培養學生綜合能力的環境生物學實驗教學改革

徐軼群　熊慧欣　許健

摘 要：環境生物學是環境科學專業的一門重要專業課程，環境生物學實驗是學生專業知識體系構建的重要節點。本文系統分析了當前本科實驗教學過程中存在的問題，并針對環境生物學實驗的特點，結合環境生物學實驗教學目的，從實驗項目的設置、實驗教學方式的改變和評價模式的多樣化等方面進行了實驗改革，實驗教學的改革有利于環科專業學生綜合能力的提高，為學生未來就業或者繼續深造打下了堅實的基礎。

關鍵詞：環境生物學 實驗課程 改革 本科教育 綜合能力

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）05（c）-0205-02

環境生物學是環境科學本科教學的專業主干課程，環境生物學實驗是環境生物學理論和實踐結合的紐帶，通過環境生物學實驗的學習可以使學生深入理解生物與污染環境之間相互作用規律及其機理[1]。作為一門承接生物學、生態學和化學的基礎課，同時又為后續的專業選修課及學生未來就業打下基礎，是環境科學本科生教學的重要一環。

1 本科實驗能力培養現狀與問題

由于本科教學屬于學生專業基礎知識積累與完善的過程，所以在一般情況下實驗教學服務于理論知識的教學，這必然導致滿堂灌、填鴨式的教學。目前高校環境生物實驗課程的教學和其他實驗課一樣，大多遵循了這樣的一個教學過程，即教師或者實驗員把實驗過程寫在黑板上或打印出來，給出實驗的目的、原理、步驟等等，學生對照實驗步驟機械式操作或單純的模仿，很多本科生在實驗過程中完全依賴教師，如果實驗試劑提前配好，將造成學生只知道重復實驗過程，而沒有很好的思考為什么這樣做。這不利于本科生思維能力與動手能力的培養，而且遺忘較快，也導致學生不能獨立思考分析問題、解決問題，學生走向社會將缺乏競爭力。

2 環境生物學實驗教學的目的

不同于其他環境類實驗教學，環境生物學實驗較為繁雜，步驟多，如果實驗設置得當，將非常有益于學生綜合能力的培養。在環境生物學的實驗教學過程中，我們把實驗教學的目的定位為不僅僅提高學生的實驗動手能力，更希望提高學生獨立分析問題、解決問題的能力[2-3]，這對學生綜合能力的培養非常有益。

3 教學改革對策

針對目前實驗教學的現狀，我校在實驗教學過程中，從實驗項目的設置、教學方式的改變、評價方法的多元化等方面進行了不斷探索，旨在培養本科生的綜合能力。經過多年的教學改革和探索，已形成了系統的實驗教學方法和應對策略，對環境科學本科生的培養產生了深遠的影響并取得了不錯的育人成果。

3.1 實驗項目的設置

環境生物學涉及知識面廣，實驗可選項目較多，但要達到實驗教學培養目的，項目的選擇尤為關鍵。為了達到實驗教學目的，我們分別選擇了驗證性、基礎性和綜合性實驗等形式，實驗由易到難。考慮到實驗時間的安排，在實驗項目數量的選擇上，驗證性實驗和綜合性實驗不宜過多。在實驗設置過程中，綜合性實驗的設置尤為重要，設置綜合性實驗時，要考慮學生的現有知識體系，同時兼顧其他學科實驗的設置，避免和其他學科實驗的設置雷同或重復。另外，綜合性實驗的設置要考慮到教學內容的系統性，比如，重金屬在環境中的遷移轉化及其形態變化、酶的活性等是環境生物學教學中的一個重要內容，如果把兩者結合起來，可以讓學生同時掌握多個知識點，做到知識的聯會貫通。為了鍛煉學生分析問題的能力，基礎性實驗的設置也很重要，例如，過氧化氫酶的測定方法很多，實驗材料的選擇也很多（可選擇植物、土壤等），如果選擇紫外吸收法，實驗材料選擇土壤，則實驗過程過于簡單，不利于學生應對復雜問題能力的培養。因為植物中高錳酸鉀滴定法過氧化氫酶的分析測定遠比土壤復雜，實驗過程中出現的一系列問題，可以為學生分析問題、解決問題能力的提高提供很好地訓練機會。

