“资源分离与分选实验”在资源循环科学与工程专业建设中的开展

李孟婷，刘 银，周博涵，张 雷

（1.安徽理工大学材料科学与工程学院，安徽淮南232001；2.淮南市标准化研究院，安徽淮南232001）

资源循环的传统模式为“资源—产品—废物”，目前逐渐向“资源—产品—再生资源”新型闭路循环模式演变，其目的是将人类生产和生活所产生的废物进行分离分选，形成再生资源，经过加工改造等工艺形成产品重新纳入循环利用轨道[1]。近年来，作为新兴朝阳领域，资源循环得到了国家的大力支持。为满足我国对资源再生利用、循环经济等领域的人才需求，安徽理工大学于2011年成立“再生资源科学与技术”专业，2013年该专业正式更名为“资源循环科学与工程”。

“资源循环科学与工程”专业主要依托本校材料学院在矿物加工工程及材料学科（包括无机非金属材料、复合材料、高分子材料等专业）方面的雄厚基础，与材料学科、矿物加工学科很好地进行交叉。在人才培养方面，既强调扎实的化学、材料学知识，又强调资源的分离分选、固废处置与资源化技能培养，同时兼顾循环经济、资源及环境的检测分析等，为国家培养能从事资源循环利用、环境保护、科学研究、清洁生产、技术开发等方面的高素质人才[2]。在专业培养方向上，将专业重点发展方向凝练为煤基矿业固废资源化、高分子固废资源化及工业废水资源化等几个方向。

作为“资源循环科学与工程”专业建设中的实践教学环节，“资源分离与分选技术实验”的开展具有重要的教学意义。资源循环领域的日渐兴荣，不但能提高人们对自然环境的敬畏，减少人类对大自然不可逆反的索取，有效减小地球的自净化负荷，同时能创造更大的再生财富，助力社会和经济发展。该专业实验课能促使学生将抽象的专业理论知识运用到实际工作中去，构建理论联系实际的桥梁，进一步巩固深化理论知识，从而全面提高学生自身的专业素养。良好的实验教学效果能为再生资源行业奠定坚实的基础，有效提升同专业领域内的知名度[3]，同时对学生的职业发展规划起到有效的指导作用。

1 教学目标

“资源分离与分选技术实验”是关于固体废弃物料分离分选的理论与实践相结合的一门综合性课程，具有实用性、交叉性以及综合性等特性，主要涉及物理、化学、材料、环境等诸多学科[4-5]。系统地介绍实现固体物料分选所需要的科学技术和典型的生产工艺是该课程的中心任务。本实验教学的目的是通过一定数量的实验，使学生能够理解和掌握相关固体物料预处理及分离分选的基本理论、原理、步骤和方法，并接受实验操作的初步训练。在综合实验部分，要求学生提前设计实验方案，必须熟练规范地进行实验操作，仔细观察实验现象，认真记录实验数据并完成实验报告，从而良好地掌握实验技术及专业基本技能。“资源分离与分选技术实验”的有效训练，可以使学生养成严谨的实验态度，形成良好的实验习惯，为今后顺利走上工作岗位打下坚实的基础。

2 教学讲义

在笔者所在院校专业的教学体系范围内，本课程涉及“废弃物资源化工程原理”“资源分离与分选技术”“环境工程原理”“材料科学基础”“现代仪器分析与测试技术”“固体废弃物监测与分析”等多门课程的知识交叉[6]。从教学层面来分析，该课程具有知识面广、实践性强的显著特性，实验课的开展存在一定难度。因此，教研室对该课程的教学项目以及具体实施方案进行了多次讨论和论证，最终制订了《资源分离与分选技术实验指导书》。

3 课程内容

“资源分离与分选实验”课程内容不仅包括实验方案设计与实验数据处理、次资源破碎和筛分预处理准备实验、分离与分选、监测与检测，还包含综合性、设计性、研究性实验。内容涵盖物性检测、各种分离分选技术、典型农业固废、矿业固废等深加工，用于培养学生基础知识的运用能力和动手能力，使学生形成进行专业实验研究的基本思路，学会专业实验研究的基本方法，从而提高学生综合运用知识的实践能力，培养学生的创新能力。

第一章，实验设计与数据处理。包含常用实验设计方法、实验结果的数据处理，以及实验数据中的误差控制。要求学生针对需要开展的实验项目制定切实可行的实验方案。

第二章，物料的预处理，包含破碎方法及破碎设备，以及各种粒度分析方法。要求学生掌握破碎设备及相关分析设备的工作原理及运行状况，要求学生会独自操作设备和分析实验数据。

第三章，资源分离分选，主要包括重力分选、浮游分选、磁力分选、电力分选等。要求学生充分掌握各种分选原理及方法，了解相关设备的构建组成及运行状况，要求学生会操作设备、记录实验现象以及分析数据。

第四章，资源监测与检测，主要包含电感耦合气体发射光谱检测技术、原子吸收光谱检测技术、红外光谱分析技术、气相色谱法，以及水质监测与检测等。要求学生掌握现代仪器的工作原理及设备组成，学习相关大型设备的分析与测试方法。

