海洋環(huán)境化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)課程改革與實(shí)踐*

皮永蕊，唐永政，段晨陽(yáng)，孫淑娟

(煙臺(tái)大學(xué)海洋學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005)

海洋環(huán)境化學(xué)是高等理工科院校本科海洋科學(xué)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。主要任務(wù)是研究海洋環(huán)境包括海洋大氣中污染物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化、降解的原理和規(guī)律，其大多需要依靠實(shí)驗(yàn)研究解決，即通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析污染物質(zhì)所發(fā)生的物理、化學(xué)及生物過(guò)程[1-2]。海洋環(huán)境化學(xué)設(shè)置一個(gè)學(xué)分的實(shí)驗(yàn)課程，但是實(shí)驗(yàn)大多以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主。在高等教育制度不斷改革的推動(dòng)下，全國(guó)高校對(duì)理工科學(xué)生的要求已從單純的書(shū)本知識(shí)掌握和動(dòng)手能力考察逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)理論知識(shí)的深入理解、探索以及綜合分析素質(zhì)的培養(yǎng)[3-5]。因此，在海洋環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)置綜合性實(shí)驗(yàn)，有利于提高學(xué)生尋找問(wèn)題、思考問(wèn)題、分析問(wèn)題并有效解決問(wèn)題的能力，激發(fā)獨(dú)立思考和創(chuàng)新的意識(shí)。

剛果紅是現(xiàn)代印染技術(shù)中常用的一種聯(lián)苯胺類(lèi)直接偶氮類(lèi)染料，其不需要任何媒介劑就可以對(duì)紡織物直接上色[6]，化學(xué)名為：二苯基-4，4’-二(偶氮-2-)-1-氨基萘-4-磺酸鈉，外觀為棕色或紅色粉末。可溶于水和醇，溶于水后呈黃紅色，可用作酸堿指示劑，變色范圍為3.5～5.2，溶于醇，呈橙色。過(guò)去曾廣泛應(yīng)用于棉與粘膠的染色，如今在造紙工業(yè)中用量頗大，由于其易溶于水和醇的特性，因此在生產(chǎn)和使用過(guò)程中流失率高，容易進(jìn)入水體和環(huán)境中。如何有效降解這類(lèi)具有污染性的染料分子[7]，如何降低化學(xué)染液對(duì)環(huán)境和人類(lèi)的危害成為了亟待解決的問(wèn)題。目前較為成熟的方法主要有活性污泥法、生物膜法和物理(吸附，離子交換，超濾法)、化學(xué)法(混凝，氧化還原，電化學(xué)法)等[8]。

活性炭改性即通過(guò)對(duì)活性炭采用人工物理，化學(xué)或生物手段處理后，改變活性炭表面的官能團(tuán)，得到性質(zhì)改變的吸附劑應(yīng)用于生產(chǎn)活動(dòng)。活性炭改性方法有許多種，常見(jiàn)的有酸改性、堿改性、等離子體改性、負(fù)載改性、微生物改性和物理改性等[9]。傳統(tǒng)改性方式如酸堿改性由于效率低、只增加對(duì)單一種類(lèi)污染物的吸附性能，因此發(fā)展受到了阻礙[10]。而等離子體改性也擁有多種弊端，如成本高、應(yīng)用于生產(chǎn)可行性低。在活性炭改性手段中最有前景和應(yīng)用價(jià)值的就是微生物改性[11]。微生物作為一種容易培養(yǎng)的染料吸附載體，愈來(lái)愈受到人們的關(guān)注，生物吸附劑具有生產(chǎn)成本低，無(wú)二次污染；來(lái)源廣泛，操作條件溫和；可重復(fù)使用，吸附性能好等優(yōu)點(diǎn)[12]。此外，生物吸附法與生物降解法相比，主要優(yōu)點(diǎn)是在吸附過(guò)程中無(wú)需外界的碳源和氮源供給[13](大多數(shù)情況下)，且不會(huì)受到水中有毒化學(xué)物質(zhì)的影響，因此成本低且可以多次循環(huán)使用。由于活性炭表面疏松多孔的特點(diǎn)，為微生物的附著和繁殖提供了一個(gè)良好的微環(huán)境域[14]，將微生物和活性炭混合并在一定條件下處理后，微生物附著在活性炭表面，提高了活性炭分子的比表面積，增強(qiáng)了活性炭分子的吸附性能[15]。

