環(huán)境科學綜合實驗課程設(shè)置的探索

環(huán)境科學綜合實驗課程設(shè)置的探索

1.實驗教學環(huán)節(jié),注重實現(xiàn)現(xiàn)狀和能力的培養(yǎng)中國的環(huán)境科學高等教育快速發(fā)展，在世界環(huán)境與發(fā)展論壇（1992年）之后。學校根據(jù)學科的學術(shù)地位和現(xiàn)有學術(shù)成果，制定了科學、合理、特色的專業(yè)教學計劃。通過多方面的努力,我校環(huán)境科學專業(yè)課堂教學和專業(yè)實驗教學的改革都取得了豐碩的成果。但是,根據(jù)近年來社會各界對畢業(yè)生素質(zhì)能力的高要求,需要高校進一步加強實踐教學環(huán)節(jié)的改革,培養(yǎng)綜合型全面發(fā)展的人才,以適應(yīng)時代發(fā)展的要求。中共中央國務(wù)院《關(guān)于深化教育改革,全面推進素質(zhì)教育的決定》已明確指出:“實行素質(zhì)教育要以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為重點”,實驗教學環(huán)節(jié)在整個本科教學過程中具有舉足輕重和不可替代的作用,通過實驗教學,培養(yǎng)學生綜合分析問題和解決實際問題的能力。由于環(huán)境科學是一門涉及多學科的綜合性和實踐性較強的學科,我們經(jīng)過深入研究,決定發(fā)揮高校的科學研究優(yōu)勢,對已學完專業(yè)基礎(chǔ)課、初步具有專業(yè)實驗操作技能的高年級本科生開設(shè)環(huán)境科學綜合實驗課程,涉及環(huán)境生物、環(huán)境化學、環(huán)境監(jiān)測、儀器分析、水分析、水處理等多方面的環(huán)境學科相關(guān)基礎(chǔ)知識和基本操作技能,單獨設(shè)課,作為環(huán)境科學專業(yè)的必修課程,彌補單科實驗在實驗技能教學上的孤立性和單一性,從而教給學生一種系統(tǒng)性的環(huán)境研究方法,大大促進學生綜合素質(zhì)的提高。2.開設(shè)環(huán)境綜合實驗課程在學生學完大部分理論課并完成必須的專業(yè)基礎(chǔ)實驗內(nèi)容后,對高年級本科生(三年級下學期)開設(shè)環(huán)境綜合實驗課程,要求學生能較系統(tǒng)地運用所學專業(yè)知識和基本實驗技能,在教師的指導下進行實驗設(shè)計,并完成整個實驗。具體教學過程簡述如下。2.1.從科研課題中提取實驗素材,轉(zhuǎn)化成綜合性教學效果由于我院實驗室集教學科研于一體,實驗室除了承擔著繁重的教學任務(wù)外,還承擔著大量的科研任務(wù),我們經(jīng)過研究,從科研課題中提取實驗素材,轉(zhuǎn)化成綜合性教學實驗。另外,學生也可提出自己感興趣的生產(chǎn)實踐方面的相關(guān)問題,在難度適宜、實驗條件允許的情況下,經(jīng)篩選、調(diào)整,確立為實驗課題。2.2.申請項目的指導學生根據(jù)自己的興趣,以有助于發(fā)展學生個性為原則,自由組織課題小組,向?qū)嶒炛笇Ы處熒暾垖嶒烅椖?若同一項目有兩個或兩個以上的申請小組,在學生同意的情況下可在項目間調(diào)劑。為確保在實驗過程中學生得到獨立的鍛煉,申請小組人數(shù)一般以3-5人為宜。2.3.提出閱讀書籍,提出相關(guān)問題教師對每個小組要完成的實驗題目做概括的介紹,包括立題意義、實驗要求、實施時的重點、難點等內(nèi)容,然后提出一些相關(guān)的問題,引導學生查閱相關(guān)書籍和文獻資料。