環(huán)境科學(xué)專業(yè)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究論文
提升綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ桥囵B(yǎng)環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生的思維能力和創(chuàng)新意識(shí)的重要方面。本文在環(huán)境科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)下分析了本專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)中存在的問題，提出了以完善學(xué)科專業(yè)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)和提高學(xué)生實(shí)踐能力為核心，結(jié)合有關(guān)科研項(xiàng)目的研究實(shí)踐，總結(jié)探索性較強(qiáng)的課程改革方案。
環(huán)境科學(xué)專業(yè)是一個(gè)較特殊的專業(yè)，是幾乎橫跨所有學(xué)科，與人類生活息息相關(guān)的專業(yè)。因此人才培養(yǎng)的宗旨是利用物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)知識(shí)為日常生活的環(huán)境問題解決服務(wù)[1，2]，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)技能與理論知識(shí)的融會(huì)貫通，其工程實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)是環(huán)境監(jiān)測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力[3]。
一、我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)存在的主要問題
我國(guó)大部分高校的實(shí)驗(yàn)課程依然是以演示培訓(xùn)性為主，缺乏綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，以我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程為例，主要存在以下幾個(gè)方面的問題：
其一，該專業(yè)帶有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能要求，橫跨物理、化學(xué)、生物多門基礎(chǔ)學(xué)科，基礎(chǔ)過程量巨大，而現(xiàn)有的教學(xué)計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)條件僅能滿足理論性和部分基礎(chǔ)性培訓(xùn)的要求，難以達(dá)到對(duì)學(xué)生技能性和理論聯(lián)系實(shí)際的強(qiáng)度要求，往往造成學(xué)生了解環(huán)境監(jiān)測(cè)的方法，也了解檢測(cè)實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)儀器和試劑，但不知道如何設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案，形成典型的能說不能做和高分低能現(xiàn)象。
其二，當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系主要是以專業(yè)課程為主組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，缺乏具有一定的綜合性、創(chuàng)新性，且能夠貫通多門課程的配套實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置，同時(shí)固定的實(shí)驗(yàn)步驟導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性不高。
其三，環(huán)境科學(xué)是一門理論性與實(shí)驗(yàn)性均很強(qiáng)的學(xué)科，其技術(shù)與應(yīng)用的知識(shí)更新速度之快，可以說是一日千里。特別是環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展使環(huán)境問題的研究日新月異，導(dǎo)致專業(yè)建設(shè)出現(xiàn)一定的滯后性，導(dǎo)致課堂所學(xué)、實(shí)驗(yàn)中所用并非當(dāng)前先進(jìn)或主流的技術(shù)，甚至有的是已淘汰的技術(shù)。
綜上所述，如何強(qiáng)化學(xué)生能力和技能培訓(xùn)，克服專業(yè)建設(shè)的`滯后性并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性就成了本專業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。從理論上講，解決強(qiáng)化學(xué)生能力和技能培訓(xùn)的問題，需要改善的必要實(shí)驗(yàn)條件和增多實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置，這在我校是難以做到的;克服專業(yè)建設(shè)的滯后性，就意味著要經(jīng)常調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和內(nèi)容，這與現(xiàn)行管理體制是有沖突的;提高學(xué)生參與并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，則需要經(jīng)常調(diào)整實(shí)驗(yàn)教材。同時(shí)，上述問題隱含著一個(gè)更深刻、更難以解決的問題——教師的業(yè)務(wù)水平及知識(shí)的與時(shí)俱進(jìn)問題。
二、環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)促教學(xué)實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)模式的建立
為了充分解決上述教學(xué)實(shí)踐過程中存在的問題，根據(jù)當(dāng)前環(huán)境科學(xué)學(xué)科建設(shè)構(gòu)架和學(xué)生培養(yǎng)的目標(biāo)，結(jié)合社會(huì)對(duì)人才的需求，尤其是專業(yè)能力和崗位要求，選取與我們?nèi)粘Ｉ钆c健康息息相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量問題為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究科研和實(shí)驗(yàn)教學(xué)這兩個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)融合的方案，探討以實(shí)驗(yàn)促教學(xué)的人才教學(xué)培養(yǎng)模式。環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)促教學(xué)實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)模式具有如下特點(diǎn)：
