基于有限教學資源的環(huán)境監(jiān)測實驗課程改革與實踐

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(東北林業(yè)大學林學院)

環(huán)境監(jiān)測實驗是環(huán)境監(jiān)測教學的重要組成部分，它是理論與實踐相結(jié)合的教學過程，是課堂理論知識的繼續(xù)、補充和深化。環(huán)境監(jiān)測實驗是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力應(yīng)用型人才的重要實踐環(huán)節(jié)，通過課程學習，可培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，提高學生的實踐能力。目前，環(huán)境監(jiān)測實驗教學資源主要表現(xiàn)在實驗教學隊伍短缺、驗證性實驗居多、儀器設(shè)備數(shù)量不足等方面，且因課程體系不完善、教學和考核模式單一等問題，影響了環(huán)境監(jiān)測實驗教學水平及學生實踐動手能力的提高。筆者以東北林業(yè)大學的環(huán)境監(jiān)測實驗為研究對象，分析了教學實踐改革效果，為提高環(huán)境監(jiān)測實驗教學質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供理論參考。

一、環(huán)境監(jiān)測實驗教學資源有限性的主要體現(xiàn)

1.支持系統(tǒng)資源的有限性

在環(huán)境監(jiān)測實驗教學開展過程中，實驗設(shè)備資源、教師資源的不足，阻礙了教學質(zhì)量提高和學生整體實驗?zāi)芰μ岣?。環(huán)境監(jiān)測實驗中，因?qū)嶒炘O(shè)備數(shù)量少、設(shè)備老化問題常出現(xiàn)教師操作學生看的情況，影響了實驗進程。實驗教師要在實驗準備、課程講授、報告批閱等環(huán)節(jié)實施工作，因工作量較大沒有更多的精力進行相關(guān)培訓，制約了教師綜合素質(zhì)的提高及嚴重影響教學效果。傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測實驗以驗證性實驗為主，此類實驗學生只會按部就班地做實驗缺乏獨立思考，不利于學生獨立解決問題和創(chuàng)新能力的提高。

2.教學環(huán)境的有限性

實驗教學中，教學場地資源均可滿足教學的需求，但教學材料存在的不足或教學材料選用不當都會影響教學質(zhì)量的提升，針對現(xiàn)有設(shè)備的測試方式合理選擇教學資料是改善教學效果的關(guān)鍵。同時，環(huán)境監(jiān)測實驗教學中，采用傳統(tǒng)的傳授式教學模式，多以教師演示儀器操作為主，學生全面參與儀器操作的缺失及缺乏師生交流，不能充分調(diào)動學生們的學習熱情，嚴重影響了實驗教學效果和學生實驗?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>

3.考核模式單一

目前，環(huán)境監(jiān)測實驗課程的考核主要是教師對學生的考核，對教師的考核僅是網(wǎng)絡(luò)測評，未實行全程考核，不利于教師了解自身的教學狀態(tài)和學生的建議，進而影響了措施的改進和教學水平的提高。教師對學生的考核僅包括實驗報告評閱和期末考試兩方面，也缺乏全程考核機制，無法動態(tài)掌握學生的實驗?zāi)芰Α?/p>

4.忽視學生資源的開發(fā)

傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測實驗教學以教師為課程的主導，學生并未體現(xiàn)主體地位，學生資源未得到合理的開發(fā)，課前的實驗準備和課中的實驗儀器操作，多由教師或少部分同學完成，并未給學生創(chuàng)造更多參與實驗的機會，這樣就會出現(xiàn)，少數(shù)做、多數(shù)看的現(xiàn)象發(fā)生，“拿來主義”是學生實驗?zāi)芰α驾积R的主要誘因。

二、環(huán)境監(jiān)測實驗教學優(yōu)化改革

1.優(yōu)化實驗課程體系

環(huán)境監(jiān)測實驗課程設(shè)置要以學生實驗?zāi)芰μ岣邽楹诵?，獨立實驗為導向。為此，本實驗課設(shè)置：驗證性實驗、綜合性實驗和開放性實驗三類，其中空氣污染物監(jiān)測設(shè)置空氣中顆粒物含量測定和空氣中二氧化硫含量測定實驗為驗證性實驗；水質(zhì)物理指標測定、污水中溶解氧測定、污水中COD測定和污水中氨氮測定實驗為綜合性實驗；發(fā)汞含量測定和土壤中重金屬含量測定為開放性實驗。不同類型實驗提出不同要求，驗證性實驗要求學生掌握實驗基本操作，綜合性實驗要求學生具備實驗設(shè)計、測試和分析能力，開放實驗要求學生獨立完成實驗。