第五章，典型二次资源深加工实验，包含粉煤灰的分离分选及资源化利用实验、煤矸石烧结实验、混凝土废弃物制备再生建筑骨料的实验、稻壳制备白炭黑实验、农业秸秆制备生物柴油、废胶粉填充聚氨酯泡沫塑料的制备及冲击性能的研究等。要求学生针对典型二次资源综合利用开展综合性实验设计与实践，掌握实验研究的基本步骤和方法，了解目前资源深加工较先进的生产工艺。

通过课后调查，学生对“资源分离与分选技术实验”课程进行了信息反馈，95%的学生表示，《资源分离与分选技术实验指导书》内容丰富，涉及知识面较广，能很好地激发他们对专业技能的学习兴趣。5%的学生表示课程内容稍显落后，要是能与时俱进，结合行业热点技术开展实验教学，则更富创新性与挑战性。可见，实验教学内容的及时更新对提高学生的学习兴趣及改进实践教学效果起着非常重要的作用。

4 教学方式

“资源分离与分选技术实验”这门课的开展模式采用课堂教学为辅，实践教学为主的教学形式。在教学过程中，教师注重学生勤于思考、敢于创新的培养模式，及时、适量布置课后作业，认真批改，将容易出现的问题在课堂上提出来，与学生一起讨论并提出良好的解决方案。同时，授课教师应在教学实践中不断地总结经验，旨为提升实验教学效果。

5 教学考核

该课程考核采用教学过程和实践环节相结合的评价方式。为配合考核方式的改革，强化过程管理，授课教师详细记录学生的课堂互动、实验过程、实验表现、实验态度、实验报告等各种学习情况，并相应给出合理的权重，从而对学生进行全面准确的评价。“资源分离与分选技术实验”作为一门独立的课程，课程采用的综合评价总分为100分，课堂互动占10分（包括提问环节和课堂表现），实验态度占10分（包括实验器材整理、归位及学习态度），实验过程占30分（包括实验操作和实验完成情况），实验报告占50分（包括实验数据处理及分析、思考题回答情况、卷面书写情况等）。

6 教学反思

自开办新专业以来，资源循环科学与工程专业的人才培养经过多次修订，逐步形成了以煤基废弃物、高分子基废弃物、新能源材料为代表的发展方向。目前，该专业的实践环节主要由基础实验、专业设计性实验、课程设计、毕业论文（设计）、认知实习和生产实习组成。“资源分离与分选技术”作为本专业设计性实验，是一门必修课，迄今为止，已顺利开展了5次。但是，在新工科的大背景下，该课程的实践内容并没有做到与时俱进，难以满足行业内产生的新需求和新形势，教学效果自然落后于社会赋予的期盼值。因此，我们必须深入分析该专业“资源分离与分选技术实验”教学环节可能存在的一些问题并进行教学反思，尝试摸索符合校情和行情的改革方案。

（1）实验内容较陈旧。在新工科背景下，授课教师往往没有及时掌握相关行业内出现的新技术以及新产业动态，实验教学内容做不到与时俱进。在综合考虑校情和行情的前提下，要注重新技术与传统领域的有机结合，可以融入小科研性质式的训练内容，加强学生科研能力的培养,往因材施教的方向引导。这就要求对教学内容进行改革，及时更新实验内容，充分提高学生参加专业性实验的积极性，培养出符合未来人才需求的综合型、创新型人才[7-8]。

（2）实践经验不足。笔者所在的教研组，学历层次和年龄层次分布较合理，大都具有博士学历，且部分有海外深造经历，科研能力强。这些教师基本上从本科读到博士，没有工程实践阅历，缺少生产经验，指导学生生产实习时略显吃力。专业实验授课教师，宜把“生产现场”搬到一部分课堂教学内容中去，尤其是当前先进的生产线各环节的内容。要保持与时俱进“学然后知不足,教然后知困”的教学理念[9-10]，建议从学校层面引进具有足够实践经验的学术骨干，包括国内外知名高校、科研院所、企业单位具有较高学术造诣的正高级专业技术人员、省级人才计划入选者。

（3）部分教学设备落后。笔者所在的资源循环科学与工程专业设置在材料科学与工程学院，主要依托矿物加工工程、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等专业，设备基础较雄厚。作为新专业，购买了一批基础实验设备，后期因经费紧张等诸多因素，该专业的大型仪器设备的台套数略显不足，学生往往只能采取简单观摩的形式，导致学生进入工作岗位后，暴露出动手能力不足、效率低下等缺点，且部分大型仪器设备的年代也比较久远，明显跟不上生产企业里工艺水平变革的步伐。专业层面应争取学校更多的经费支持，加强专业建设，申请设备补充，解决教学设备台套数不足的问题。

7 结束语

“资源分离与分选技术实验”作为资源循环科学与工程专业中重要的一门实践类课程，其开展意义可见一斑。作为新专业，可以借鉴的资源较少，“资源分离与分选技术实验”对授课教师和学生的要求都较高。笔者通过对该课程的开展进行教学解剖和深入反思，并给出了切实可行的建议。希冀在资源循环领域为国家培养更多更优秀的综合型人才，创造更大的再生价值，助力社会环境协调发展。