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环境工程实验教学探讨

作者:李亮 邓慧文 字数:2773  点击:

摘 要:实验教学是实践教学环节中的一个重要组成部分,对本科生能力的培养具有举足轻重的作用。本文以环境监测实验为例,分析了传统教学所面临的问题,改变思维模式,将实验指导由台前转为幕后,增强学生自我学习能力,为实验教学改革提供了一条新的思路。

关键词:实验教学;改革

1 前言

实验是实践教学环节中重要的组成部分,是学生理论结合实际的重要环节;在促进学生知识转化、理性认识、动手能力培养和专业基本技能培训方面有着不可替代的作用。

近几年来,我国社会结构、经济体制发生着巨大的变化,高校教学改革呼声越来越高。本文针对实验教学面临的问题进行了分析,结合自身的感受对完善实验教学进行了探讨,为教学改革提供一条新的思路。

2 传统实验教学面临的问题

在日新月异的现在,高校教育存在着明显的滞后,实践教学方面尤其突出[1-2]。多数高校的实验教学,还沿袭着课堂教学的“填鸭”模式,没有互动,不能充分释放学生的主观能动性。高校领导层也意识到了学生动手能力环节的薄弱,实践教学课时数所占总学时数比重增幅明显,但效果却微乎其微。

传统实验教学面临问题如下:

1、“程序”化教学,降低了学生的主动性

传统教学中,大多数学生不会主动预习实验内容,因为他们知道所有的实验过程都是”程序”化,不需要思考、理解,只需要机械的从“A”到“B”到“C”……这种教学模式,让学生感到单一、乏味,丧失主动性;教学是双向的,学生懒散的态度使得教师也会降低教学的预期值,草草了事,进而“恶性循环”[3-5]。

2、依附理论教学过甚,缺乏整体性

实验教学巩固理论教学并没有错,但“过犹不及”。过于追求试验项目贴合书本,将实验内容拆散成多个单一的子项目,就如同“盲人摸象”,使学生过于注重细节,反而看不清事物本质。

3、局限于课程自身,抑制学生综合思维素质

环境工程专业本事就是一门交叉性学科,局限于课程自身,只会固化自己的视野,难以将各学科的基础点融会贯通,使得学生缺乏统筹规划事物的思维方式及相应的综合能力。

3 思维改革,打破传统

传统实验教学沿袭理论教学模式,借助试验平台传授给学生们一些基本的技能和方法,过于注重教师的“教”的角色,忽略了“授体”——学生。如何最大限度的调动学生的能动性,变“被动”为“主动”,是我们授业者需要探索的核心。现以《环境监测》实验改革为例阐述笔者的一些切身经历。

1、将多媒体教学应用到实验教学中

以往教学发现,学生不会提前预习所做实验,往往是进入实验室后才临阵磨枪,这样不但耗时耗力也提高了药剂消耗,增加了实验成本。改革后,引入多媒体教学,其优点在于1)生动形象;2)传递信息量大。通过精心安排可以着重讲解以往实验失败的原因,设备的操作规范、使用技巧,以动漫形式演示工作流程,加深学生的第一印象,起到事半功倍的效果。

多媒体的使用贯穿实验教学的整个过程,学生也通过多媒体定期向教师汇报小组动态、进度,向其他小组分享自己的心得,在共同学习过程中也锻炼了口才。

2、学生为主、教师为辅

传统教学中,学生积极性不强的主要原因是感觉自己形同木偶,没有也不能加入自己的意愿,“教”“学”脱离。原有的《环境监测》,教师从水、气、声、渣四个方向挑选了与理论课结合紧密的监测因子开设实验子项目,学生实验完毕普遍反应与以往的《基础化学》实验没有什么两样。

改革以后,教师只是给出实验项目框架和目的——“评定校园环境质量”。学生围绕这个目标,必须进行项目的调研、勘察,实验方案的设计,监测因子的测定,监测数据分析等诸多环节才能得出校园环境质量的结论。学生呆在实验室的时间基本没有变化,但课下必须投入大量的精力来查阅、收集相关信息、资料。以“实验方案设计”环节来说,学生设计方案中涉及监测时间、监测地点、监测项目因子、监测频次等方面的问题,解决这些问题需要追根索源。通过“调研、勘察”环节反馈的信息来解决“为何如此设计”。比如,周边某企业使用燃料煤,所产生的污染物可能对校园的空气质量有影响,所以要对污染物——SO2、粉尘进行布点监测;通过书本、网络及规范中寻找原理来支撑“如何来实现监测目的”,比如,网格布点法、扇形布点法等。

教学方式的转变,让学生有的放矢,不但自主性得到了释放,而且有明确的方向感。通过资料的查询,进一步加深对课程本身、甚至专业自身的了解,一举多得。

3、打破课程束缚,培养学生综合能力

实际生活中,很多学科的交叉应用才能解决现实问题,只是讲授的单一课程,势必造成学生综合能力的缺失。在改革后的《环境监测》实验中,学生顺利完成实验项目的检测,只是实验的前半部分;通过监测结论判定环境质量才是实验重点,结合环境质量判断采取有针对性的工程措施才是目的。

环境质量判定的区别,导致所采取的工程措施也随之改变。针对水、气、声、渣四个方面的工程又涉及到环境工程专业几乎所有课程,如《化工原理》、《水污染控制工程》、《生态学》等多方面知识的综合应用;这不但避免了学生实验报告的千篇一律,也迫使学生针对具体问题具体分析、解决。

《环境监测》由单纯的实验演变成无形的线,将各门类学科有机的串联在一起,打破门类的束缚,更好的培养学生发散思维和综合能力。

4、当个好“裁判”

从小的应试教育让我们的思维中只有对与错,却忽视了最重要的东西——享受过程。改革前,我们更多的是指出学生的错误,让学生更快的走出实验室;思维方式转变后,我们“退居幕后”做起“裁判”——只是维持实验的正常有序进行,避免安全事件的发生即可。观察发现,学生对实验的失败记忆往往比对成功的记忆要深刻的多,让他们形成自我纠错、自我反思的能力,真正的体会到“失败是成功之母”的意义;经历失败后的成功对他们的鼓舞也远远超过一蹴而就,让他们真正的享受实验本身。

4 结束语

实验教学是培养专业人才不可缺少的重要的教学环节。笔者结合切身体会提出了“思维转变”的实验教学新模式,对培养、提高学生认识问题和解决问题的能力, 激发创新思维有一定的作用,也为教学实验改革提供了一条新的思路。

参考文献

[1]纪洪广.研究型大学本科实验教学平台构筑模式[J].中国冶金教育,2006(4):56-57.

[2]王金发,戚康标,何炎明,等.开放式实验教学的创新性及实践效果[M].北京:高等教育出版社,2003.

[3]骆健美,王敏,杨华.关于构建微生物学实验教学创新体系的几点建议[J].中国轻工教育,2007(4):65-67.

[4]郁达,卢祥云,吴金男.加强综合性和设计性实验,培养学生创新能力:生物科学(师范)专业实验课程体系改革与实践[J].实验室研究与探索,2002,21(1):15-17.

[5]田丰.开放式实验教学研究[J].继续教育研究,2008(1):106-107.


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