環境化學實驗教學的改革新思路

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摘要：目前，傳統的實驗教學模式已經不能滿足新時代人才培養的要求，所以實行教學改革勢在必行。為了解決傳統實驗教學在實驗時間、實驗條件等方面的局限，本文提出了幾點關于環境化學教學改革的新思路：建議引入現代新型網絡教學，即建立環境化學實驗教學網站和信息化共享平臺；針對傳統基礎實驗教學中缺乏對開放性實驗的安排，建議引入科研項目提高實驗教學水平；為加強學生的實驗室安全知識教育，建議構建基于專業技能的實驗室準入機制、導師制管理模式；同時，為了更高效地完成實驗教學任務，建議建立滿足現代實驗教學需要的實驗教學團隊。

關鍵詞：環境化學實驗；教學改革；網絡化

環境化學實驗課程是依托環境類專業的核心基礎課程《環境化學》而開展起來的實踐教學課程，是培養學生理論聯系實踐、提高動手能力、增強創新能力的重要環節之一。通過實驗教學環節的學習，使學生進一步理解和驗證課堂所學的基礎理論知識，培養學生的歸納總結、分析和處理實驗數據的能力。同時，鍛煉學生的動手能力，提高學生的獨立思考能力，為學生將來從事科學研究和解決工程實際問題打下堅實的基礎[1-3]。高校在重視理論知識教學的同時，也應進一步加強對實驗教學的重視，實驗教學不應僅僅停留在驗證規律、訓練學生實驗操作與技能上，而是應該通過實驗教學使學生更深一步理解科學規律、科學研究方法，與理論相聯系，產生興趣，學以致用，獲得感性認識，繼而產生新的想法，進行更為廣闊的科學理論研究[4]。然而，現在的高校實驗教學仍存在著一些傳統問題，如：只看重實驗數量，而忽視實驗質量，認為僅僅完成課程相關實驗內容即可，只是實現了初步實驗教學目標。其次，在實驗教學中，教師所講授的與實驗相關的理論知識還是較為書本與刻板，實驗教學更為重要的應該是使學生產生興趣，進而自主進行更深層次的理論知識學習或從事相應科學研究，然而受限于時間，只能選擇最為重要的內容來講，也在情理之中。再者，實驗多為驗證性試驗，實驗過程與考核也多與學生動手能力、操作技能和實驗報告的書寫掛鉤，缺少學生獨立思考、計劃實驗、設計實驗、提出與解決問題能力等方面的培養與考核，學生缺少對環境化學前沿研究領域與方向的了解，難以產生實驗與科研興趣。還有，缺少對學生的實驗習慣、態度、安全意識的培養，學生做實驗防范意識淡薄，實驗習慣不好，實驗器材、藥品的使用不規范，做實驗的態度與目的不明確，尤其在小組實驗中表現更為明顯，有些學生能避就避，實驗教學功能不能充分實現。針對以上問題，可以采取以下嘗試性改革方法。

一、引入現代新型網絡教學

1.建立環境化學實驗教學網站。在互聯網迅速發展與普遍應用的時代，教育教學也應與時俱進。傳統的環境化學實驗教學是在特定的實驗室，由學校投入建設實驗室，購買實驗器材、藥品，實驗室教師準備好每次實驗所需物品，教師講解實驗相關知識與實驗內容，學生進行實驗操作。學生通常只能鍛煉動手能力、得到相對簡單的實驗操作技能，由于時間原因，教師講解實驗內容也較為簡單，一般是圍繞實驗展開，在保證實驗能夠順利進行的情況下，主要講實驗原理、內容和注意事項，內容刻板，與學生的互動較少。在計算機多媒體與網絡通訊技術迅猛發展的時代，互聯網在實驗教學中的應用也越來越多[5]。建立環境化學實驗教學網站可以彌補傳統環境化學實驗教學實驗時間、實驗條件的局限，利用實驗教學網站可以實現學生在任何時間、任何地點進行學習，研究自己感興趣的實驗與課題，不局限于課堂固有的時間，可以讓學生了解更多知識；而且學生可以通過虛擬實驗室獲得多種感官體驗，如視覺、聽覺、力覺、觸覺等，在虛擬實驗室，學生用手觸碰一個物體時，可以感知到這個物體的重量、質地、溫度，實現了一種直接感官的刺激，基本達到了傳統實驗室中自己動手一樣的感受，其優越性顯而易見[6]。在這個網站上，學生還可以及時得到反饋，與在線教師充分互動，有問必答，激發了學生思考，使學生可以大膽提問，充分實現因材施教，使每個學生都能獲取到自己想要的知識，填充自己的缺陷；實驗前，通過虛擬實驗室，學生可以提前進行預習，比書本上更加直觀地感受實驗過程，更明確實驗內容與操作，也更清楚自己的疑問，極大程度上節約了教師與學生的時間；同樣，實驗結束后，學生也可以再次進行反思，回想自己在實驗中沒有做好的地方，溫故而知新。運用網絡教學是未來各學校、各學科的發展趨勢，學生在網絡上獲取的知識遠比在傳統實驗教學中多，在虛擬實驗室中，學生可以充分發揮自己的想象力，進行各種虛擬實驗，不怕出錯，也不會發生事故，同時可以引導學生合理運用網絡獲取自己所需的知識，而不是每天進行無用的網絡瀏覽，讓他們自己產生興趣，自主學習。2.建立信息化共享平臺，實驗內容網上預約，網絡化管理。實驗教學網絡化是基于網絡技術的學校信息化集成應用系統。實驗教學網絡化可以為學校實驗教學提供全方位的服務，包括教學、管理、科研、信息交流和通訊等[7]。將實驗教學網絡化，建立信息化共享平臺，可以提高工作效率，學生根據自己的時間網上預約，教師可以及時查看，無須人力通知，替代了煩瑣的人工操作，同時有利于資源的共享、合理安排和利用。實驗教學網絡化還可以提高管理水平，通過網絡我們能迅速及時準確地進行實驗耗材剩余量分析，及時滿足教學、科研需要，為教學、科研提供優質服務。

