)知識分析、解決問題的能力及運用所學(xué)知識完成研究型實驗的能力。平時實驗占80%，操作理論考試占20%?？荚嚺c自然地理理論課程一起考試，有關(guān)實驗試題著重考查學(xué)生綜合運用分析化學(xué)知識解決實際測定問題的能力，和對特殊問題的分析解決問題的能力。每個實驗的評分包括：預(yù)習(xí)報告20%，實際操作40%，實驗結(jié)果20%，總結(jié)報告20%。七、實驗項目設(shè)置與內(nèi)容序 號實 驗名 稱內(nèi)容提要實驗學(xué)時每組人數(shù)實驗屬性實驗類別開出要求1水中酸度和堿度的測定Mensuration of water acidity and alkalinity掌握酸堿指示劑滴定法測定酸度和堿度的原理和方法。41驗證本科必做2水中總硬度的測定Mensuration of waterrigidity掌握EDTA絡(luò)合滴定法測定水的總硬度的原理和方法。41綜合本科必做3水中pH值的測定Mensuration of the pH value of water掌握玻璃電極法測定水樣pH值的原理和方法。41 綜合本科必做41001050C烘干總可濾殘渣的測定Mensuration of filterable residue in water by drying at 100105176。C掌握重量法測定總可濾殘渣的原理和方法。41驗證本科選做5水中電導(dǎo)率的測定Mensuration of water conductance掌握電導(dǎo)率儀測定水中電導(dǎo)率的測定方法。31驗證本科必做6水中高錳酸鹽指數(shù)的測定Mensuration of the content of permanganic acid index掌握氧化—還原滴定法測定水中高錳酸鹽指數(shù)和水中有機物的的原理和方法。41綜合本科必做7水中化學(xué)需氧量（COD）的測定Mensuration of the content of chemical oxygen demand in water掌握重鉻酸鉀法測定水中有機污染物的原理和方法43綜合本科選做8水中溶解氧（DO）的測定Mensuration of the content of deliquescent oxygen in water掌握碘量法測定水中溶解氧的原理和方法。41驗證本科必做9五日生化需氧量的測定Mensuration of the content of biochemical oxygen demand (five days) in water掌握生活污水或工業(yè)廢水的五日生化需氧量的測定。42綜合本科必做10水中氨氮的測定Mensuration of the content of ammonia nitrogen in water。81綜合本科必做11水中氟化物的測定Mensuration of the content of fluorid in water掌握離子選擇電極法測定氟化物的原理和方法。41驗證本科必做12水中氯化物的測定Mensuration of the content of chloride in water掌握用硝酸銀滴定法測定水中氯化物的原理和方法。31綜合本科必做13硫酸鹽的測定Mensuration of the sulfate content in water掌握鉻酸鋇光度法測定硫酸鹽的原理和方法。41綜合本科選做14水中揮發(fā)酚類的測定Mensuration of the content of hydroxybenzene in water掌握4—氨基替比林萃取光度法測定水中揮發(fā)酚的原理和方法。41驗證本科選做15水中汞的測定Mensuration of the content of Hg in water掌握冷原子吸收法測定汞的操作技術(shù)和原理。41綜合本科必做16水中砷的測定Mensuration of the content of As in water掌握二乙氨基二硫代甲酸銀光度法測定水中砷的原理和方法。42綜合本科選做17水中重金屬元素的測定Mensuration of the content of heavy metals in water掌握原子吸收光譜法的測定原理和方法，熟悉儀器的操作。此實驗可結(jié)合科研項目、研究課題的內(nèi)容進(jìn)行分析測定434綜合研究本科必做18亞硝酸鹽氮的測定Mensuration of the nitrogen nitrite掌握用分光光度計測定水中亞硝酸鹽氮的方法。41驗證本科選做19硝酸鹽氮的測定Mensuration of the nitrogen nitrate掌握用分光光度計測定水中硝酸鹽氮的測定方法。41驗證本科選做20磷的測定Mensuration of the phosphor，掌握分光光度計的操作方法。41驗證本科選做21底質(zhì)中有機物的測定Mensuration of the organism in the bottom mater。，掌握綜合實驗方法。41綜合本科必做22水靜力學(xué)實驗(Experiment of Hydrostatics)（1）掌握測壓管測量液體壓強的基本方法。（2）觀察真空現(xiàn)象。（3）測量未知液體容重。23綜合本科選做23能量方程實驗(Experiment of Bernoulli Equation)（1）握流速、流量、動水壓強等水力學(xué)要素的實驗測量技術(shù)。（2）驗證液體恒定總流的能量方程（3）掌握管流中動水力學(xué)的能量轉(zhuǎn)換。23驗證本科必做24管路的局部水頭損失實驗(Experiment of Local Head Loss in tube)（1）掌握三點法、四點法測量管路中局部水頭損失的局部阻力系數(shù)的方法。（2）熟悉理論分析法和經(jīng)驗法建立函數(shù)式的途徑。（3）加深局部水頭損失機理的了解23驗證本科必做25畢托管測流速實驗(Experiment of Pitot tube)（1）通過對管嘴淹沒出流點流速及測點流速系數(shù)的測量，掌握用畢托管測量點流速的技術(shù)和使用方法。（2）通過對畢托管的構(gòu)造和適用性的了解及其測量精度的檢驗，進(jìn)一步明確水力學(xué)量測儀器的現(xiàn)實作用。23綜合本科選做26雷諾實驗(Experiment of Reynolds)（1）觀測層流、紊流兩種流態(tài)，掌握圓管流態(tài)轉(zhuǎn)化的規(guī)律。（2）測量圓管內(nèi)穩(wěn)定流動液體的上下臨界雷諾數(shù)。23綜合本科必做27管流的沿程阻力實驗(Experiment of Frictional Head Loss in tube)（1）深入了解圓管在恒定流狀態(tài)下水頭損失的變化規(guī)律，驗證不同流區(qū)中水頭損失與斷面平均流速的關(guān)系，以及沿程水頭損失系數(shù)隨雷諾數(shù)及相對粗糙度的變化規(guī)律。（2）學(xué)會管路沿程水頭損失系數(shù)的測量方法，并找出它的變化規(guī)律，學(xué)會整理經(jīng)驗公式的方法。23驗證本科必做28文丘里流量計實驗(Experiment of Venturi Meter )（1）了解文丘里流量計的簡單構(gòu)造及其量測流量的原理和方法。（2）找出壓差與流量的關(guān)系，率定文丘里流量計，從而確定文丘里流量計的系數(shù)。23驗證本科選做29微生物形態(tài)的觀察The observation of the microorganism appearance，低倍鏡、高倍鏡、油鏡的使用。31驗證本科必做30微型動物的計數(shù)Counting of miniature animal顯微計數(shù)。31驗證本科必做31細(xì)菌、霉菌、酵母菌、放線菌形態(tài)的觀察The observation of bacteria,