基于綜合理論與設計實驗的水環(huán)境評價與保護創(chuàng)新性實踐教學

薛聯青 張鵬 遲藝俠

摘 要：綜合設計性實驗是培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。針對水環(huán)節(jié)評價與保護實驗教學存在的問題與不足，提出了水環(huán)境評價與保護實驗在教學理念、教學模式及考核方法等方面進行創(chuàng)新和實踐，以激發(fā)學生自主創(chuàng)新興趣，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力、創(chuàng)新性實驗能力、科學研究能力。

關鍵詞：綜合設計性實驗；水環(huán)境評價與保護；創(chuàng)新性；實踐

實驗教學是實施素質教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標、加強學生實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，綜合性設計性實驗是實驗教學內容、方法和手段改革的重要內容之一[1，2]，也是高等院校培養(yǎng)動手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質應用型人才的重要途徑[3]。水環(huán)境評價與保護課程是水務工程以及水文水資源工程專業(yè)本科學習的必修課程，該課程具有應用廣泛、工程實踐性強以及理論概念性復雜的特點，要求學生知識面相對寬廣的同時，對水資源保護和環(huán)境調查、分析評價等實際工程的操作實踐能力也要求較強。近幾年，河海大學在規(guī)范實驗教學管理規(guī)定的基礎上，提出創(chuàng)新性教學實驗改革，以推動開放式實驗教學改革，形成動態(tài)、開放、自主、多元的實驗教學模式，激發(fā)學生自主創(chuàng)新興趣，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力、創(chuàng)新性實驗能力、科學研究能力。本文基于作者多年來從事水環(huán)境評價與保護教學經驗，從創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標角度，探索水環(huán)境評價與保護創(chuàng)新性實驗教學改革。

1 傳統的教學存在的問題與不足

傳統的水環(huán)境評價與保護教學主要從課堂理論概念方法著手，實踐教學依附于理論教學，實用性的綜合性實驗較少，缺少必要的監(jiān)測、取樣、調查、數據處理和計算機輔助計算等實驗環(huán)節(jié)，對一些水環(huán)境評價的新方法的創(chuàng)新性教學無法展開。演示性的實驗教學過程難以達到啟發(fā)學生思維和培養(yǎng)他們設計實驗的能力以及獨立進行有關研究性實驗的能力。這種單一的教學模式極大地制約了學生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，難以調動學生的積極性和主動性，更不利于培養(yǎng)學生分析解決問題能力和創(chuàng)新能力[3]。傳統的考核機制以實驗結果或實驗報告作為主要依據，容易出現改動數據或抄襲實驗報告等不良現象。

2 水環(huán)境評價與保護教學改革

針對上述問題，需要改變傳統的實踐教學依附于理論教學的現狀，開設實驗課程體系。在具體教學內容實施時，針對不同專業(yè)和不同層次的學生的教學需要，開展基于綜合設計性實驗的水環(huán)境評價與保護創(chuàng)新性實踐教學，其中包括調查取樣分析、數據處理、仿真實驗及分析評價結果的處理和發(fā)布等實驗環(huán)節(jié)，全面地從改進教學理念、教學形式、實驗教材及考核方法等方面進行創(chuàng)新和實踐。

2.1 改進實驗教學理念

基于綜合設計性實驗的水環(huán)境評價與保護創(chuàng)新性實踐教學是以培養(yǎng)學生創(chuàng)新素質為目標的教學舉措，要求老師和學生根據課堂理論教學的進度，由教師提出一組與工程實踐緊密聯系的實用性課題，由若干名學生自由組合成一個研究小組，自主完成有關課題的文獻查閱，學會選擇可行的研究方法并獨立制定研究方案，搭建實驗平臺、進行數據測試、數據分析整理等。在整個過程中，教師和研究生作為指導者及共同的學習者，對學生整個實驗過程進行跟蹤和評估。實驗完成后，要求學生將研究結果按照研究論文的格式整理出來并加以陳述，從而完成理論學習到實驗過程這樣一個綜合性的創(chuàng)新性教學訓練，培養(yǎng)學生綜合運用基礎理論進行創(chuàng)新研究的能力，也培養(yǎng)了學生查閱文獻、科學求知和撰寫科技論文的能力。

