依托實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

李倩倩, 蘇 新, 劉 豪, 魏士平, 楊 娟, 劉寶林

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 海洋學(xué)院, 北京 100083)

依托實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

李倩倩, 蘇 新, 劉 豪, 魏士平, 楊 娟, 劉寶林

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 海洋學(xué)院, 北京 100083)

依托中國(guó)地質(zhì)大學(xué)海洋學(xué)院的“海洋地質(zhì)與資源實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”進(jìn)行海洋科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,拓展學(xué)生思維、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、提高實(shí)踐技能,更好地培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才。以“海洋地質(zhì)與資源實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”項(xiàng)目作為開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的切入點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,以開放促創(chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力,并在開放實(shí)驗(yàn)室教學(xué)改革方面取得了一定成效。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心； 教學(xué)改革； 開放實(shí)驗(yàn)室

為了改善海洋學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、合理配置實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源、提升實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理水平,依托“海洋地質(zhì)與資源實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。“海洋地質(zhì)與資源實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)室集中了學(xué)校有關(guān)的技術(shù)設(shè)備和教學(xué)資源,對(duì)教學(xué)、科研和技術(shù)開發(fā)等形成了強(qiáng)大的支撐[1-3]。實(shí)驗(yàn)室是高校教育實(shí)踐的重要場(chǎng)所,是培養(yǎng)人才技能的主要基地。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育的重要環(huán)節(jié),它是理論教學(xué)的繼續(xù)和延伸,在培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)人才過(guò)程中占有不可替代的地位和具有至關(guān)重要的作用。管理實(shí)驗(yàn)室不僅是管理其中的儀器設(shè)備,還需要有新型的管理理念和模式對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，以此來(lái)適應(yīng)社會(huì)人才技能培育的新要求[4]。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建立

1.1 “海洋地質(zhì)與資源實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”的建立

2015年“海洋地質(zhì)與資源實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”(下稱中心)獲得學(xué)校實(shí)驗(yàn)室與資產(chǎn)管理處和學(xué)校批準(zhǔn)建立。中心在建設(shè)過(guò)程中逐步確立了以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力為核心目標(biāo),以創(chuàng)業(yè)精神和創(chuàng)新能力人才培養(yǎng)為目標(biāo),以海洋地質(zhì)學(xué)、海洋礦產(chǎn)資源、海洋環(huán)境與生物、海洋地球物理技術(shù)等學(xué)科交叉為特點(diǎn),以組建學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)、申報(bào)和實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新研究項(xiàng)目為訓(xùn)練平臺(tái)。鼓勵(lì)學(xué)生參加科技創(chuàng)新項(xiàng)目、海洋科技周、海洋知識(shí)競(jìng)賽,構(gòu)建大學(xué)生創(chuàng)新培養(yǎng)體系,致力于將中心建設(shè)成為海洋地質(zhì)與資源創(chuàng)新人才的孵化中心、相關(guān)學(xué)科學(xué)生自主實(shí)踐中心、科技創(chuàng)新活動(dòng)中心、國(guó)內(nèi)重大學(xué)科競(jìng)賽的培訓(xùn)中心,以及創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)改革示范中心,為海洋學(xué)院及其相關(guān)院系在海洋地質(zhì)、資源與環(huán)境以及地質(zhì)地球物理結(jié)合等方面創(chuàng)新教育的實(shí)施建立良好的教學(xué)平臺(tái)。中心的發(fā)展以學(xué)院各教學(xué)實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ),在現(xiàn)有創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)的基礎(chǔ)上,以教育部“海洋地質(zhì)資源”學(xué)科建設(shè)為契機(jī),將海洋地質(zhì)和海洋地質(zhì)資源的實(shí)踐教學(xué)作為一個(gè)整體,為實(shí)現(xiàn)學(xué)院及學(xué)校其他院系在海洋地質(zhì)及資源學(xué)科的高層次人才培養(yǎng)目標(biāo)提供更加有利的教學(xué)平臺(tái)。

1.2 “海洋地質(zhì)與資源實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”的規(guī)劃

充分利用全校相關(guān)實(shí)驗(yàn)資源,在學(xué)院現(xiàn)有資源優(yōu)化和整合的基礎(chǔ)上,大力挖掘和發(fā)揮中心海洋地質(zhì)、邊緣海沉積盆地分析、海洋地球物理、海域盆地現(xiàn)代油藏技術(shù)方法等實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)勢(shì),開展基于新技術(shù)、新方法的實(shí)驗(yàn)科學(xué)教學(xué)改革研究。在綜合各個(gè)層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,建立相關(guān)內(nèi)容融合、貫通、交叉、滲透和相互聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程新體系，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,理論、實(shí)踐、創(chuàng)新能力全面提高,培養(yǎng)學(xué)生在海洋地質(zhì)、海洋資源、海洋化學(xué)、海洋生物與地質(zhì)過(guò)程、海洋地球物理探測(cè)等相關(guān)領(lǐng)域從事應(yīng)用研究等工作的能力,并建成實(shí)驗(yàn)裝備精良、實(shí)驗(yàn)設(shè)施齊備、實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍整齊、實(shí)驗(yàn)教材先進(jìn)、運(yùn)作規(guī)范的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

