基于“厚生物學(xué)”的環(huán)境實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系研究

王丹+許仁鑫+石先陽(yáng)+李元娜

[摘 要]安徽大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境專業(yè)依托“國(guó)家級(jí)生態(tài)與環(huán)境實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”平臺(tái)，以完善的制度為保障、以先進(jìn)的儀器設(shè)備為后盾，以培養(yǎng)“安徽生態(tài)強(qiáng)省建設(shè)和環(huán)境保護(hù)亟須的高素質(zhì)復(fù)合型創(chuàng)新人才”為目標(biāo)，以“重基礎(chǔ)，多方向，精特色，提能力”的教育教學(xué)理念為指導(dǎo)，探索從“基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)”“專業(yè)類實(shí)驗(yàn)”“應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)”“創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)”到“實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)”五階梯型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，突出“厚生物學(xué)”背景特色，進(jìn)一步優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位。目前，環(huán)境專業(yè)完善特色實(shí)驗(yàn)體系，不僅提升了學(xué)生綜合素質(zhì)和社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力，也為其他院系實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立提供了有益經(jīng)驗(yàn)。

[關(guān)鍵詞]環(huán)境；特色；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；體系

[中圖分類號(hào)] G64 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2017）04-0154-03

高等教育最本質(zhì)的職能是人才培養(yǎng)。[1]實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅讓學(xué)生更加直觀深入的理解和學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)，也是學(xué)生解決科學(xué)研究最直接、最有效、最科學(xué)的渠道。[1]現(xiàn)階段，高校招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，各學(xué)科蓬勃發(fā)展，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)展緩慢，內(nèi)容單一，本科生實(shí)踐動(dòng)手能力不強(qiáng)、科研素質(zhì)能力不高等問(wèn)題日益凸顯出來(lái)。[2]環(huán)境專業(yè)是由多個(gè)學(xué)科組成的交叉科學(xué)，它圍繞環(huán)境問(wèn)題的預(yù)防、發(fā)生、治理以及評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行研究與應(yīng)用，突出強(qiáng)調(diào)學(xué)生的應(yīng)用以及創(chuàng)新能力，因此，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)在環(huán)境專業(yè)體系建設(shè)中尤為重要。[3]但目前研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境專業(yè)涉及范圍廣，課程體系關(guān)聯(lián)度相對(duì)較弱，且實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏相應(yīng)的體系規(guī)劃，這些問(wèn)題致使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相對(duì)片面化與碎片化[4]，致使學(xué)生缺少獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力，因此構(gòu)建與實(shí)踐環(huán)境專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系具有重要意義。

安徽大學(xué)環(huán)境專業(yè)以“厚生物學(xué)”背景為基礎(chǔ)，以“國(guó)家級(jí)生態(tài)與環(huán)境實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”為依托，以培養(yǎng)“安徽生態(tài)強(qiáng)省建設(shè)和環(huán)境保護(hù)亟須的高素質(zhì)復(fù)合型創(chuàng)新人才”為目標(biāo)，以“重基礎(chǔ)，多方向，精特色，提能力”的教育教學(xué)理念為指導(dǎo)，積極探索，不斷前進(jìn)，建立了以“厚生物學(xué)”為基礎(chǔ)的環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。體系的建立使學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生分析環(huán)境問(wèn)題、解決環(huán)境問(wèn)題的能力，為社會(huì)輸送了一大批新生力量，也為其他院校環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)提供有益參考。

一、循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)

環(huán)境專業(yè)以“層次遞進(jìn)，因材施教”為原則，精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建立了“公共基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)”“專業(yè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)”“綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)”“創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)”以及“實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)”五個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系（見(jiàn)圖1），循序漸進(jìn)的提升學(xué)生的綜合能力。

（一）嚴(yán)謹(jǐn)授課，夯實(shí)基礎(chǔ)

扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)是學(xué)生今后進(jìn)行科研工作的重要基礎(chǔ)。環(huán)境專業(yè)在本科基礎(chǔ)年級(jí)開(kāi)設(shè)“公共基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)”以及“專業(yè)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)”，這兩類實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)的目的主要是幫助學(xué)生驗(yàn)證課堂所學(xué)理論知識(shí)，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能以及常規(guī)儀器的操作與維護(hù)，前一類實(shí)驗(yàn)是每個(gè)理工科學(xué)生必須掌握的基本技能，而后一類實(shí)驗(yàn)更加偏重于環(huán)境專業(yè)實(shí)驗(yàn)特色技能。教師在講授這兩類實(shí)驗(yàn)時(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度以及基本的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，為今后的實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

環(huán)境科學(xué)專業(yè)覆蓋面廣，研究方向復(fù)雜，本科階段需開(kāi)展不同方向的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生接觸到不同類型實(shí)驗(yàn)，為以后學(xué)生進(jìn)行“綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)”以及“創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)”奠定基礎(chǔ)，進(jìn)一步培養(yǎng)出具有較高綜合素質(zhì)的人才。為此，環(huán)境專業(yè)開(kāi)展了環(huán)境化學(xué)類實(shí)驗(yàn)、環(huán)境生態(tài)學(xué)類實(shí)驗(yàn)、環(huán)境生物學(xué)類實(shí)驗(yàn)等不同方向的實(shí)驗(yàn)，保證學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科能夠做到整體把握，夯實(shí)基礎(chǔ)。

（二）學(xué)科交叉，提高能力

“綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)”是在本科生具有一定理論及實(shí)驗(yàn)操作能力后開(kāi)設(shè)的，主要是讓學(xué)生運(yùn)用多方向的知識(shí)綜合考慮、設(shè)計(jì)并解決實(shí)際問(wèn)題，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐及獨(dú)立操作等方面的能力。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生需先行提交可行性報(bào)告及實(shí)驗(yàn)計(jì)劃書(shū)，教師提出修改意見(jiàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃書(shū)，供給實(shí)驗(yàn)所需物品，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如“大氣中苯系物的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)”這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，主要針對(duì)汽油中芳香烴化合物的加入增加了汽車尾氣中苯的污染。本校周邊機(jī)動(dòng)車流量大，其排放的尾氣對(duì)校園空氣質(zhì)量有一定影響，因此要求學(xué)生對(duì)校園空氣中苯系物進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)這門(mén)理論課中大氣采樣點(diǎn)的布設(shè)、采樣時(shí)間的確定方法，環(huán)境影響評(píng)價(jià)課程中利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)研究區(qū)域污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法，以及相色譜等大型儀器的使用等問(wèn)題，需要學(xué)生們進(jìn)行獨(dú)立思考以及調(diào)度，并相互配合。此實(shí)驗(yàn)鍛煉了學(xué)生搜集資料、調(diào)研環(huán)境、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等多方面的能力。通過(guò)環(huán)境科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，加強(qiáng)了各課程之間的交叉滲透性，讓學(xué)生能夠掌握實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容，具備應(yīng)用綜合性課程知識(shí)簡(jiǎn)單解決環(huán)境問(wèn)題的能力，促使學(xué)生融匯專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程的理論知識(shí)，嘗試應(yīng)用理論分析、解決復(fù)雜環(huán)境的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生辨證、聯(lián)系、全面地看待問(wèn)題的思維方式，從而為今后的科研工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

近年來(lái)，環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出新的研究成果，但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)明顯滯后于學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，很難滿足學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。因此，實(shí)驗(yàn)專業(yè)需不斷更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，將先進(jìn)的大型儀器運(yùn)用于“綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)”以及“創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)”中。如利用分子熒光分析法測(cè)定環(huán)境水體中的抗生素，利用氣相色譜法測(cè)定揮發(fā)性脂肪酸，運(yùn)用火焰分光光度計(jì)對(duì)水以及沉積物中重金屬的形態(tài)進(jìn)行分析等，大型實(shí)驗(yàn)儀器的引入，拓寬了學(xué)生的視野，豐富了教學(xué)內(nèi)容。

