環(huán)境科學(xué)實驗教學(xué)改革的實踐

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摘要：對比了聊城大學(xué)2012年和2016年環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案中實驗課程的設(shè)置，并分析了2010—2016年專業(yè)實驗教學(xué)的實施情況．發(fā)現(xiàn)獨立實驗課的開設(shè)率、實驗項目數(shù)以及學(xué)時數(shù)逐年增加，實驗教學(xué)改革取得了一定的成果．針對存在的問題提出了重新設(shè)置實驗課體系，提高綜合性和研究性實驗項目比例以及加強實驗教師隊伍建設(shè)等方面的建議．

關(guān)鍵詞：環(huán)境科學(xué)；實驗教學(xué)；課程設(shè)置；教學(xué)改革；聊城

大學(xué)環(huán)境科學(xué)是為解決環(huán)境問題而誕生的一門新興的綜合性邊緣學(xué)科，具有很強的實踐性和應(yīng)用性，這也決定了實驗教學(xué)在整個教學(xué)過程中占據(jù)著重要的地位[1-2]．聊城大學(xué)是山東省省屬綜合性大學(xué)，其環(huán)境科學(xué)專業(yè)依托環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院設(shè)立于2004年，旨在培養(yǎng)掌握環(huán)境自然科學(xué)、環(huán)境技術(shù)科學(xué)和環(huán)境人文社會科學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識，具備環(huán)境科學(xué)的基本理論、基本技能和實踐創(chuàng)新能力，能在政府、企業(yè)和科研單位等從事環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境污染防治、環(huán)境管理與保護及生態(tài)規(guī)劃與環(huán)境評價等領(lǐng)域的工作以及繼續(xù)深造的高素質(zhì)專門人才．本科教育以教學(xué)為主，近年來實驗實踐教學(xué)環(huán)節(jié)不斷完善，但仍存在著一定的問題．本文對聊城大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)的沿革和現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)分析，并對實驗教學(xué)課程的設(shè)置和實施提出了改進(jìn)建議，以期完善環(huán)境科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)模式，為培養(yǎng)環(huán)境科學(xué)專業(yè)應(yīng)用型本科人才提供參考．

1實驗課程設(shè)置

環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案自2004年以來遵循“一年一小修，四年一大修”的原則不斷進(jìn)行修訂與完善，2004—2012年培養(yǎng)方案的體系較為一致，主要表現(xiàn)在實驗課程數(shù)和學(xué)時數(shù)的增減．2013年聊城大學(xué)啟動了山東省應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校重點項目建設(shè)，努力創(chuàng)建一流地方綜合性大學(xué)．如何進(jìn)一步加強和提高大學(xué)生實踐能力擺在了聊城大學(xué)教學(xué)工作的首要位置，而實驗課程是學(xué)生學(xué)以致用，理論聯(lián)系實際，分析問題和解決問題的重要環(huán)節(jié)[3]．實驗教學(xué)具有直觀性、實踐性、啟發(fā)性和探索性等特點，對學(xué)生知識、能力和技能等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有著理論教學(xué)不可替代的作用．同時實驗教學(xué)也是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的重要組成部分[4]．因此，為適應(yīng)環(huán)境科學(xué)專業(yè)發(fā)展的需要，培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才，2016年修訂后的培養(yǎng)方案在實驗課程的設(shè)置上與歷年的培養(yǎng)方案有了較大的改變（見表1）．由表1可見，2012年環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案中共計14門實驗課程，其中13門為非獨立設(shè)課，僅1門課程——環(huán)境生態(tài)學(xué)獨立設(shè)置實驗課．實驗共計234學(xué)時，其中基礎(chǔ)課實驗、核心課實驗和方向課（選修）實驗所占比例分別為22.2%，72.6%，5.2%．獨立設(shè)課學(xué)時占總學(xué)時的比例僅為13.7%．2016年環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案中共計12門實驗課程，其中獨立設(shè)課11門，非獨立設(shè)課1門．實驗共計384學(xué)時，其中專業(yè)教育課程實驗、基礎(chǔ)實驗和專業(yè)實驗所占比例分別為4.2%，18.8%，77.1%，獨立設(shè)課學(xué)時占總學(xué)時比例為95.8%．2012和2016年環(huán)境科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案中具體實驗課程及學(xué)時情況見表2．由表2可見，2016年培養(yǎng)方案將16學(xué)時以上的課程進(jìn)行了獨立設(shè)課，并對2012年部分非獨立設(shè)課的實驗項目進(jìn)行了合并與調(diào)整．如基礎(chǔ)實驗課無機化學(xué)、有機化學(xué)和核心課分析化學(xué)，經(jīng)合并和調(diào)整后改為大學(xué)化學(xué)（實驗）和生物化學(xué)（實驗）；原基礎(chǔ)實驗課環(huán)境學(xué)概論的12個學(xué)時實驗與環(huán)境監(jiān)測實驗合并，增至32學(xué)時；環(huán)境微生物學(xué)和環(huán)境生物學(xué)實驗合并為環(huán)境生物工程（實驗）．根據(jù)環(huán)境工程實驗室條件和歷年環(huán)境工程實驗的開設(shè)情況，將水污染控制工程實驗獨立設(shè)課，將原大氣污染控制實驗和選修課的部分工程實驗納入環(huán)境工程仿真實驗課，使環(huán)境工程類的實驗課程由原來的30學(xué)時增加到48學(xué)時．通過對實驗學(xué)時較少且實驗內(nèi)容相近的實驗課程合并，將非獨立設(shè)課改為獨立設(shè)課，新增加環(huán)境工程仿真實驗（軟件）和環(huán)境數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析課程設(shè)計（上機）2門實驗課程．2016年培養(yǎng)方案中實驗課程總計12門，實驗總學(xué)時較2012年培養(yǎng)方案增加了64.1%，實驗課程在培養(yǎng)方案中所占比例有了極大提高．

