環境科學專業實驗教學改革與建設

丁峰

摘 要：實驗教學對學生創新意識、創新精神、創新能力的培養具有重要意義。本文以我校環境科學專業實驗教學改革為例，在實驗內容、實驗室建設以及實驗教學方法等方面進行了改革實踐，激發了學生的學習興趣，全面提高了學生的綜合素質。

關鍵詞：實驗教學；素質教育；教學改革

目前，我國已有112所高校開設了環境科學專業（其中重慶市有5所），專業培養計劃日臻完善，課堂教學內容漸趨合理化。但專業實驗環節還比較薄弱，不能完全與教學內容相適應，不能滿足培養學生創造能力的需要。因此，對環境科學專業課實驗教學進行客觀分析，探索專業課實驗教學改革的新思路，對培養畢業生的實際工作能力具有重要的現實意義。

1、原有實驗教學體系的問題及改革的可行性

目前，我校環境科學實驗主要包括專業主干課程—儀器分析和環境監測實驗。主要實驗內容在專業設立之初就基本確定，并緊密配合課程教學。通過實驗，學生可以加深對理論知識的理解，培養他們的思考和實驗能力。然而，隨著社會經濟的發展和教學要求的提高，原有的實驗體系和教學模式已不適應學生綜合素質的培養，主要表現為：

1.1 實驗教學方法落后。教師準備實驗設備和儀器，學生按照實驗步驟逐步進行實驗，不允許學生改變實驗步驟，也不要求學生分析和解決問題，使學生養成了智能上被動和主觀上依賴的實驗習慣。

1.2 實驗內容單一。絕大多數的實驗內容是一個確定的實驗，沒有全面或設計性的實驗，不利于學生的創造性發揮，學生個性得不到發展，創新能力和創新意識也得不到全面的發展。

1.3 實驗設備落后。環境科學實驗室投入嚴重不足可以逐步減少實驗項目的數量，不能滿足實驗教學的要求。

1.4 實驗室封閉管理，學生只能在指定的時間進入實驗室。

上述現狀已不能適應現代環境科學的教學要求，不能適應現代人才培養模式，要進行全面改革。同時，我校環境科學實驗教學改革已經考慮了相當長的時間，改革理念是指國內外大學的有益實踐，但由于實驗室建設滯后，難以實施。另一方面，近年來我校環境科學專業承擔了多項國家級和省級科研項目，具有很高的科學研究水平，可以保證全面開放的實驗和指導質量。

2、新型的實驗教學體系的構建

構建新的實驗教學體系，不僅要對實驗的硬件要求加以提高，其核心更是要對實驗內容的體系進行改革，將傳統的實驗所實行的“課前預習—課堂實驗—課后教師評閱”的三段串行模式加以深化改革，充分調動學生的積極性，培養學生的自主實驗與綜合素質。

2.1實驗內容體系改革

根據我校人才培養目標和實際情況，從培養社會發展所需的高素質應用型人才的角度出發，將一系列環境科學實驗分為三個層次：課程驗證實驗和綜合驗證實驗、和研究創新實驗。課程驗證實驗是指對環境監測基本內容等相關理論的實驗，這類實驗的主要目的是驗證理論，幫助學生加深對課堂學到的理論知識的理解和消化，讓學生掌握環境科學實驗的基本方法，提高實驗技能，熟練運用常用實驗儀器，實驗內容盡可能涵蓋課程中的重要知識點，突出培養監測技能和檢測方法，培養正確記錄和處理數據的能力，合理表達和報告實驗結果，課程驗證實驗為后續的綜合驗證和創新實驗奠定了堅實的基礎。

2.2配合新型實驗體系的實驗室建設

高校實驗室是實驗教學的有效載體，負責培養先進的專業人才，提高學生的實踐能力、創新能力、開展素質教育，是學校教學和科學研究的重要組成部分。實驗室建設是學校實驗教學改革的基礎工程和基本保障，實驗室的建設應作為重要的基礎設施建設，結合我校新校區的建設，按照新的實驗體系建設了環境科學實驗室，建設新型實驗體系的實驗室是很有必要的，一方面提高了實驗室的利用率，另一方面保證綜合驗證型實驗、研究創新型實驗的進行。

