高校實驗教學改革探討

摘 要： 實驗教學是環境土壤學課程的重要組成部分，本文作者對實驗教學的課程體系、教學內容、教學方法三個方面的改革進行了探討，旨在提高學生對本門課程知識實踐應用能力，以及其獨立思考、自主創新的能力。

關鍵詞： 《環境土壤學》 教學內容 教學方法 改革

1.引言

實驗教學是高校教學中的重要環節。《環境土壤學》作為高校環境科學專業重要的專業基礎課程，是研究自然因素和人為條件下土壤環境質量變化、影響及其調控的一門學科［１］。它是土壤學和環境科學交叉融合的綜合性學科，是現代土壤學發展的新特點。在我國，隨著經濟的發展，土壤污染加重，其對人類的健康帶來了很大的威脅，因此以土壤為核心的環境土壤研究是環境科學領域的重要方向之一。《環境土壤學》實驗教學是本課程的重要組成部分，對于加強課程的系統實踐訓練，提高學生對土壤環境問題的綜合分析與解決能力，培養學生的創新能力具有非常重要的作用。而目前我們的實驗教學多以驗證性的、孤立的基礎實驗為主，這對于提高學生對本門知識的綜合運用能力非常有限，因此，其改革的目的旨在提高學生對本門知識實踐應用的能力，以及獨立思考、自主創新的能力。

2.實驗課程體系和教學內容的改革

精選和確定合適的實驗內容，并按照教學規律、知識層次科學的組織，是搞好《環境土壤學》實驗教學的基礎。在制定教學內容時，我們應本著加強基礎、拓寬口徑、增強專業地區適應性的理念，以提高學生的基本技能，提高學生分析、解決實際問題的能力，提高學生的自我思考與創新能力為目標。在實驗教學中我們進行了一系列的改革試探，努力使體系和內容趨于完善和科學化。

2.1加強專業的基礎訓練。

《環境土壤學》的研究是以土壤為基礎，從環境的角度關注土壤問題。環境專業的學生對相關的環境研究手段比較熟悉，但對土壤研究的一些基礎方法比較陌生，因此，在設計實驗與教學時，我們加強了相關土壤研究的基本方法的教學內容，如針對不同的測試項目土壤的采集、處理與保存，使之占到整個內容的20%，為以后相關實驗的操作理解打下堅實的基礎。

2.2減少重復性實驗，增加適應性實驗。

目前，由于實驗條件的限制和實驗課體系設置的問題，各實驗課程的設置都比較獨立，對不同課程之間的銜接和結合重視不夠，造成同一專業的不同課程的實驗課內容重復或相似。為此我們在選定實驗內容時首先會了解學生所學的其它實驗課程，對里面有重復或相似的地方進行修改或刪除。

在設計實驗內容時，我們除參考全國其他高校相同課程的設計外，同時針對天津地域的特點，設計相應的實驗內容，如：鹽漬土壤鹽分測定分析，城郊土壤重金屬測定分析，集約化菜田土壤硝態氮測試分析，等等。

2.3削減驗證性實驗，增加綜合性、設計性實驗。

在實驗教學中引入驗證性實驗，可使學生從實驗現象、過程上深化對《環境土壤學》課程理論知識的理解，是一種重要實驗教學手段。但是，“照方抓藥”［２］式的驗證性實驗過多，容易導致學生失去對科學實驗的興趣，不利于學生獨立思考、自主創新能力的培養，因為實驗指導書或教材中對許多經典驗證性實驗的實驗過程、步驟、習題等寫得很詳盡，學生只要按部就班就可以了，往往忽視對實驗現象、結果的深入思考。因此，我們在設計課程時只選取其中具有代表性的實驗內容，將驗證性實驗數量控制在所開出實驗的30%左右；同時，改進驗證性實驗，在其中融入探索和研究的成分，增加學生思考和探索的內容，使學生通過操作達到對基本知識、技能的系統化、完整化。如，我們在設計鹽漬土含鹽量測定實驗時，給每組學生不同土壤，測試完后，要求學生結合所給土壤的實際情況，總結土壤的鹽漬化程度，以及相應的改良方案。