（三）緊跟時(shí)代，創(chuàng)新高地

高校教育既要滿足大眾教育，又要適應(yīng)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生資質(zhì)高，能力強(qiáng)，普通的實(shí)驗(yàn)教學(xué)已不能滿足他們對(duì)知識(shí)的渴求，對(duì)于這一類學(xué)生，環(huán)境專業(yè)鼓勵(lì)他們參與到教師的科研項(xiàng)目中。學(xué)院教師有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，有國(guó)家級(jí)、省級(jí)自然科學(xué)基金以及國(guó)家級(jí)、省級(jí)重大科研項(xiàng)目等前沿課題。本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，跟隨導(dǎo)師或者研究生進(jìn)行學(xué)習(xí)，此做法讓學(xué)生更加直觀的認(rèn)識(shí)到前沿的科學(xué)進(jìn)展，并為科研崗位的教師輸送大量的有生力量。

此外，學(xué)校及學(xué)院每年還為本科生開(kāi)展大量的諸如大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、動(dòng)植物標(biāo)本制作大賽等活動(dòng)，在環(huán)境科學(xué)的學(xué)生中得到了積極響應(yīng)。研究中發(fā)現(xiàn)，許多學(xué)生對(duì)開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)的興趣都特別高。[5][6]學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決自身所好奇的問(wèn)題，能夠讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)中的樂(lè)趣，提升學(xué)生素質(zhì)。僅在2015年，環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生共申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃6項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)項(xiàng)目4項(xiàng)。這些活動(dòng)為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

二、特色實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)體系

環(huán)境專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系中開(kāi)設(shè)了不同方向的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生充分接觸到不同類型實(shí)驗(yàn)，掌握不同實(shí)驗(yàn)的技巧的同時(shí)，也保持著自己的學(xué)科特色方向。安徽大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)在2010年由生命科學(xué)學(xué)院獨(dú)立出來(lái)，有著深厚的生物學(xué)背景。隨著國(guó)家對(duì)“生態(tài)環(huán)境”的日益重視，這一特色顯得尤為重要?，F(xiàn)今，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注生物多樣性保護(hù)、環(huán)境污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體健康的損害等問(wèn)題，生物學(xué)背景顯得更為必要。環(huán)境專業(yè)篩選或改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生從宏觀和微觀兩個(gè)方向（環(huán)境微生物學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)）進(jìn)行學(xué)習(xí)。

環(huán)境微生物實(shí)驗(yàn)注重各實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的銜接，從最基礎(chǔ)的培養(yǎng)基的制備、消毒與滅菌、微生物的純種分離培養(yǎng)及生理生化反應(yīng)，由淺入深，使學(xué)生熟練掌握微生物實(shí)驗(yàn)的基本操作。而后進(jìn)行“水中細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群的測(cè)定”“環(huán)境因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響”等綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生微生物實(shí)驗(yàn)的基本技能，激發(fā)學(xué)生對(duì)于環(huán)境微生物的興趣，培養(yǎng)學(xué)生利用生物手段進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理的技能。

環(huán)境生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)包括顯微鏡構(gòu)造與使用、生物繪圖、植物分類、簡(jiǎn)單動(dòng)物的解剖等經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，為環(huán)境專業(yè)學(xué)生奠定生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)背景。而后將生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)聯(lián)系實(shí)際，如“水體中浮游生物的采集、觀察與鑒定”項(xiàng)目，浮游生物是水體生態(tài)系統(tǒng)重要的組成成分，通過(guò)對(duì)浮游生物多樣性的分析，可以客觀地反映水環(huán)境質(zhì)量狀況。而水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重影響浮游生物的生存環(huán)境，致使浮游生物多樣性指數(shù)下降。在生態(tài)學(xué)原理指導(dǎo)下，加強(qiáng)對(duì)浮游生物多樣性的方法研究，從治理水體污染、維護(hù)水生生態(tài)系統(tǒng)平衡、保護(hù)水環(huán)境等應(yīng)用方面給予學(xué)生一定思路。

