應用型本科院校實驗教學的改革與探索

張亞寧 劉歡 韓海英

[摘 ?要] 應用型地方本科院校為了培養(yǎng)給排水科學與工程專業(yè)的實踐性人才，積極促使教師改變傳統的教學理念，通過分析實驗教學過程中存在的問題，從增加“三性”實驗、開放性實驗、依賴科研項目和加強考核機制等方面探討《水質工程學I》實驗教學改革的對策和措施，調動學生學習的自主性和創(chuàng)新性，為新時代水處理培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和實踐能力的應用型人才。

[關鍵詞綜合性實驗;開放性實驗;實驗教學改革

學生通過《水質工程學I》課程理論知識的學習，掌握了凈水廠傳統工藝流程與各構筑物的運行原理及內部構造的詳細計算和自來水的深度處理工藝等，實驗教學也是本課程全面培養(yǎng)學生知識與能力不可或缺的環(huán)節(jié)[1，2]。目前的實驗課堂上主要是以“教師講授、學生依照實驗指導書的步驟動手操作”為主，仍然存在開設內容比較陳舊、教學模式呆板等問題，很難調動學生學習積極性，不利于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。為了培養(yǎng)給排水科學與工程專業(yè)學生的創(chuàng)新能力，必須開展實驗改革與創(chuàng)新，添加新實驗項目，進一步加深學生對理論知識的理解，激發(fā)學生對水處理實驗內容的興趣，為學生的繼續(xù)深造打下堅實的基礎。

《水質工程學I》實驗教學中存在的問題

目前給排水科學與工程專業(yè)開設的《水質工程學I》實驗為8學時，實驗項目分別是自來水廠處理工藝流程演示實驗、中小城鎮(zhèn)飲用水處理工藝流程演示實驗、過濾實驗和活性炭吸附實驗。前兩個實驗的目的是要求學生掌握自來水廠傳統工藝流程（混凝、沉淀、過濾、消毒）的運行原理及過程，了解各構筑物內部構造的布置及設計原則;過濾實驗的目的是掌握清潔砂層過濾時水頭損失計算方法和水頭損失變化規(guī)律;活性炭吸附實驗的目的是讓學生學會使用可見分光光度計，掌握活性炭吸附原理及計算方法，了解活性炭吸附概念，學會濃度和吸光度值的標準曲線法，能使用吸光度得到濃度等常規(guī)測水質指標的方法。這四個實驗均是按照實驗教材的操作步驟進行的，照本宣科，很難調動起來學生的積極性、主動性，同時也限制了學生的思維創(chuàng)新，不利于學生將理論知識應用于實踐。

1.實驗教學方法單一、內容陳舊

傳統的實驗教學過程是實驗教師講解實驗目的、操作過程和注意事項等內容，甚至某些實驗是實驗教師先演示一遍實驗，學生才照貓畫虎似的操作實驗，被動接受實驗知識，一旦實驗過程中出現異常情況，大多學生僅僅通過詢問教師解決問題，不主動思考異常情況出現的原因。再者，教研室每次修訂實驗大綱僅僅是完善、微調，沒有大幅度調整過，所以傳統實驗教學不利于激發(fā)學生的主觀能動性，不利于培養(yǎng)學生獨立思考問題和解決問題的能力。

2.開放性實驗在服務學生方面有限

開放性實驗服務學生有限主要是因為兩方面原因，一是我校給排水科學與工程專業(yè)大三學生必修課程多，所以目前的開放性實驗主要是針對低年級學生，這些學生必修的主要課程內容為公共課程，對本專業(yè)不甚了解。因此，在學生進入大三學習專業(yè)課程之前，實驗教師或者代課教師應對學生進行一些認識實驗，比如了解給水處理廠和污水處理廠的工藝流程和構筑物模型，建筑給排水模型及消防模型等，使學生較深層次地了解課程內容，為以后學習專業(yè)課程打下良好的基礎，也方便老師進一步開展專業(yè)課程教學。二是開放性實驗要求學生具備一些綜合專業(yè)知識，比如查文獻、設計實驗方案和處理分析實驗數據等，但學生這方面的能力相對欠缺，因而做這種具有專業(yè)水準的開放性實驗給實驗教師帶來很大的負擔，加之實驗教師課程繁重，導致開放性實驗不能很順利開展。

3.學生缺乏專業(yè)知識的綜合應用能力

我校給排水科學與工程專業(yè)無碩士點，一些科研項目只是一些大三本科生利用課余時間參與。由于大三學生課程任務重，對本專業(yè)的專業(yè)方向課理論知識學習還不夠充分，僅僅學過一些專業(yè)基礎課，因而較難勝任一些科研項目的數據分析等工作。

4.對教師能力要求高

開展開放性實驗要求實驗教師有較強的科研能力，以及需要不斷查閱最新的文獻，努力提高自己的指導水平。

5.實驗考核方式單一

《水質工程學I》實驗是獨立設課，0.5個學分。這門實驗課的考核方式是日?？记谡?0%，實驗報告占70%。因實驗分組原因，部分學生的實驗數據相同，抄襲現象依然嚴重，所以僅僅依據實驗報告數據處理的正確性和書寫工整程度給學生成績顯然不是很合理的，并且很難激發(fā)學生的積極性和創(chuàng)造性，不利于培養(yǎng)專業(yè)技術高、科學素質好的人才。