立足學(xué)院學(xué)科建設(shè)和社會(huì)需求,以海洋地質(zhì)為核心,向海洋其他學(xué)科輻射,形成海洋地質(zhì)、海洋資源、海洋化學(xué)、海洋地球物理與海洋生物—生態(tài)交叉、互補(bǔ)的學(xué)科方向,加快建成國(guó)內(nèi)知名的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái),努力實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的開放與共享,為國(guó)家培養(yǎng)和輸送大量海洋生物地質(zhì)專業(yè)創(chuàng)新實(shí)用的科技人才。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1 以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程

開設(shè)海洋地質(zhì)與環(huán)境實(shí)驗(yàn)技術(shù)選修課,課程內(nèi)容包括小型儀器的基本操作(球磨儀,冷凍干燥機(jī)等)、大型儀器的原理和操作步驟(ICP-OES,X-射線衍射,陰極發(fā)光能譜儀,總有機(jī)碳測(cè)定儀,近紅外光譜儀,粒度分析)。與此同時(shí)規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理,將實(shí)驗(yàn)室的儀器調(diào)動(dòng)起來(lái),讓每個(gè)學(xué)生獨(dú)立操作。實(shí)驗(yàn)教學(xué)突出學(xué)生主體地位,更加注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析解決問題能力、表達(dá)能力的培養(yǎng)。能夠讓學(xué)生盡早地、較多地接觸精密儀器,從而使現(xiàn)有的儀器能夠更好地為教學(xué)服務(wù)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是一門理論海洋化學(xué)課程的附屬部分,而是一門以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)課程。同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和科研素養(yǎng)的培養(yǎng)和訓(xùn)練,培養(yǎng)綜合型、設(shè)計(jì)型、復(fù)合型人才。

2.2 開放實(shí)驗(yàn)室

良好的科學(xué)素質(zhì)只有在有科學(xué)研究的氛圍和環(huán)境中才能得到培養(yǎng)和熏陶[5],實(shí)驗(yàn)室開放可以提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率,提高投資效益,而且可調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性[6]。實(shí)驗(yàn)室開放是實(shí)驗(yàn)室資源優(yōu)化利用的最佳形式。把實(shí)驗(yàn)室開放作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課外延伸,不但能夠增加學(xué)生接受實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的機(jī)會(huì),同時(shí)也為學(xué)生獨(dú)立思考問題、參與科研活動(dòng)提供了訓(xùn)練平臺(tái),還可以提高儀器的使用效率[7]。

中心開放式管理,主要面向海洋學(xué)院海洋科學(xué)專業(yè)和學(xué)校相關(guān)專業(yè)，如地質(zhì)學(xué)的學(xué)生開放。每年在實(shí)驗(yàn)室參加創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)生約100人。參加“大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐”項(xiàng)目的學(xué)生根據(jù)自己的喜好與教師的科研內(nèi)容相結(jié)合,培養(yǎng)和熏陶學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的素養(yǎng)和熱愛。學(xué)生參與過(guò)的大創(chuàng)項(xiàng)目有“潮水峪寒武紀(jì)鮞?；?guī)r的成因及沉積意義”用顯微鏡觀察鮞粒灰?guī)r、“多金屬結(jié)核構(gòu)造特征及其環(huán)境意義分析”用陰極發(fā)光分析多金屬結(jié)核、“NIR光譜測(cè)水樣TOC性能研究”用近紅外光譜測(cè)定水中TOC的含量、“地衣對(duì)巖石的風(fēng)化作用”研究了對(duì)巖石作用的真菌、“渤海灣潮間帶真菌的分離與純化” 研究了渤海灣真菌的作用、“華北地臺(tái)拉伸紀(jì)古海洋氧化環(huán)境研究——以北京下葦?shù)榇鍨槔?研究拉伸紀(jì)古海洋沉積的氧化還原環(huán)境。

實(shí)驗(yàn)室開放以后,學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做科研,不僅培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,還通過(guò)教師的指導(dǎo)讓學(xué)生熟悉了科研工作的過(guò)程,使學(xué)生對(duì)科研工作產(chǎn)生興趣,并為學(xué)生以后的科研工作提供基礎(chǔ)。同時(shí)學(xué)生還會(huì)發(fā)表一些期刊文章,不僅有利于學(xué)院學(xué)科建設(shè)的發(fā)展,對(duì)學(xué)生自身也很有幫助。

2.3 實(shí)驗(yàn)教材和內(nèi)容的改革

圍繞“培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)”,認(rèn)真設(shè)計(jì)和構(gòu)筑化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新內(nèi)容。全面學(xué)習(xí)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教材，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),采取相關(guān)書籍或教材中的部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的儀器和學(xué)院特色設(shè)計(jì)方案加入教材中,增加一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)以及需要學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。例如測(cè)定海水水質(zhì)的質(zhì)量分析包括測(cè)定海水中的總有機(jī)碳(TOC)實(shí)驗(yàn)、測(cè)定海水中的化學(xué)耗氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、測(cè)定海水中的總氮(TN)、測(cè)定海水中的總磷(TP)和葉綠素、測(cè)定海水中的金屬離子(Mg2+,Ca2+)、測(cè)定海水中的無(wú)機(jī)離子(NO3-,PO43-)、海水中總鉻的測(cè)定、海水中無(wú)機(jī)磷的測(cè)定、海水中有機(jī)質(zhì)的測(cè)定、海水中溶解氧的測(cè)定、海水沉積物粒度分析實(shí)驗(yàn),從而完善整個(gè)教材內(nèi)容,并將豐富后的教材作為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材。