三、實(shí)習(xí)基地建設(shè)

理論學(xué)習(xí)必不可少，但是實(shí)習(xí)實(shí)踐亦是不可或缺的環(huán)節(jié)。環(huán)境專業(yè)積極響應(yīng)學(xué)校號(hào)召，組織學(xué)生投身于實(shí)習(xí)基地中去。

（一）親近大自然，增強(qiáng)“環(huán)保人”的自豪感——野外認(rèn)知實(shí)習(xí)以及野外調(diào)查實(shí)習(xí)

野外實(shí)習(xí)比課堂實(shí)習(xí)更具有直觀性、實(shí)踐性和綜合性，通過(guò)野外實(shí)習(xí)使學(xué)生深入地理解課堂所學(xué)知識(shí)。[3]前人經(jīng)驗(yàn)告訴我們：選擇一個(gè)好的實(shí)習(xí)地點(diǎn)，是保證實(shí)習(xí)質(zhì)量的首要條件，建立一個(gè)高質(zhì)量的實(shí)習(xí)基地對(duì)于保證野外實(shí)習(xí)的效果非常重要。[7][8]安徽大學(xué)環(huán)境專業(yè)的野外實(shí)習(xí)一般定于黃山浮溪野猴谷或鷂落坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，這兩個(gè)地點(diǎn)均具有環(huán)境優(yōu)美，生態(tài)環(huán)境復(fù)雜，動(dòng)物資源豐富，交通、食宿及醫(yī)療條件便利等條件，適合環(huán)境科學(xué)專業(yè)長(zhǎng)期定點(diǎn)實(shí)習(xí)。野外實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生置身于大自然，了解生物生活習(xí)性與行為和它們對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，掌握動(dòng)、植物標(biāo)本的采集、鑒定和保存方法，讓學(xué)生充分感受到自然界的神奇和美麗，激發(fā)學(xué)生保護(hù)自然資源的責(zé)任感與使命感。同時(shí)，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生還對(duì)實(shí)習(xí)所在地區(qū)的環(huán)境樣品進(jìn)行監(jiān)測(cè)，讓學(xué)生可以把在課堂所學(xué)習(xí)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中去，提高學(xué)生的自豪感。野外環(huán)境地形復(fù)雜，工作量較大，跋山涉水，對(duì)磨練學(xué)生意志，增強(qiáng)學(xué)生之間的友誼也起到了積極的作用。

（二）科學(xué)理論與工程應(yīng)用相結(jié)合——工程實(shí)踐實(shí)習(xí)

為提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及專業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力，環(huán)境專業(yè)不斷探索校企協(xié)同的工程實(shí)踐教學(xué)模式，讓學(xué)生真正能將理論知識(shí)運(yùn)用于解決工程實(shí)際問(wèn)題。目前，環(huán)境專業(yè)合作的企業(yè)有塘西河再生水廠、中國(guó)節(jié)能可再生能源有限公司合肥分公司以及合肥市循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)的工業(yè)污水處理廠、合肥市久易化工廠、合肥市望塘污水處理廠等。接觸不同的廢物類型，不同的工藝類型，可以讓學(xué)生更加生動(dòng)直觀的了解不同的處理工藝，而非只是學(xué)習(xí)枯燥的理論知識(shí)。

四、結(jié)語(yǔ)

環(huán)境專業(yè)是一門(mén)綜合性的學(xué)科，研究對(duì)象涉及范圍廣，學(xué)科涉及領(lǐng)域多，技術(shù)性和實(shí)踐性強(qiáng)，這對(duì)環(huán)境專業(yè)的教學(xué)，尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求。我院環(huán)境專業(yè)以“重基礎(chǔ)，多方向，精特色，提能力”的教育教學(xué)理念為指導(dǎo)，通過(guò)合理安排的“五階梯，重特色”環(huán)境專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以不斷“提升學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)力”為目標(biāo)，積極探索，不斷前進(jìn)，加快建設(shè)具有區(qū)域特色的實(shí)驗(yàn)示范中心。

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]