環(huán)境科學實驗教學改革的實踐

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摘要：對比了聊城大學2012年和2016年環(huán)境科學專業(yè)培養(yǎng)方案中實驗課程的設置，并分析了2010—2016年專業(yè)實驗教學的實施情況．發(fā)現(xiàn)獨立實驗課的開設率、實驗項目數(shù)以及學時數(shù)逐年增加，實驗教學改革取得了一定的成果．針對存在的問題提出了重新設置實驗課體系，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等方面的建議．

關鍵詞：環(huán)境科學；實驗教學；課程設置；教學改革；聊城

大學環(huán)境科學是為解決環(huán)境問題而誕生的一門新興的綜合性邊緣學科，具有很強的實踐性和應用性，這也決定了實驗教學在整個教學過程中占據(jù)著重要的地位[1-2]．聊城大學是山東省省屬綜合性大學，其環(huán)境科學專業(yè)依托環(huán)境與規(guī)劃學院設立于2004年，旨在培養(yǎng)掌握環(huán)境自然科學、環(huán)境技術科學和環(huán)境人文社會科學等方面的基礎知識，具備環(huán)境科學的基本理論、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．本科教育以教學為主，近年來實驗實踐教學環(huán)節(jié)不斷完善，但仍存在著一定的問題．本文對聊城大學環(huán)境科學專業(yè)實驗教學的沿革和現(xiàn)狀進行了總結分析，并對實驗教學課程的設置和實施提出了改進建議，以期完善環(huán)境科學專業(yè)實驗教學模式，為培養(yǎng)環(huán)境科學專業(yè)應用型本科人才提供參考．

1實驗課程設置

環(huán)境科學專業(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)和學時數(shù)的增減．2013年聊城大學啟動了山東省應用型人才培養(yǎng)特色名校重點項目建設，努力創(chuàng)建一流地方綜合性大學．如何進一步加強和提高大學生實踐能力擺在了聊城大學教學工作的首要位置，而實驗課程是學生學以致用，理論聯(lián)系實際，分析問題和解決問題的重要環(huán)節(jié)[3]．實驗教學具有直觀性、實踐性、啟發(fā)性和探索性等特點，對學生知識、能力和技能等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有著理論教學不可替代的作用．同時實驗教學也是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的重要組成部分[4]．因此，為適應環(huán)境科學專業(yè)發(fā)展的需要，培養(yǎng)出高素質(zhì)應用型環(huán)境科學專業(yè)人才，2016年修訂后的培養(yǎng)方案在實驗課程的設置上與歷年的培養(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門為非獨立設課，僅1門課程——環(huán)境生態(tài)學獨立設置實驗課．實驗共計234學時，其中基礎課實驗、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%．獨立設課學時占總學時的比例僅為13.7%．2016年環(huán)境科學專業(yè)培養(yǎng)方案中共計12門實驗課程，其中獨立設課11門，非獨立設課1門．實驗共計384學時，其中專業(yè)教育課程實驗、基礎實驗和專業(yè)實驗所占比例分別為4.2%，18.8%，77.1%，獨立設課學時占總學時比例為95.8%．2012和2016年環(huán)境科學專業(yè)培養(yǎng)方案中具體實驗課程及學時情況見表2．由表2可見，2016年培養(yǎng)方案將16學時以上的課程進行了獨立設課，并對2012年部分非獨立設課的實驗項目進行了合并與調(diào)整．如基礎實驗課無機化學、有機化學和核心課分析化學，經(jīng)合并和調(diào)整后改為大學化學（實驗）和生物化學（實驗）；原基礎實驗課環(huán)境學概論的12個學時實驗與環(huán)境監(jiān)測實驗合并，增至32學時；環(huán)境微生物學和環(huán)境生物學實驗合并為環(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)境工程實驗的開設情況，將水污染控制工程實驗獨立設課，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學時增加到48學時．通過對實驗學時較少且實驗內(nèi)容相近的實驗課程合并，將非獨立設課改為獨立設課，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實驗教學實施狀況分析

環(huán)境科學專業(yè)化學方面的基礎實驗課和儀器分析（實驗）課是在化學化工學院按培養(yǎng)方案實際開設的，而環(huán)境科學專業(yè)的核心實驗課程（專業(yè)實驗課）主要在環(huán)境與規(guī)劃學院開設．根據(jù)環(huán)境科學專業(yè)2010—2016年實驗教學計劃書和任務書，將各學期開設實驗課的門數(shù)、項目數(shù)和學時數(shù)進行了統(tǒng)計（見表3）．2013—2014學年第一學期有了第一門獨立設置的實驗課——環(huán)境生態(tài)學，隨后獨立設課的實驗課門數(shù)、實驗項目數(shù)和學時都有了顯著增加．環(huán)境化學、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境土壤學和環(huán)境生態(tài)學等課程實驗的開出率均為100%，且綜合性、設計性實驗項目所占的比例也逐漸提高．由于環(huán)境科學學科的綜合性和交叉性，各實驗課程雖獨立設課，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，如環(huán)境監(jiān)測（實驗）中土壤部分的實驗和環(huán)境土壤學（實驗）的實驗項目就極易出現(xiàn)重復內(nèi)容．因此，學院統(tǒng)一組織實驗教師集中商討并制訂實驗課程教學大綱，從而避免了不同的課程實驗內(nèi)容重復出現(xiàn)．通過進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生的訪談和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)環(huán)境科學專業(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學時）8個實驗項目，其中4個實驗項目為原環(huán)境生物學的實驗項目，另外4個實驗項目是新增設的，均為關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學時）和環(huán)境工程仿真（實驗）（軟件）（16學時），其中水污染控制工程（實驗）僅開設了4個實驗項目．（2）驗證性項目多，綜合性和設計性實驗項目少，學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)境科學類的基本原理和基礎知識；另一方面是訓練學生的基本技能，培養(yǎng)學生對實驗儀器使用、操作和實驗步驟的熟練程度，使學生對實驗過程具備初步的認知能力．但此類實驗開設太多不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，同時也不能提高學生對實驗的積極性[5]．（3）理論課教師同時承擔實驗課教學，且理論課和實驗課往往在同一學期開設，無實驗員協(xié)助，教師負擔較重．

3完善實驗教學的措施

（1）在課程設置上，應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，從專業(yè)教學整體需求出發(fā)，重新設置實驗課體系[7]．以“基礎性實驗——綜合性實驗——研究性實驗”為主線，將環(huán)境科學專業(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，使教學過程產(chǎn)生疊加效應．（2）環(huán)境生物學、環(huán)境微生物學方面的專業(yè)實驗應加強與生命科學學院的合作，借助生命科學學院的師資力量和實驗室，合理設計環(huán)境生物學、環(huán)境微生物學實驗項目．環(huán)境工程方面的實驗引入了環(huán)境工程仿真軟件，但應加強與政府部門和企業(yè)的合作，使學生能夠到工程現(xiàn)場參觀從而增強感性認識．綜合性、研究性實驗項目可以結合教師的科研項目、大學生科技創(chuàng)新項目進行設計[8-10]，從而豐富學生的實驗課學習內(nèi)容，進一步激發(fā)學生的學習興趣．（3）在實驗室?guī)熧Y力量的匹配上，應考慮設置實驗員崗位或專職的實驗課教師[11]．目前，環(huán)境與規(guī)劃學院建設了環(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備，各實驗室應加強溝通和合作，促進實驗室資源的高效利用．

參考文獻：

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