環(huán)境科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)改革與建設(shè)

丁峰

摘 要：實驗教學(xué)對學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。本文以我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)改革為例，在實驗內(nèi)容、實驗室建設(shè)以及實驗教學(xué)方法等方面進行了改革實踐，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，全面提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；素質(zhì)教育；教學(xué)改革

目前，我國已有112所高校開設(shè)了環(huán)境科學(xué)專業(yè)（其中重慶市有5所），專業(yè)培養(yǎng)計劃日臻完善，課堂教學(xué)內(nèi)容漸趨合理化。但專業(yè)實驗環(huán)節(jié)還比較薄弱，不能完全與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)，不能滿足培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的需要。因此，對環(huán)境科學(xué)專業(yè)課實驗教學(xué)進行客觀分析，探索專業(yè)課實驗教學(xué)改革的新思路，對培養(yǎng)畢業(yè)生的實際工作能力具有重要的現(xiàn)實意義。

1、原有實驗教學(xué)體系的問題及改革的可行性

目前，我校環(huán)境科學(xué)實驗主要包括專業(yè)主干課程—儀器分析和環(huán)境監(jiān)測實驗。主要實驗內(nèi)容在專業(yè)設(shè)立之初就基本確定，并緊密配合課程教學(xué)。通過實驗，學(xué)生可以加深對理論知識的理解，培養(yǎng)他們的思考和實驗?zāi)芰ΑＨ欢?，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和教學(xué)要求的提高，原有的實驗體系和教學(xué)模式已不適應(yīng)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，主要表現(xiàn)為：

1.1 實驗教學(xué)方法落后。教師準備實驗設(shè)備和儀器，學(xué)生按照實驗步驟逐步進行實驗，不允許學(xué)生改變實驗步驟，也不要求學(xué)生分析和解決問題，使學(xué)生養(yǎng)成了智能上被動和主觀上依賴的實驗習(xí)慣。

1.2 實驗內(nèi)容單一。絕大多數(shù)的實驗內(nèi)容是一個確定的實驗，沒有全面或設(shè)計性的實驗，不利于學(xué)生的創(chuàng)造性發(fā)揮，學(xué)生個性得不到發(fā)展，創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識也得不到全面的發(fā)展。

1.3 實驗設(shè)備落后。環(huán)境科學(xué)實驗室投入嚴重不足可以逐步減少實驗項目的數(shù)量，不能滿足實驗教學(xué)的要求。

1.4 實驗室封閉管理，學(xué)生只能在指定的時間進入實驗室。

上述現(xiàn)狀已不能適應(yīng)現(xiàn)代環(huán)境科學(xué)的教學(xué)要求，不能適應(yīng)現(xiàn)代人才培養(yǎng)模式，要進行全面改革。同時，我校環(huán)境科學(xué)實驗教學(xué)改革已經(jīng)考慮了相當(dāng)長的時間，改革理念是指國內(nèi)外大學(xué)的有益實踐，但由于實驗室建設(shè)滯后，難以實施。另一方面，近年來我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)承擔(dān)了多項國家級和省級科研項目，具有很高的科學(xué)研究水平，可以保證全面開放的實驗和指導(dǎo)質(zhì)量。

2、新型的實驗教學(xué)體系的構(gòu)建

構(gòu)建新的實驗教學(xué)體系，不僅要對實驗的硬件要求加以提高，其核心更是要對實驗內(nèi)容的體系進行改革，將傳統(tǒng)的實驗所實行的“課前預(yù)習(xí)—課堂實驗—課后教師評閱”的三段串行模式加以深化改革，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主實驗與綜合素質(zhì)。

2.1實驗內(nèi)容體系改革

根據(jù)我校人才培養(yǎng)目標和實際情況，從培養(yǎng)社會發(fā)展所需的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的角度出發(fā)，將一系列環(huán)境科學(xué)實驗分為三個層次：課程驗證實驗和綜合驗證實驗、和研究創(chuàng)新實驗。課程驗證實驗是指對環(huán)境監(jiān)測基本內(nèi)容等相關(guān)理論的實驗，這類實驗的主要目的是驗證理論，幫助學(xué)生加深對課堂學(xué)到的理論知識的理解和消化，讓學(xué)生掌握環(huán)境科學(xué)實驗的基本方法，提高實驗技能，熟練運用常用實驗儀器，實驗內(nèi)容盡可能涵蓋課程中的重要知識點，突出培養(yǎng)監(jiān)測技能和檢測方法，培養(yǎng)正確記錄和處理數(shù)據(jù)的能力，合理表達和報告實驗結(jié)果，課程驗證實驗為后續(xù)的綜合驗證和創(chuàng)新實驗奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2.2配合新型實驗體系的實驗室建設(shè)

高校實驗室是實驗教學(xué)的有效載體，負責(zé)培養(yǎng)先進的專業(yè)人才，提高學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力、開展素質(zhì)教育，是學(xué)校教學(xué)和科學(xué)研究的重要組成部分。實驗室建設(shè)是學(xué)校實驗教學(xué)改革的基礎(chǔ)工程和基本保障，實驗室的建設(shè)應(yīng)作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，結(jié)合我校新校區(qū)的建設(shè)，按照新的實驗體系建設(shè)了環(huán)境科學(xué)實驗室，建設(shè)新型實驗體系的實驗室是很有必要的，一方面提高了實驗室的利用率，另一方面保證綜合驗證型實驗、研究創(chuàng)新型實驗的進行。