開(kāi)設(shè)烴降解菌改性活性炭吸附剛果紅的綜合實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生更好的理解海洋環(huán)境化學(xué)中關(guān)于污染物在環(huán)境中的物理遷移過(guò)程中的吸附解析過(guò)程，同時(shí)將理論課中涉及的相關(guān)吸附模型進(jìn)行運(yùn)用。另外，材料表征所用到的大型實(shí)驗(yàn)儀器如電子掃描電鏡、透射電鏡等引入到實(shí)驗(yàn)中，使學(xué)生在掌握材料制備的基礎(chǔ)上，進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)和探索。同時(shí)，通過(guò)本次綜合實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的文獻(xiàn)檢索與閱讀能力，科學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、科研數(shù)據(jù)處理能力以及科學(xué)撰寫(xiě)論文的能力。本實(shí)驗(yàn)可以作為海洋科學(xué)專(zhuān)業(yè)、環(huán)境相關(guān)專(zhuān)業(yè)以及化學(xué)類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生開(kāi)放性綜合實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科研實(shí)踐能力。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

(1)掌握烴降解菌改性活性炭的方法；

(2)掌握烴降解菌改性活性炭對(duì)剛果紅溶液的靜態(tài)吸附、動(dòng)態(tài)吸附以及解析過(guò)程，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，熟悉Origin作圖；

(3)掌握分光光度法測(cè)定水溶液中剛果紅濃度的方法；

(4)了解掃描電子顯微鏡(SEM)以及透射電子顯微鏡(TEM)等儀器的原理，掌握測(cè)試樣品的制備方法，并可根據(jù)所得數(shù)據(jù)對(duì)樣品進(jìn)行簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)解析；

(5)掌握微生物系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)構(gòu)建的方法，學(xué)會(huì)利用Mega軟件構(gòu)建微生物系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。

2 實(shí)驗(yàn)原理

活性炭吸附法是目前研究的較為透徹且被廣泛應(yīng)用的一種固體吸附劑。微生物作為一種容易培養(yǎng)的染料吸附載體，具有生產(chǎn)成本低，無(wú)二次污染；來(lái)源廣泛，操作條件溫和；可重復(fù)使用，吸附性能好等優(yōu)點(diǎn)。由于活性炭表面疏松多孔的特點(diǎn)，為微生物的附著和繁殖提供了一個(gè)良好的微環(huán)境域，將微生物和活性炭混合并在一定條件下處理后，微生物附著在活性炭表面，提高了活性炭分子的比表面積，增強(qiáng)了活性炭分子的吸附性能。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與過(guò)程

3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

該綜合實(shí)驗(yàn)采用線上線下相結(jié)合的模式，如圖1所示。

圖1 綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案整體實(shí)施框架

具體步驟為：教師通過(guò)雨課堂平臺(tái)發(fā)布綜合實(shí)驗(yàn)教案，介紹實(shí)驗(yàn)課題的研究背景及意義、實(shí)驗(yàn)原理及目的、實(shí)驗(yàn)任務(wù)，根據(jù)烴降解菌改性活性炭的制備、表征以及吸附剛果紅的行為研究，提出具體的任務(wù)。在具體實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生不受時(shí)間空間的限制，只需在智能手機(jī)或者電腦上下載任務(wù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵詞查閱中外文文獻(xiàn)，了解與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的研究背景與現(xiàn)狀。根據(jù)分組情況，明確組內(nèi)分工，根據(jù)討論結(jié)果，形成實(shí)驗(yàn)方案的初步設(shè)計(jì)，完成預(yù)習(xí)任務(wù)。同時(shí)將實(shí)驗(yàn)方案通過(guò)雨課堂上傳至班級(jí)討論組，與指導(dǎo)教師及其他組同學(xué)進(jìn)行探討，制定最終可行的實(shí)驗(yàn)方案。在學(xué)生實(shí)施實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用的培訓(xùn)及相關(guān)問(wèn)題的解答。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下撰寫(xiě)科研論文并進(jìn)行PPT展示。