2.優(yōu)化教師和教學設(shè)備資源

目前，環(huán)境監(jiān)測實驗課程，普遍存在1名教師指導兩個班級的現(xiàn)象。以8個實驗項目，2個班級為例，在整個實驗教學周期，教師要準備實驗、課堂教學、報告批閱、實驗反饋，高強度的工作，勢必影響教師的教學態(tài)度和教學效果。為了提高教師的工作能力和教學效果，采用實驗課程小組的形式，即1門環(huán)境監(jiān)測實驗課程由2～3名教師共同完成。

在實驗設(shè)備相對充足的情況下，同時開展實驗；設(shè)備不充足的情況下，調(diào)時開啟實驗或開放實驗，調(diào)時開啟實驗，就是每2組或每4組先于其他組開啟實驗，另外組學習和熟練設(shè)備操作；間隔一定時間后，另外組再開啟實驗；實驗用時長、設(shè)備少的實驗，如土壤中鉛含量測定實驗，進行開放實驗。同時實驗教師要加強現(xiàn)有有限設(shè)備的日常維護工作，保證實驗順利進行。

3.優(yōu)化配置教學材料

在環(huán)境監(jiān)測教學，避免單一教材指導學生實驗，應(yīng)優(yōu)選目前環(huán)境監(jiān)測中常用的國家監(jiān)測方法標準，合理選擇實驗教材，同時教師應(yīng)將實驗教學中總結(jié)的實踐經(jīng)驗講授給學生。學生在主體實驗教材引領(lǐng)下，通過自行查閱國家標準監(jiān)測方法和文獻方法，作為實驗指導的補充，這也提高了學生查閱文獻的能力。

4.營造輕松、安全的實驗教學環(huán)境

實驗教學有別于理論教學著重體現(xiàn)實操性。在實驗教學中教師要充分利用“情景教學”的實用性，將實驗形象化“烹飪”，以此激發(fā)學生的實驗興趣，要求學生通過拍攝圖片等形式記錄實驗現(xiàn)象，了解實驗可能出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，利于針對性的解決具體問題。實驗中教師應(yīng)強調(diào)有效防護的重要性，并提供必要的防護器具，如防酸堿手套、口罩及密封無污染擴散實驗裝置等。

5.優(yōu)化教學模式和考核模式

本研究采用“情景教學模式”“進階式教學模式”及全程考核學生、分階段考核教師的考核模式。對于學生考核主要有課前考核、課中考核、課后考核。課前考核通過提問方式，了解學生的預習狀態(tài)，有針對性的對重點內(nèi)容講解；課中考核教師采取觀察學生實驗操作方式，此考核過程可規(guī)范學生實驗操作；課后考核通過實驗報告的撰寫的評閱和期末理論考試相結(jié)合，通過全過程考核給予綜合評定。教師考核分中期和期末兩次，考核采用問卷調(diào)查形式，主要內(nèi)容：教師的教學方法、實驗內(nèi)容的合理性、設(shè)備講解充分性、存在的問題和建議等。教師匯總學生的考核建議，及時改進實驗教學不足之處。

6.合理開發(fā)學生資源

學生資源的開發(fā)主要還要以教師的引導為基礎(chǔ)，可采用“輪流組長制”，即每次實驗課由組內(nèi)1名同學擔任組長，組長的任務(wù)是協(xié)調(diào)和組織好組內(nèi)的實驗準備和操作分工等安排，一門實驗課每位同學會擔任2次實驗組長，通過擔任組長學生會提高組織協(xié)調(diào)能力和提高合作意識。

