培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的環(huán)境生物學(xué)實驗教學(xué)改革

徐軼群　熊慧欣　許健

摘 要：環(huán)境生物學(xué)是環(huán)境科學(xué)專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，環(huán)境生物學(xué)實驗是學(xué)生專業(yè)知識體系構(gòu)建的重要節(jié)點。本文系統(tǒng)分析了當(dāng)前本科實驗教學(xué)過程中存在的問題，并針對環(huán)境生物學(xué)實驗的特點，結(jié)合環(huán)境生物學(xué)實驗教學(xué)目的，從實驗項目的設(shè)置、實驗教學(xué)方式的改變和評價模式的多樣化等方面進行了實驗改革，實驗教學(xué)的改革有利于環(huán)科專業(yè)學(xué)生綜合能力的提高，為學(xué)生未來就業(yè)或者繼續(xù)深造打下了堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境生物學(xué) 實驗課程 改革 本科教育 綜合能力

中圖分類號：G420 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）05（c）-0205-02

環(huán)境生物學(xué)是環(huán)境科學(xué)本科教學(xué)的專業(yè)主干課程，環(huán)境生物學(xué)實驗是環(huán)境生物學(xué)理論和實踐結(jié)合的紐帶，通過環(huán)境生物學(xué)實驗的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生深入理解生物與污染環(huán)境之間相互作用規(guī)律及其機理[1]。作為一門承接生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和化學(xué)的基礎(chǔ)課，同時又為后續(xù)的專業(yè)選修課及學(xué)生未來就業(yè)打下基礎(chǔ)，是環(huán)境科學(xué)本科生教學(xué)的重要一環(huán)。

1 本科實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)現(xiàn)狀與問題

由于本科教學(xué)屬于學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識積累與完善的過程，所以在一般情況下實驗教學(xué)服務(wù)于理論知識的教學(xué)，這必然導(dǎo)致滿堂灌、填鴨式的教學(xué)。目前高校環(huán)境生物實驗課程的教學(xué)和其他實驗課一樣，大多遵循了這樣的一個教學(xué)過程，即教師或者實驗員把實驗過程寫在黑板上或打印出來，給出實驗的目的、原理、步驟等等，學(xué)生對照實驗步驟機械式操作或單純的模仿，很多本科生在實驗過程中完全依賴教師，如果實驗試劑提前配好，將造成學(xué)生只知道重復(fù)實驗過程，而沒有很好的思考為什么這樣做。這不利于本科生思維能力與動手能力的培養(yǎng)，而且遺忘較快，也導(dǎo)致學(xué)生不能獨立思考分析問題、解決問題，學(xué)生走向社會將缺乏競爭力。

2 環(huán)境生物學(xué)實驗教學(xué)的目的

不同于其他環(huán)境類實驗教學(xué)，環(huán)境生物學(xué)實驗較為繁雜，步驟多，如果實驗設(shè)置得當(dāng)，將非常有益于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。在環(huán)境生物學(xué)的實驗教學(xué)過程中，我們把實驗教學(xué)的目的定位為不僅僅提高學(xué)生的實驗動手能力，更希望提高學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力[2-3]，這對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)非常有益。

3 教學(xué)改革對策

針對目前實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，我校在實驗教學(xué)過程中，從實驗項目的設(shè)置、教學(xué)方式的改變、評價方法的多元化等方面進行了不斷探索，旨在培養(yǎng)本科生的綜合能力。經(jīng)過多年的教學(xué)改革和探索，已形成了系統(tǒng)的實驗教學(xué)方法和應(yīng)對策略，對環(huán)境科學(xué)本科生的培養(yǎng)產(chǎn)生了深遠的影響并取得了不錯的育人成果。

3.1 實驗項目的設(shè)置

環(huán)境生物學(xué)涉及知識面廣，實驗可選項目較多，但要達到實驗教學(xué)培養(yǎng)目的，項目的選擇尤為關(guān)鍵。為了達到實驗教學(xué)目的，我們分別選擇了驗證性、基礎(chǔ)性和綜合性實驗等形式，實驗由易到難。考慮到實驗時間的安排，在實驗項目數(shù)量的選擇上，驗證性實驗和綜合性實驗不宜過多。在實驗設(shè)置過程中，綜合性實驗的設(shè)置尤為重要，設(shè)置綜合性實驗時，要考慮學(xué)生的現(xiàn)有知識體系，同時兼顧其他學(xué)科實驗的設(shè)置，避免和其他學(xué)科實驗的設(shè)置雷同或重復(fù)。另外，綜合性實驗的設(shè)置要考慮到教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性，比如，重金屬在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化及其形態(tài)變化、酶的活性等是環(huán)境生物學(xué)教學(xué)中的一個重要內(nèi)容，如果把兩者結(jié)合起來，可以讓學(xué)生同時掌握多個知識點，做到知識的聯(lián)會貫通。為了鍛煉學(xué)生分析問題的能力，基礎(chǔ)性實驗的設(shè)置也很重要，例如，過氧化氫酶的測定方法很多，實驗材料的選擇也很多（可選擇植物、土壤等），如果選擇紫外吸收法，實驗材料選擇土壤，則實驗過程過于簡單，不利于學(xué)生應(yīng)對復(fù)雜問題能力的培養(yǎng)。因為植物中高錳酸鉀滴定法過氧化氫酶的分析測定遠比土壤復(fù)雜，實驗過程中出現(xiàn)的一系列問題，可以為學(xué)生分析問題、解決問題能力的提高提供很好地訓(xùn)練機會。

