環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

徐軼群 熊慧欣

摘 ?要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本科人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ绕涫亲灾鲗?shí)驗(yàn)?zāi)芰κ且粋€(gè)優(yōu)秀本科畢業(yè)生的基本要求，自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)在學(xué)生的成才過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置不合理、教學(xué)過(guò)程無(wú)創(chuàng)新、評(píng)價(jià)機(jī)制缺乏激勵(lì)等問(wèn)題，限制了大學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ膶?shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生始終是實(shí)驗(yàn)的主體，教師是配角，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有關(guān)資料的查閱、實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)試和準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)試劑的配制等完全由學(xué)生獨(dú)立完成，教師在此過(guò)程中主要負(fù)責(zé)答疑。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程及評(píng)價(jià)機(jī)制進(jìn)行改革與實(shí)施，學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫搅溯^大提高，能獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展，提高了學(xué)生的就業(yè)率和升學(xué)率。

關(guān)鍵詞：本科生教育 ?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ?自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰??培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2020）12（a）-0179-03

Abstract： Experimental teaching is an important part of undergraduate talent training. For students majoring in environmental science， experimental ability， especially independent experiment ability， is a basic requirement for an excellent undergraduate graduate. The cultivation of independent experiment ability plays an important role in the process of students' success. Due to the problems of unreasonable experimental content setting， no innovation in the teaching process， and lack of incentives in the evaluation mechanism， traditional experimental teaching restricts the cultivation of college students' independent experimental ability. The experiment teaching requires that the students are always the main body of the experiment and the teacher is the supporting role. In the process of the experiment， the related materials are checked， the debugging and preparation of the experimental instruments， and the preparation of the experimental reagents are completely completed by the students independently. The teacher is mainly responsible for answering questions during this process. The ability of undergraduates to experiment independently has been greatly improved by reforming experimental content， teaching process and evaluation mechanism， and they can analyze and solve problems independently. The development of the university has increased the employment rate and the enrollment rate of students.

Key Words： Undergraduate education; Experimental design; Independent experiment ability; Cultivation

造能力，構(gòu)建全方位能力結(jié)構(gòu)的重要學(xué)習(xí)階段[1]。對(duì)于環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)在學(xué)生的成才過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣呖捎幸嬗趯W(xué)生識(shí)別、分析與解決環(huán)境問(wèn)題。

環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生的就業(yè)方向除了公務(wù)員事業(yè)單位外，主要面向企事業(yè)單位，此外，還有很大一部分學(xué)生選擇繼續(xù)深造。無(wú)論參加工作還是繼續(xù)深造，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?duì)一個(gè)學(xué)生的發(fā)展均有著舉足輕重的作用，特別是自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，這是一個(gè)優(yōu)秀本科畢業(yè)生的基本要求[2-3]?？墒窃诮虒W(xué)工作中發(fā)現(xiàn)，由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置及實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題等，導(dǎo)致很大一部分學(xué)生缺乏自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。因此，有必要?duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行改革，以增強(qiáng)本科生的自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

1 ?自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰υ诃h(huán)境科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位

自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ且詫W(xué)生作為實(shí)驗(yàn)的主體的行為方式，對(duì)環(huán)境科學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰仁且环N技能也是環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境評(píng)價(jià)等的手段，包括基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥灾鲗?shí)驗(yàn)?zāi)芰?。基本?shí)驗(yàn)?zāi)芰χ饕憩F(xiàn)在對(duì)一般實(shí)驗(yàn)技能、操作技能等掌握，而自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰t是基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ纳A，要求學(xué)生不僅會(huì)做實(shí)驗(yàn)， 更重要的是會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn)。換言之，具備自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ膶W(xué)生，可以獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，并具有端正的學(xué)習(xí)態(tài)度和科研態(tài)度。

2 ?自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)中出現(xiàn)的問(wèn)題

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家和地方加大了對(duì)高校的投入，各高校的實(shí)驗(yàn)條件得到了明顯改善，然而，實(shí)驗(yàn)條件的改善并沒(méi)有換來(lái)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?。環(huán)境科學(xué)專業(yè)由于是綜合學(xué)科，涉及的實(shí)驗(yàn)范圍較廣，包含了物理、化學(xué)、生物和工程等學(xué)科的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中普遍存在以下問(wèn)題。