高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教學(xué),既可以傳授知識(shí),培養(yǎng)能力和素質(zhì),又可以達(dá)到理論和實(shí)踐的統(tǒng)一[8-9]。

2.4 改變實(shí)驗(yàn)授課與考核方式

改變以往的由教師包攬實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。由于教師擔(dān)心學(xué)生操作不了等離子發(fā)射儀、總有機(jī)碳測(cè)定儀、紫外光譜儀、近紅外光譜儀、X-射線衍射等一些貴重的儀器,從而手把手地指導(dǎo)他們操作,學(xué)生的思路受到了限制,親自動(dòng)手的機(jī)會(huì)減少,并且還產(chǎn)生了依賴思想,這樣難以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退刭|(zhì)。因此,改變以往的教學(xué)方式,進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是以基本知識(shí)和基本技能的掌握為主要目的,通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),使學(xué)生加深對(duì)專業(yè)基本理論的理解,增強(qiáng)對(duì)專業(yè)的興趣。

改革以后,首先要求學(xué)生審查實(shí)驗(yàn)方案,弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)方法,了解和掌握儀器設(shè)備的操作與使用方法,經(jīng)指導(dǎo)教師同意后由學(xué)生自己獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),教師只是檢查結(jié)果,并提出問題,同時(shí)組織學(xué)生討論、分析。當(dāng)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)較大誤差時(shí),指導(dǎo)學(xué)生查找原因。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力,又培養(yǎng)了他們嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的考核方式也進(jìn)行了一些改進(jìn),不但考核學(xué)生平時(shí)出勤率、課堂表現(xiàn)、操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量等關(guān)鍵環(huán)節(jié),還在期末設(shè)置專門的書面考試或面試來(lái)考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本技能和對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握程度；另外,學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生從頭到尾了解玻璃器皿的洗滌、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置和標(biāo)定、儀器的維護(hù)和使用以及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后廢物的處理和實(shí)驗(yàn)室的整理等內(nèi)容,以培養(yǎng)學(xué)生珍惜實(shí)驗(yàn)藥品、愛護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器的良好作風(fēng)。主要目的是把實(shí)驗(yàn)課教學(xué)提高到與理論課同樣的高度,培養(yǎng)出一批具有實(shí)驗(yàn)操作技能的海洋科學(xué)專業(yè)人才。

3 結(jié)語(yǔ)

依托“海洋地質(zhì)與資源實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革項(xiàng)目的實(shí)施改變了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式,豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容,調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與科研的積極性和創(chuàng)造性,提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和解決問題的能力。從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及手段、考核等方面進(jìn)行改革與實(shí)踐,通過(guò)提出問題、分析問題、實(shí)驗(yàn)操作、總結(jié)、再提出問題的循環(huán)模式進(jìn)行教學(xué),鼓勵(lì)學(xué)生打破思維定勢(shì),發(fā)散性地思考、聯(lián)系性地思考,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更好地在科研教學(xué)、人才培養(yǎng)和社會(huì)服務(wù)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

致謝:感謝北京市高等學(xué)校教學(xué)改革中國(guó)地質(zhì)大學(xué)教改項(xiàng)目“基于海洋特色的海洋科學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革研究與實(shí)踐”對(duì)本論文的資助和支持。另外還要感謝 “2014年校級(jí)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目”和“邊緣海盆地與地質(zhì)資源”這2個(gè)教學(xué)改革項(xiàng)目對(duì)本論文以及整個(gè)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)改革的支持和幫助。

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Experimental teaching reform by relying on experimental teaching center

Li Qianqian, Su Xin, Liu Hao, Wei Shiping,Yang Juan, Liu Baolin

(School of Marine Sciences, China University of Geosciences, Beijing 100083, China)

Relying on Marine Geology and Resources Experimental Teaching Center in School of Marine Science of China University of Geosciences (Beijing), the marine science experimental teaching reform is carried out to expand and cultivate students’ innovative spirit and practical skills and their application and innovation abilities. Taking the “Marine Geology and Resources Experimental Teaching Center” project as an entry point, the experimental teaching reform can promote innovation by opening and cultivate students’ innovative ability, which has obtained some achievements.

experimental teaching center; teaching reform；open laboratory

10.16791/j.cnki.sjg.2017.05.054

2016-11-27 修改日期：2017-01-15

北京市高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目(JGYB201525)

李倩倩(1984—),女,河北石家莊,博士,實(shí)驗(yàn)師,主要從事實(shí)驗(yàn)室技術(shù)管理研究.

E-mail：nancylgq@cugb.edu.cn

G642.0

B

1002-4956(2017)5-0215-03