基于綜合能力培養(yǎng)的環(huán)境工程實驗教學(xué)設(shè)計

張吉強 榮琨 李學(xué)平

摘要：指出了傳統(tǒng)的實驗教學(xué)多偏重于學(xué)生實驗操作能力的培養(yǎng)，而忽視了其他方面能力的培養(yǎng)。從實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容、實驗原理、實驗儀器試劑、實驗步驟和操作、實驗結(jié)果和評價等各個教學(xué)環(huán)節(jié)對環(huán)境工程實驗進行教學(xué)設(shè)計，以期充分調(diào)動學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習積極性，培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)本科生的綜合實驗?zāi)芰Α?/p>

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué);綜合能力;教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）15-0327-02

1引言

隨著近年來我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境污染態(tài)勢不斷加劇，環(huán)境保護壓力驟增。作為環(huán)境保護的專門人才，對環(huán)境工程專業(yè)本科生的能力和素質(zhì)也提出了越來越高的要求。實驗課程作為培養(yǎng)學(xué)生實驗實踐能力的課程，是對專業(yè)理論課程的有效銜接，是學(xué)生踏出校門前最有效的實踐能力培養(yǎng)的手段。然而在目前的實驗教學(xué)設(shè)計中，大部分僅僅偏重于學(xué)生操作技能的培養(yǎng)，而實驗綜合能力未得到有效培養(yǎng)。本文從實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容、實驗原理、實驗儀器試劑、實驗步驟和操作、實驗結(jié)果和評價等各個教學(xué)環(huán)節(jié)對環(huán)境工程實驗進行教學(xué)設(shè)計，充分調(diào)動學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習積極性，全方位培養(yǎng)學(xué)生查閱分析文獻、選用合理的儀器試劑、實驗方案設(shè)計等綜合能力。

2當前環(huán)境工程實驗教學(xué)存在的問題

環(huán)境工程實驗是培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰蛯嵺`能力的良好途徑，但是在現(xiàn)代的社會發(fā)展和教育環(huán)境形勢下，也逐漸顯現(xiàn)出一定的問題。一是教學(xué)手段偏于傳統(tǒng)，目前的教學(xué)模式還大多停留在教師講、學(xué)生做的填鴨式教學(xué)模式，學(xué)生自學(xué)學(xué)習的能力未充分開發(fā)。二是項目老舊，模式一致，千篇一律，不能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習興趣。三是實驗教學(xué)僅注重操作能力，忽視了學(xué)生文獻查閱、計算、分析等綜合能力的培養(yǎng)。當前的環(huán)境工程實驗教學(xué)模式亟需改革。

3基于綜合能力培養(yǎng)的環(huán)境工程實驗教學(xué)設(shè)計

從實驗儀器、實驗原理、實驗步驟、結(jié)果處理等各個教學(xué)環(huán)節(jié)對環(huán)境工程實驗進行教學(xué)設(shè)計，以期培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)本科生的綜合能力。在實驗課程開始前兩周，通過在線課程平臺向?qū)W生發(fā)布實驗任務(wù)書，在實驗任務(wù)書中向?qū)W生提出課前學(xué)習要求。實驗任務(wù)書中包括實驗名稱、實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容和簡要的實驗原理和步驟等。通過實驗任務(wù)書，讓學(xué)生對整個實驗建立整體的知識框架結(jié)構(gòu)，明確自己所要完成的課程任務(wù)。

3.1實驗內(nèi)容和目的

實驗內(nèi)容和目的是實驗課程的總綱領(lǐng)，通過實驗內(nèi)容和目的，可以讓學(xué)生明確實驗的類型和任務(wù)。若實驗為開放性、綜合性實驗，可以讓學(xué)生明確自己需要參與到實驗設(shè)計的各個環(huán)節(jié)當中，這樣可激發(fā)學(xué)生的求知欲，充分調(diào)動學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習積極性。

3.2實驗原理

在實驗原理部分，可在實驗課開始前一段時間發(fā)布課程任務(wù)。學(xué)生以小組為單位，進行文獻資料的調(diào)研和查閱，通過發(fā)獻調(diào)研掌握本次實驗原理、主要操作單元和影響因素等。該部分內(nèi)容要求學(xué)生形成文檔材料，傳回在線課程平臺，作為預(yù)習部分計人課程成績。通過實驗原理部分的教學(xué)設(shè)計，使學(xué)生進一步熟悉利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)手段進行專業(yè)文獻資料查找和資料，提高對文獻資料的搜集、整理、歸納、分析、綜合運用能力。

