淺析環境化學實驗教學改革與創新

王展 鄒洪濤 杜立宇 吳巖

[摘 要] 為了解決當前環境化學實驗教學中存在的問題，建議通過更新實驗內容、引入多媒體教學和網絡教學模式，完善實驗室配備及管理，建立科學的成績考核機制等，激發學生的學習興趣，為學生拓寬學習渠道和實驗學習平臺，調動學生的學習積極性，以期達到提高學生實驗操作能力和綜合素質能力的目的。

[關鍵詞] 環境化學;實驗教學;網絡教學

[作者簡介] 王 展（1979—），女，遼寧大連瓦房店人，博士，沈陽農業大學土地與環境學院講師，主要從事土壤中污染物遷移的研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）29-0382-02 ? ?[收稿日期] 2019-04-17

“環境化學”是環境科學或環境工程類專業學生的專業必修課，其配套課程“環境化學實驗課”的課程內包括環境分析化學、環境污染化學和污染控制化學三部分內容，重點是環境污染化學部分，著重研究污染物來源及其在環境介質中的存在形態、濃度水平和遷移、轉化與降解等環境行為及其影響因素等[1]。環境化學實驗將理論與實際相結合，既有化學實驗的復雜性，又有環境分析的實際意義[2]，有助于加深學生對環境化學理論知識的理解，牢固地掌握環境化學的基本實驗方法和技能[3，4]。

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[5]。實驗教學相對于理論教學更具有直觀性、實踐性、綜合性和創新性，是培養學生創新精神和實踐能力的主要途徑之一，在高素質創新人才培養中具有不可替代的重要作用[6]。因此如何提高環境化學實驗課的教學質量，提升學生從事科學研究和解決實際問題的能力，是實驗教學中急需解決的問題。

一、環境化學實驗教學中存在的問題

（一）實驗教學內容陳舊，不能與環境科學前沿接軌

環境化學實驗教材更新較慢，大部分都是驗證性的經典實驗，缺少與發展前沿相結合的創新性實驗，實驗內容跟不上環境科學技術的發展趨勢。2010年以來，由于學科研究對象擴大，新型污染物種類持續上升，環境化學的研究范圍亦隨各類問題的出現而延展，污染物環境界面行為探索研究已進入分子水平[1]。但實驗內容沒有不斷更新，不能充分培養學生分析問題和解決問題的實踐能力，限制了學生創造性思維的發揮。

（二）教學方法落后，無法激發學生的學習積極性

實驗課的知識內容，如：實驗原理、儀器使用和實驗操作規程等的復雜性和煩瑣性，傳統的板書式教學和“填鴨式”教學方式枯燥無味。目前的實驗課上課方式仍舊是任課教師將實驗原理、操作步驟、數據處理方法等都寫在黑板上，然后詳細講解整個實驗過程、描述會發生的實驗現象、強調注意事項。學生并不能很好地理解實驗原理和目的，只是“照葫蘆畫瓢”，被動地完成實驗[4]，無法激發學生在實驗學習中的積極性。

（三）實驗室配備不足，無法滿足實驗課樣品測定需求

由于實驗條件有限，本科生實驗教學實驗室僅有pH、電子天平、紫外＼可見分光光度計、水浴鍋、消煮爐等簡單的儀器。而且這些儀器的數量也有限，不能滿足學生實驗課樣品測定的需求。如在苯酚的光降解速率常數測定中，學生分組測定不同光照時間下苯酚的含量，需要排隊使用分光光度計。由于分組數量多，每組學生都需要測定標準曲線及待測樣品，導致學生在上課時間內不能完成樣品的測定，甚至影響下一個班級按時上課。另外本科教學過程中需要使用的較先進的儀器，如：電感耦合等離子體光譜儀（ICP），原子吸收分光光度計等，需要聯系學院測試中心，預約到上機時間才能使用。上機時間有限并且上機時間跟學生的上課時間很難正好對接，造成很多學生沒有機會親手使用儀器。

（四）考核方法單一、考核機制不完善

環境化學實驗課的學生成績主要由平時成績和實驗報告成績組成。平時成績由課前預習和課堂出席情況組成;實驗報告主要是實驗過程的描述，實驗數據記錄、整理及誤差分析。在評定過程中多數教師對實驗報告的書寫等比較看重[4]。這種考核模式下，很難界定哪些學生實際動手操作，哪些學生是直接共享其他同學的實驗結果，造成認真完成實驗、整理實驗報告的學生不能得到公平的分數，嚴重打擊了學生認真完成實驗內容的積極性。

