基于有限教學(xué)資源的環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程改革與實(shí)踐

吳德東 尤鐵學(xué) 舒展 肖鵬飛

【摘要】在分析環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)有限教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，從實(shí)驗(yàn)課程體系、教師和設(shè)備資源、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)和考核模式等方面進(jìn)行了優(yōu)化改革。實(shí)踐表明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源優(yōu)化使有限的教學(xué)資源得到了充分利用，發(fā)揮了其應(yīng)有的作用；教學(xué)模式和考核模式的改革，對(duì)激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力起到了促進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)資源 優(yōu)化 實(shí)踐

環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)是環(huán)境監(jiān)測(cè)教學(xué)的重要組成部分，它是理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)過(guò)程，是課堂理論知識(shí)的繼續(xù)、補(bǔ)充和深化。環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力應(yīng)用型人才的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)課程學(xué)習(xí)，可培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。目前，環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源主要表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍短缺、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多、儀器設(shè)備數(shù)量不足等方面，且因課程體系不完善、教學(xué)和考核模式單一等問(wèn)題，影響了環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平及學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的提高。筆者以東北林業(yè)大學(xué)的環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)為研究對(duì)象，分析了教學(xué)實(shí)踐改革效果，為提高環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供理論參考。

一、環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源有限性的主要體現(xiàn)

1.支持系統(tǒng)資源的有限性

在環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源、教師資源的不足，阻礙了教學(xué)質(zhì)量提高和學(xué)生整體實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣?。環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中，因?qū)嶒?yàn)設(shè)備數(shù)量少、設(shè)備老化問(wèn)題常出現(xiàn)教師操作學(xué)生看的情況，影響了實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。實(shí)驗(yàn)教師要在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、課程講授、報(bào)告批閱等環(huán)節(jié)實(shí)施工作，因工作量較大沒(méi)有更多的精力進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，制約了教師綜合素質(zhì)的提高及嚴(yán)重影響教學(xué)效果。傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，此類(lèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)生只會(huì)按部就班地做實(shí)驗(yàn)缺乏獨(dú)立思考，不利于學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題和創(chuàng)新能力的提高。

2.教學(xué)環(huán)境的有限性

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教學(xué)場(chǎng)地資源均可滿足教學(xué)的需求，但教學(xué)材料存在的不足或教學(xué)材料選用不當(dāng)都會(huì)影響教學(xué)質(zhì)量的提升，針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的測(cè)試方式合理選擇教學(xué)資料是改善教學(xué)效果的關(guān)鍵。同時(shí)，環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采用傳統(tǒng)的傳授式教學(xué)模式，多以教師演示儀器操作為主，學(xué)生全面參與儀器操作的缺失及缺乏師生交流，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

3.考核模式單一

目前，環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程的考核主要是教師對(duì)學(xué)生的考核，對(duì)教師的考核僅是網(wǎng)絡(luò)測(cè)評(píng)，未實(shí)行全程考核，不利于教師了解自身的教學(xué)狀態(tài)和學(xué)生的建議，進(jìn)而影響了措施的改進(jìn)和教學(xué)水平的提高。教師對(duì)學(xué)生的考核僅包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)閱和期末考試兩方面，也缺乏全程考核機(jī)制，無(wú)法動(dòng)態(tài)掌握學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

4.忽視學(xué)生資源的開(kāi)發(fā)

傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教師為課程的主導(dǎo)，學(xué)生并未體現(xiàn)主體地位，學(xué)生資源未得到合理的開(kāi)發(fā)，課前的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和課中的實(shí)驗(yàn)儀器操作，多由教師或少部分同學(xué)完成，并未給學(xué)生創(chuàng)造更多參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，這樣就會(huì)出現(xiàn)，少數(shù)做、多數(shù)看的現(xiàn)象發(fā)生，“拿來(lái)主義”是學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰α驾积R的主要誘因。

二、環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化改革

1.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程體系

環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置要以學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣邽楹诵?，?dú)立實(shí)驗(yàn)為導(dǎo)向。為此，本實(shí)驗(yàn)課設(shè)置：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)三類(lèi)，其中空氣污染物監(jiān)測(cè)設(shè)置空氣中顆粒物含量測(cè)定和空氣中二氧化硫含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)；水質(zhì)物理指標(biāo)測(cè)定、污水中溶解氧測(cè)定、污水中COD測(cè)定和污水中氨氮測(cè)定實(shí)驗(yàn)為綜合性實(shí)驗(yàn)；發(fā)汞含量測(cè)定和土壤中重金屬含量測(cè)定為開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。不同類(lèi)型實(shí)驗(yàn)提出不同要求，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基本操作，綜合性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生具備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、測(cè)試和分析能力，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。

