本科生差異性發(fā)展的實驗實踐項目探索與研究

周權(quán)鎖， 鄒建文， 鄭金偉

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210095)

0 引 言

學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)大目標的實現(xiàn)需要建立在一個個具體的實驗實踐項目目標完成的基礎(chǔ)上。開設(shè)實驗實踐項目是提高學(xué)生綜合、創(chuàng)新、創(chuàng)造能力的重要途徑，是高校教學(xué)改革的方向。

綜觀世界，出現(xiàn)的教學(xué)理論基礎(chǔ)，主要包括霍蘭的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)(CAS)理論、奧蘇伯爾的學(xué)習(xí)理論及建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論等。各種理論各有特色，其中，建構(gòu)主義理論改變了傳統(tǒng)的教學(xué)理論，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論與教學(xué)理論認為：知識不是過感官被動獲得的，而是認知主體的主動建構(gòu)[1], 其核心是強調(diào)以學(xué)生為中心，無論是自主學(xué)習(xí)、還是協(xié)作學(xué)習(xí)，學(xué)生都是認知主體、知識意義的主動建構(gòu)者，教師是組織者、促進者、幫助者和引路人[2]。建構(gòu)主義理論有助于學(xué)生整體素質(zhì)的培養(yǎng)，在實驗教學(xué)中運用建構(gòu)主義的“情景”、“協(xié)作”、“會話”、“意義建構(gòu)”四大要素[3]，通過情境設(shè)置，設(shè)計和開發(fā)實驗項目向?qū)W生提出問題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)思維，引發(fā)聯(lián)想，使學(xué)生在學(xué)到扎實的專業(yè)實驗技能的同時，逐步培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。用此理論來指導(dǎo)高等教育的實驗教學(xué)改革，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐動手能力有著極為重要的指導(dǎo)意義[4]。

在學(xué)生差異性發(fā)展方面，近年來，高校本科生的畢業(yè)后去向主要為：讀研和就業(yè)。由于畢業(yè)后去向不同，學(xué)生所需的實踐技能側(cè)重點也有所差異。對于直接就業(yè)的學(xué)生，應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用實踐能力；對于打算升學(xué)的學(xué)生，則應(yīng)注重學(xué)生科研實踐能力的培養(yǎng)[5]。以往，在實驗項目的開發(fā)和研制上，沒有考慮到學(xué)生畢業(yè)后的發(fā)展方向的差異性，沒有設(shè)計開發(fā)不同的實驗實踐項目以滿足本科生差異性發(fā)展的要求。為此，我們在這方面做了一些探索和研究。

1 開發(fā)適應(yīng)本科生差異性發(fā)展的實驗實踐項目的探索

1.1 實驗實踐項目設(shè)計方向

高等教育要注重從同一性、規(guī)范性向多樣性和創(chuàng)造性轉(zhuǎn)變，實施因材施教、因人施教、因需施教，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生的特長和專長。在學(xué)生差異性發(fā)展方面，學(xué)生所需的實踐技能側(cè)重點也有所差異。有的應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用實踐能力；滿足社會對其應(yīng)用能力的需求；有的則應(yīng)注重學(xué)生科研實踐能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的科研水平和素養(yǎng)。實驗項目設(shè)計方向包括：

(1) 側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用實踐能力的實驗實踐項目；

(2) 注重學(xué)生科研實踐能力培養(yǎng)的實驗實踐項目。

1.2 基于建構(gòu)主義理論，設(shè)計、開發(fā)的實驗實踐項目的方法和內(nèi)容

在優(yōu)化的專業(yè)實驗教學(xué)體系中，按專業(yè)理清實驗項目內(nèi)涵，整合實驗內(nèi)容和實驗選題，加強實驗實踐項目的設(shè)計、開發(fā)[6-9]?；诮?gòu)主義理論的不同方法，設(shè)計、開發(fā)的實驗實踐項目的實驗教學(xué)內(nèi)容[10]。