2.2 改進實驗教學模式

把傳統的灌輸式實驗教學模式轉變?yōu)閷W生為主題、教師為主導的模式，構建以學生自主活動為基礎的新型教學過程[3]。在指導教師的指導下，課內教學和課外自主學習相結合，本科生和研究生課題研究相結合開展本科生的研究性實驗教學，演示教學和學生獨立自主取材設計實驗相結合，不僅培養(yǎng)了學生專業(yè)技能、創(chuàng)新能力和工程實踐能力的重要手段，也可以大大減輕學生畢業(yè)設計時自主學習、自主設計和自主完成一項工程設計任務時茫然不知所從的現象發(fā)生，切實促進水環(huán)境評價與保護課程教學質量的提升，提高學生的科研素質，增強學生的動手能力。

將實踐實驗教學（包括調查取樣分析、數據處理、仿真實驗及分析評價結果的處理和發(fā)布等實驗環(huán)節(jié)）應用于專業(yè)課教學中的各個環(huán)節(jié)，構建實踐教學設計、實踐教學實施和教學評價體系中，課內教學和課外自主學習相結合，而不是單純地評價書本卷面成績，進一步強化對有關基礎性理論的認識，培養(yǎng)基本的實驗技能技巧、動手能力，避免學生死讀書、讀死書，充分調動學生專業(yè)學習興趣和廣趣。

2.3 改進考核辦法

傳統的考核機制以實驗結果或實驗報告作為主要依據，將綜合設計性實驗引入的水環(huán)境評價與保護，考核辦法不能只依賴實驗結果或實驗報告，而應該綜合學生在設計、準備、操作及結果的分析和實驗討論幾個方面的表現，對學生的獨立自主學習及研究能力進行綜合評定，按照一定的百分比將各環(huán)節(jié)成績進行綜合。這種改進的考核辦法不僅能夠全面、客觀地反映出學生的實驗情況和能力水平，也切實促進水環(huán)境評價與保護課程教學質量的提升。

3 綜合設計性實驗教學實踐

將基于綜合設計性實驗的水環(huán)境評價與保護創(chuàng)新性教學在我校水務工程專業(yè)2014級學生四個班進行實踐，收到了良好的教學效果。針對原有的單純的理論教學的現狀，利用4個學時開設了水環(huán)境監(jiān)測、采樣和處理分析的試驗教學，使學生了解掌握了分光光度計測定COD氨氮＼總磷＼硝酸鹽氮等要素，學會了便攜式pH計、溶解氧儀、多參數水質分析儀、冷凍干燥箱、烘干法試驗等相關的樣本采集、處理及檢測數據分析等技術方法。

同時，通過機房學生用軟件模擬水環(huán)境，從而實現模擬預測的仿真。由此教師提出一組與工程實踐緊密聯系的實用性課題，由若干名學生自由組合成一個研究小組，自主完成有關課題的文獻查閱，學會選擇可行的研究方法并獨立制定研究方案，搭建實驗平臺、進行數據測試、數據分析整理等。通過實際工程案例的講解和演示，激發(fā)學生自己動手進行數據處理、增強學生的動手能力，與理論教學同步實驗。開放實驗，除理論教學，設計部分開放實驗拓展學生的動手能力、創(chuàng)新能力以及融會貫通能力。

4 結束語

實踐證明，開設綜合性設計性實驗是實驗教學的改革方向。改革后的水環(huán)境評價與保護注重對學生實踐能力的培養(yǎng)，有利于提高教學質量，培養(yǎng)學生實踐動手能力、創(chuàng)新能力以及解決實際問題的能力，有利于提高學生的綜合素質。然而，實驗教學改革是一項復雜的系統工程，不僅需要長時間的探索，也需要得到學校、院系各級領導的高度重視，以及老師和學生的相互配合方能得以實現。因此，水環(huán)境評價與保護綜合設計性實驗教學改革之路仍在探索和嘗試，還需要不斷總結經驗逐步完善，讓學生綜合素質和創(chuàng)新能力培養(yǎng)真正落到實處。

參考文獻

[1]田運生，劉維華，王景春.綜合性設計性實驗項目建設的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2012（02）：126-129.

[2]劉廣容，張弦，周為，等.水質科學綜合性設計性實驗的教學實踐[J].實驗技術與管理，2013（10）：161-163.

[3]關共湊，魏興琥，徐頌.環(huán)境監(jiān)測實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗科學與技術，2016（05）：155-157.