2.優(yōu)化教師和教學(xué)設(shè)備資源

目前，環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程，普遍存在1名教師指導(dǎo)兩個(gè)班級(jí)的現(xiàn)象。以8個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，2個(gè)班級(jí)為例，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)周期，教師要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)、課堂教學(xué)、報(bào)告批閱、實(shí)驗(yàn)反饋，高強(qiáng)度的工作，勢(shì)必影響教師的教學(xué)態(tài)度和教學(xué)效果。為了提高教師的工作能力和教學(xué)效果，采用實(shí)驗(yàn)課程小組的形式，即1門(mén)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)課程由2～3名教師共同完成。

在實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)充足的情況下，同時(shí)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)；設(shè)備不充足的情況下，調(diào)時(shí)開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)或開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，調(diào)時(shí)開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)，就是每2組或每4組先于其他組開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)，另外組學(xué)習(xí)和熟練設(shè)備操作；間隔一定時(shí)間后，另外組再開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)用時(shí)長(zhǎng)、設(shè)備少的實(shí)驗(yàn)，如土壤中鉛含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)教師要加強(qiáng)現(xiàn)有有限設(shè)備的日常維護(hù)工作，保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

3.優(yōu)化配置教學(xué)材料

在環(huán)境監(jiān)測(cè)教學(xué)，避免單一教材指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，應(yīng)優(yōu)選目前環(huán)境監(jiān)測(cè)中常用的國(guó)家監(jiān)測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇實(shí)驗(yàn)教材，同時(shí)教師應(yīng)將實(shí)驗(yàn)教學(xué)中總結(jié)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)講授給學(xué)生。學(xué)生在主體實(shí)驗(yàn)教材引領(lǐng)下，通過(guò)自行查閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法和文獻(xiàn)方法，作為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的補(bǔ)充，這也提高了學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力。

4.營(yíng)造輕松、安全的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)教學(xué)有別于理論教學(xué)著重體現(xiàn)實(shí)操性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要充分利用“情景教學(xué)”的實(shí)用性，將實(shí)驗(yàn)形象化“烹飪”，以此激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，要求學(xué)生通過(guò)拍攝圖片等形式記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，了解實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)，利于針對(duì)性的解決具體問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)中教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)有效防護(hù)的重要性，并提供必要的防護(hù)器具，如防酸堿手套、口罩及密封無(wú)污染擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)裝置等。

5.優(yōu)化教學(xué)模式和考核模式

本研究采用“情景教學(xué)模式”“進(jìn)階式教學(xué)模式”及全程考核學(xué)生、分階段考核教師的考核模式。對(duì)于學(xué)生考核主要有課前考核、課中考核、課后考核。課前考核通過(guò)提問(wèn)方式，了解學(xué)生的預(yù)習(xí)狀態(tài)，有針對(duì)性的對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容講解；課中考核教師采取觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作方式，此考核過(guò)程可規(guī)范學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作；課后考核通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)的評(píng)閱和期末理論考試相結(jié)合，通過(guò)全過(guò)程考核給予綜合評(píng)定。教師考核分中期和期末兩次，考核采用問(wèn)卷調(diào)查形式，主要內(nèi)容：教師的教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的合理性、設(shè)備講解充分性、存在的問(wèn)題和建議等。教師匯總學(xué)生的考核建議，及時(shí)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不足之處。

6.合理開(kāi)發(fā)學(xué)生資源

學(xué)生資源的開(kāi)發(fā)主要還要以教師的引導(dǎo)為基礎(chǔ)，可采用“輪流組長(zhǎng)制”，即每次實(shí)驗(yàn)課由組內(nèi)1名同學(xué)擔(dān)任組長(zhǎng)，組長(zhǎng)的任務(wù)是協(xié)調(diào)和組織好組內(nèi)的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作分工等安排，一門(mén)實(shí)驗(yàn)課每位同學(xué)會(huì)擔(dān)任2次實(shí)驗(yàn)組長(zhǎng)，通過(guò)擔(dān)任組長(zhǎng)學(xué)生會(huì)提高組織協(xié)調(diào)能力和提高合作意識(shí)。

