以科研促教學(xué)開展環(huán)境污染綜合防治實(shí)驗(yàn)的探索

宋彥濤　霍光偉　張鳳杰　歐曉霞　王曉光　烏云娜

摘要：科學(xué)研究是一所大學(xué)的活力源泉，借助高?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，以科研項(xiàng)目促進(jìn)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)和大學(xué)生的綜合素質(zhì)的提高發(fā)揮重要作用。本文論述了高校環(huán)境科學(xué)專業(yè)開展環(huán)境污染綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案和過程，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的分析，有助于加強(qiáng)各個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系，完善環(huán)境科學(xué)教學(xué)的內(nèi)容，為科研促教學(xué)在綜合實(shí)驗(yàn)中的合理運(yùn)用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；綜合實(shí)驗(yàn)；科研素養(yǎng)；綜合素質(zhì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）34-0260-02

環(huán)境科學(xué)是一門交叉學(xué)科，涵蓋范圍大，研究領(lǐng)域廣，涉及環(huán)境中的眾多領(lǐng)域，在環(huán)境管理、環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮著重要的作用。面對(duì)我國(guó)及全球許多重大問題的出現(xiàn)，面對(duì)全體國(guó)民環(huán)境意識(shí)的亟待提高和實(shí)施，環(huán)境問題必須得到很好的解決。為解決人類社會(huì)發(fā)展所面臨的諸多新的環(huán)境問題，環(huán)境領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的要求越來越高，這就要求高校培養(yǎng)出創(chuàng)新能力更強(qiáng)、綜合素質(zhì)更高的大學(xué)生。因此保質(zhì)保量的完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高等院校人才培養(yǎng)計(jì)劃中扮演著重要的角色。當(dāng)前高等院校的實(shí)驗(yàn)課普遍存在著專業(yè)性強(qiáng)、獨(dú)立性高、不同領(lǐng)域缺乏滲透的現(xiàn)象，而綜合實(shí)驗(yàn)的提出很好地彌補(bǔ)了這一缺陷。教學(xué)和科研是高校的兩項(xiàng)重要功能，科研又是教育的重要資源。充分利用高校的科研優(yōu)勢(shì)，教師將科研工作中的思想融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中有效地鍛煉綜合運(yùn)用知識(shí)、應(yīng)對(duì)復(fù)雜狀況的本領(lǐng)，進(jìn)而提高大學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力。

一、對(duì)以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考

1.課堂理論與實(shí)踐操作脫軌。所謂的課堂理論與實(shí)踐操作脫軌，主要表現(xiàn)在學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中過度依賴實(shí)驗(yàn)課程中的講義，參照講義機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)，而忽略了在理論課程中所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用。因此不能將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性。由于現(xiàn)有教學(xué)體系對(duì)課程時(shí)長(zhǎng)和課時(shí)量的限制，現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)題目比較單一，用時(shí)較短，且大部分實(shí)驗(yàn)課程為演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合性和系統(tǒng)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)題材漸漸從課堂中退去。這種教學(xué)模式不僅不利于學(xué)生系統(tǒng)地掌握知識(shí)脈絡(luò)，甚至阻礙了學(xué)生的發(fā)展。

3.學(xué)生自主性差，缺乏創(chuàng)新能力。我們不能否認(rèn)教學(xué)體制對(duì)教學(xué)效果的影響，但是學(xué)生自身也發(fā)揮著舉足輕重的作用。當(dāng)代大學(xué)生普遍存在著學(xué)習(xí)自主性差、缺乏創(chuàng)新思維的問題。主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課上過于依賴講義、盲目的完成操作，而在整個(gè)過程中缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)表象的深入思考和對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的用心鉆研。

二、環(huán)境污染綜合防治實(shí)驗(yàn)的過程

為響應(yīng)高校優(yōu)化教學(xué)體制的號(hào)召，對(duì)已完成全部理論課程的四年級(jí)學(xué)生開設(shè)環(huán)境污染防治綜合實(shí)驗(yàn)，目的在于鍛煉學(xué)生能綜合性、系統(tǒng)性地將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際操作中，在老師的監(jiān)督下獨(dú)立完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。以期使學(xué)生在鞏固理論知識(shí)的同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)操作技能。具體實(shí)施過程如下。