(1) 運用建構(gòu)主義理論的“支架法”設(shè)計項目內(nèi)容。該法要求教師圍繞當(dāng)前主題，站在稍稍超前于學(xué)生智力發(fā)展的邊界上，通過提問引導(dǎo)討論的方法，幫助學(xué)生實現(xiàn)對當(dāng)前所學(xué)知識的意義建構(gòu)。

(2) 運用建構(gòu)主義理論的“拋錨式法”設(shè)計項目內(nèi)容。該法要求建立在有感染力的真實事件或真實問題的基礎(chǔ)上，也被稱為“基于問題的教學(xué)”，教師按實驗大綱列出實驗項目后，由學(xué)生從資料查詢、收集、整理,實驗材料以及設(shè)備的準備讓學(xué)生在現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中去感受和體驗該實驗所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其他事物之間的聯(lián)系，通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和協(xié)助學(xué)習(xí)，來完成對所學(xué)知識的意義建構(gòu)。

(3) 運用建構(gòu)主義理論的“隨機進入式法”設(shè)計項目內(nèi)容。該法則是學(xué)生可以通過不同的途徑、不同的方式進入對相同內(nèi)容的學(xué)習(xí)，而獲得對同一問題多方理解。學(xué)生通過學(xué)習(xí)不僅能完成所學(xué)知識的意義建構(gòu)，還能實際創(chuàng)新。

1.3 實驗實踐項目運行方式

① 以“實驗課程” 運行適應(yīng)本科生差異性發(fā)展的實驗實踐項目的方式；② 以“社會實踐”運行適應(yīng)本科生差異性發(fā)展的實驗實踐項目的方式[11，12]；③ 以“專業(yè)以綜合實踐” 運行適應(yīng)本科生差異性發(fā)展的實驗實踐項目的方式；④ 以“導(dǎo)師制”運行適應(yīng)本科生差異性發(fā)展的實驗實踐項目的方式[13]；⑤ 以“SRT” 運行適應(yīng)本科生差異性發(fā)展的實驗實踐項目的方式[14]；⑥ 以“本科畢業(yè)論文” 運行適應(yīng)本科生差異性發(fā)展的實驗實踐項目的方式。

1.4 影響創(chuàng)新實驗實踐教學(xué)項目的各要素

①根據(jù)創(chuàng)新實驗實踐教學(xué)項目需求，科學(xué)合理的配置儀器設(shè)備，避免儀器設(shè)備的重復(fù)購置，挖掘現(xiàn)有儀器設(shè)備的使用潛力， 儀器設(shè)備統(tǒng)一管理，集中使用，做到資源共享[15]。

②制定儀器設(shè)備的建設(shè)規(guī)劃與購置計劃，加強了儀器設(shè)備購置的論證與調(diào)研，使儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)和數(shù)量符合學(xué)科發(fā)展的需要，滿足實驗系統(tǒng)化和具有前瞻性的要求。

③研究相應(yīng)的經(jīng)費資助政策導(dǎo)向和激勵機制,促進實驗師資隊伍的穩(wěn)定和素質(zhì)的提高，促進實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改進，以提高實驗教學(xué)質(zhì)量和水平。

④改革實驗室教學(xué)管理體系，實驗室開放包括時間上的開放、內(nèi)容上的開放和操作上的開放[16]?？梢圆扇‰A段性開放模式、全階段開放模式、提高性開放模式。

2 案例研究

2.1 運用“支架法”設(shè)計項目的案例

案例1：實驗項目名稱 噪聲監(jiān)測實驗實踐項目

噪聲監(jiān)測實驗實踐項目是依托課程及專業(yè)實驗環(huán)節(jié)，將所學(xué)專業(yè)知識進一步深化和凝練，增加社會應(yīng)用實踐方面的內(nèi)容，促進學(xué)生知識和能力發(fā)展。在設(shè)計綜合學(xué)習(xí)活動中，“課程實驗”是以校園為區(qū)域，用網(wǎng)格測量法監(jiān)測區(qū)域環(huán)境噪聲?！吧鐣嵺`活動”是一種調(diào)查性學(xué)習(xí)。讓學(xué)生走出校門，走出實驗室，接觸社會，了解社會。以“享受生活·遠離噪音”為主題，通過問卷調(diào)研、噪聲知識宣講、橫幅簽名、噪聲污染源調(diào)查、和定點測量法檢測噪聲等形式開展[17-18]。本項目是側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用實踐能力的實驗實踐項目。其社會實踐活動的技術(shù)路線見圖1。

