環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系重建與實(shí)踐論文
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高學(xué)生能力和素質(zhì)的重要途徑，目前有關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革已經(jīng)進(jìn)行了一些研究[12]，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生能力素質(zhì)培養(yǎng)中的作用仍然有限。環(huán)境科學(xué)專業(yè)圍繞環(huán)境問題的預(yù)防、發(fā)生、治理、評(píng)價(jià)等方面組織教學(xué)，其中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是環(huán)境科學(xué)專業(yè)體系中不可分割的部分，也是提高學(xué)生實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)的重要方式。但目前環(huán)境科學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺少相應(yīng)的體系規(guī)劃，致使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相對(duì)片面化和碎片化，難以形成有效的整體，因此探索構(gòu)建環(huán)境科學(xué)專業(yè)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的困境
1.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念認(rèn)識(shí)滯后
實(shí)驗(yàn)教學(xué)長期以來被認(rèn)為依附于理論教學(xué)，是理論教學(xué)的驗(yàn)證和補(bǔ)充，目的是為“鞏固和加深課堂理論教學(xué)效果”;過于強(qiáng)調(diào)理論的指導(dǎo)性，忽視了實(shí)驗(yàn)對(duì)理論的補(bǔ)充、深化和發(fā)展作用，致使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論教學(xué)，限制了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展[3]。這種滯后的理念，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)兩個(gè)密切聯(lián)系又相互獨(dú)立的環(huán)節(jié)難以協(xié)調(diào)，不利于學(xué)生創(chuàng)新精神的培育和創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
1.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系不完善
環(huán)境科學(xué)專業(yè)要求的知識(shí)領(lǐng)域點(diǎn)多面廣，課程體系表現(xiàn)出課程關(guān)聯(lián)度相對(duì)較弱，形成通常所說“雜”的局面。由于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)被認(rèn)為是理論課的驗(yàn)證和理論學(xué)習(xí)的補(bǔ)充，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上“雜”的特點(diǎn)表現(xiàn)更為突出。課程的傳統(tǒng)計(jì)劃、任課教師的責(zé)任心以及實(shí)驗(yàn)條件的配置成為實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)的基礎(chǔ)，而這些實(shí)驗(yàn)是否需要開設(shè)、開設(shè)的實(shí)驗(yàn)是否需要更新、實(shí)驗(yàn)是否達(dá)到了提高學(xué)生能力的目的等考慮得較少，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅僅成為滿足培養(yǎng)計(jì)劃中實(shí)踐教學(xué)學(xué)分需求的數(shù)字指標(biāo)。通過對(duì)國內(nèi)一些高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建立是值得關(guān)注的問題。如何將專業(yè)對(duì)實(shí)踐能力的要求在培養(yǎng)計(jì)劃中合理地體現(xiàn)，建立健全實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，則是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課的基礎(chǔ)。
1.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法和組織形式陳舊
由于現(xiàn)有的管理體制問題，教師對(duì)新開實(shí)驗(yàn)的積極性不高，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容以本校傳統(tǒng)遺傳下來的實(shí)驗(yàn)居多，使得課程起點(diǎn)較低、教學(xué)內(nèi)容陳舊、范圍偏窄、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之間的銜接和協(xié)調(diào)性不足。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和真正的環(huán)境問題之間存在一定的差距，突出不了環(huán)境問題的復(fù)雜性和綜合性的特點(diǎn)，未能反映本學(xué)科發(fā)展的最新知識(shí)、最新動(dòng)態(tài)和最新實(shí)驗(yàn)方法。在教學(xué)方法和組織形式上，仍然是驗(yàn)證性和演示性等基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)為主，對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的目的和需要解決的問題了解不深，導(dǎo)致從內(nèi)容到方法都比較陳舊。
1.4教學(xué)效果不顯著
由于實(shí)驗(yàn)課程自身問題以及實(shí)驗(yàn)考核不科學(xué)、不嚴(yán)格，對(duì)學(xué)生既無“壓力”更不會(huì)產(chǎn)生“動(dòng)力”，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程重視程度不足，教學(xué)效果不顯著。從畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)學(xué)生的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，以及每年研究生復(fù)試對(duì)實(shí)驗(yàn)的調(diào)查考核，可以明顯感覺出實(shí)驗(yàn)教學(xué)在素質(zhì)和能力培養(yǎng)方面存在極大的不足。
2環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的重建
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論結(jié)合實(shí)際的橋梁，是培養(yǎng)學(xué)生由知識(shí)向能力轉(zhuǎn)變的重要途徑;實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)是相互獨(dú)立和相互統(tǒng)一的兩大環(huán)節(jié)，因此應(yīng)和理論教學(xué)一樣，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)有自己相對(duì)獨(dú)立的體系。