3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

烴降解菌改性活性炭吸附剛果的綜合實(shí)驗(yàn)包括烴降解菌的篩選、分離及鑒定，烴降解菌改性活性炭的合成、表征及吸附剛果紅行為研究，其實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線如圖2所示。各小組根據(jù)技術(shù)線路框圖，結(jié)合事先設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖2 烴降解菌改性活性炭吸附剛果紅的實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線框圖

3.2.1 烴降解菌的篩選與鑒定

以原油為唯一碳源，從煙臺(tái)港被石油烴污染的表層海水與表層沉積物中，篩選出能夠降解石油烴化合物的細(xì)菌，分離純化后，得到單一菌株。根據(jù)DNA試劑盒上的操作流程提取細(xì)菌DNA，然后進(jìn)行16S rRNA測(cè)序。序列拼接成功后，上傳至NCBI網(wǎng)站進(jìn)行Blast比對(duì)，得到相似性高的序列。使用MEGA X軟件構(gòu)建細(xì)菌的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。

對(duì)篩選得到的單一菌種進(jìn)行富集培養(yǎng)，取生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期的細(xì)菌進(jìn)行TEM觀察。具體步驟如下，利用高速冷凍離心機(jī)對(duì)所得生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期的細(xì)菌進(jìn)行離心，然后用無(wú)菌水洗滌3～5次。

3.2.2 烴降解菌改性活性炭的制備與表征

稱(chēng)量6 g活性炭，研磨至100目以下后放置于小燒杯中，加入濃硝酸浸泡1天，靜置12 h后棄掉上清液，然用無(wú)菌水清洗3～5次，棄去上清液，將剩余部分放置于恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，在100 ℃下烘干12 h。向烘干好的活性炭中加入60 mL環(huán)氧氯丙烷和30 mL N,N-二甲基酰胺，在室溫條件下磁力攪拌60 min，靜置12 h后棄掉上清液，將剩余部分放置于恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，在40 ℃下烘干12 h至完全干燥。

將活性炭采用以上步驟處理完畢后，分析天平稱(chēng)量并記錄其質(zhì)量，加入等質(zhì)量的OD600=1的YD-D細(xì)菌懸浮液，渦旋混勻后，進(jìn)行冷凍干燥。取樣后采用SEM獲得改性前后活性炭的表面圖像。

3.2.3 烴降解菌改性活性炭吸附剛果紅性能測(cè)定

配制1000 mg/L的剛果紅母液。然后分別稀釋至不同的濃度，轉(zhuǎn)移到試劑瓶中留以備用。

將上述1000 mg/L剛果紅母液進(jìn)行梯度稀釋?zhuān)诓ㄩL(zhǎng)497 nm的條件下，測(cè)定不同濃度剛果紅溶液的吸光值，繪制剛果紅濃度-吸光度曲線。

取40 mL不同濃度的剛果紅溶液至50 mL的帶帽透明玻璃樣品瓶中，加入吸附劑，在恒溫振蕩器中吸附1 h后，測(cè)定吸附后剛果紅的濃度。考察剛果紅初始濃度、吸附劑用量、剛果紅溶液初始pH對(duì)吸附效果的影響。

在上述優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)吸附實(shí)驗(yàn)。配制1.5 L確定的濃度的剛果紅溶液，置于2 L的大燒杯中，按照上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果中剛果紅溶液與吸附劑的體積質(zhì)量之比加入相應(yīng)的吸附劑，將其置于磁力攪拌器中，轉(zhuǎn)速設(shè)定為120 rpm。分別在1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 180, 240 min，取上清液測(cè)定剛果紅溶液的吸光度。實(shí)驗(yàn)設(shè)置三個(gè)平行。