圖1 社會實踐活動的技術(shù)路線

2.2 運用“拋錨式法”設(shè)計項目的案例

案例2：實驗項目名稱 南京月牙湖小水體污染源調(diào)查、水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價

本項目將水環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境評價、水污染處理與控制等課程相關(guān)知識連貫起來，采用拋錨式法，進行創(chuàng)新性實驗項目設(shè)計、開發(fā)。是側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用實踐能力的實驗實踐項目。

月牙湖位于南京城東，屬于城市人工小型淺水湖泊，劃分為南湖、北湖2湖區(qū)。根據(jù)湖泊水環(huán)境特征制定野外調(diào)查、采集樣品和實驗室分析相結(jié)合的研究方案。步驟如下：

(1) 污染源狀況調(diào)查：調(diào)查外源污染，所有入湖進水口采集水樣，監(jiān)測水質(zhì)。

(2) 采集樣品：在月牙湖布設(shè)監(jiān)測點16個。其中南、北湖各8個，湖心區(qū)1個，岸邊區(qū)7個。采集水質(zhì)樣品。

(3) 實驗室水質(zhì)分析：監(jiān)測的實驗理化指標有pH 、DO 、CODCr、TN 、NH3-N、NO3-N、NO2-N、TP、砷濃度(As)、葉綠素(Chla)、懸浮物。

(4) 月牙湖小水體水環(huán)境質(zhì)量狀況評價。

(5) 提出改善月牙湖小水體水質(zhì)的建議。

2.3 運用“隨機進入式法”設(shè)計項目的案例

案例3：實驗項目名稱：不同土壤類型不同作物重金屬(Cu、Cd、Pb)環(huán)境容量的研究。

本項目將土壤學(xué)、環(huán)境土壤學(xué)、土壤污染與修復(fù)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)和農(nóng)產(chǎn)品認證等課程相關(guān)知識連貫起來，進行創(chuàng)新性實驗項目整合設(shè)計。是注重學(xué)生科研實踐能力培養(yǎng)的實驗實踐項目。采用隨機進入式教學(xué)法，以生物盆栽試驗進行，步驟如下：

(1) 試驗方案及材料：自行設(shè)計重金屬(Cu、Cd、Pb)外加系列濃度；自行選擇供試作物和供試土壤類型。

(2) 生物盆栽試驗管理、觀察及收獲。

(3) 實驗分析測定：土壤重金屬(Cu、Cd、Pb)背景值、土壤重金屬(Cu、Cd、Pb)全量試驗值、土壤重金屬(Cu、Cd、Pb)有效態(tài)值；植株、籽粒重金屬(Cu、Cd、Pb)全量；供試土壤CEC、pH和緩沖性能、有機質(zhì)、質(zhì)地等。

(4) 結(jié)果討論。

(5) 得出結(jié)論。

3 結(jié) 語

以學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)為主線，結(jié)合資源環(huán)境類專業(yè)的實驗教學(xué)實際，通過包括優(yōu)化專業(yè)實驗教學(xué)體系，按專業(yè)加強專業(yè)核心實驗系列課程設(shè)置；整合實驗選題，理清創(chuàng)新性實驗實踐項目設(shè)計、開發(fā)方向；采用建構(gòu)主義理論的不同方法設(shè)計滿足本科生差異性發(fā)展需求的實驗實踐項目內(nèi)容；有機結(jié)合影響實驗教學(xué)的各要素，優(yōu)化實驗室資源配置等措施。有力地保障創(chuàng)新性實驗實踐項目開發(fā)、研制和運行。通過對案例的教學(xué)實踐證明，具有較好的應(yīng)用和推廣價值。

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