資源環(huán)境科學專業(yè)實驗課程改革與綜合素質(zhì)培養(yǎng)

徐曉峰 王發(fā)園 石兆勇 王浩 李亞娟 常會慶 郭大勇 王旭剛

摘 要：實驗課程是資源環(huán)境科學專業(yè)素質(zhì)形成的重要培養(yǎng)途徑，如何適應當代科技發(fā)展，適時調(diào)整實驗課程的設置，改善專業(yè)培養(yǎng)效果，是該專業(yè)面臨的急迫問題。該文分析了資源環(huán)境科學專業(yè)實驗課程所面臨的問題，探討了實驗課程教學的核心目標和綜合實驗素質(zhì)，并從實驗項目的設置、實驗指導環(huán)節(jié)、實驗課堂考核和實驗課程考核等多個方面對綜合實驗素質(zhì)的培養(yǎng)途徑進行了初步的探索。

關鍵詞：實驗教學 綜合素質(zhì) 資源環(huán)境科學專業(yè) 素質(zhì)培養(yǎng)

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（a）-0155-02

實驗教學是資源環(huán)境科學專業(yè)培養(yǎng)方案中的一個特色，實驗課程數(shù)量多，涉及面廣，及包括原土壤農(nóng)化分析的實驗內(nèi)容，也包括環(huán)境監(jiān)測方面的內(nèi)容，并且貫穿于整個培養(yǎng)階段。近十幾年，自動化分析儀器發(fā)展非常迅速，原本作為高端設備的ICP、原子吸收、氣相和液相色譜等大型設備得到普及，環(huán)境領域各種便攜式測定儀器也很豐富。原本需要實驗室分析的許多項目，現(xiàn)在不少已經(jīng)可以實現(xiàn)現(xiàn)場實時自動監(jiān)測，暫時無法實現(xiàn)自動監(jiān)測的項目，分析測試的程序也得到極大簡化和便利。傳統(tǒng)資源環(huán)境科學專業(yè)的不少實驗項目，現(xiàn)在已經(jīng)為儀器所替代。這一現(xiàn)狀迫使人們思考一個問題，資源環(huán)境科學專業(yè)的實驗課程應該如何改革。其中，關鍵是什么是資源環(huán)境科學專業(yè)的核心實驗素質(zhì)？該文擬從資源環(huán)境科學專業(yè)實驗教學面臨的問題分析入手，探討資源環(huán)境科學專業(yè)核心實驗素質(zhì)，并初步探索了資源環(huán)境科學專業(yè)核心實驗素質(zhì)的培養(yǎng)途徑。

1 資源環(huán)境科學專業(yè)實驗課程改革面臨的問題

1.1 實驗項目陳舊

以環(huán)境監(jiān)測為例，便攜式水質(zhì)測定儀可以自動監(jiān)測包括溶解氧、Eh、COD、氨氮、銅、鐵、鎳、六價鉻、磷酸根、亞硝酸鹽、硝酸鹽等多個指標。但在實驗課程設置中，仍然分別開設溶解氧、COD的測定、氨氮、銅、鐵、鎳、磷酸根等，涉及眾多儀器設備。不但操作步驟繁復，也不切實用。實驗指導老師在教學中工作量繁重，學生在學習過程中也很迷茫，不知道學了有什么用。而實際到用的時候，往往又測不準，不會用儀器設備。現(xiàn)有的實驗項目設置未能充分反映現(xiàn)代科技最新進展，也未實現(xiàn)與實踐工作的接軌。這一現(xiàn)狀導致不少學生在實驗課程中消極怠工、甚至逃課。