3.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)剛果紅濃度與吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，可以計(jì)算得到吸附前、后剛果紅溶液的C0和Ce，并采用以下公式計(jì)算吸附量qe和脫色率[16]。

(1)

式中：qe——吸附平衡時(shí)吸附劑的吸附量,mg/g

Ce——吸附平衡時(shí)的剛果紅的濃度,mg/L

C0——吸附前剛果紅的初始濃度,mg/L

m——吸附劑的質(zhì)量,g

V——?jiǎng)偣t的體積,mL

(2)

式中：η——吸附劑的脫色率,%

Ce——吸附平衡時(shí)的剛果紅的濃度,mg/L

C0——吸附前剛果紅的初始濃度,mg/L

采用擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)和擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程對(duì)實(shí)驗(yàn)所得的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合[17]。

擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型為：

ln(qe-qt)=lnqe-k1t

(3)

擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型為：

(4)

式中：k1k2(g/(mgmin))分為擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)常數(shù)，min,k2為，mg/gj擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)常數(shù),g/(mgmin)，t為吸附時(shí)間min;qt為t時(shí)刻的吸附量,mg/g;qe為平衡時(shí)的吸附量,mg/g。

4 結(jié)果與討論

4.1 烴降解菌的篩選與鑒定

在這一環(huán)節(jié)，指導(dǎo)教師監(jiān)督學(xué)生操作的規(guī)范性及安全性，特別是微生物培養(yǎng)過(guò)程中的無(wú)菌操作。指導(dǎo)學(xué)生完成DNA提取及PCR擴(kuò)增。掌握通過(guò)NCBI網(wǎng)站進(jìn)行細(xì)菌序列Blast比對(duì)的方法，并會(huì)下載相似序列。初步掌握利用軟件MEGA X構(gòu)建細(xì)菌的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。采用普通電子顯微鏡及TEM觀察所篩選的菌株，要求學(xué)生初步了解相關(guān)儀器的原理及操作方法。掌握細(xì)菌固定及TEM前處理過(guò)程，對(duì)所得普通電子顯微鏡及TEM照片進(jìn)行初步分析。

學(xué)生通過(guò)以原油為唯一碳源，篩選、分離得到單菌YD-D。經(jīng)革蘭氏染色后發(fā)現(xiàn)YD-D為革蘭氏陽(yáng)性菌，在100倍光學(xué)顯微鏡下的照片如圖3a所示。從圖3a中可以看出，YD-D為二聚體，且有團(tuán)聚的現(xiàn)象。在透射電子顯微鏡下的照片如圖3b所示，可以看到Y(jié)D-D為短棒狀，沒(méi)有纖毛和鞭毛。經(jīng)16S rDNA測(cè)序，YD-D細(xì)菌中共檢測(cè)到1458 個(gè)堿基。將基因序列上傳到NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行BLAST比對(duì)，發(fā)現(xiàn)與YD-D序列相似度最高的是蘇云金芽胞桿菌、蠟樣芽胞桿菌及解蛋白芽胞桿菌(99%)等十幾株菌。從NCBI網(wǎng)站上下載與YD-D相似性較高的序列，利用軟件MEGA X通過(guò)最大似然法建立了系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，結(jié)果如圖3c所示，通過(guò)上述分析可得YD-D菌屬于芽孢桿菌屬。

圖3 烴降解菌YD-D的電子顯微鏡照片(100×)(a)，TEM照片(b)，最大似然法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)(c)