2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置不合理

環(huán)境科學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)的課程較多，如無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、環(huán)境類分析化學(xué)、儀器分析、環(huán)境分析化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境生物、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境微生物學(xué)等。在這些課程中，涉及化學(xué)的較多，有些實(shí)驗(yàn)設(shè)置可能雷同或相似，且很多實(shí)驗(yàn)為簡(jiǎn)單的演示或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然，一些基礎(chǔ)課設(shè)置簡(jiǎn)單演示和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)很有必要，但如果專業(yè)課設(shè)置過(guò)多的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，這只是對(duì)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)的一些重現(xiàn)或簡(jiǎn)單變換，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣咦饔貌淮?。比如酸堿滴定實(shí)驗(yàn)，這在基礎(chǔ)課如無(wú)機(jī)化學(xué)已經(jīng)開(kāi)設(shè)，學(xué)生已經(jīng)掌握了該項(xiàng)技能，但如果在其他涉及化學(xué)的專業(yè)課中繼續(xù)開(kāi)設(shè)類似的實(shí)驗(yàn)，即使實(shí)驗(yàn)名稱變了，實(shí)驗(yàn)的目的還是未變，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣吆翢o(wú)益處。因此，環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課特別是專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的設(shè)置應(yīng)盡量少安排簡(jiǎn)單的演示和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法沒(méi)有創(chuàng)新

部分老師在實(shí)驗(yàn)課講授時(shí)因循守舊、按部就班，他們把實(shí)驗(yàn)步驟逐一寫(xiě)在黑板上，上課前讓實(shí)驗(yàn)教輔人員整理好所需的器皿儀器，配好所需的試劑溶液，學(xué)生只要按照黑板上的步驟和要求依葫蘆畫(huà)瓢，甚至有的老師還會(huì)提前從頭到尾演示一遍[4-5]。這種教學(xué)方法使學(xué)生實(shí)驗(yàn)缺乏主觀能動(dòng)性，沒(méi)有給學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的空間，學(xué)生幾乎不需進(jìn)行任何思考就能完成實(shí)驗(yàn)。顯然，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法制約著學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣遊6]。

2.3 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)機(jī)制缺乏激勵(lì)

當(dāng)前許多實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)是基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性或操作的規(guī)范性，比如，實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)答案越接近，得分越高;或者實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作越規(guī)范，得高分的可能性越大。所以，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，按部就班地按照老師寫(xiě)在黑板上的實(shí)驗(yàn)步驟將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行下去風(fēng)險(xiǎn)小，得分高。這樣的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)機(jī)制限制了學(xué)生自主創(chuàng)新精神的發(fā)揮，學(xué)生的思想受到了束縛，做實(shí)驗(yàn)時(shí)畏畏縮縮，生怕犯錯(cuò)，做實(shí)驗(yàn)更像是完成任務(wù)獲得學(xué)分，真正的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ绕涫亲灾鲗?shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ](méi)有提高。

2.4 對(duì)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)目標(biāo)不清晰

許多實(shí)驗(yàn)老師設(shè)置實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)，出發(fā)點(diǎn)是鞏固所學(xué)理論知識(shí)，加深對(duì)課堂所學(xué)內(nèi)容的理解。對(duì)于基礎(chǔ)理論課設(shè)置這樣的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題，但對(duì)于專業(yè)課實(shí)驗(yàn)，這是提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的一個(gè)途徑，在已經(jīng)掌握基本實(shí)驗(yàn)技能的前提下設(shè)置這樣的培養(yǎng)目標(biāo)有點(diǎn)偏低，不利于學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是部分專業(yè)課實(shí)驗(yàn)老師對(duì)于設(shè)置實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)目標(biāo)不清晰，對(duì)大學(xué)生人才培養(yǎng)缺乏正確的認(rèn)識(shí)。

3 ?自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程的改進(jìn)與實(shí)施

為了培養(yǎng)學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，可以在?shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程改革、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)機(jī)制等方面進(jìn)行改進(jìn)與實(shí)施。

3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置

專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教師要明確每一個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展的培養(yǎng)目標(biāo)，那些實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生操作技能，那些實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為了培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，可精心設(shè)計(jì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。以環(huán)境生物學(xué)課程實(shí)驗(yàn)為例，設(shè)置土壤磷酸酶的測(cè)定這個(gè)實(shí)驗(yàn)，目的是讓學(xué)生了解酶的催化作用，可以脫離活體存在，這個(gè)實(shí)驗(yàn)包含緩沖液的配制、重蒸酚的制取等多個(gè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，這在其他專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)中曾經(jīng)出現(xiàn)，開(kāi)設(shè)該實(shí)驗(yàn)課程可以很好地檢驗(yàn)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，難易適中，可提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性，為下一步自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)現(xiàn)提供可能。