1.實(shí)驗(yàn)課題設(shè)置。環(huán)境污染綜合防治的實(shí)驗(yàn)課題設(shè)置以教師的科研項(xiàng)目和科研成果為依據(jù)。一方面，開展科研工作必需及時(shí)追蹤學(xué)科研究的新進(jìn)展，查閱大量的文獻(xiàn)資料，以明確實(shí)驗(yàn)的目的及研究意義。另一方面，科研可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成良好的學(xué)風(fēng)。

2.實(shí)驗(yàn)要求。綜合實(shí)驗(yàn)主要由學(xué)生自己設(shè)計(jì)和完成，開設(shè)時(shí)間一般為2周。實(shí)驗(yàn)的實(shí)施對(duì)象要求是已具備基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ母吣昙?jí)本科學(xué)生，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器有一定的了解。實(shí)驗(yàn)所需儀器和設(shè)備要在實(shí)驗(yàn)之前就準(zhǔn)備好，以保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。對(duì)于新接觸的或者是大型的儀器，教師需要做詳細(xì)介紹并示范操作，使學(xué)生熟練掌握操作步驟。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與修改。實(shí)驗(yàn)之前教師講解課題意義及相關(guān)研究背景。學(xué)生需查閱資料，了解實(shí)驗(yàn)課題的相關(guān)知識(shí)，提交詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。教師及時(shí)對(duì)方案的可行性、科學(xué)性、合理性做出指導(dǎo)和修正。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案包括實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟以及具體的時(shí)間安排和實(shí)驗(yàn)預(yù)期進(jìn)度（實(shí)施過程中和根據(jù)具體情況調(diào)整）。綜合實(shí)驗(yàn)沒有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)方案，必然會(huì)給學(xué)生帶來一定的壓力，同時(shí)也能促進(jìn)學(xué)生將壓力轉(zhuǎn)換為動(dòng)力，很大程度上提高教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程給學(xué)生留下了很大的自由發(fā)揮空間，以發(fā)掘?qū)W生的潛力。在學(xué)生提交了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案之后，教師要細(xì)心閱讀分析，在保證實(shí)驗(yàn)可以順利進(jìn)行和學(xué)生允許的條件下對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改和完善，最終得出可行的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。

4.實(shí)施實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)以小組的形式進(jìn)行，每組3～5名學(xué)生。每個(gè)小組設(shè)置一名組長(zhǎng)，各個(gè)組員的任務(wù)都不相同，保證每個(gè)學(xué)生都有參與的機(jī)會(huì)。這樣能促進(jìn)組員之間的合作，增強(qiáng)其團(tuán)隊(duì)意識(shí)。實(shí)驗(yàn)藥品及儀器準(zhǔn)備就緒后，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。各組之間的實(shí)驗(yàn)安排要緊湊，不浪費(fèi)財(cái)力和物力，保證實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性。實(shí)驗(yàn)過程中遇到的基本實(shí)驗(yàn)可反復(fù)操作，以減小實(shí)驗(yàn)的誤差。還可借助多媒體和現(xiàn)場(chǎng)演示相結(jié)合使學(xué)生對(duì)儀器內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)有更全面的認(rèn)識(shí)，更好地了解其原理，并通過實(shí)際訓(xùn)練，讓學(xué)生更熟練地掌握實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生要有端正和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，認(rèn)真做好每一個(gè)步驟。嚴(yán)格遵循嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是的原則，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象及變化，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并認(rèn)真討論和分析。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，教師要鼓勵(lì)學(xué)生自行解決。要求學(xué)生從實(shí)驗(yàn)原理、操作、樣品特性等方面分析造成異?，F(xiàn)象可能的原因。綜合污染防治時(shí)間較長(zhǎng)，教師在實(shí)驗(yàn)過程中要經(jīng)常了解和監(jiān)督實(shí)驗(yàn)過程，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并及時(shí)糾正。由于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解程度和對(duì)儀器的操作能力有所不同，教師要遵循因材施教的原則，循循善誘，使學(xué)生的綜合能力在經(jīng)過綜合污染防治實(shí)驗(yàn)后能有所提高。實(shí)驗(yàn)過程中需注意保護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器，注意實(shí)驗(yàn)室的衛(wèi)生情況。待實(shí)驗(yàn)完成后將所有藥品放回原處，并將所有儀器清洗干凈。