同時還要帶領(lǐng)學生參觀學院實驗室,把實驗室現(xiàn)有條件、相關(guān)儀器用途等簡單介紹一下,以便學生設(shè)計出合理可行的操作方案。2.4.設(shè)計實驗設(shè)計報告根據(jù)查閱的資料,通過分析、討論、綜合,每組整理設(shè)計出一份實驗設(shè)計報告,內(nèi)容包括:國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、實驗?zāi)康暮鸵饬x、實驗材料、方法和詳細步驟、進度安排、預(yù)期結(jié)果。要求盡量寫得詳盡,以保證實驗的順利進行。2.5.設(shè)計與反思過程學生最初提出的實驗設(shè)計會出現(xiàn)各方面的不合理,教師要認真審閱分析,并和同學共同討論。在尊重學生思路并在實驗條件允許的前提下,要求學生對設(shè)計進行完善和修改,并對一些關(guān)鍵步驟教師進行講解說明。通過教師的認真指導和學生的修改補充,最后總結(jié)出可行的實驗設(shè)計。通過實驗設(shè)計的討論和修改會加強學生對各門相關(guān)課程知識的橫向聯(lián)系,增強知識的系統(tǒng)性,促進學生綜合素質(zhì)的提高。2.6.糾正與解決問題實驗設(shè)計完成后,各實驗小組即可根據(jù)實驗設(shè)計,自主統(tǒng)籌安排實驗內(nèi)容和實驗時間,并進行實驗準備,完成實驗操作。在學生實驗進行中,相關(guān)教師要不斷巡視指導,對實驗中存在的問題,要及時進行糾正或解決。根據(jù)實驗需要,學生可以使用學院所有的教學科研用儀器設(shè)備,但大型儀器設(shè)備的使用操作需要由教師首先進行示教和說明,在教師直接指導下進行。學生在實驗過程中,要注意觀察實驗現(xiàn)象和實驗的階段性結(jié)果,對實驗隨時出現(xiàn)的現(xiàn)象(特別是異?，F(xiàn)象)要進行詳細準確的觀察、記錄,并認真分析和討論。隨著綜合實驗的開設(shè),各小組進行實驗的時間不一致,需要面向?qū)W生開放實驗室,加強實驗室管理,健全實驗室規(guī)章制度,制定實驗室的開放時間、開放方式、儀器使用等具體管理措施,以確保實驗教學的順利進行。2.7.增加填充式內(nèi)容實驗結(jié)束后,要求將整個實驗過程及實驗結(jié)果分析總結(jié),以小組為單位完成一篇完整的實驗論文。要求減少填充式內(nèi)容,對實驗結(jié)果和現(xiàn)象特別是異常現(xiàn)象進行深入透徹的分析,通過實驗論文的書寫能夠提高學生的分析能力和綜合能力,并為以后的科研工作打下堅實的基礎(chǔ)。對于一些優(yōu)秀論文,可以推薦其在校級、省級及國家級刊物發(fā)表,激發(fā)學生的成就感。2.8.廣泛的交流和討論,拓寬了學生的知識、能力最后由教師組織各小組對實驗結(jié)果、實驗過程中的問題、異?，F(xiàn)象、實驗體會以及經(jīng)驗教訓等進行具體的交流和討論,這樣既鍛煉了學生的表達能力,提高分析問題和解決問題的能力,同時,由于小組間的實驗內(nèi)容不同,通過交流大大拓寬了學生的知識面。3.綜合實驗效果分析3.1.生的綜合能力和系統(tǒng)能力由于單科實驗割裂了環(huán)境學科各門相關(guān)課程之間的內(nèi)在聯(lián)系,不利于培養(yǎng)學生的綜合能力和系統(tǒng)分析能力。環(huán)境科學綜合實驗課程涉及到多門課程知識及多學科的交叉與滲透,從而加強課程之間的橫向聯(lián)系,拓寬學生的知識面,增強知識的系統(tǒng)性,對培養(yǎng)學生解決實際問題的能力起著非常重要的作用。3.2.