環(huán)境工程實驗教學設計

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摘要：指出了傳統(tǒng)的實驗教學多偏重于學生實驗操作能力的培養(yǎng)，而忽視了其他方面能力的培養(yǎng)。從實驗目的和內(nèi)容、實驗原理、實驗儀器試劑、實驗步驟和操作、實驗結果和評價等各個教學環(huán)節(jié)對環(huán)境工程實驗進行教學設計，以期充分調動學生的自學能力和學習積極性，培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)本科生的綜合實驗能力。

關鍵詞：實驗教學；綜合能力；教學設計

1引言

隨著近年來我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境污染態(tài)勢不斷加劇，環(huán)境保護壓力驟增。作為環(huán)境保護的專門人才，對環(huán)境工程專業(yè)本科生的能力和素質也提出了越來越高的要求。實驗課程作為培養(yǎng)學生實驗實踐能力的課程，是對專業(yè)理論課程的有效銜接，是學生踏出校門前最有效的實踐能力培養(yǎng)的手段。然而在目前的實驗教學設計中，大部分僅僅偏重于學生操作技能的培養(yǎng)，而實驗綜合能力未得到有效培養(yǎng)［1］。本文從實驗目的和內(nèi)容、實驗原理、實驗儀器試劑、實驗步驟和操作、實驗結果和評價等各個教學環(huán)節(jié)對環(huán)境工程實驗進行教學設計，充分調動學生的自學能力和學習積極性，全方位培養(yǎng)學生查閱分析文獻、選用合理的儀器試劑、實驗方案設計等綜合能力。

2當前環(huán)境工程實驗教學存在的問題

環(huán)境工程實驗是培養(yǎng)學生實驗能力和實踐能力的良好途徑，但是在現(xiàn)代的社會發(fā)展和教育環(huán)境形勢下，也逐漸顯現(xiàn)出一定的問題。一是教學手段偏于傳統(tǒng)，目前的教學模式還大多停留在教師講、學生做的填鴨式教學模式，學生自學學習的能力未充分開發(fā)［2］。二是項目老舊，模式一致，千篇一律，不能充分調動學生學習興趣。三是實驗教學僅注重操作能力，忽視了學生文獻查閱、計算、分析等綜合能力的培養(yǎng)［3，4］。當前的環(huán)境工程實驗教學模式亟需改革。

3基于綜合能力培養(yǎng)的環(huán)境工程實驗教學設計

從實驗儀器、實驗原理、實驗步驟、結果處理等各個教學環(huán)節(jié)對環(huán)境工程實驗進行教學設計，以期培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)本科生的綜合能力。在實驗課程開始前兩周，通過在線課程平臺向學生實驗任務書，在實驗任務書中向學生提出課前學習要求。實驗任務書中包括實驗名稱、實驗目的、實驗內(nèi)容和簡要的實驗原理和步驟等。通過實驗任務書，讓學生對整個實驗建立整體的知識框架結構，明確自己所要完成的課程任務。

3．1實驗內(nèi)容和目的

實驗內(nèi)容和目的是實驗課程的總綱領，通過實驗內(nèi)容和目的，可以讓學生明確實驗的類型和任務。若實驗為開放性、綜合性實驗，可以讓學生明確自己需要參與到實驗設計的各個環(huán)節(jié)當中，這樣可激發(fā)學生的求知欲，充分調動學生的自學能力和學習積極性。

3．2實驗原理

在實驗原理部分，可在實驗課開始前一段時間課程任務。學生以小組為單位，進行文獻資料的調研和查閱，通過文獻調研掌握本次實驗原理、主要操作單元和影響因素等。該部分內(nèi)容要求學生形成文檔材料，傳回在線課程平臺，作為預習部分計入課程成績。通過實驗原理部分的教學設計，使學生進一步熟悉利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡手段進行專業(yè)文獻資料查找和資料，提高對文獻資料的搜集、整理、歸納、分析、綜合運用能力。