提高《水質工程學I》實驗教學效果的措施

1.修訂實驗大綱，增加“三性”實驗比例

“三性”實驗是指綜合性、設計性和創(chuàng)新性的實驗，綜合性實驗可以是實驗內容的綜合，也可以是實驗方法及實驗手段的綜合。《水質工程學I》新修訂的實驗大綱可以將相互關聯的演示性、驗證性實驗整合為綜合性、設計性實驗項目，比如可以將“給水處理”和“水分析化學”實驗結合在一起，比如活性炭吸附實驗既可以考察活性炭的吸附容量，又可以測定活性炭吸附前后酚的濃度;凈水廠流程實驗既可以學習給水廠傳統工藝流程中各構筑物的內部構造，還可以測定原水經過處理后的濁度，這種綜合性實驗操作過程中既有給水處理方法的操作，又有水質分析方法的操作。設計性實驗一般是實驗教師給定實驗目的，學生以組為單位設計實驗方案，確定實驗步驟并完成實驗，最后對實驗數據進行分析等。設計性實驗內容一般是學生運用已經掌握的知識設計實驗目的、方案等，如目前市面凈水機種類繁多，學生通過設計實驗了解各類凈水器的優(yōu)勢和缺陷，可以為以后的生活用水方面提供理性指導，這種設計性實驗激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維能力，極大地調動了學生學習的積極性。

2.多做創(chuàng)新性、開放性實驗[3-5]

之前的開放性實驗主要針對低年級學生，主要是為專業(yè)課的順利開展打基礎，因而學生反饋良好，但由于缺乏創(chuàng)新性，學生雖然感興趣，但是不積極主動。因此，要積極增加創(chuàng)新性、開放性實驗內容，這樣有助于學生將專業(yè)課知識學以致用，擴大他們的知識面。根據我校教務處對開放性實驗的要求，指導教師要寫具體的開放性實驗項目、安排的課時等，目前的開放性實驗性質多屬于設計類，教師給定實驗項目名稱和目的，學生設計實驗步驟并實地操作和處理分析數據等。比如過濾后測濁度，學生實習過程中接觸過幾類濾料或者濾料組合，學生可以通過濁度去除率確定濾料的優(yōu)劣，并通過小試實驗確定出最佳濾料布置方式等。這樣的實驗方式可以全面考核學生分析問題和解決問題的能力，并可以為他們的深造打下堅實的理論基礎。

3.通過參與科研項目激發(fā)學生積極性

目前我校給排水科學與工程專業(yè)教師的理論課程任務量繁重，所以為了提高效率，教師可以利用自己的科研項目給學生提供一些子課題作為開放性實驗項目，讓學生也積極參與教師的科研項目，這樣既實現了應用型本科教學培養(yǎng)目標，又提升了學生的工程實踐經驗，讓學生真正將理論知識應用于實際工程，達到學以致用和提高自主創(chuàng)新能力的目的。

4.完善考核機制

開放性實驗的目的是增強學生動手能力，理論聯系實際，為提高應用型人才培養(yǎng)目標而產生的。開放性實驗考核要注重實驗過程的表現，第一，考核學生實驗方案的制定、使用常規(guī)儀器設備的熟練程度、實驗數據采集處理及誤差分析能力和實驗報告的撰寫能力等。第二，考核學生的基本理論知識、基本技能，分析、解決問題的能力。這種開放性實驗既能體現學生的基本水平，又能讓一些學生脫穎而出，激發(fā)學生獨立思考問題。

結 ?語

實行開放性實驗教學，使學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，真正成為學習的主體，這也有利于轉變教師的教學觀念，讓學生積極參與實驗，充分調動了學生自主學習、自主研究的積極性，這也有利于教師教學方法的改革，為學生創(chuàng)造更大的發(fā)展空間。由于針對高年級學生的開放性實驗尚處于試行階段，還存在一些不足，如學生需要的儀器設備還不齊備，致使學校部分實驗無法開展，還有就是教師課程繁重，精力有限，實驗指導教師人手不足等。

參考文獻：

[1]聶麗君、殷旭東、黃梅 等，《基于創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)的給水排水工程實驗教學體系的構建》，《中國現代教育裝備》2012年第11期，第33-35頁。

[2]錢紅萍、李書進、史貴才：《土木工程專業(yè)實驗教學新體系的構建與實踐》 ，《實驗室研究與探索》2012年第31卷第10期，第122-125頁。

[3]胡鋒平、唐朝春、何偉：《基于地下水生物除鐵除錳裝置的開放性實驗教學實踐》，《實驗技術與管理》2013年第30卷第12期，第22-25卷。

[4]殷樹娟：《面向應用型人才的開放性實驗教學的改革與探索》，《實驗技術與管理》2013年第30卷第8期，第145-147頁。

[5]丁莉峰、程雪松、李松棟 等，《應用型本科院校開放性實驗的改革與探索——以電化學方向為例》，《實驗室研究與探索》2018年第37卷第4期，第170-173頁。

作者單位：張亞寧 ?劉歡 ?榆林學院建筑工程學院 ?陜西榆林

韓海英 ?榆林學院后勤與基建管理處 ?陜西榆林