2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系需要解決的問題
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和解決問題的`能力，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系需要解決專業(yè)建設(shè)過程中有關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性問題。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中涉及的課程、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、教材、教學(xué)方法與手段體系以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核與評(píng)價(jià)體系等綜合分析，形成課程、內(nèi)容、方法核心要素，明確不同實(shí)驗(yàn)層次的目標(biāo)，完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)頂層設(shè)計(jì)和總體構(gòu)架，有效地組織和實(shí)施本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果和質(zhì)量，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。
2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的原則
以更新教育思想和教育觀念為先導(dǎo)，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力為核心，從提高學(xué)生動(dòng)手能力及綜合分析問題、解決問題的能力為目標(biāo)，參照教育部高等學(xué)校專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)要求，依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，從專業(yè)教學(xué)整體需求出發(fā)，精心設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系呈現(xiàn)系統(tǒng)化、層次化和開放化的特點(diǎn)，全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，提升對(duì)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的水平。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系設(shè)計(jì)中要遵循以下原則：
(1)內(nèi)容系統(tǒng)化。按照學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和教學(xué)規(guī)律，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)要求，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)、綜合遞進(jìn)，盡量體現(xiàn)知識(shí)體系的整體性和邏輯性。
(2)水平層次化。根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、教學(xué)需要涉及專業(yè)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，設(shè)計(jì)不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，使學(xué)生得到從宏觀到微觀、從單純技能培養(yǎng)到系統(tǒng)綜合能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的基本實(shí)踐技能，設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生綜合研究、實(shí)踐創(chuàng)新能力。
(3)教學(xué)開放化。除課程實(shí)驗(yàn)外，設(shè)置開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。按實(shí)驗(yàn)開放性質(zhì)不同，分為固定開放性實(shí)驗(yàn)和拓展開放性實(shí)驗(yàn)。
2.3環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的重組構(gòu)建
模塊化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是當(dāng)前采用的主要方法，采用的模塊有不同的劃分方法，如“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”、“綜合性實(shí)驗(yàn)”、“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”。還有的劃分為“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)”、“專業(yè)性實(shí)驗(yàn)”和“綜合性實(shí)驗(yàn)”，以及“基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)”、“理論課程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)”、“綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”、“探索和應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)”的分類。這種分類方式僅僅突出了某一方面的內(nèi)容，對(duì)模塊之間的聯(lián)系與培養(yǎng)目標(biāo)的要求聯(lián)系較少。我們?cè)诖嘶A(chǔ)上分析各個(gè)模塊之間的關(guān)系，形成了圖1所示的環(huán)境科學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系框圖。在這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中，我們分為3個(gè)層次的能力培養(yǎng)，明確了每一層次培養(yǎng)的任務(wù)、目標(biāo)，以及相應(yīng)層次的主要實(shí)驗(yàn)開設(shè)課程以及它們之間的關(guān)系。
對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，本著少而精的原則，主要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練、養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范。具有特色的專業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)是建設(shè)的重點(diǎn)，這一過程中主要突出與實(shí)際問題相聯(lián)系的專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)。在創(chuàng)新能力培養(yǎng)層次，主要是從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂環(huán)節(jié)向課外環(huán)節(jié)延伸，使學(xué)生得到準(zhǔn)前沿性的科學(xué)研究訓(xùn)練，為今后從事環(huán)境領(lǐng)域的科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。