2.3實驗教學(xué)方法與教學(xué)管理改革

改革實驗教學(xué)方法，針對不同類型的實驗采用不同的教學(xué)模式。對于課程驗證實驗，老師解釋并指導(dǎo)學(xué)生進行實驗和分析，綜合驗證實驗以學(xué)生為主體，實驗設(shè)計以數(shù)據(jù)研究為基礎(chǔ)，討論結(jié)束后，學(xué)生將實施實驗。研究創(chuàng)新性實驗是培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐創(chuàng)新能力的重要途徑，可以結(jié)合學(xué)生的課外研究實踐。這種類型的實驗分為四個過程：

首先，審查資料并提出實驗方案：這一過程要求學(xué)生通過查閱相關(guān)圖書和文獻資料，了解和掌握國內(nèi)外有關(guān)該學(xué)科的技術(shù)和發(fā)展狀況，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)實驗要求科目和實驗室條件，提出具體的書面實驗方案設(shè)計，包括擬議的實驗過程技術(shù)路線和實驗裝置、實驗條件、測試項目和測試方法、實驗時間表等。

其次，課程的討論和確定：教師在實驗計劃的審議的基礎(chǔ)上與學(xué)生討論，由學(xué)生介紹實驗方案，引導(dǎo)教師根據(jù)可行性，實驗室條件等因素修改程序，使其具有可操作性，滿足實驗要求，在尊重學(xué)生思想和實驗的前提下要求，確定實驗方案。

第三，實驗室測試：根據(jù)確定的實驗計劃，學(xué)生必須準備必要的實驗材料，搭建實驗設(shè)備，并在實驗室進行具體的測試和測試。教師負責(zé)現(xiàn)場指導(dǎo)，回答學(xué)生實驗中遇到的問題，激勵學(xué)生深入思考，創(chuàng)造必要的測試條件，如分析條件，必要的設(shè)備材料等。

最后，實驗總結(jié)：學(xué)生自主分析和總結(jié)實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)。教師負責(zé)指導(dǎo)和回答問題。這個過程使學(xué)生能夠提高他們分析問題的能力，并最終根據(jù)需要寫出實驗研究報告。研究創(chuàng)新實驗過程使學(xué)生能夠進行“三個綜合”過程，即對研究過程進行全面分析。實驗技能得到全面鍛煉，綜合能力得到全面提升，開放管理學(xué)生實驗，學(xué)生組成實驗組，在規(guī)定的期限內(nèi)完成規(guī)定的實驗類型。同時，為培養(yǎng)綜合實踐能力和創(chuàng)新能力，改革實驗課程改革的考核方式。

2.4實驗教學(xué)內(nèi)容的改革

由于環(huán)境科學(xué)主要涉及環(huán)境問題，環(huán)境問題多發(fā)生在實驗室之外，因此我校加大了實驗教學(xué)內(nèi)容的戶外實踐。這不僅提高了學(xué)生的興趣，而且具有針對性和專業(yè)性，甚至可以帶來一定的經(jīng)濟和社會效益。同時，為學(xué)生今后從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)，真正培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、操作能力、思維能力、自學(xué)能力和科研創(chuàng)新能力。

2.5教學(xué)與科研相結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量

環(huán)境科學(xué)是研究環(huán)境污染和生態(tài)破壞防治研究中發(fā)展起來的一門科學(xué)。在教學(xué)的同時，我校專業(yè)教師和實驗教師積極參與國家部委和省市政府的研究課題，將科研和技術(shù)開發(fā)納入實驗教學(xué)，開展探索性實驗，豐富和更新實驗教學(xué)內(nèi)容。它將在振興學(xué)生思維，拓展學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生的探索和創(chuàng)新能力，使他們意識到當(dāng)前的環(huán)境科學(xué)狀況方面發(fā)揮積極作用，了解新技術(shù)，了解環(huán)境中的新過程，并使學(xué)生能夠快速進入新的角色。

3、結(jié)語

環(huán)境科學(xué)實驗教學(xué)新體系在調(diào)查研究、實踐的基礎(chǔ)上建立起來的，有很強的實際意義，對學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)都提出了新的要求，相對于原有的枯燥的、千篇一律的實驗教學(xué)有了新的提高，調(diào)動了學(xué)生的實驗興趣，促進了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生的素質(zhì)得到全面提高。當(dāng)然，由于實驗教學(xué)體系的創(chuàng)新構(gòu)建與創(chuàng)新教育一樣正處于探索之中，所以，許多問題有待研究。構(gòu)建新的實驗教學(xué)體系，既要有理性的思考，更要有實踐的勇氣。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不是通過改革某一門課、某一個教學(xué)環(huán)節(jié)就能徹底解決的，這需要全社會教育工作者的共同努力。

參考文獻

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