謝建春,劉榮瓊 (安徽師范大學環(huán)境科學與工程學院,安徽蕪湖241003)
實驗教學是高等教育教學的重要組成部分。環(huán)境科學專業(yè)實驗是驗證和發(fā)展環(huán)境科學理論知識的重要環(huán)節(jié),是對學生進行綜合能力和科研素質訓練的重要手段,是理論知識向實踐過渡的重要過程[1]。環(huán)境科學專業(yè)實驗實踐課程教學,是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實踐,提高動手能力,增強創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)之一。提高環(huán)境科學專業(yè)實驗實踐教學質量,對于提高人才培養(yǎng)質量具有重要意義,因此,環(huán)境科學專業(yè)實驗教學方法是否得當、實驗課程體系和考核體系是否完善,對于保證教學效果以及培養(yǎng)學生的生態(tài)學素養(yǎng)、創(chuàng)新意識、動手能力、數(shù)據(jù)分析能力和科技論文撰寫能力至關重要[1]。實驗教學如何順應時代要求,實現(xiàn)新世紀高素質、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標,是迫切需要解決的課題。
傳統(tǒng)的環(huán)境科學實驗教學方法以教師為主導,學生按步就班地完成實驗,提交實驗報告。這種教學方法中,學生處于被動地位,學習興趣不高,主動性不強,難以培養(yǎng)學生的綜合素質[2]。
環(huán)境科學實驗教學改革的關鍵是引導學生主動參與到教學活動中,因此筆者在該實驗課程教學中引入了問題情境教學法,以激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。該方法根據(jù)實驗教學目標和步驟,遵循提問、設疑的原則設計問題情境,讓學生通過思考逐步掌握每一步實驗的原理及作用,激發(fā)學生的認知興趣,將教學過程置于學生的創(chuàng)造性思維活動中,充分發(fā)揮學生的積極性和自主性,發(fā)展其創(chuàng)造力[3],從而提高學生的觀察能力、借鑒能力、聯(lián)想能力、分析能力,形成綜合素質。
此外,筆者摒棄了以往實驗教學完全依托理論教學的“依附性”、“驗證性”實驗,將有關儀器分析、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境工程原理、環(huán)境土壤學等課程的實驗納入環(huán)境科學專業(yè)實驗體系,進行單獨設課,在大學3年級開設。同時,利用實踐教學和畢業(yè)論文等教學環(huán)節(jié),為學生提供更多自主設計實驗、開展科學研究的機會,鍛煉和提高學生的獨立工作能力。
通常實驗儀器設備難以滿足單獨實驗要求,或者實驗過程多、任務重,實驗時間有限,有些實驗須采用小組實驗。而小組實驗中,有些學生有惰性和依賴心,不利于對實驗的理解和掌握,動手能力和獨立解決、分析問題的能力得不到培養(yǎng),不利于獨立科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和教學目標的實現(xiàn)[4]。鑒于此,筆者在教學中將小組內實驗分配到個人,合理安排每位成員的任務和作用,進行合理分工和合作,培養(yǎng)學生的合作和協(xié)作精神,同時應盡量減少人為因素的偶然誤差,保證實驗數(shù)據(jù)的科學性。環(huán)境科學專業(yè)實驗每學期12個實驗,由3個教師分班教學,采用10~12人/組分組進行講解,做到每人過關。由于課程教學時間有限,教師可針對某實驗中的一個方面進一步研究設計實驗方法,如活性炭吸附實驗僅考慮了活性炭投加量對其的影響,而活性炭的制備原料和方法、孔隙大小、振蕩時間長短、不同的溫度和pH值也對實驗結果有一定影響,因此可以進行進一步研究,也可以作為本科生創(chuàng)新實驗和本科論文的選題。
3.1 做好預備實驗工作,培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力 在實驗教學中,教師做好預備實驗至關重要[3]。認真做好預備實驗,可以確保實驗教學效果,指導學生應對操作過程中每一個細節(jié)問題,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。此外,教師應認真鉆研,了解相關實驗原理,并動手操作,結合實際進行調查。如,筆者對照有關教材和國家標準,對GB/T 12496.10-1999木質活性炭試驗方法“亞甲基藍吸附值的測定”實驗進行了改進,采用標準硫酸銅比色法,在標準條件下初步得到的吸附值約為11 ml。
3.2 認真批改實驗報告,培養(yǎng)學生科技寫作和語言表達的能力 實驗課實驗報告是實驗過程的總結與分析,是學生的實驗成果和寫作成果。因此,筆者改革以往當次實驗課上交實驗報告的模式,要求學生做下一個實驗時上交上一個實驗報告,這樣學生有充分的時間查閱相關科研資料和分析處理數(shù)據(jù),對實驗的結果進行科學的論斷,進一步提高學生分析和解決問題的能力。教師認真批改實驗報告體現(xiàn)了對學生勞動的尊重,在批改過程中,認真分析學生的實驗步驟是否規(guī)范、實驗數(shù)據(jù)是否合理、問題分析是否正確、語言表達能力是否準確[5],以激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生認真學習的態(tài)度。
考核評價既是對學生綜合能力的評定,又是促進學生不斷提高綜合素質的動力。傳統(tǒng)的以實驗報告作為考核的方式,往往造成學生死記硬背或者抄襲數(shù)據(jù)和報告,大大挫傷了學生實驗的積極性。在新的考核體系中,要注意實驗報告與操作考試、設計與操作、理論與實踐等多種形式的結合。還可以要求學生對實驗以外專業(yè)知識進行綜合運用,促進學生創(chuàng)新精神的發(fā)展[6-7]。采用平時實驗報告成績和操作考試進行綜合評分,實驗報告成績占50%(為每學期12個實驗的平均分),操作考試成績占50%(結合儀器和藥品進行有關實驗的操作考試,并進行現(xiàn)場提問,要求學生回答)。
多年來,安徽師范大學環(huán)境科學與工程學院在環(huán)境科學實驗教學中針對學生能力的培養(yǎng)作出嘗試,學生普遍反映良好,選擇考研的畢業(yè)生在研究生初試和復試的成功率高,走上環(huán)境監(jiān)測部門和食品管理部門等工作崗位的畢業(yè)生表現(xiàn)良好,并做出了一定的業(yè)績,用人單位也給予了一致好評。
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