3．3實驗儀器試劑

在實驗儀器試劑部分，主要利用教學設計，提高學生選擇合適的實驗儀器和試劑開展相關實驗，并本著綠色經(jīng)濟的原則盡最大可能減少試劑藥品的浪費和廢物的產(chǎn)生，盡量減少實驗對環(huán)境的污染和影響。在該部分，可采取多種教學形式，例如：①完全自主式，讓學生完全自主根據(jù)實驗室條件選擇實驗所需儀器和試劑，學生形成方案后再和教師協(xié)商調整；②半自主式，教師可給學生提供實驗所需的部分儀器和試劑，由學生進行查漏補缺，或者教師提供的儀器和試劑多于實驗所需，由學生進行篩選［5］。該部分教學設計，考察了學生對實驗儀器和材料的熟悉程度，鍛煉了學生對實驗耗材的選擇能力。

3．4實驗步驟和操作

該階段的目標要求學生自行選定實驗因素和實驗水平，進行實驗設計并確立實驗步驟。通過該環(huán)節(jié)，可鍛煉學生的實驗設計能力，并進一步考察學生對實驗原理的理解和認識程度。在實驗操作環(huán)節(jié)，可采取多種教學手段增強學生學習興趣，強化學生實驗操作能力?？刹捎靡韵聨追N教學手段相結合：①教師演示（學生學習）＋學生操作（教師指導）＋教師評價，②學生完全自主操作（教師指導）＋教師評價，③學生演示（翻轉課堂）＋學生操作（教師指導）＋學生互評＋教師評價。其中第三種教學手段是推薦的教學手段，在該種教學方式中，實現(xiàn)了學生角色轉變，變學生為老師，極大調動了學生的學習積極性［6］。在實驗操作過程中，應根據(jù)實驗內(nèi)容，合理進行實驗分組，在小組中盡量做到男女搭配，并賦予小組成員不同的角色，鍛煉學生的分工合作和團隊合作能力。

3．5實驗結果和評價

在實驗結果與評價部分，主要有兩部分內(nèi)容。第一，數(shù)據(jù)處理與圖表繪制，完成實驗結果記錄表，確定因素主次。從簡單的實驗結果記錄表的完成，到實驗數(shù)據(jù)的數(shù)學計算與處理，再到利用軟件進行圖表的繪制，全方位的鍛煉了學生嚴謹求實的科學態(tài)度、準確的數(shù)據(jù)處理計算能力以及科技圖表繪制能力。第二，問題與討論，可設置如下問題：實驗存在的問題和不足、實驗操作注意事項等，通過問題的設置，讓學生對實驗的全過程進行回顧和反思，總結經(jīng)驗教訓，為下次實驗的順利開展打好基礎，也可以進一步激發(fā)學生的求知欲，進行知識拓展，掌握本次實驗之外的相關知識［7］。在該部分的評價，要賦予學生更大的自主權，讓學生學會評價，敢于發(fā)表自己的意見。

4結語

傳統(tǒng)的實驗教學多偏重于學生實驗操作能力的培養(yǎng)，而忽視了其他綜合能力的培養(yǎng)。本文對環(huán)境工程實驗進行教學設計，從實驗目的和內(nèi)容、實驗原理、實驗儀器試劑、實驗步驟和操作、實驗結果和評價等各個教學環(huán)節(jié)進行了綜合性、開放性教學設計，以充分調動學生的自學能力和學習積極性，全方位培養(yǎng)學生查閱分析文獻、選用合理的儀器試劑、實驗方案設計、數(shù)據(jù)處理、圖表繪制、團隊合作等綜合能力，具有一定的推廣價值。

參考文獻：

［1］陳豆．環(huán)境工程專業(yè)實驗教學改革與創(chuàng)新的思考［J］．教育現(xiàn)代化，2019，6（23）：43～44．

［2］劉云慶，王興磊，張藝，等．環(huán)境工程實驗教學的改革與實踐［J］．實驗室研究與探索，2019，38（3）：203～205．

［3］肖敏，王英剛，張玉革，等．環(huán)境工程設計型綜合實驗教學模式的探索［J］．教育現(xiàn)代化，2018，5（31）：179～180．

［4］賈昌梅，牛顯春，張冬梅，等．論石化院校環(huán)境工程實驗教學“三大問題”及破解———以廣東石油化工學院為例［J］．廣東化工，2016，43（1）：179～180．

作者：張吉強 榮琨 李學平 單位：濱州學院山東省黃河三角洲生態(tài)脆弱帶工程技術研究中心