2.3實驗教學方法與教學管理改革

改革實驗教學方法，針對不同類型的實驗采用不同的教學模式。對于課程驗證實驗，老師解釋并指導學生進行實驗和分析，綜合驗證實驗以學生為主體，實驗設計以數據研究為基礎，討論結束后，學生將實施實驗。研究創新性實驗是培養學生綜合實踐創新能力的重要途徑，可以結合學生的課外研究實踐。這種類型的實驗分為四個過程：

首先，審查資料并提出實驗方案：這一過程要求學生通過查閱相關圖書和文獻資料，了解和掌握國內外有關該學科的技術和發展狀況，并在此基礎上根據實驗要求科目和實驗室條件，提出具體的書面實驗方案設計，包括擬議的實驗過程技術路線和實驗裝置、實驗條件、測試項目和測試方法、實驗時間表等。

其次，課程的討論和確定：教師在實驗計劃的審議的基礎上與學生討論，由學生介紹實驗方案，引導教師根據可行性，實驗室條件等因素修改程序，使其具有可操作性，滿足實驗要求，在尊重學生思想和實驗的前提下要求，確定實驗方案。

第三，實驗室測試：根據確定的實驗計劃，學生必須準備必要的實驗材料，搭建實驗設備，并在實驗室進行具體的測試和測試。教師負責現場指導，回答學生實驗中遇到的問題，激勵學生深入思考，創造必要的測試條件，如分析條件，必要的設備材料等。

最后，實驗總結：學生自主分析和總結實驗結果的數據。教師負責指導和回答問題。這個過程使學生能夠提高他們分析問題的能力，并最終根據需要寫出實驗研究報告。研究創新實驗過程使學生能夠進行“三個綜合”過程，即對研究過程進行全面分析。實驗技能得到全面鍛煉，綜合能力得到全面提升，開放管理學生實驗，學生組成實驗組，在規定的期限內完成規定的實驗類型。同時，為培養綜合實踐能力和創新能力，改革實驗課程改革的考核方式。

2.4實驗教學內容的改革

由于環境科學主要涉及環境問題，環境問題多發生在實驗室之外，因此我校加大了實驗教學內容的戶外實踐。這不僅提高了學生的興趣，而且具有針對性和專業性，甚至可以帶來一定的經濟和社會效益。同時，為學生今后從事相關工作打下基礎，真正培養學生的觀察能力、操作能力、思維能力、自學能力和科研創新能力。

2.5教學與科研相結合，提高教學質量

環境科學是研究環境污染和生態破壞防治研究中發展起來的一門科學。在教學的同時，我校專業教師和實驗教師積極參與國家部委和省市政府的研究課題，將科研和技術開發納入實驗教學，開展探索性實驗，豐富和更新實驗教學內容。它將在振興學生思維，拓展學生視野，培養學生的探索和創新能力，使他們意識到當前的環境科學狀況方面發揮積極作用，了解新技術，了解環境中的新過程，并使學生能夠快速進入新的角色。

3、結語

環境科學實驗教學新體系在調查研究、實踐的基礎上建立起來的，有很強的實際意義，對學生的學習和教師的教學都提出了新的要求，相對于原有的枯燥的、千篇一律的實驗教學有了新的提高，調動了學生的實驗興趣，促進了學生的學習積極性，使學生的素質得到全面提高。當然，由于實驗教學體系的創新構建與創新教育一樣正處于探索之中，所以，許多問題有待研究。構建新的實驗教學體系，既要有理性的思考，更要有實踐的勇氣。培養學生的創新意識和創新能力不是通過改革某一門課、某一個教學環節就能徹底解決的，這需要全社會教育工作者的共同努力。

參考文獻

[1]易浪波，彭清靜，楊勝香.普通地方院校環境科學專業實驗教學改革探索[J].教育教學論壇，2016（01）：228-229.

[2]王書敏，曹優明，朱啟紅，蔣山泉，李強，丁武泉，高祥.環境科學專業實驗課程體系改革與高級應用型人才培養實踐研究[J].重慶文理學院學報（自然科學版），2012，31（04）：84-88.

[3]秦偉超，丁蘊錚，袁星.環境科學、生態學專業課程實驗教學的改革與思考[J].高校實驗室工作研究，2011（01）：14-16.

[4]張剛，馬遜風，盛連喜.環境科學專業實驗課“獨立設課”的教學改革實踐與再思考[J].高校實驗室工作研究，2009（02）：12-13.

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