2實驗教學(xué)實施狀況分析

環(huán)境科學(xué)專業(yè)化學(xué)方面的基礎(chǔ)實驗課和儀器分析（實驗）課是在化學(xué)化工學(xué)院按培養(yǎng)方案實際開設(shè)的，而環(huán)境科學(xué)專業(yè)的核心實驗課程（專業(yè)實驗課）主要在環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院開設(shè)．根據(jù)環(huán)境科學(xué)專業(yè)2010—2016年實驗教學(xué)計劃書和任務(wù)書，將各學(xué)期開設(shè)實驗課的門數(shù)、項目數(shù)和學(xué)時數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計（見表3）．2013—2014學(xué)年第一學(xué)期有了第一門獨立設(shè)置的實驗課——環(huán)境生態(tài)學(xué)，隨后獨立設(shè)課的實驗課門數(shù)、實驗項目數(shù)和學(xué)時都有了顯著增加．環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境土壤學(xué)和環(huán)境生態(tài)學(xué)等課程實驗的開出率均為100%，且綜合性、設(shè)計性實驗項目所占的比例也逐漸提高．由于環(huán)境科學(xué)學(xué)科的綜合性和交叉性，各實驗課程雖獨立設(shè)課，但在內(nèi)容上仍依附于理論課程，因此實驗項目易出現(xiàn)交叉和重復(fù)，如環(huán)境監(jiān)測（實驗）中土壤部分的實驗和環(huán)境土壤學(xué)（實驗）的實驗項目就極易出現(xiàn)重復(fù)內(nèi)容．因此，學(xué)院統(tǒng)一組織實驗教師集中商討并制訂實驗課程教學(xué)大綱，從而避免了不同的課程實驗內(nèi)容重復(fù)出現(xiàn)．通過進(jìn)一步了解和分析各實驗項目的內(nèi)容、類型以及對實驗課教師和學(xué)生的訪談和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)環(huán)境科學(xué)專業(yè)的核心實驗課（專業(yè)實驗課）在實施過程中存在3個方面比較突出的問題：（1）偏化學(xué)方面的實驗課程和實驗項目較多，環(huán)境生物和環(huán)境工程方面的實驗薄弱．環(huán)境生物工程（實驗）（32學(xué)時）8個實驗項目，其中4個實驗項目為原環(huán)境生物學(xué)的實驗項目，另外4個實驗項目是新增設(shè)的，均為關(guān)于活性污泥的實驗項目．工程方面的實驗課程有水污染控制工程（實驗）（32學(xué)時）和環(huán)境工程仿真（實驗）（軟件）（16學(xué)時），其中水污染控制工程（實驗）僅開設(shè)了4個實驗項目．（2）驗證性項目多，綜合性和設(shè)計性實驗項目少，學(xué)生缺乏積極性和主動性．驗證性實驗的主要目的一方面是鞏固環(huán)境科學(xué)類的基本原理和基礎(chǔ)知識；另一方面是訓(xùn)練學(xué)生的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生對實驗儀器使用、操作和實驗步驟的熟練程度，使學(xué)生對實驗過程具備初步的認(rèn)知能力．但此類實驗開設(shè)太多不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，同時也不能提高學(xué)生對實驗的積極性[5]．（3）理論課教師同時承擔(dān)實驗課教學(xué)，且理論課和實驗課往往在同一學(xué)期開設(shè)，無實驗員協(xié)助，教師負(fù)擔(dān)較重．

3完善實驗教學(xué)的措施

（1）在課程設(shè)置上，應(yīng)使實驗課脫離依附于理論課的狀況[6]，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)，重新設(shè)置實驗課體系[7]．以“基礎(chǔ)性實驗——綜合性實驗——研究性實驗”為主線，將環(huán)境科學(xué)專業(yè)實驗課整體考慮、統(tǒng)籌規(guī)劃，將不同的實驗課程合理搭配，精心篩選具體實驗項目，使教學(xué)過程產(chǎn)生疊加效應(yīng)．（2）環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)方面的專業(yè)實驗應(yīng)加強與生命科學(xué)學(xué)院的合作，借助生命科學(xué)學(xué)院的師資力量和實驗室，合理設(shè)計環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)實驗項目．環(huán)境工程方面的實驗引入了環(huán)境工程仿真軟件，但應(yīng)加強與政府部門和企業(yè)的合作，使學(xué)生能夠到工程現(xiàn)場參觀從而增強感性認(rèn)識．綜合性、研究性實驗項目可以結(jié)合教師的科研項目、大學(xué)生科技創(chuàng)新項目進(jìn)行設(shè)計[8-10]，從而豐富學(xué)生的實驗課學(xué)習(xí)內(nèi)容，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．（3）在實驗室?guī)熧Y力量的匹配上，應(yīng)考慮設(shè)置實驗員崗位或?qū)Ｂ毜膶嶒炚n教師[11]．目前，環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院建設(shè)了環(huán)境監(jiān)測實驗室、環(huán)境生態(tài)與生物多樣性實驗室、環(huán)境土壤學(xué)實驗室和環(huán)境工程實驗室，擁有氣象色譜儀、原子吸收儀、離子色譜儀、總有機碳分析儀及原子熒光儀等大型儀器設(shè)備，各實驗室應(yīng)加強溝通和合作，促進(jìn)實驗室資源的高效利用．

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作者:張菊 鄧煥廣 董杰 陳艷 張二勛 單位:聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院