3.3實驗儀器試劑

在實驗儀器試劑部分，主要利用教學(xué)設(shè)計，提高學(xué)生選擇合遺的實驗儀器和試劑開展相關(guān)實驗，并本著綠色經(jīng)濟的原則盡最大可能減少試劑藥品的浪費和廢物的產(chǎn)生，盡量減少實驗對環(huán)境的污染和影響。在該部分，可采取多種教學(xué)形式，例如：①完全自主式，讓學(xué)生完全自主根據(jù)實驗室條件選擇實驗所需儀器和試劑，學(xué)生形成方案后再和教師協(xié)商調(diào)整;②半自主式，教師可給學(xué)生提供實驗所需的部分儀器和試劑，由學(xué)生進行查漏補缺，或者教師提供的儀器和試劑多于實驗所需，由學(xué)生進行篩選。該部分教學(xué)設(shè)計，考察了學(xué)生對實驗儀器和材料的熟悉程度，鍛煉了學(xué)生對實驗耗材的選擇能力。

3.4實驗步驟和操作

該階段的目標要求學(xué)生自行選定實驗因素和實驗水平，進行實驗設(shè)計并確立實驗步驟。通過該環(huán)節(jié)，可鍛煉學(xué)生的實驗設(shè)計能力，并進一步考察學(xué)生對實驗原理的理解和認識程度。在實驗操作環(huán)節(jié)，可采取多種教學(xué)手段增強學(xué)生學(xué)習興趣，強化學(xué)生實驗操作能力?？刹捎靡韵聨追N教學(xué)手段相結(jié)合：①教師演示（學(xué)生學(xué)習）+學(xué)生操作（教師指導(dǎo)）+教師評價，②學(xué)生完全自主操作（教師指導(dǎo)）+教師評價，③學(xué)生演示（翻轉(zhuǎn)課堂）+學(xué)生操作（教師指導(dǎo)）+學(xué)生互評+教師評價。其中第三種教學(xué)手段是推薦的教學(xué)手段，在該種教學(xué)方式中，實現(xiàn)了學(xué)生角色轉(zhuǎn)變，變學(xué)生為老師，極大調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習積極性。在實驗操作過程中，應(yīng)根據(jù)實驗內(nèi)容，合理進行實驗分組，在小組中盡量做到男女搭配，并賦予小組成員不同的角色，鍛煉學(xué)生的分工合作和團隊合作能力。

3.5實驗結(jié)果和評價

在實驗結(jié)果與評價部分，主要有兩部分內(nèi)容。第一，數(shù)據(jù)處理與圖表繪制，完成實驗結(jié)果記錄表，確定因素主次。從簡單的實驗結(jié)果記錄表的完成，到實驗數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)計算與處理，再到利用軟件進行圖表的繪制，全方位的鍛煉了學(xué)生嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度、準確的數(shù)據(jù)處理計算能力以及科技圖表繪制能力。第二，問題與討論，可設(shè)置如下問題：實驗存在的問題和不足、實驗操作注意事項等，通過問題的設(shè)置，讓學(xué)生對實驗的全過程進行回顧和反思，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，為下次實驗的順利開展打好基礎(chǔ)，也可以進一步激發(fā)學(xué)生的求知欲，進行知識拓展，掌握本次實驗之外的相關(guān)知識。在該部分的評價，要賦予學(xué)生更大的自主權(quán)，讓學(xué)生學(xué)會評價，敢于發(fā)表自己的意見。

4結(jié)語

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)多偏重于學(xué)生實驗操作能力的培養(yǎng)，而忽視了其他綜合能力的培養(yǎng)。本文對環(huán)境工程實驗進行教學(xué)設(shè)計，從實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容、實驗原理、實驗儀器試劑、實驗步驟和操作、實驗結(jié)果和評價等各個教學(xué)環(huán)節(jié)進行了綜合性、開放性教學(xué)設(shè)計，以充分調(diào)動學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習積極性，全方位培養(yǎng)學(xué)生查閱分析文獻、選用合理的儀器試劑、實驗方案設(shè)計、數(shù)據(jù)處理、圖表繪制、團隊合作等綜合能力，具有一定的推廣價值。