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摘要：碳素材料是以碳元素为主的非金属固体材料，主要有炭和石墨等类型，由于其优良性能，近年来对碳素材料的研究逐渐增加，对其应用日益广泛，其也充分展现了所具有的有的，带来了极高的经济效益。同时，现阶段环境工程专业的教育普遍存在偏理论而轻实验的现象，背离了该专业集实践性和学理性与一体的初衷，进行环境工程教育改革，尤其是综合实验改革刻不容缓。想要培养出新时代的高水平高素质的环境工程人才，重视其实践教育和动手能力的培养是重中之重。
关键词：炭素材料；环境工程；综合实验改革
引言：
今年来大量对炭素材料的研究、实验及应用表明其在吸附杂质，净化空气和水质等领域有着重要作用。与此同时，在我国高校对环境工程专业本科生的课程安排中，综合实验主要着重于进行实验测定废气废水的污染程度等测定类型的实验，而对于如何进行废气废水的净化等实操实验涉及较少，很大程度上造成学生学生所接受知识的片面。本文综合考量炭素材料的研究成果和环境工程专业的教学实验改革要求，探讨一种将炭素材料和本科实验教学相融合的教学改革方式，培养学生的全面发展。
一、炭素材料概况
炭素材料是现阶段世界范围内生化材料等专业领域的热门研究方向之一，无论是数量和质量均相当可观的研究成果，还是一年一度的国际碳会议，都体现了炭素材料的重要地位，其重要性和利用价值自然不言而喻。由于其制造原料常见，成本较低，对环境污染较小且具有可循环再生性，目前炭素材料的应用领域主要是环境保护和污染治理方面。并且随着高分子技术、纳米技术等的发展，炭素材料近年来越来越多地和新型技术进行结合，不仅能够降低制造成本，更能有效的提高自身的优良性能。近年来对炭素材料的应用报告和研究论文显示，炭素材料不仅对环境治理问题作出巨大贡献，更越来越得到研究人员对重视，成为环境工程专业的重要要求之一。
与此同时，随着人类对环境保护问题的逐渐重视，各个领域对环境友好的新型材料的需求日益增长，对于环境工程专业的学生来说，在本科阶段能够对以炭素材料为首的一系列材料有更加系统全面的学习和研究，不仅能为后续阶段的教育打下基础，帮助其明确研究方向，也对其日后的工作中竞争力的提升大有裨益。然而从我国目前的教育现状来看，当前对炭素材料的教学主要在研究生和博士生阶段，本科生对其接触较少，且严重缺乏实践应用的机会。在环境工程本科生阶段，课本对相关内容的介绍主要体现在个别章节对废水废气的处理方法的描述中，并且缺乏对炭素材料原理的详细介绍和对不同类型炭素材料优缺点的分析以及选取方式的教学。综合来看，环境工程专业对炭素材料的教学需求不高，还停留在“纸上谈兵”的阶段，实践教学的缺失与其在该专业领域的重要地位间的矛盾，对实践教育改革提出了新的要求。
二、实验课程改革
环境工程和大多数应用类型科学专业一样，是一个重视理论和实践有机结合的复合型专业。
不同于物理学的理论物理和实验物理之间相对泾渭分明的关系，由于环境工程的出发点和最终目的是利用专业知识研究环境问题的解决方案，对实验的要求更高，也更需要本科生在实验课程中有更高的参与度，更强的动手能力和更创新的思维模式。要想培养对社会、对国家、对人类有卓越贡献的环境工程人才，需要从学科专业特点出发，重视其实验课程的重要地位和意义[1]。
随着经济飞速发展，由于人类对环境保护方面意识的缺失和行动的不到位，全球环境问题日益严峻，人类的生存环境越来越恶劣，持续下去将造成不可挽回的损害。因此当今世界范围内对环境保护的重视程度也逐渐提高，学习相关专业如环境工程的学生也逐渐增多，竞争更加激烈，这些都对环境工程专业的教学设计和教学质量提出了更高的要求。
环境工程毕业的本科生大多会选择继续深造，在自己感兴趣的领域继续钻研，其中包括炭素材料在内的一些热门方向，对学生的实践能力和创新能力都有较高的要求。无论是为研究生阶段教育打好基础，还是促使学生更快更好地适应工作岗位，将理论知识转化为实际应用，发挥其价值，解决实际问题，实验教育改革都应当重视对学生工程系统实验设计思维和解决能力，团队协作能力等综合素质的培养。
三、课程设计思路
根据相关高校环境工程专业的实验课程设计，形式较为单一，缺乏对具体的废气废水污染净化处理过程的直观了解和实验学习，主要以学生用专业仪器实现相关指标的测定和分析为主，重视学生的实验操作规范和结果分析，却缺少对学生实际解决能力的锻炼和培养。部分学生也在课程中提出困惑和疑问，在实际应用中，测定步骤只是净化处理的准备工作之一，具体如何选取材料，怎样净化废水废气，达到保护环境目的等学生并不能在实验课堂上学到。针对这些问题，本文探讨将对炭素材料的应用融合综合实验课程的教学，使学生更加全面系统地学习相关知识，提升其专业素养，促进全面发展，同时更是将课程向创新化体系化的标准改进[2]。
在课程设计方面，首先要对课程时间安培进行阶段性的规划，明确每阶段的教学重点和实践内容并告知学生，有助于其学习过程中更好的理解和掌握知识。在实验教学过程中，主要分为一下几个阶段。首先是传统的对废水废气的定量检测和定性分析，在这个过程中鼓励学生查阅大量文献资料，规范实验步骤。接下来需要要求学生对炭素材料的相关知识，包括其特性和应用有全面的了解，综合其研究现状和应用现状对学生进行教学，让学生学习如何选取特定的吸附净化材料和实验方法，理解实验原理的同时提高实践能力。实验过程中，要注意对学生团队意识的培养，可将其进行分组，并且重视课程后段的总结和报告，给予相应的指导。
四、结束语
将应用范围广泛、研究成果较多的碳素材料科研成果，与环境工程专业本科生的课堂教学相结合，探究高效新型的实践教育模式，不仅有利于提升高校的学科竞争力，更在对学生的综合素质培养方面发挥着重大作用。新时代的高等教育要求陈旧的传统课程教学，尤其是不合理的应用型专业和学科的综合实验教学进行改革，以发扬科学的教学理念。环境工程是一门前景广阔，应用广泛的专业，在其综合实验课程中融入炭素材料知识应用，值得各大高校和教育工作者研究实践，为培养优秀的环境工程人才作铺垫。
参考文献：
[1]冯浩宇，陈梓山，李彦波，胡淼，陈雨，张展，裴庆.原位生长碳纳米管增强碳/碳复合材料的研究进展[J].新技术新工艺，2018（12）：61-65.
[2]屈杰.炭素材料的研究热点和发展趋势[J].百科论坛电子杂志，2018，（24）：730.