1.2 實驗教學模式過于強調(diào)實驗步驟的掌握

實驗課程中，往往把如何做作為教學的重點。這一教學內(nèi)容的特點，一方面是演示實驗的特性決定；另一方面也是出于安全，而現(xiàn)在的學生往往實驗技能較弱。由于這些原因，實驗指導教師在實驗教學中往往手把手地教如何移液、如何消煮、如何定容等，把具體的實驗過程盯的很牢。結(jié)果導致實驗教學重視怎么做，而忽視實驗技能與實驗質(zhì)量。同時，由于教學過程中，雖然指導教師是圍繞學生開展教學，而實際上學生往往被動依從教師的指導，亦步亦趨地完成實驗程序，容易使學生逐漸形成對指導教師的依賴，缺乏主動性和積極性，更談不上對實驗現(xiàn)象和原理的分析與探討了。

1.3 忽視分析測試質(zhì)量意識的培養(yǎng)

目前的教學過程中，往往把實驗原理、實驗步驟等作為核心講解內(nèi)容，同時重視對實驗風險進行預防。然而，如何保證實驗分析測試的準確性、實驗結(jié)果的精密性，在很多實驗課程中往往被忽視。由于在教學實踐中缺乏有意識地設計，實驗指導教師對這一教學內(nèi)容忽視，學生更不會意識到這一部分內(nèi)容的重要性。結(jié)果導致雖然學習了很多實驗項目，但沒有培養(yǎng)起分析測試的質(zhì)量意識。

1.4 不善于運用自動測定分析儀器開展實驗課程

在農(nóng)化和環(huán)境監(jiān)測中，pH儀、溶解氧儀、噪聲儀等設備已經(jīng)得到應用。這些自動監(jiān)測儀器的引入課堂，簡化了課堂中操作步驟。也給教學帶來了問題。自動測定儀器獲得數(shù)據(jù)快，學生要做的工作也少，所需時間也少。如pH測定，從準備到獲得數(shù)據(jù)，也就半個多小時；溶解氧儀測溶解氧更快，幾分鐘就搞定了。在現(xiàn)有的課程教學模式中，自動測定儀器的引入，并沒有為教學帶來新動力，反而令教學陷入尷尬。如何有效利用自動分析測試儀器，已經(jīng)是亟待解決的問題了。

2 實驗課程教學的核心目的和核心實驗素質(zhì)的反思

實驗課程的教學目的到底是什么？是掌握實驗方法嗎？還是只是為了掌握原理？實驗課是為培養(yǎng)實踐技能服務，還是為了理論課程服務？如何結(jié)合資源環(huán)境科學這一專業(yè)的整體培養(yǎng)目標，不難發(fā)現(xiàn)，實驗課程的教學目的顯然不應該是上述內(nèi)容。資源環(huán)境科學專業(yè)的學生實驗內(nèi)容豐富，動手能力強，應該是就業(yè)競爭的主要特色與優(yōu)勢。分析測試，是很多企事業(yè)單位的一項基本工作內(nèi)容。顯然，分析測試的質(zhì)量攸關重要。分析測試不但要求會測定，更需要測的準，測的精密，能反應樣品的基本特性。要實現(xiàn)這一目的，就需要分析測試人員具有科學規(guī)范的取樣計算，嚴謹?shù)姆治鰷y試工作作風，和高超的實驗技能。而這一切，離不開下述素質(zhì)：嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度；扎實的理論基礎；科學的取樣方法；嚴格的質(zhì)量控制；嫻熟的實驗技能。為此，實驗課程的訓練內(nèi)容，有必要圍繞上述目標展開。

3 培養(yǎng)核心實驗素質(zhì)的途徑初探

要實現(xiàn)以上培養(yǎng)目標，關鍵一方面是充分調(diào)動同學們的學習積極性；另一方面教學內(nèi)容要具有吸引力。也就是說，同學們要愿意學，學的有興趣，學過感覺有價值。為了實現(xiàn)這一目標，初步形成了以下培養(yǎng)措施。