4.2 烴降解菌改性活性炭的制備與表征

根據(jù)各小組指定的實(shí)驗(yàn)方案，指導(dǎo)教師監(jiān)督學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)試劑用量的計(jì)算，以及實(shí)驗(yàn)儀器的選擇，提醒學(xué)生不同小組實(shí)驗(yàn)條件的差異，注意操作的規(guī)范性及實(shí)驗(yàn)的安全性。要求學(xué)生了解冷凍干燥機(jī)的原理及操作步驟，提醒學(xué)生對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)凍處理。采用SEM觀察所篩選的菌株，要求學(xué)生初步了解SEM的原理及操作方法。掌握樣品SEM前處理過(guò)程，對(duì)所得SEM照片進(jìn)行初步分析。

圖4展示了活性炭以及烴降解菌改性活性炭的SEM圖像。如圖4a和圖4b所示，活性炭的顆粒相對(duì)較大，6000倍放大后，顆粒的表面凹凸不平，具有較高的比表面積，能夠吸附水溶液中的污染物質(zhì)。與圖4c和圖4d相比，降解菌改性活性炭呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，表面經(jīng)細(xì)菌擴(kuò)張，具有較大的比表面積，對(duì)染料或污染物有較好的親和力。說(shuō)明改性后的表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，為吸附剛果紅提供了更多的活性位點(diǎn)。

圖4 活性炭以及烴降解菌改性活性炭的SEM照片

4.3 烴降解菌改性活性炭吸附剛果紅行為研究

把烴降解菌改性活性炭應(yīng)用于剛果紅溶液的吸附實(shí)驗(yàn)中，主要涉及不同影響因子，如剛果紅溶液的初始濃度、pH以及吸附劑用量，吸附動(dòng)力學(xué)等的考察，分析其實(shí)用價(jià)值。在這一環(huán)節(jié)，各實(shí)驗(yàn)小組考察的因子不同，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件也不同。學(xué)生根據(jù)各組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，利用Excel、Origin、SPSS等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行討論，同時(shí)把問(wèn)題及討論結(jié)果反饋給教師，提交研究報(bào)告，指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的問(wèn)題反饋及研究報(bào)告進(jìn)行批閱并提出修改建議。最后各小組根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及指導(dǎo)教師的批閱與建議，撰寫(xiě)研究論文，并進(jìn)行PPT展示。

4.3.1 不同影響因子對(duì)烴降解菌改性活性炭吸附剛果紅溶液的影響

圖5為不同影響因子對(duì)剛果紅溶液吸附及脫色率的影響。隨著剛果紅初始濃度的升高，烴降解菌改性活性炭對(duì)剛果紅的平衡吸附量也隨之升高，脫色率呈現(xiàn)出相反的規(guī)律，逐漸降低。當(dāng)剛果紅的濃度為50 mg/L時(shí)，吸附量可以達(dá)到411 mg/g。隨著烴降解菌改性活性炭質(zhì)量的增加，剛果紅的平衡吸附量呈現(xiàn)現(xiàn)增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)吸附劑的用量為5 mg時(shí)，吸附量達(dá)到最大值，約為400 mg/g。隨著剛果紅溶液初始pH的增加，吸附量先增加后降低，在中性偏弱酸性的范圍內(nèi)(pH=5～7)表現(xiàn)出較好的吸附效果。在pH等于7時(shí)，烴降解菌改性活性炭的qe最高，達(dá)到389.3 mg/g。相應(yīng)的，剛果紅的去除率也呈現(xiàn)出與平衡吸附量一致的趨勢(shì)，在pH=7時(shí)，脫色率達(dá)到最大值。

圖5 不同影響因子對(duì)對(duì)剛果紅吸附及脫色率的影響

4.3.2 烴降解菌改性活性炭吸附剛果紅的動(dòng)力學(xué)

隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，三種吸附劑對(duì)剛果紅的qe和脫色率最終都趨于一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，說(shuō)明吸附劑對(duì)剛果紅的吸附達(dá)到了飽和狀態(tài)。利用擬一級(jí)與擬二級(jí)方程對(duì)所得動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，所得結(jié)果如圖6所示。烴降解菌改性后的活性炭對(duì)剛果紅的吸附比較符合擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，而活性炭對(duì)剛果紅的吸附更符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。

