基于綜合能力培養(yǎng)的環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

張吉強(qiáng) 榮琨 李學(xué)平

摘要：指出了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多偏重于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng)，而忽視了其他方面能力的培養(yǎng)。從實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器試劑、實(shí)驗(yàn)步驟和操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和評(píng)價(jià)等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，以期充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)本科生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué);綜合能力;教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2019）15-0327-02

1引言

隨著近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染態(tài)勢(shì)不斷加劇，環(huán)境保護(hù)壓力驟增。作為環(huán)境保護(hù)的專門人才，對(duì)環(huán)境工程專業(yè)本科生的能力和素質(zhì)也提出了越來越高的要求。實(shí)驗(yàn)課程作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力的課程，是對(duì)專業(yè)理論課程的有效銜接，是學(xué)生踏出校門前最有效的實(shí)踐能力培養(yǎng)的手段。然而在目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中，大部分僅僅偏重于學(xué)生操作技能的培養(yǎng)，而實(shí)驗(yàn)綜合能力未得到有效培養(yǎng)。本文從實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器試劑、實(shí)驗(yàn)步驟和操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和評(píng)價(jià)等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習(xí)積極性，全方位培養(yǎng)學(xué)生查閱分析文獻(xiàn)、選用合理的儀器試劑、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等綜合能力。

2當(dāng)前環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)踐能力的良好途徑，但是在現(xiàn)代的社會(huì)發(fā)展和教育環(huán)境形勢(shì)下，也逐漸顯現(xiàn)出一定的問題。一是教學(xué)手段偏于傳統(tǒng)，目前的教學(xué)模式還大多停留在教師講、學(xué)生做的填鴨式教學(xué)模式，學(xué)生自學(xué)學(xué)習(xí)的能力未充分開發(fā)。二是項(xiàng)目老舊，模式一致，千篇一律，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。三是實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅注重操作能力，忽視了學(xué)生文獻(xiàn)查閱、計(jì)算、分析等綜合能力的培養(yǎng)。當(dāng)前的環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式亟需改革。

3基于綜合能力培養(yǎng)的環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

從實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果處理等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，以期培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)本科生的綜合能力。在實(shí)驗(yàn)課程開始前兩周，通過在線課程平臺(tái)向?qū)W生發(fā)布實(shí)驗(yàn)任務(wù)書，在實(shí)驗(yàn)任務(wù)書中向?qū)W生提出課前學(xué)習(xí)要求。實(shí)驗(yàn)任務(wù)書中包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容和簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)原理和步驟等。通過實(shí)驗(yàn)任務(wù)書，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)建立整體的知識(shí)框架結(jié)構(gòu)，明確自己所要完成的課程任務(wù)。

3.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和目的

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和目的是實(shí)驗(yàn)課程的總綱領(lǐng)，通過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和目的，可以讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的類型和任務(wù)。若實(shí)驗(yàn)為開放性、綜合性實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生明確自己需要參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，這樣可激發(fā)學(xué)生的求知欲，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習(xí)積極性。

3.2實(shí)驗(yàn)原理

在實(shí)驗(yàn)原理部分，可在實(shí)驗(yàn)課開始前一段時(shí)間發(fā)布課程任務(wù)。學(xué)生以小組為單位，進(jìn)行文獻(xiàn)資料的調(diào)研和查閱，通過發(fā)獻(xiàn)調(diào)研掌握本次實(shí)驗(yàn)原理、主要操作單元和影響因素等。該部分內(nèi)容要求學(xué)生形成文檔材料，傳回在線課程平臺(tái)，作為預(yù)習(xí)部分計(jì)人課程成績(jī)。通過實(shí)驗(yàn)原理部分的教學(xué)設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步熟悉利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)手段進(jìn)行專業(yè)文獻(xiàn)資料查找和資料，提高對(duì)文獻(xiàn)資料的搜集、整理、歸納、分析、綜合運(yùn)用能力。

3.3實(shí)驗(yàn)儀器試劑

在實(shí)驗(yàn)儀器試劑部分，主要利用教學(xué)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生選擇合遺的實(shí)驗(yàn)儀器和試劑開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并本著綠色經(jīng)濟(jì)的原則盡最大可能減少試劑藥品的浪費(fèi)和廢物的產(chǎn)生，盡量減少實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染和影響。在該部分，可采取多種教學(xué)形式，例如：①完全自主式，讓學(xué)生完全自主根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件選擇實(shí)驗(yàn)所需儀器和試劑，學(xué)生形成方案后再和教師協(xié)商調(diào)整;②半自主式，教師可給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)所需的部分儀器和試劑，由學(xué)生進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，或者教師提供的儀器和試劑多于實(shí)驗(yàn)所需，由學(xué)生進(jìn)行篩選。該部分教學(xué)設(shè)計(jì)，考察了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和材料的熟悉程度，鍛煉了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)耗材的選擇能力。

3.4實(shí)驗(yàn)步驟和操作

該階段的目標(biāo)要求學(xué)生自行選定實(shí)驗(yàn)因素和實(shí)驗(yàn)水平，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并確立實(shí)驗(yàn)步驟。通過該環(huán)節(jié)，可鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，并進(jìn)一步考察學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解和認(rèn)識(shí)程度。在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，可采取多種教學(xué)手段增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力。可采用以下幾種教學(xué)手段相結(jié)合：①教師演示（學(xué)生學(xué)習(xí)）+學(xué)生操作（教師指導(dǎo)）+教師評(píng)價(jià)，②學(xué)生完全自主操作（教師指導(dǎo)）+教師評(píng)價(jià)，③學(xué)生演示（翻轉(zhuǎn)課堂）+學(xué)生操作（教師指導(dǎo)）+學(xué)生互評(píng)+教師評(píng)價(jià)。其中第三種教學(xué)手段是推薦的教學(xué)手段，在該種教學(xué)方式中，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生角色轉(zhuǎn)變，變學(xué)生為老師，極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在實(shí)驗(yàn)操作過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，合理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分組，在小組中盡量做到男女搭配，并賦予小組成員不同的角色，鍛煉學(xué)生的分工合作和團(tuán)隊(duì)合作能力。

3.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果和評(píng)價(jià)

在實(shí)驗(yàn)結(jié)果與評(píng)價(jià)部分，主要有兩部分內(nèi)容。第一，數(shù)據(jù)處理與圖表繪制，完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表，確定因素主次。從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表的完成，到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)計(jì)算與處理，再到利用軟件進(jìn)行圖表的繪制，全方位的鍛煉了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理計(jì)算能力以及科技圖表繪制能力。第二，問題與討論，可設(shè)置如下問題：實(shí)驗(yàn)存在的問題和不足、實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)等，通過問題的設(shè)置，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的全過程進(jìn)行回顧和反思，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為下次實(shí)驗(yàn)的順利開展打好基礎(chǔ)，也可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的求知欲，進(jìn)行知識(shí)拓展，掌握本次實(shí)驗(yàn)之外的相關(guān)知識(shí)。在該部分的評(píng)價(jià)，要賦予學(xué)生更大的自主權(quán)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)，敢于發(fā)表自己的意見。

4結(jié)語

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多偏重于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng)，而忽視了其他綜合能力的培養(yǎng)。本文對(duì)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器試劑、實(shí)驗(yàn)步驟和操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和評(píng)價(jià)等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了綜合性、開放性教學(xué)設(shè)計(jì)，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習(xí)積極性，全方位培養(yǎng)學(xué)生查閱分析文獻(xiàn)、選用合理的儀器試劑、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、圖表繪制、團(tuán)隊(duì)合作等綜合能力，具有一定的推廣價(jià)值。