三、環(huán)境監(jiān)測實驗教學改革實踐效果

1.課程體系優(yōu)化效果分析

學生通過驗證性實驗學習，理解了環(huán)境樣品的采樣方法、測定原理、測定過程、儀器操作等基本實驗過程。污水中COD測定和污水中氨氮測定等綜合性實驗，學生在教師的指導下，獨立設(shè)計實驗方案，通過樣品采集-實驗樣品測定-數(shù)據(jù)分析-報告的總體執(zhí)行，學生全面理解和掌握環(huán)境監(jiān)測具體的工作流程和實驗關(guān)鍵，提升了獨立完成實驗和數(shù)據(jù)分析的能力。發(fā)汞含量測定開放性實驗中，學生自行準備實驗樣品、進行預處理，獨立完成實驗。通過課程體系優(yōu)化，實現(xiàn)了各階段的教學目的，學生實驗?zāi)芰Φ玫搅颂岣?，為日后獨立完成科研和環(huán)境監(jiān)測具體工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2.教師和設(shè)備資源優(yōu)化效果分析

在實驗課程開設(shè)中，青年實驗教師主要指導儀器操作，中年教師經(jīng)驗豐富可具體指導實驗操作，中青年教師的相互補充促進，不僅利于實驗教學經(jīng)驗的總結(jié)和交流，且對提高教學質(zhì)量有推動作用。開發(fā)實驗教師資源，優(yōu)化教學組合為實驗教學順利、高質(zhì)量完成的提供了強有力保障。

本課程將25人分為8組，啟動調(diào)時實驗和開放實驗后，學生均有操作實驗設(shè)備的機會，且解決了測試終端“儀器通道擁擠”問題；開放實驗保證有限教學設(shè)備充分被學生接觸，學生得到應(yīng)有的訓練。同時加強設(shè)備的日常維護，也為設(shè)備的可用性提供了保障。優(yōu)化好教學設(shè)備資源的利用時段，可解決設(shè)備資源有限對實驗教學的瓶頸問題。

3.教學材料優(yōu)化效果分析

實踐表明，學生通過教學材料的補充、完善，提高了自行查閱文獻資料的能力，為后期自己開展科研實驗和獨立完成監(jiān)測任務(wù)提供了思路。學生通過主線教學輔以自行補充，避開了指導上的“形而上學”，能夠具體分析、具體解決，這是綜合能力提高的有效體現(xiàn)。

4.實驗環(huán)境改善效果分析

在輕松的實驗環(huán)境下，學生可做到依操作流程實驗，認真記錄實驗狀態(tài)，提高實驗效率，師生互動、安全防護，使實驗在高效、安全的環(huán)境下進行，可打消了學生對實驗安全問題的顧慮，更提高了學生的主動性和安全防護意識。

5.教學和考核模式改革效果分析

“情景教學”“進階式教學”模式實施，學生的實驗興趣和學習的主觀能動性得到了提高，學生在不同學習階段得到相應(yīng)的訓練，實驗?zāi)芰ρ驖u進得到提高。優(yōu)化考核模式后，學生能從考核中知道自身不足并及時改進；加強對教師的考核，對于教師發(fā)現(xiàn)教學問題、改進教學方法、提升教學質(zhì)量，提高教學能力有極大的推動作用。通過教學模式和考核模式的改革，促進實驗教學整體水平的提高。

6.學生資源開發(fā)效果分析

“輪流組長制”的實施，課前組長主動組織非臨用試劑的配制，對實驗有了初步的認知，這為提高課堂效率提供了保障。同時，協(xié)調(diào)好組內(nèi)成員的實驗分工，避免學生疏離課堂狀態(tài)發(fā)生，學生通過“輪流組長制”調(diào)動了實驗積極性。可見學生資源的開發(fā)可提高課堂效率、學生主動實驗的積極性和實驗動手能力。

四、結(jié)語

優(yōu)化實驗教師組合利于實驗教學效果和教師能力的提高；教學材料和設(shè)備資源優(yōu)化提高了學生的學習效率和綜合實驗?zāi)芰?；良好實驗教學環(huán)境保證了教學順利開展；學生資源開發(fā)對激發(fā)學生學習興趣和提高實驗?zāi)芰μ峁┝吮Ｕ?。有限實驗教學資源優(yōu)化改革要持續(xù)推進，以此來提高環(huán)境監(jiān)測實驗教學水平的不斷提高。