浅析对比方法在混凝实验教学中的实施

2015-03-31黑龙江大庆职业学院王雪峰

当代教育实践与教学研究 2015年6期

黑龙江大庆职业学院王雪峰

水处理综合实验是环境工程技术专业学生必修的实训课程，在课程的设计过程中，教师一直思考如何设计有效的实验内容，既培养学生的动手操作能力，又能提高学生处理实际问题的能力。本文采取对比方法，在混凝实验中体会进行讨论。

一、对比实验的设计思路

所谓对比实验，是指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。但此次设计的对比实验，主要是对传统实验教学形式和教学内容进行了调整。传统的教学形式，都是学生根据具体的实验内容和实验步骤，按照“标准”一步步操作就行了，这种教学形式最大的问题就是教学形式刻板，学生缺乏主动学习的兴趣，不能激发学生的创造性思维的形成。而此次混凝对比实验的设计，最大特点是没有现成的实验步骤和具体方法，要学生通过主动思考来完成。仿真技术主要是通过平台操作学生熟悉实验目的，了解实验过程，知道最终需确定已知混凝剂的最佳投药量和最佳PH 值。还需要通过传统实验操作来验证，同时体会仿真实验的不足之处，这样虽增大实验的难度，但却也增强实验的趣味性，有助于提高学习兴趣。

二、对比实验的设计内容

首先通过仿真平台让学生进行实验模拟操作,学生学习混凝实验的实验目的、原理、步骤、仪器设备的操作方法和一些影响因素，最终找到最佳的投药量和最佳PH 值，学生通过仿真平台操作达成如下共识：水样的单一性;混凝剂的单一性，无助凝剂;影响因素的单一性。

学生分成实验小组，进行组内讨论，根据教师给出的混凝剂种类、水样特点，查找资料，在混凝剂组合、影响因素等方面设定几种可行性方案。实验方案的内容包括、实验仪器、药品、实验步骤、实验效果的评价等，这个过程中，指导老师负责审查学生方案设计的可行性。

1.方案一：确定混凝剂最佳投加量

通过烧杯实验优选混凝剂种类，确定混凝剂的最佳投药量。将混凝剂 [Al2(SO4)3、AlCl3、FeSO4、FeCl3]依次以不同浓度、同一搅拌速度、搅拌时间、同一温度的条件下,对同一原水进行混凝沉淀试验,取静止沉淀20～35min 后的上清液浊度作为混凝沉淀效果评价指标,找出在同一影响因素条件下最佳混凝剂及混凝剂最佳投药量。

2.方案二：确定助凝剂投加量

实践中发现，单独使用混凝不能取得理想的净水效果时,需要投加某些辅助药剂以提高混凝效果。常用的助凝剂有石灰,重碳酸钠,活化硅酸,骨胶,粘土等。本实验过程中采用的原水为生产污水，水质特点为强酸或强碱，浊度值大、COD 值高。助凝剂添加的效果，一般根据烧杯实验来确定。对于酸性较强的水样，要向水中加入碱性物质来提高水样碱度，保证胶体溶液的形成；对碱性较强的水样，也要将碱性控制在8～10左右，PH 值过高，也会影响胶体的形成，不利于净水效果。助凝剂的烧杯实验一般在最佳混凝剂确定后进行。

3.方案的技术要点

（1）水温的影响：水温过高絮凝效果会提高，但污泥含水率大，过低对絮凝均不利，影响浊度值的下降，一般水温条件宜控制在20-30℃。

（2）PH 值的影响：每种混凝剂都有它适合的PH 值范围，酸性和中性环境一般用阳离子型，碱性环境一般用阴离子型，非离子型适用于从强酸性到碱性的环境。

（3）搅拌强度：为了使絮凝剂与水体充分接触，搅拌的速度和时间设置一定要适当。本实验采用六联式自动搅拌器，能控制搅拌速度、时间和温度。搅拌完成后要充分静止，静止时间大约20～30分钟左右效果最好。取上层清液进行浊度测定。

（4）助凝剂的影响：当出现混凝效果不好，影响因素多,需通过助凝剂进行分析、测试。用烧杯试验确定助凝剂投加量,一方面可降低消耗,节约成本,另一方面净水效果更理想。

三、对比实验的教学效果

经过对比实验的设计思路,学生能够根据现场采样的原水，设计不同的方案，并比对结果，得出最优方案。这种教学思路，开发了学生的创造性思维,极大触动学生学习的主动性。虽然对比性实验难度大、周期长,但能考验人的耐心和毅力。同时提高团队协作能力,学生能在学习的过程中主动思考问题，寻求突破解决，这对提高学生的学习能力非常重要。