環(huán)境學習策略我們面向科研應(yīng)用,以課題的形式安排實驗,讓學生熟悉科研的全過程,初步掌握環(huán)境科學一般的研究方法,學習相關(guān)大型儀器設(shè)備的使用和操作。通過系統(tǒng)的綜合實驗課程的訓練,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的綜合能力,并使其創(chuàng)新能力得到提高。3.3.可提高研究工作的綜合素質(zhì)通過綜合實驗課程,培養(yǎng)學生的團隊合作精神和刻苦、求實、探索的優(yōu)良品質(zhì),以及對研究工作的嚴謹態(tài)度和敬業(yè)精神,為他們今后繼續(xù)學習深造及從事科研工作奠定基礎(chǔ)。3.4.借助重、難點,以強化教學與科研相結(jié)合的綜合實驗課程的開發(fā)和培養(yǎng)為核心依托學科學術(shù)地位為背景,保證了課程內(nèi)容的先進性,實踐性。課程的建設(shè)離不開學術(shù)的沉淀,通過發(fā)揮高校的研究優(yōu)勢,開設(shè)綜合實驗課程,走教學與科研相結(jié)合的道路,使學科的新發(fā)展新動態(tài)能夠很快進入課堂,激發(fā)同學對科學研究的興趣和熱情。4.發(fā)揮學生主體作用,不斷提高實驗技能綜合實驗課程不同于常規(guī)的單課實驗課的教學,由于各小組的實驗內(nèi)容和實驗時間不同,要求教師必須具有高度的責任感和敬業(yè)精神,對實驗過程耐心指導,并善于引導和啟發(fā),充分發(fā)揮學生的主觀能動性;另外,要求教師不但要有扎實的理論基礎(chǔ)和實驗技能,還要有寬厚的知識面,較深的學術(shù)造詣,并不斷學習新知識和新技術(shù),及時了解學科的發(fā)展動態(tài)及最新實驗方法,才能應(yīng)對學生提出和實驗過程中出現(xiàn)的各種問題。由于高校的科研工作造就了大批具有一定科研能力的高素質(zhì)的教師隊伍,能夠?qū)⒏鞣N新方法、新技術(shù)不斷地引入到實驗教學中來,從而能夠?qū)W生的綜合實驗進行有效的指導。5.開設(shè)綜合實驗課程的必要性和尚待解決實驗教學改革的推行決不能盲目冒進,要循序漸進,不斷積累經(jīng)驗。我們計劃采用分步推進的策略,目前已經(jīng)對部分學有余力的同學以課外興趣小組的形式嘗試進行,初見成效。參加綜合實驗課程的同學在就業(yè)和考研中已經(jīng)顯示了一定的優(yōu)勢,我們還在期末進行了問卷調(diào)查,結(jié)果顯示,99%的同學對開設(shè)綜合實驗課程表示非常必要,并表現(xiàn)了很高的積極性和熱情,課外興趣小組的同學在座談活動中對進一步改革也提出了寶貴的意見和建議。通過認真總結(jié),積累經(jīng)驗,不斷改進工作,積極推行環(huán)境科學綜合實驗,爭取學校相關(guān)政策的支持,作為環(huán)境科學專業(yè)高年級本科生(三年級下學期)的必修課,寫進教學計劃,全面提高學生的綜合素質(zhì)和能力。盡管綜合性實驗已初見成效,但還存在許多尚待解決的問題,比如教學內(nèi)容的深度和廣度、教學時間的安排和實驗指導、儀器設(shè)備的臺套數(shù)、實驗室空間有限的矛盾等均有待進一步解決。其中,創(chuàng)造良好的實驗條件是綜合實驗課程順利開展的重要保證。開設(shè)環(huán)境科學綜合實驗課程作為一項剛剛起步的實驗教學改革,還需進一步完善和改進,逐步提高教學質(zhì)量和教學效果。6.實施素質(zhì)教育實驗教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的主要途徑