應用型人才培養背景下環境工程專業綜合性基礎實驗的改革和優化

高樹梅　趙國華　劉輝　翟志才

摘要：在應用型人才培養目標背景下，嘉興學院環境工程專業將環境監測和環境化學實驗整合為環境工程基礎實驗，并進行了優化。整合后的綜合性基礎實驗，避免了單獨開設實驗的弊端，開設項目更加合理，呈遞進互補的關系，同時將地表水的采集和分析評價有機地融入到實驗過程中。實踐證明，環境工程專業基礎實驗的改革和探索，提高了學生做實驗的積極性和參與度，得到了廣泛認可。

關鍵詞：環境工程；環境監測實驗；環境化學實驗；專業基礎實驗

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0277-02

一、引言

近年來，高等教育的目標是培養應用型專業人才，實驗教學是全面實現人才培養目標的重要環節。因此，推進應用型人才培養目標的實現，必須從開展實踐教學改革、提高實踐教學地位等方面強化實踐教學。嘉興學院人才培養方案修訂完善過程中，要求各專業要構建科學合理的實踐教學體系，不斷提高實驗教學資源的利用效率和實驗教學質量。環境工程專業是嘉興學院的重點建設專業，其中環境監測和環境化學作為專業基礎課，在環境工程專業的人才培養中，其實驗課程是十分重要且必不可少的。專業基礎實驗是學生對基本概念、監測方法和反應原理等內容加深理解的重要方法，也是提高學生專業實驗操作技能的重要途徑。在應用型人才培養目標的背景下，我們針對環境工程專業的環境監測實驗和環境化學實驗課程，分析了實驗課程現狀及目前存在的弊端，并開展了多層次的實驗教學改革和探索。

二、環境監測和環境化學實驗的現狀及存在問題

根據嘉興學院以往的實驗開設情況，環境監測實驗和環境化學實驗是兩門單獨開設的實驗課程。兩者之間的側重點雖然不同，但在實驗原理和實驗技術上有許多相同之處。分開設置兩個實驗體系，各自組織實驗教學的模式，存在以下弊端。首先，在一定程度上造成內容的重復，如環境監測實驗中會開設“4-氨基安替比林法測定苯酚”的實驗項目，而環境化學中有一個實驗項目為“活性炭對苯酚的吸附動力學研究”，這樣既浪費了時間，又浪費了寶貴的教學資源和實驗室資源，學生的積極性也會下降。其次，傳統的環境監測實驗項目多為驗證性實驗，各實驗項目為4學時。一般由實驗老師提前準備好所需的儀器設備，并配制好所需的標準溶液和待測溶液，學生只要根據老師的講解或實驗教材進行操作即可，實驗步驟過于詳細，指導教師也缺乏引導性和思考性的指導；學生的操作相對被動化和機械化，缺乏自身的獨立思考和探索未知領域的興趣，從而限制了學生能力的鍛煉和提高。環境化學實驗項目一般為綜合性和設計性實驗，各實驗項目為8學時左右。綜合性或設計性實驗項目的開設，有利于提高學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力。但是一般情況下，環境化學實驗課程和環境監測實驗課程同步開設，往往環境監測實驗課程中尚未進行的實驗項目，而在環境化學實驗中已經進行，兩者的銜接性較差，同時影響了學生對實驗課程的興趣。如果將環境監測和環境化學實驗合并，將部分環境監測的實驗項目融入到環境化學中，學生既可掌握污染物質的分析監測方法，又可掌握污染物的遷移轉化規律。避免內容重復的同時，學生能更加系統地掌握理論知識，還可以增設綜合設計性實驗項目，提高學生的綜合素質。結合上述問題，我們針對環境監測實驗和環境化學實驗，進行了不斷地探索和改革，旨在提高學生積極性和參與度，提高實驗教學水平和教學效果，并切實提高學生的動手能力及發現問題、解決問題和分析問題的能力。