5.撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。綜合污染防治實(shí)驗(yàn)主要考察和鍛煉學(xué)生的綜合能力，包括查閱資料的能力、完成實(shí)驗(yàn)的態(tài)度和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，等等。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫是一個(gè)整理思維的過程，不僅可以提高學(xué)生的分析能力，還能優(yōu)化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的綜合素養(yǎng)。綜合污染防治實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生嚴(yán)格按照論文的格式提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，每個(gè)小組可以共享數(shù)據(jù)，但是論文的內(nèi)容卻不能相同。每個(gè)同學(xué)根據(jù)得到的數(shù)據(jù)和查閱的資料以及自己的理解寫一篇不少于3000字的論文。論文的內(nèi)容包括對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)象的具體分析。對(duì)獲得預(yù)期結(jié)果的實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵；未獲得預(yù)期結(jié)果的實(shí)驗(yàn)，則要分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因。通過撰寫論文的方式可提高學(xué)生的分析能力和解決問題的能力，培養(yǎng)基本的科研素養(yǎng)。

6.實(shí)驗(yàn)考核與評(píng)定。綜合污染防治實(shí)驗(yàn)的考核重點(diǎn)是考核實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和收集資料的情況、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)分析能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和討論撰寫能力等。在多方面的考核下，學(xué)生增加了對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度，在實(shí)驗(yàn)過程中更注重獨(dú)立思考和自身能力的提高，動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力也得以提高。此外，對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)優(yōu)異的小組鼓勵(lì)其撰寫文章并協(xié)助發(fā)表。

三、綜合防治實(shí)驗(yàn)的效果分析

環(huán)境污染綜合防治實(shí)驗(yàn)整合生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)與環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)等課程內(nèi)容，打破了以往的傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式，突出了專業(yè)的綜合性。依托重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，開設(shè)環(huán)境污染綜合防治實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生將專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來。環(huán)境污染防治綜合實(shí)驗(yàn)，題目的選取、方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的實(shí)施以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫都由學(xué)生獨(dú)立完成。通過綜合實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生加深了對(duì)各門環(huán)境課程的現(xiàn)象、規(guī)律、基本原理的理解，了解了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸高端儀器，能夠熟練操作實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)技能明顯提高，掌握相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定方法，學(xué)會(huì)分析處理數(shù)據(jù)，總結(jié)歸納得出結(jié)論。同時(shí)，也鍛煉了學(xué)生檢索文獻(xiàn)的能力，學(xué)生通過查閱參考文獻(xiàn)等方式和自己的思考相結(jié)合可以得出有見解的科研新思想。要培養(yǎng)創(chuàng)新人才，就要培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。綜合污染防治實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)上起到了重要作用。通過開設(shè)綜合防治實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，同時(shí)觀察能力、動(dòng)手能力、分析和解決問題的能力會(huì)上一個(gè)臺(tái)階，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生在深造和就業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

四、結(jié)束語

環(huán)境污染防治綜合實(shí)驗(yàn)的順利開展取得了很好的效果，但仍然存在一些問題。由于教師所帶的學(xué)生較多，學(xué)生在遇到問題時(shí)不能及時(shí)得到老師的解答，在一定程度上減慢了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度，因此應(yīng)適當(dāng)增加教師的數(shù)量。從學(xué)生角度來講，學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)衣著整潔，嚴(yán)格依據(jù)實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度進(jìn)行藥品的使用以及實(shí)驗(yàn)的操作對(duì)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行也有很大的幫助。實(shí)驗(yàn)盡管取得了良好的效果，但只有推廣開來，才能讓更多的師生受惠，進(jìn)而達(dá)到科研與教學(xué)的協(xié)作雙贏。綜合實(shí)驗(yàn)彌補(bǔ)了單科實(shí)驗(yàn)的缺陷，加強(qiáng)了各科目之間的聯(lián)系，并且發(fā)揮了高?？蒲械膬?yōu)勢(shì)。如今社會(huì)環(huán)境問題日益突出，需要更多專業(yè)型人才。面對(duì)這種需求，在今后的學(xué)習(xí)和工作中還需不斷探索，不斷完善綜合污染防治實(shí)驗(yàn)，充分利用科研與教學(xué)的關(guān)系，培養(yǎng)出符合社會(huì)需求、有創(chuàng)造力和綜合素質(zhì)較高的人才。

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