1.在教學(xué)方式上，將目前學(xué)科研究熱點(diǎn)融入案例教學(xué)實(shí)訓(xùn)，彌補(bǔ)現(xiàn)有的單一教學(xué)方式的不足，例如，知識(shí)更新過慢、內(nèi)容枯燥、學(xué)生參與性不高等缺點(diǎn)。
2.在教學(xué)內(nèi)容上，綜合實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容具有鮮明的代表性、知識(shí)綜合性和交叉性，給學(xué)生提供較好的知識(shí)應(yīng)用平臺(tái)，有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)的積累與掌握。
3.在組織形式上，結(jié)合培養(yǎng)方式將學(xué)生融入綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程中，引導(dǎo)學(xué)生分組參與文獻(xiàn)調(diào)研與實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，注重學(xué)生之間的協(xié)調(diào)與溝通。
4.在人才培養(yǎng)模式上，強(qiáng)調(diào)因材施教，自主學(xué)習(xí)與探索，注重學(xué)生的全面發(fā)展和專業(yè)個(gè)性化發(fā)展。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
考慮到專業(yè)的特殊性及我國(guó)的環(huán)境污染現(xiàn)狀，選擇激發(fā)學(xué)生探索興趣的環(huán)境問題為研究對(duì)象(如校園空氣質(zhì)量等)，采用學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，老師分組指導(dǎo)的方式進(jìn)行研究。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的主要步驟如下：
1.明確研究對(duì)象：隨著工業(yè)化程度的提升，人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的干擾程度日益增加，使某些污染物進(jìn)入環(huán)境中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，從而危害人類和其他生物體的健康的現(xiàn)象。環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)是確定污染程度的必要手段。鼓勵(lì)學(xué)生利用我校教學(xué)、科研資源，特別是我校圖書館的圖書資源及各類電子網(wǎng)絡(luò)資源，了解本領(lǐng)域課題研究的最新進(jìn)展情況，明確研究對(duì)象。
2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：通過環(huán)境背景的調(diào)查，確定監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的主要污染物;布設(shè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)和分析;對(duì)調(diào)查和監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)分析;建立和選擇評(píng)價(jià)模式，對(duì)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀作出評(píng)價(jià)。
3.實(shí)驗(yàn)方案的確定：①監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，根據(jù)布設(shè)采樣點(diǎn)的原則要求布設(shè)采樣點(diǎn)并確定采樣數(shù)目;②確定采樣頻率、采樣時(shí)間及安排;③確定采樣、分析及數(shù)據(jù)處理方法。
4.完成研究報(bào)告。
四、問題與對(duì)策
在近兩年的課題研究與教學(xué)實(shí)踐中，以我校環(huán)境科學(xué)專業(yè)的部分本科生為培養(yǎng)對(duì)象，按照本文所提出的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)促教學(xué)培養(yǎng)模式進(jìn)行實(shí)踐研究，其主要存在的問題是：其一，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中需要大量文獻(xiàn)調(diào)研，文獻(xiàn)中的前沿技術(shù)，專業(yè)課程的教學(xué)進(jìn)度及課程知識(shí)積累難以保持一致;其二，在該培養(yǎng)模式中，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間大大延長(zhǎng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作帶來了一定的影響。
對(duì)于上述主要問題，可通過以下途徑予以探索和改善：其一，適當(dāng)通過建立相應(yīng)的制度，建議在專業(yè)課程的教學(xué)過程中增加前沿知識(shí)的講授和鍛煉學(xué)生對(duì)前沿知識(shí)的閱讀能力;其二，加大學(xué)生實(shí)驗(yàn)規(guī)范性教育力度，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)際操作能力。
五、結(jié)語
本文針對(duì)環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生迫切需要增強(qiáng)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析能力提升的問題，提出建立實(shí)驗(yàn)促教學(xué)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)模式和具體實(shí)施方案。經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，該方案在一定程度上提高了學(xué)生的知識(shí)實(shí)踐技能水平。
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