環(huán)境化學實驗教學“研、學、用”模式的研究

劉蕾

摘 要 環(huán)境化學作為高等院校環(huán)境專業(yè)的核心課程，在教學環(huán)節(jié)中占有重要作用。在產(chǎn)學研的背景及實驗教學呈現(xiàn)出的基礎(chǔ)性與創(chuàng)新性相結(jié)合的趨勢下，環(huán)境化學的教學改革勢在必行，本文闡述了如何進行環(huán)境化學實驗教學改革，建立新的環(huán)境化學實驗教學體系，并對實踐效果和需要解決的問題進行了分析。

關(guān)鍵詞 實驗教學體系 環(huán)境化學 改革 創(chuàng)新

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

On Environmental Chemistry Experiment Teaching

"Research， Learning and Use" Mode

LIU Lei

（Huanghe S & T University， Zhengzhou， He'nan 450063）

Abstract Environmental Chemistry as institutions of higher learning environment professional core courses， plays an important role in the teaching. In the context of experimental teaching and research has shown the basic trend of combining innovation， education reform is imperative environmental chemistry， this article explains how environmental chemistry experiment teaching reform， the establishment of new environmental chemistry experiment teaching system， and the practical effect and need to be addressed were analyzed.

Key words experimental teaching system； environmental chemistry； reform； innovation

0 前言

環(huán)境化學是環(huán)境科學課程體系的重要組成部分，它是以化學科學的傳統(tǒng)理論和方法為基礎(chǔ)發(fā)展起來，重點研究環(huán)境介質(zhì)中有害化學物質(zhì)的來源、存在形式、濃度水平以及遷移、轉(zhuǎn)化、降解等環(huán)境行為及其影響因素，環(huán)境效應(yīng)及其控制的化學原理和方法的科學。①②無論在環(huán)境領(lǐng)域的科研工作、學生學習以及實際應(yīng)用過程中，環(huán)境化學具有不可替代的作用，因此，在環(huán)境專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃中，要充分重視環(huán)境化學課程。

在國家鼓勵學生學習、高?？蒲?、企業(yè)生產(chǎn)三者一體化結(jié)合的大背景下，如何在保證學生學習理論知識的同時，可以參與到科研工作中，從而實現(xiàn)理論到應(yīng)用的轉(zhuǎn)化顯得尤為重要。而實踐教學與理論教學相比具有更好的直觀性、實踐性、綜合性和創(chuàng)新性，對學生創(chuàng)新思維和實踐能力具有不可以替代的作用，也是實現(xiàn)理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化的重要手段。③④

1 傳統(tǒng)實驗教學體系存在的問題

長時間以來，國內(nèi)高等教育系統(tǒng)下培養(yǎng)的學生扎實的理論基礎(chǔ)與普遍較差的創(chuàng)新思維和實踐能力形成了鮮明的反差。造成這種現(xiàn)象的原因有很多，其中一個最主要的原因是在目前的教學體制中，傳統(tǒng)的實驗教學部分存在不可回避的弊端。⑤

第一，實驗教學環(huán)節(jié)學生積極性不足：實驗過程中學生只需按照實驗手冊進行簡單操作，無法發(fā)揮學生的主動性和調(diào)動學生的積極性。第二，驗證性實驗為主，創(chuàng)造性實驗不足：實驗多以理論教學為依托，驗證性為主，缺乏研究性、設(shè)計性，不利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。第三，實驗?zāi)Ｊ絾我?，教師為主導：實驗過程中教師教授力求面面俱到，成為實驗主體，學生主體地位喪失。第四，實驗操作孤立、單元化：主要體現(xiàn)在綜合性實驗缺乏，以傳統(tǒng)經(jīng)典實驗為主，前沿性實驗較少。

在這樣的形勢下，對現(xiàn)有環(huán)境化學實驗教學進行一定程度的調(diào)整就顯得尤為重要，因此，在我校環(huán)境化學的教學過程中，我們嘗試了“研、學、用”模式對課程的實驗教學進行了嘗試，力圖發(fā)揮學生的主動性和激發(fā)學生的創(chuàng)造性。

2 “研、學、用”實驗教學體系

在學生的培養(yǎng)方案中，將實驗教學與理論教學分開安排課時，給予學生充足的實驗課時量，通過“研”以科研項目為依托，“學”以理論教學為基礎(chǔ)，“用”以實際操作為目的開展該體系的教學工作。

以環(huán)境化學實驗中的“水體富營養(yǎng)化程度的評價”實驗為例，在傳統(tǒng)教學中，學生僅需針對教師提供的單一水樣進行總磷、葉綠素-a及初級生產(chǎn)率的測定后對水樣的富營養(yǎng)化狀況進行評價即可。而運用“研、學、用”模式進行該教學會按如下流程進行：首先，給出該實驗的目的為“掌握總磷、葉綠素-a及初級生產(chǎn)率的測定原理及方法”和“評價水體的富營養(yǎng)化情況”，根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵髮W生自由進行分組，學生以研究小組的形式配合查閱相關(guān)文獻和資料，在規(guī)定時間內(nèi)設(shè)計并提出初步的實驗計劃書交予指導教師，在教師的協(xié)助下，制定出符合實際的研究計劃。之后，研究小組學生根據(jù)計劃與教師進行實驗室預(yù)約，確定實驗的具體時間，自己動手進行實驗藥劑的配置和實驗研究等工作，全程教師只給予必要的指導。最后，集中學生以小型學術(shù)交流的形式進行實驗結(jié)果的匯報。