3.2 實驗教學方式的改變

針對傳統實驗教學過程中出現的問題，我們按照實驗教學及學生培養目的對教學方式進行了改革。首先，把全班學生按5～6人一組分成若干實驗小組，每小組選出小組長一人，且每組學生盡量男女搭配。實驗開始前一天，給每組發一份實驗材料，實驗材料包括實驗的原理、步驟和注意事項等。

實驗教學方式改變的重點與關鍵在于教學過程，傳統的實驗教學大多數情況下是實驗員或者實驗教師依照實驗步驟，提前配好所需的試劑，同時把所有的實驗器材準備好，學生只要按部就班完成就行。這種教學方式對于低年級的基礎實驗來說或許比較合適，但對于高年級學生來說，如果繼續這種教學方式，教學效果將大打折扣，更談不上學生綜合能力的提高。在環境生物學的實驗教學過程中，我們進行了大幅改革，改革的宗旨是調動所有學生的積極性。以土壤磷酸酶的分析測定為例，實驗涉及pH9.4硼酸鹽緩沖液、0.5%（m/V）磷酸苯二鈉（用緩沖液配置）等的配制，其中緩沖液的配制較為關鍵，實驗材料中并沒有告訴如何配制，這要求學生根據以往所學知識自己解決。實驗試劑配制分配給兩個組完成，其中緩沖液的配制分配給一個組，其他的分配給另一個組。同時告訴學生，緩沖液配制非常關鍵，緩沖液出了問題，實驗將失敗。另外，要求學生，所有的試劑以夠用為原則，配置前學生應該測算一下全班需要多少試劑。這樣，學生將根據所學知識認真完成實驗，同時組員之間互相協調，培養了學生的團隊精神。需要注意的是，除了試劑配制，其他實驗過程各個組獨立完成。每個組都有一、二次負責主要試劑配制的機會，負責配主要試劑的組還需完成儀器調試和標準曲線等工作，直到實驗成功。

3.3 評價模式多元化

在評價模式的改革上應該使用多元化的模式，能力的評價不以最終的實驗報告為最終標準，應兼顧實驗過程和實驗態度。我們把實驗成績的評分分為平時成績、實驗課常規實驗成績、考核成績，這三部分各占30%、50%、20%。其中平時成績主要考察學生的出勤、實驗態度和獨立創新性、團隊協作性，實驗課常規實驗成績主要考察學生完成基本實驗的情況；考核成績主要設置一個實驗，所用樣品為盲樣，讓學生分析某一項指標，其中待測指標定量值只有教師知道，這對各組的學生提出了很高的要求，除了不影響實驗結果的試劑配制，其他試劑各組獨立完成，互不干擾，通過考核實驗，可以檢驗各組學生的綜合能力是否得到顯著提高。

4 結語

對于高校專業課實驗教學而言，如何通過實驗課程的改革提高人才培養質量，是高校專業課實驗教學體系改革必須思考的問題。在實驗教學過程中，應營造寬松的實驗氛圍，培養了學生敢于質疑、獨立思考的品質，促進學生創新精神和實踐能力的提高[4]。通過實驗改革，可以培養學生的團隊精神，這對學生未來發展尤為重要。在教學過程中，我們可以給學生一定的容錯空間，容納學生的不同觀點，目的是讓學生從出現的問題中得到反思，這有助于學生創新能力的培養。

參考文獻

[1] 孔繁翔，尹大強，嚴國安.環境生物學[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2] 劉歡歡，王偉.問題解決教學的四種模式[J].教育與教學研究，2012，26（1）：49-51.

[3] 連蓮.國外問題式學習教學模式述評[J].福建師范大學學報：哲學社會科學版，2013（4）：126-133.

[4] 王麗梅.基于創新性應用型人才培養的實驗教學方法研究[J].實驗技術與管理，2014，31（1）：20-21.