二、環境化學實驗教學的改革探索

（一）實驗內容靈活，緊跟環境研究前沿

在環境化學實驗教學中，要不斷更新教學內容，與時俱進。在基礎性驗證實驗方面，實驗內容不需要拘泥于實驗指導書中的內容[6]，學生可以根據自己的想法調整實驗材料或者實驗方法，比如土壤中砷的測定，供試土壤可以由學生根據自己了解的或感興趣的環境污染問題而自主選擇，供試土壤可以是農田土壤、污灌區土壤、保護地土壤;或者學生可以選擇測定其他重金屬的含量;而且前處理方法也可以由學生自己選擇。

在研究型創新實驗方面，實驗教學可以與教師的科研課題相結合。結合教師的科研課題申報學校的“大學生創新項目”，實驗內容與當前的社會熱點進行對接，緊跟學科發展的前言方向，將環境污染的分析檢測、化學行為、環境化學行為與當前的環境修復緊密聯系起來，從而使學生了解環境學科的前沿發展動態，增強實驗教學中學生的主觀能動性，培養學生學以致用[5]。

（二）引入多媒體教學和網絡教學

在煩瑣的實驗教學中，提高學生科研興趣和學習興趣是重點，因此，需要在教師的教學方式方法上進行改變[4]。在實驗教學過程中，引入多媒體教學。結合傳統板書教學的同時，將實驗內容做成多媒體課件，通過圖片和動畫，以及相關的教學錄像或趣味化學視頻，增加課堂的生動性和趣味性[2]，使抽象的實驗儀器使用原理、方法，實驗的操作步驟、實驗過程中的反應現象等形象化、具體化，不僅能使學生快速掌握實驗操作要領，同時也會激發學生的學習興趣，提高學生操作實驗的積極性。而且在多媒體課件中可以增加相關的課程外的實驗，拓展學生知識面。

（三）增加常用儀器的數量，引進先進儀器

加大對其設備的投資力度，增加常用儀器的數量，引進較先進儀器，逐步完善實驗設施[1，2]。環境化學實驗目前是小班上課，每次上課人數不超過15人。分小組做實驗，每組2～3人。常用的實驗儀器需要保證一組或兩組一臺儀器。保證實驗課上每個學生都有機會親自動手操作儀器。并且在本科生實驗教學中引進較先進的儀器，使學生接觸、了解先進儀器的使用原理和方法。

（四）改進實驗教學考核機制，激發學生的積極性

環境化學實驗課的成績主要分為三個部分，分別占總成績的50%。一部分是驗證性實驗，考核項目分為出勤、預習、課堂互動、實驗操作、數據記錄及實驗報告的撰寫，每一項占1/6。另一部分是研究創新性實驗，考核項目分為文獻的總結、科研問題的發現、實驗方案設計、實驗數據分析及PPT總結匯報，每一項占1/5。真正做到考核從平時抓起，貫穿于整個教學過程，從而激發學生在實驗過程中的積極性。

三、結語

隨著科技水平的快速發展，政府、公眾、科研部門對環境污染問題的關注度日益增強，社會對環保類人才的需求迫在眉睫。環境化學實驗教學是理論教學的輔助與延伸，實驗教學只有不斷改革、不斷創新才能滿足新時代下對人才培養的需求。

參考文獻

[1]王興磊，劉云慶，李強，等.環境化學實驗教學與實際結合的探索與改革[J].廣州化工，2017，45（3）：124-125，128.

[2]趙晶瑾，康彩艷.淺談高校環境化學實驗課程的開放式教學[J].廣州化工，2017，45（22）：165-166.

[3]田濤.環境化學實驗課教學改革與實踐[J].課程教育研究，2017（31）：182-183.

[4]趙寬，周葆華，劉海軍.科研項目依托下環境化學實驗課程體系的構建[J].廣州化工，2017，45（24）：181-183.

[5]嚴云.淺析創新背景下的環境化學實驗的課程改革[J].廣州化工，2018，46（3）：147-148.

[6]王強.問題式教學法在環境化學實驗教學中的應用[J].廣東化工，2016，43（18）：171轉165.