3.2 自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程

自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要體現(xiàn)在學(xué)生的主觀能動(dòng)性，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生始終是實(shí)驗(yàn)的主體，教師是配角。在教學(xué)過(guò)程中，我們首先把學(xué)生按男女比例分成若干小組，每組學(xué)生4～5人，實(shí)驗(yàn)時(shí)，簡(jiǎn)單講一下實(shí)驗(yàn)步驟及需要注意的事項(xiàng)，特別強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟。告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)試劑、儀器等的存放地方，讓每個(gè)組的學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)需要整理好所需要的實(shí)驗(yàn)材料和簡(jiǎn)單的操作裝置等，試劑配制全部由學(xué)生獨(dú)立完成，如不清楚或配制過(guò)程中有疑問(wèn)，可以請(qǐng)教指導(dǎo)老師，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)解答疑問(wèn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們要求學(xué)生關(guān)注環(huán)保，減少資源浪費(fèi)，所以每一份所配的試劑以夠用為原則，適當(dāng)增加。為了培養(yǎng)學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，要求小組成員之間協(xié)作完成，堅(jiān)決杜絕一個(gè)小組只有一人做實(shí)驗(yàn)，多人圍觀的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于需要配制的試劑較多，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)我們都會(huì)隨機(jī)指派不同組學(xué)生完成試劑配制，如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有參與配試劑，下一個(gè)實(shí)驗(yàn)可能就要配試劑。配試劑的組或?qū)W生需要保證所配試劑的用量和正確，同時(shí)告訴學(xué)生，如果所配試劑不準(zhǔn)確，該組學(xué)生繼續(xù)配制，直到準(zhǔn)確為止。有時(shí)候試劑配制多次均不正確，應(yīng)該發(fā)揮其他小組的作用，同時(shí)展開(kāi)討論，查找問(wèn)題的根源。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有些綜合性實(shí)驗(yàn)涉及其他基本實(shí)驗(yàn)，比如土壤酶的測(cè)定包含了緩沖液的配制，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)材料沒(méi)必要詳細(xì)列出如何配制緩沖液，可以讓學(xué)生查找資料。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作做好后，每組學(xué)生進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)老師應(yīng)該觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)，并及時(shí)提問(wèn)，學(xué)生如能正確回答，應(yīng)給以積極肯定，學(xué)生如不能準(zhǔn)確回答，也不能全面否定學(xué)生，應(yīng)鼓勵(lì)為主，再?gòu)膶I(yè)角度認(rèn)真解答。總之，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程要保持既緊張，又歡快的氛圍，每一個(gè)學(xué)生都在自主完成實(shí)驗(yàn)。

3.3 自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)價(jià)機(jī)制

很多學(xué)生比較關(guān)注實(shí)驗(yàn)成績(jī)的取得，傳統(tǒng)評(píng)估機(jī)制主要通過(guò)評(píng)價(jià)學(xué)生的平時(shí)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)和所做實(shí)驗(yàn)的完成情況確定成績(jī)，這種評(píng)價(jià)機(jī)制看似比較公平，但可能扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造性，學(xué)生為了得到高分，只好嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟按部就班地完成，學(xué)生無(wú)需認(rèn)真思考，這樣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程不能暴露學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在的問(wèn)題，不能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，是一種被動(dòng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

為了培養(yǎng)學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中建立了全新的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)機(jī)制，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們?cè)试S學(xué)生犯錯(cuò)，如果學(xué)生認(rèn)為自己的方法更好，在保證安全的前提下，允許學(xué)生大膽嘗試。學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的取得包括實(shí)驗(yàn)的參與、自主性操作、實(shí)驗(yàn)態(tài)度和綜合考核，綜合考核設(shè)置一個(gè)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)小組單獨(dú)完成，包括資料收集、試劑配制等，互不干擾，一般給一個(gè)星期的時(shí)間完成，考核期間，實(shí)驗(yàn)室全天開(kāi)放，實(shí)驗(yàn)完成，寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告，根據(jù)各組實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確率打分，劃分若干檔次。綜合考核一般占實(shí)驗(yàn)總分的30%，這樣的目的是讓學(xué)生盡量積極參與平時(shí)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

4 ?結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革主要是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新，通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與改革，環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫搅溯^大提高，學(xué)生的動(dòng)手能力，獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得到了大幅度提高，進(jìn)而培養(yǎng)出了合格的環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才，這既有利于學(xué)生就業(yè)，也有利于學(xué)生繼續(xù)深造。

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