三、環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐效果

1.課程體系優(yōu)化效果分析

學(xué)生通過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，理解了環(huán)境樣品的采樣方法、測(cè)定原理、測(cè)定過(guò)程、儀器操作等基本實(shí)驗(yàn)過(guò)程。污水中COD測(cè)定和污水中氨氮測(cè)定等綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)樣品采集-實(shí)驗(yàn)樣品測(cè)定-數(shù)據(jù)分析-報(bào)告的總體執(zhí)行，學(xué)生全面理解和掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)具體的工作流程和實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵，提升了獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析的能力。發(fā)汞含量測(cè)定開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生自行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)樣品、進(jìn)行預(yù)處理，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。通過(guò)課程體系優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了各階段的教學(xué)目的，學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫搅颂岣?，為日后?dú)立完成科研和環(huán)境監(jiān)測(cè)具體工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.教師和設(shè)備資源優(yōu)化效果分析

在實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)設(shè)中，青年實(shí)驗(yàn)教師主要指導(dǎo)儀器操作，中年教師經(jīng)驗(yàn)豐富可具體指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作，中青年教師的相互補(bǔ)充促進(jìn)，不僅利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和交流，且對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量有推動(dòng)作用。開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)教師資源，優(yōu)化教學(xué)組合為實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利、高質(zhì)量完成的提供了強(qiáng)有力保障。

本課程將25人分為8組，啟動(dòng)調(diào)時(shí)實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生均有操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備的機(jī)會(huì)，且解決了測(cè)試終端“儀器通道擁擠”問(wèn)題；開(kāi)放實(shí)驗(yàn)保證有限教學(xué)設(shè)備充分被學(xué)生接觸，學(xué)生得到應(yīng)有的訓(xùn)練。同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)，也為設(shè)備的可用性提供了保障。優(yōu)化好教學(xué)設(shè)備資源的利用時(shí)段，可解決設(shè)備資源有限對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的瓶頸問(wèn)題。

3.教學(xué)材料優(yōu)化效果分析

實(shí)踐表明，學(xué)生通過(guò)教學(xué)材料的補(bǔ)充、完善，提高了自行查閱文獻(xiàn)資料的能力，為后期自己開(kāi)展科研實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立完成監(jiān)測(cè)任務(wù)提供了思路。學(xué)生通過(guò)主線教學(xué)輔以自行補(bǔ)充，避開(kāi)了指導(dǎo)上的“形而上學(xué)”，能夠具體分析、具體解決，這是綜合能力提高的有效體現(xiàn)。

4.實(shí)驗(yàn)環(huán)境改善效果分析

在輕松的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，學(xué)生可做到依操作流程實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，提高實(shí)驗(yàn)效率，師生互動(dòng)、安全防護(hù)，使實(shí)驗(yàn)在高效、安全的環(huán)境下進(jìn)行，可打消了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題的顧慮，更提高了學(xué)生的主動(dòng)性和安全防護(hù)意識(shí)。

5.教學(xué)和考核模式改革效果分析

“情景教學(xué)”“進(jìn)階式教學(xué)”模式實(shí)施，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性得到了提高，學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段得到相應(yīng)的訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ρ驖u進(jìn)得到提高。優(yōu)化考核模式后，學(xué)生能從考核中知道自身不足并及時(shí)改進(jìn)；加強(qiáng)對(duì)教師的考核，對(duì)于教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)問(wèn)題、改進(jìn)教學(xué)方法、提升教學(xué)質(zhì)量，提高教學(xué)能力有極大的推動(dòng)作用。通過(guò)教學(xué)模式和考核模式的改革，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體水平的提高。

6.學(xué)生資源開(kāi)發(fā)效果分析

“輪流組長(zhǎng)制”的實(shí)施，課前組長(zhǎng)主動(dòng)組織非臨用試劑的配制，對(duì)實(shí)驗(yàn)有了初步的認(rèn)知，這為提高課堂效率提供了保障。同時(shí)，協(xié)調(diào)好組內(nèi)成員的實(shí)驗(yàn)分工，避免學(xué)生疏離課堂狀態(tài)發(fā)生，學(xué)生通過(guò)“輪流組長(zhǎng)制”調(diào)動(dòng)了實(shí)驗(yàn)積極性?？梢?jiàn)學(xué)生資源的開(kāi)發(fā)可提高課堂效率、學(xué)生主動(dòng)實(shí)驗(yàn)的積極性和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。

四、結(jié)語(yǔ)

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教師組合利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果和教師能力的提高；教學(xué)材料和設(shè)備資源優(yōu)化提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?；良好?shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境保證了教學(xué)順利開(kāi)展；學(xué)生資源開(kāi)發(fā)對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ峁┝吮Ｕ?。有限?shí)驗(yàn)教學(xué)資源優(yōu)化改革要持續(xù)推進(jìn)，以此來(lái)提高環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的不斷提高。

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