首先，在教學內(nèi)容的制定方面，推行以測定項目為導向的實驗教學內(nèi)容，替代原來實驗項目為導向的教學內(nèi)容。從而實現(xiàn)以能力培養(yǎng)為主，替代原來的技能培養(yǎng)為主的教學內(nèi)容。以水體溶解氧的測定為例。在開展溶解氧測定的實驗時，傳統(tǒng)教學內(nèi)容包括：首先講解實驗原理、步驟、計算方法等；而后讓同學們利用實驗員預先準備好的水樣和實際，按照實驗步驟進行操作，在獲得滴定值后，用指導教師所給的公式計算結(jié)果，撰寫實驗報告。這一實驗程序下來，同學們雖然學習了溶解氧的具體測定原理與方法，然而并未掌握取樣方法、樣品預處理與保存方法。也不會配置所用試劑?；仡^到單位工作，仍然不會測定溶解氧這一項目。試想，分析員做分析，難道還要再為他配置一位試劑配制員？

在以測定項目為導向的實驗教學中，教學內(nèi)容的中心放在了如何準確獲取溶解氧數(shù)據(jù)上。要求同學在這一要求的基礎上，積極參與到水樣的采集、溶解氧的固定保存、試劑配置、測定、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果計算、報告撰寫等整個過程。也就是要教全套的實驗方法，同學們也要學全套的實驗方法。在溶解氧這個例子中，溶解氧能不能測的準，關鍵環(huán)節(jié)當然不止一兩個，但取樣方法不科學，溶解氧固定保存方法不合適，顯然是決定溶解氧這一測定項目是否準確的首要環(huán)節(jié)。如果取樣隨意，沒有嚴格按照取樣方法的規(guī)范采集水面下一定深度的水樣；取樣過程如果不能有效避免擾動，又如何代表原水體的溶解氧水平？

采用一測定項目為導向的實驗教學內(nèi)容，不但可以讓同學們掌握全套的實驗技能，也可以培養(yǎng)他們的學習興趣。因為，所學與以后工作中的所用是一致的。由于同學們完全可以看到，實驗課中所學，就是以后工作中所用的方法，學習起來自然有動力。而經(jīng)過這樣的實驗訓練，以后在工作中遇到，也不會感到不知所措。

其次，切實改變實驗教學與指導模式，為測定項目為導向的教學內(nèi)容服務。以河水中全磷含量的測定為例，在實驗開始，實驗指導教師可以引導同學們組成實驗小組，制定實驗方案，決定具體的取樣方法、樣品保存方法、分析測試方法的選擇。指導教師可以就同學們所提供的實驗方案進行點評指導，分析優(yōu)點與問題，提出改進的建議?？傊瑢嶒炛笇Ы處熞欢ㄒ獜膶嶒灥闹鲗У匚晦D(zhuǎn)向服務的地位，讓同學們來主導整個實驗。當然，這一實驗模式并不是在所有的實驗項目都可以開展。但資源環(huán)境科學專業(yè)卻適合開展這一教學模式。在理論課教學中，已經(jīng)講解了大量的各類測定項目的測定理論知識與實驗方法。如果實驗課仍講解這些內(nèi)容，顯然是不合適的。

再次，切實改變實驗課程的學習考核內(nèi)容，實現(xiàn)從實驗室工作習慣、實驗報告規(guī)范、測定結(jié)果的準確度和精密度等方面開展考核，以替代傳統(tǒng)上以實驗報告為主的考核模式。在考核中，要充分突出實驗室工作習慣，包括實驗態(tài)度認真、仔細，動作規(guī)范有序，愛護儀器設備，節(jié)約實驗耗材，遵守實驗室紀律，保持實驗室環(huán)境整潔，重視實驗室安全。通過對工作習慣的重視和培養(yǎng)，既可以有效防止實驗安全問題，也有利于培養(yǎng)良好的實驗素質(zhì)。

最后，擴充實驗課程學習成績的評定內(nèi)容，以成績?yōu)橐龑恿?，引導同學們改變學習習慣，主動培養(yǎng)良好的實驗素質(zhì)。在實驗課程學習成績的評定過程中，要充分引入全面的評價機制，既要評價實驗技能，也要評價實驗操作規(guī)范，更好評價實驗室工作習慣。

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