圖6 擬一級(jí)(a)與擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)(b)模型擬合結(jié)果

5 成績(jī)?cè)u(píng)定及教學(xué)效果評(píng)價(jià)

成績(jī)?cè)u(píng)定=實(shí)驗(yàn)過(guò)程表現(xiàn)(50%)+科研論文(30%)+PPT匯報(bào)展示(20%)。針對(duì)這一評(píng)價(jià)方式，在2017級(jí)和2018級(jí)海洋科學(xué)專(zhuān)業(yè)同學(xué)中展開(kāi)評(píng)價(jià)方式的問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)果顯示90%的學(xué)生認(rèn)為這一評(píng)價(jià)是比較合理的，具有一定的公正客觀性。有部分學(xué)生提出建議，可以加入小組互評(píng)和組內(nèi)成員互評(píng)的結(jié)果，采用師生共評(píng)價(jià)的方法。

實(shí)驗(yàn)完成后，通過(guò)微信小程序進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)果表明：97%的同學(xué)對(duì)該實(shí)驗(yàn)比較感興趣(如表1所示)。(1)絕大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為通過(guò)實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)過(guò)程，提高了自己的查閱文獻(xiàn)的能力，能夠積極參與小組討論，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)；(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，幾乎所有同學(xué)都能參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，88%同學(xué)認(rèn)為自己的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫搅舜蠓鹊奶嵘貏e是一些基本操作，如微生物的培養(yǎng)、分光光度計(jì)的使用等。另外，也提升了大家分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；(3)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，75%的同學(xué)認(rèn)為撰寫(xiě)科研論文和結(jié)果展示的過(guò)程，提高了寫(xiě)作和PPT制作水平，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，有小部分同學(xué)(19%)覺(jué)得撰寫(xiě)科研論文比較難，完成這部分任務(wù)比較吃力。

表1 綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)調(diào)查結(jié)果

通過(guò)2017級(jí)和2018級(jí)同學(xué)的實(shí)踐，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得到了絕大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可，激發(fā)了同學(xué)們參與綜合性科研實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)的熱情。部分同學(xué)表示，想繼續(xù)深入探究實(shí)驗(yàn)的機(jī)理，嘗試參與發(fā)表科研論文。還有同學(xué)提出很好的建議，如：(1)發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)時(shí)，增加相關(guān)視頻或者虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，如實(shí)驗(yàn)操作、軟件使用，大型儀器的操作；(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)拍照、錄小視頻等方式記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，增加實(shí)驗(yàn)的趣味性；(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，增設(shè)“綜合實(shí)驗(yàn)之我見(jiàn)”“綜合實(shí)驗(yàn)收獲”等小文征稿，并設(shè)立投票環(huán)節(jié)，篩選同學(xué)們喜愛(ài)的小文發(fā)布到雨課堂班級(jí)群、班級(jí)論壇及微信公眾號(hào)等，并以此作為成績(jī)考核加分項(xiàng)；(4)結(jié)合理論課中涉及的海洋環(huán)境污染問(wèn)題，設(shè)計(jì)相關(guān)污染修復(fù)方案。

6 結(jié) 語(yǔ)

烴降解菌改性活性炭的合成方法簡(jiǎn)單、安全，通過(guò)SEM和TEM等表征手段，使學(xué)生對(duì)大型設(shè)備的使用有一定的感官認(rèn)識(shí)，而不只是局限于課本或者網(wǎng)絡(luò)資源。烴降解菌改性活性炭吸附剛果紅的測(cè)定使學(xué)生對(duì)科研實(shí)驗(yàn)有了基本的認(rèn)識(shí)，通過(guò)Origin軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并撰寫(xiě)科研論文，整個(gè)過(guò)程可以提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能與專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。通過(guò)小組討論，探索該材料在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用，增加學(xué)生對(duì)環(huán)境污染的關(guān)注，用自己的一言一行去踐行“綠水青山就是金山銀山”，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)和守護(hù)海洋的意識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作、PPT制作及演示的能力。