3.2 實驗教學(xué)方式的改變

針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，我們按照實驗教學(xué)及學(xué)生培養(yǎng)目的對教學(xué)方式進行了改革。首先，把全班學(xué)生按5～6人一組分成若干實驗小組，每小組選出小組長一人，且每組學(xué)生盡量男女搭配。實驗開始前一天，給每組發(fā)一份實驗材料，實驗材料包括實驗的原理、步驟和注意事項等。

實驗教學(xué)方式改變的重點與關(guān)鍵在于教學(xué)過程，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)大多數(shù)情況下是實驗員或者實驗教師依照實驗步驟，提前配好所需的試劑，同時把所有的實驗器材準(zhǔn)備好，學(xué)生只要按部就班完成就行。這種教學(xué)方式對于低年級的基礎(chǔ)實驗來說或許比較合適，但對于高年級學(xué)生來說，如果繼續(xù)這種教學(xué)方式，教學(xué)效果將大打折扣，更談不上學(xué)生綜合能力的提高。在環(huán)境生物學(xué)的實驗教學(xué)過程中，我們進行了大幅改革，改革的宗旨是調(diào)動所有學(xué)生的積極性。以土壤磷酸酶的分析測定為例，實驗涉及pH9.4硼酸鹽緩沖液、0.5%（m/V）磷酸苯二鈉（用緩沖液配置）等的配制，其中緩沖液的配制較為關(guān)鍵，實驗材料中并沒有告訴如何配制，這要求學(xué)生根據(jù)以往所學(xué)知識自己解決。實驗試劑配制分配給兩個組完成，其中緩沖液的配制分配給一個組，其他的分配給另一個組。同時告訴學(xué)生，緩沖液配制非常關(guān)鍵，緩沖液出了問題，實驗將失敗。另外，要求學(xué)生，所有的試劑以夠用為原則，配置前學(xué)生應(yīng)該測算一下全班需要多少試劑。這樣，學(xué)生將根據(jù)所學(xué)知識認真完成實驗，同時組員之間互相協(xié)調(diào)，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊精神。需要注意的是，除了試劑配制，其他實驗過程各個組獨立完成。每個組都有一、二次負責(zé)主要試劑配制的機會，負責(zé)配主要試劑的組還需完成儀器調(diào)試和標(biāo)準(zhǔn)曲線等工作，直到實驗成功。

3.3 評價模式多元化

在評價模式的改革上應(yīng)該使用多元化的模式，能力的評價不以最終的實驗報告為最終標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)兼顧實驗過程和實驗態(tài)度。我們把實驗成績的評分分為平時成績、實驗課常規(guī)實驗成績、考核成績，這三部分各占30%、50%、20%。其中平時成績主要考察學(xué)生的出勤、實驗態(tài)度和獨立創(chuàng)新性、團隊協(xié)作性，實驗課常規(guī)實驗成績主要考察學(xué)生完成基本實驗的情況；考核成績主要設(shè)置一個實驗，所用樣品為盲樣，讓學(xué)生分析某一項指標(biāo)，其中待測指標(biāo)定量值只有教師知道，這對各組的學(xué)生提出了很高的要求，除了不影響實驗結(jié)果的試劑配制，其他試劑各組獨立完成，互不干擾，通過考核實驗，可以檢驗各組學(xué)生的綜合能力是否得到顯著提高。

4 結(jié)語

對于高校專業(yè)課實驗教學(xué)而言，如何通過實驗課程的改革提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，是高校專業(yè)課實驗教學(xué)體系改革必須思考的問題。在實驗教學(xué)過程中，應(yīng)營造寬松的實驗氛圍，培養(yǎng)了學(xué)生敢于質(zhì)疑、獨立思考的品質(zhì)，促進學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的提高[4]。通過實驗改革，可以培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神，這對學(xué)生未來發(fā)展尤為重要。在教學(xué)過程中，我們可以給學(xué)生一定的容錯空間，容納學(xué)生的不同觀點，目的是讓學(xué)生從出現(xiàn)的問題中得到反思，這有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

參考文獻

[1] 孔繁翔，尹大強，嚴國安.環(huán)境生物學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2] 劉歡歡，王偉.問題解決教學(xué)的四種模式[J].教育與教學(xué)研究，2012，26（1）：49-51.

[3] 連蓮.國外問題式學(xué)習(xí)教學(xué)模式述評[J].福建師范大學(xué)學(xué)報：哲學(xué)社會科學(xué)版，2013（4）：126-133.

[4] 王麗梅.基于創(chuàng)新性應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實驗教學(xué)方法研究[J].實驗技術(shù)與管理，2014，31（1）：20-21.