3環(huán)境科學(xué)專業(yè)的特色實(shí)驗(yàn)
在多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上，我們開發(fā)出一些綜合性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，通過這些實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解以及逐漸與實(shí)際環(huán)境問題相銜接，取得了良好的效果。主要有：
(1)不同水樣的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。根據(jù)周邊的環(huán)境條件,學(xué)生通過采集地表水、城市景觀水體、自來水、地下水、城市生活污水等各種水樣，自己確定不同水樣的分析指標(biāo)和相應(yīng)的分析方法，通過分析，對(duì)水樣的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)課使學(xué)生了解不同水樣監(jiān)測(cè)的目的、指標(biāo)方法以及其中的差別，學(xué)會(huì)對(duì)水質(zhì)的單項(xiàng)及綜合評(píng)價(jià)。
(2)大氣顆粒物的濃度及其空氣質(zhì)量的評(píng)價(jià)。在城市不同的功能區(qū)進(jìn)行空氣樣品的采集，監(jiān)測(cè)空氣中TSI^PM1。、PM2.5的含量，以及S02、N0x、03、C0等指標(biāo)，并對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析不同功能區(qū)空氣質(zhì)量的特征以及空氣質(zhì)量指數(shù)的含義。
(3)微污染水源的水質(zhì)凈化實(shí)驗(yàn)。采集有機(jī)微污染水源水樣，利用光催化方法進(jìn)行降解水體中的有機(jī)物質(zhì)，然后利用膜分離技術(shù)進(jìn)一步純化。這一實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)于水質(zhì)控制的方法技術(shù)有深人的認(rèn)識(shí)。
(4)污水濕地化處理的工藝調(diào)查以及水質(zhì)評(píng)價(jià)。調(diào)査西安現(xiàn)有的污水生態(tài)化處理的技術(shù)和工藝，同時(shí)采集不同處理階段的水樣進(jìn)行分析，熟悉不同工藝階段的關(guān)鍵技術(shù)及處理效果，加深對(duì)污水生態(tài)化處理理論和實(shí)踐的認(rèn)識(shí)。(5)城市土壤環(huán)境與地表沉積物的綜合調(diào)査與評(píng)價(jià)。采集城市不同功能區(qū)土壤及其地表沉積物，分析樣品的粒徑組成、主要重金屬元素的含量，對(duì)此進(jìn)行評(píng)價(jià)。
4實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系實(shí)現(xiàn)的保障
為了保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的順利實(shí)施，主要抓了幾方面的工作：
(1)不斷改革創(chuàng)新。根據(jù)環(huán)境科學(xué)專業(yè)對(duì)知識(shí)能力領(lǐng)域的要求，以制定完備的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教材為切入點(diǎn)，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新元素和創(chuàng)新內(nèi)涵設(shè)計(jì)。明確不同實(shí)驗(yàn)層次的培養(yǎng)目標(biāo)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)少而精，突出基本訓(xùn)練，專業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)是教學(xué)體系的核心和重點(diǎn)，突出其綜合性，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程向科學(xué)實(shí)際問題解決的銜接。創(chuàng)新層次以研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)為特色[9]，突出環(huán)境領(lǐng)域的科學(xué)問題研究。
(2)建立按勞分配的激勵(lì)機(jī)制，化解實(shí)驗(yàn)室工作的許多矛盾。基于實(shí)驗(yàn)室工作的特點(diǎn)，我們提出了實(shí)驗(yàn)室“業(yè)績一成績一公益”三位一體的績效量化體系，提高了實(shí)驗(yàn)教師工作的積極性[1°]。
(3)建設(shè)高水平的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍是實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系完成的關(guān)鍵。通過青年教師進(jìn)行課程進(jìn)修、參與科學(xué)研究等活動(dòng)提高自身的專業(yè)理論知識(shí)水平和科研能力。依據(jù)青年教師的專業(yè)背景，安排青年教師參加相應(yīng)的學(xué)科和科研平臺(tái)的科研項(xiàng)目。實(shí)行“以老帶新，一幫一”制度，為每個(gè)青年教師配備專門的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)教師。支持實(shí)驗(yàn)教師參加各種學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)工作的開展。
(4)加強(qiáng)經(jīng)費(fèi)投入，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系完成。每年學(xué)校通過基本實(shí)驗(yàn)費(fèi)用、儀器設(shè)備維修費(fèi)用、儀器設(shè)備更新購置費(fèi)用以及教學(xué)改革項(xiàng)目和國家實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)費(fèi)，滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)的需求。
5結(jié)束語
環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革是專業(yè)改革建設(shè)的主要組成部分[1112]，通過幾年的探索和努力，環(huán)境科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量有了很大提高，有力地促進(jìn)了專業(yè)建設(shè)的發(fā)展和專業(yè)聲譽(yù)的提髙。在目前實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)困難重重的局面下，以特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為突破點(diǎn)，可為培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、綜合素質(zhì)高、實(shí)踐能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新精神的環(huán)境專業(yè)人才提供新的途徑。
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