三、綜合性環境工程專業基礎實驗的整合和優化

嘉興學院環境工程專業從2016年春季學期開始，將環境監測實驗和環境化學實驗整合為環境工程專業基礎實驗，刪除了部分重復的內容，增加了設計性項目的比例，同時將地表水的采集、分析、評價過程納入實驗課程內容。改革后，實驗項目的開設更加合理，不再是孤立的實驗項目，而且呈現遞進互補的關系。在總學時不變的情況下，增加了設計性項目—地表水的采集及污染指標的測定分析和評價。在前期實驗基礎上，該項目將地表水的采集和各種綜合污染指標的分析測定，以及最終地表水的環境質量評價融為一體。首先老師給出實驗項目的目的：即掌握地表水的采集、分析方法，并綜合評價地表水環境質量。同學先根據實驗目的查閱相關文獻和資料，在規定的時間內設計并提出初步的實驗計劃書交給指導老師。在指導老師的協助下，制定出符合實際情況的可行研究方案；然后確定采樣地點，進行水質分析等，期間所需的實驗試劑等均需自己配置，全程指導老師只給予必要的指導，并根據整個實驗過程中學生的組織情況和操作過程，做出考核評價。

四、綜合性專業基礎實驗的實施效果評價

1.增加學生的實驗興趣，提高學生的積極主動性。戶外采集水樣過程中，學生的情緒比較高漲，帶有一份新鮮感和神秘感，從而提高了實驗興趣。嘉興學院2014級環境工程專業的學生，在圍繞校周邊水域進行水樣采集時，不巧趕上下雨時節，同學們在躲雨的過程中，就自發地采集雨水，準備回校后測定pH值，“順便”了解一下嘉興的酸雨狀況。同學們對自己采集的水樣格外珍惜，這份珍惜同樣推動了他們對整個實驗的關注度和積極度。當同學發現自己的實驗數據與其他組差別較大時，除了分析采樣點的不同，也會主動考慮是否是測定過程出現了失誤，會主動回看實驗記錄本尋找答案，甚至會要求重做實驗。根據最后測定的實驗結果，同學們會主動地查找國家有關標準，進行分析和討論，大大提高了主動性和積極性。

2.加深學生對理論知識的理解和鞏固，實現理論知識和實驗實踐的真正融合。學生在戶外采集地表水時，指導老師可以就如何采集地表水進行復習性講解，促進了學生理論知識的鞏固。通過自己動手采集水樣，學生加深了對自己的水樣狀況的了解，可以在數據分析時有的放矢。同時在進行水質評價時，通過查閱各種相關資料，強化了對理論知識的理解。另外，實際采集的水樣，不再是驗證性實驗，學生在根據水質分析時，沒有統一的實驗方案，要在前期的實驗基礎上，結合自己的水樣特性，制定實驗方案，并在分析過程中進行修改和完善。

3.避免實驗項目的重復，實現實驗項目的融合和優化。通過將環境監測實驗和環境化學實驗的有機整合，實現了實驗項目的全程把控，進一步提高了實驗項目的融合性和遞進性，實驗內容在安排上可以由淺到深，由簡單到復雜，由基本操作到應用操作再到綜合設計性實驗。在學生掌握環境監測和環境化學基本原理和實驗操作基礎上，在實驗課后期開展綜合性設計實驗，鼓勵學生查閱資料，自行設計實驗方案，有助于培養學生分析問題的能力和創新思維。另外，在實驗內容上，將地表水的采集及污染物的分析監測等聯系起來，同時在進行數據分析和水質評價時，又將污染物的環境化學行為和遷移轉化規律有機地結合，從而有助于形成專業理論知識與實驗現象融為一體的教學體系。

五、結語

環境化學和環境監測實驗是環境工程專業的基礎實驗課程，兩門實驗課程的有機結合減少了不必要的重復實驗，在總學時不變的情況下增設了綜合性實驗項目，為學生提供了知識技能的施展空間，提高了積極性，并加深了對理論知識的理解和運用，從而促進了理論教學，有助于應用型人才的培養。

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