綜合性、設計性實驗是要求學生運用某一課程或多種課程知識，依靠掌握的基礎理論知識和基本操作技能，完成實驗全程操作的實驗教學。實驗題目具有一定的綜合性、探索性。綜合性、設計性實驗教學方案的精心設計與組織實施，營造了適宜培養學生創新能力和提高素質的良好環境［３］［４］［５］，它著重培養學生的獨立解決實際問題能力、創新能力的組織管理能力。如在環境土壤學實驗中教師要求評價某一個區域土壤的環境質量現狀，學生可以首先根據實驗室條件，從土壤采集、處理、分析方法、過程等方面共同討論確定實驗方案，然后進行分工，確定小組和任務，最后完成任務后一起匯總來完成一個目標。在實驗過程中，學生始終是實驗活動的主體，充分發揮主觀能動性和創造性；教師給學生提供較寬闊的思維空間和選擇余地，使學生獨立解決實際問題的能力和創新能力得到提高。綜合性、設計性實驗內容占所有實驗學時的40%。

2.4增設研究性實驗。

研究性實驗是由教師從整體科研計劃中抽出小課題，或者由學生根據所學理論課程自己設置研究題目，制定試驗研究方案，開展試驗分析。如學生設計施磷肥對土壤磷環境風險研究性實驗，首先制定某集約化區域磷肥施用與生產性調研，在集約化區域采集不同土壤層次樣品，測試土壤的Olsen-P、吸附態磷和CaCl2-P的含量，然后綜合考慮地表狀況，評價土壤磷環境風險狀況。此類實驗使教與學、學與做融為一體，能充分發揮學生的智慧。這類實驗約占開出實驗的10%。

3.實驗教學方法的改革

傳統的實驗教學方式一般是以教師為中心的“傳授式”，教師準備好實驗所需的一切材料，講清楚實驗步驟，有時還做演示實驗，然后由學生按照操作步驟機械地完成，實驗報告也是一個模式，學生做完實驗沒有什么收獲，教師也很難評定學生的實驗成績。因此教學方法的改革對于提高整個實驗課程體系效果非常重要。

3.1實驗教學過程的改革。

改變過去實驗準備階段由教師完成、學生進行課上操作的模式，由教師提供實驗指導，藥品、儀器的準備由學生在教師的監督、指導下獨立完成，可以分組輪流準備實驗所需材料，讓每個學生都有機會獨立完整完成一個實驗過程。在實驗課堂中教師不講述具體的實驗過程，只強調實驗過程中的關鍵注意事項，把時間留給學生。同時在實驗過程中教師深入到每一實驗小組去觀察、指導學生的每一個動手、操作方法、規范程度等，發現問題及時糾正，切實保證每個學生實驗基本功達標。

3.2實驗考核指標的改革。

實驗報告作為一種考核手段，其目的是檢驗一個學生實驗完成過程與效果，檢驗實驗教學效果，完善教學內容與方法。但以往存在完全依賴實驗報告作為評定學生實驗成績的問題，這樣并不能完全反映出一個學生的真實成績。在《環境土壤學》實驗中我們將每個學生的平時實驗操作計入成績，占到40%，實驗報告和筆試各占30%，這樣更能反映出一個學生的綜合實驗成績。

4.結語

在《環境土壤學》實驗的教學改革過程中，我們對課程體系內容、實驗教學方法、考核指標進行了探討，調動了學生的主觀能動性，結合天津地區土壤研究特色，發揮了其創新性能力，訓練了他們的科研意識，拓寬了思路，實現了我校的培養目標，使他們能真正為天津都市型農業發展，以及未來的環境保護作出應有貢獻。

參考文獻：

［1］陳懷滿.環境土壤學［M］.北京：科學出版社，2005.

［2］周重益，鄭劍峰，孫玉強.綜合性實驗教學對學生的創新意識和研發能力的影響［J］.福建電腦，2006，（1）：54.

［3］李志濤.高校綜合性、設計性實驗與高素質創新人才的培養［J］.今日科苑，2008，14：257.

［4］高路斯，鄒龍江，潘學民.設計性綜合開放實驗教學模式探索［J］.實驗技術與管理，2006，23（3）：96-97.

教育教學研究與改革項目“《環境土壤學》課程教學改革研究（B-07-01）”。