在整個實驗教學過程中，學生既能在實驗準備階段熟悉科技文獻的查閱方法，而且能在實驗進行過程中掌握項目計劃書的寫作方法，這些環(huán)節(jié)都極大地提高了學生的主動性和創(chuàng)造性，除此之外，分組研究的形式也對于增強學生的配合能力與團隊精神有促進作用，小型學術(shù)交流形式實驗結(jié)果匯報在一定程度上也提高了學生的口頭表達能力。

3 實踐效果及待解決的問題

在“研、學、用”實驗教學體系實踐以來，已經(jīng)取得了初步的效果。學生對于實驗的積極性有相當程度的提高，增加了學生的學習興趣與積極性。同時，通過實驗計劃的自主設(shè)計，學生的創(chuàng)新思維得到了激發(fā)，能夠?qū)⒒A(chǔ)理論知識融會貫通，并在實際操作中得以運用。在新的實驗教學改革中，我們在嘗試逐步改變傳統(tǒng)實驗流程，開放拓展學生的科研平臺，設(shè)立針對學生申請的科研項目，進一步開放實驗資源，使學生成為實驗教學的主體，以理論教學為基礎(chǔ)，實際應(yīng)用為目的，科研項目為紐帶，培養(yǎng)應(yīng)用型人才。

由于開展“研、學、用”實驗教學體系的時間較短，部分條件所限，一些問題仍需在實踐過程中加以完善：

3.1 理論教學與實驗教學相結(jié)合

首先，新的實驗教學中需要打破教師制定方案，學生模仿的形式，要求教師提出基本要求，學生自由組合，從思考問題，分析問題，進而解決問題，這樣，能使學生充分發(fā)揮主動性和創(chuàng)造力，從而進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。另外，在實驗室管理上也要改變固有模式，開放更多的實驗室供學生使用，使實驗時間和空間得到拓展。即不再以固定時間形式集中開展實驗教學，而是要求學生在一定時間范圍內(nèi)，自主制定實驗計劃與時間完成其科研項目。最后，以學術(shù)報告或是以科技論文的形式匯報取得的實驗成果。值得注意的是在實驗成果匯報的環(huán)節(jié)中，指導教師對于實驗成果的客觀評價也顯得尤為重要，一方面從對學生匯報的評價中可以挖掘?qū)嶒炛械牧咙c，對這些亮點加以肯定，有利于進一步激起學生的積極性；另一方面，也可以讓學生發(fā)現(xiàn)自己實驗中的不足，在后續(xù)的實驗環(huán)節(jié)中加以改正。

3.2 理論教學與前沿環(huán)境問題相結(jié)合

環(huán)境專業(yè)的實驗教學要更加關(guān)注社會前沿問題，強調(diào)學生的動手能力，因此，我們應(yīng)該鼓勵學生針對社會關(guān)心的環(huán)境問題進行項目設(shè)計，如傳統(tǒng)實驗“大氣中總懸浮顆粒物或飄塵的測定與污染評價”中可以改變收集固定地點的大氣總懸浮顆粒物的模式，以霧霾等熱點問題為切入點，讓學生結(jié)合所學知識，制定實驗方案，在不同天氣條件下開展實驗，對比實驗結(jié)果。與傳統(tǒng)實驗方式相比，與前沿環(huán)境問題相結(jié)合的實驗教學能夠更好地使理論與實踐相結(jié)合，加深了學生對現(xiàn)實環(huán)境問題的認識。

3.3 其他學科與環(huán)境化學相結(jié)合

環(huán)境學科作為交叉學科有其特有的多樣性、關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，實驗教學的單一勢必無法滿足人才培養(yǎng)的需要。傳統(tǒng)教學理念以學生掌握基礎(chǔ)理論知識為主要目的，重知識而輕應(yīng)用，教師習慣于安排單一性實驗，多個實驗間缺乏聯(lián)系性與系統(tǒng)性。因此，在新的實驗教學體系中，實驗的安排需要綜合評估學生前置課程與后置課程的設(shè)置情況，做到教學內(nèi)容與其他學科中的知識點既保證一定的聯(lián)系性而又避免重復(fù)，通過具有聯(lián)系性的內(nèi)容使學生在鞏固學習過的理論知識的同時，對后續(xù)理論知識進行銜接，整個教學過程中應(yīng)更好地體現(xiàn)實驗的層次性?？傊?，通過對實驗教學的改革，希望做到基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和應(yīng)用型實驗相結(jié)合，充分發(fā)揮學生的特長，促進學生的思考，提高學生的綜合素質(zhì)。

4 結(jié)語

以學生科研項目的形式開展實驗教學，可以使教學內(nèi)容更加豐富，充分調(diào)動學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，是以學生為主體的創(chuàng)新型實驗改革的有效方式。環(huán)境學科的環(huán)境化學實驗教學改革是一項細致、長期和系統(tǒng)的工作，需要逐步完善，以建立更為科學和多元化的實驗教學體系。

注釋

① 王環(huán).環(huán)境化學的回顧與展望[J].中國科技信息，2005（2）：22.

② 劉曉燕.論化學污染與環(huán)境化學教育[J].綿陽師范學院學報，2004.23（2）：66-69.

③ 沈佐湘，胡惠君.實驗教學與人才培養(yǎng)[J].中國高教研究，2003（3）：90-91.

④ 張玉平.發(fā)揮開發(fā)實驗室的多重教育功能[J].中國高等教育，2002（9）：32-33.

⑤ 張愛英.認真實施開放實驗，努力提高學生綜合素質(zhì)[J].實驗技術(shù)與管理，2004.21（2）：5-8.