二、引入科研項目提高實驗教學水平

目前大多數高校環境化學實驗教學還是停留在基礎的演示型，驗證規律性實驗上，僅實現了實驗教學基本的教學目標，學生著重在記錄簡單的實驗操作與技能上，忽視了對開放性實驗的考察。基礎實驗教學應當與實驗室研究結合起來，適當引入科研項目[8]。邀請部分教師作為學生開放性實驗的指導教師，教師們提出各自的課題，學生們可以選取自己感興趣的內容進入教師的研究室，在這個過程中，學生會自主了解當前環境化學研究的前沿與熱門方向，循序漸進對本專業科學研究產生興趣，學生進入實驗室后，指導教師將課題交給學生，從與課題相關的文獻入手，學生自己通過查找文獻、閱讀文獻，增進了對科學研究的了解，然后通過文獻，對自己的課題產生想法，設計實驗，與教師討論實驗內容，實驗步驟，所需要的實驗用品、藥品、器材，與做基礎實驗不同，這些東西不再由專門的實驗室管理教師統一配備好，而是自己將準備工作做好，寫好預習報告，然后進行實驗探索與研究。整個過程中，學生自己設計，自己思考，自己發現與解決問題，整體素質提高，學生的實踐與創新能力在潛移默化中得到提升，充分實現了國家培養綜合實踐創造型人才的戰略目標[9]。開放性實驗可個人，也可小組進行，若個人進行，個人在進行探究的過程中尋求他人的幫助，配合他人，學會與他人相處，培養團隊協作意識；若小組進行，一定要明確分工，每個學生清楚自己要做的部分，不可像平時基礎實驗時兩三人一組，一個人做完了所有實驗，剩下的學生得不到鍛煉，因為開放性實驗難度更大，要求所有學生必須參與進去，學會自己思考、自己操作。因此，建議實驗考核的標準也隨之更改，將開放性實驗成績加入，促使學生認真進行實驗探究，指導教師在這個過程中幫助學生認識科學研究，培養學生的科研素質與科研態度，使學生從被動變為主動進行實驗探究。指導教師可從獨立思考、操作技能、實驗結果和科研態度四方面對學生進行考核，獨立思考又可分為對課題的認識，實驗內容、實驗步驟的設計；操作技能包括實驗器材、用品的使用，實驗進行的規劃，更重要的是在實驗中發現問題和解決問題的能力，旨在培養高素質人才[10，11]。

三、構建基于專業技能的實驗室準入機制、導師制管理模式

目前的環境化學實驗教學，一般以班級為單位進行分組，學生在進行實驗之前沒有受過正規的實驗室安全知識教育，學生的實驗習慣不佳、實驗態度不嚴謹很容易造成事故，教學中實驗教師對安全意識的強調最為重要。因此建議構建實驗室準入制度，對學生進行集中管理與教育，與碩士、博士研究生一樣進行實驗室安全知識教育與考核。這樣學生在進入實驗室之前，對實驗室安全有充分的認識，如一些有毒、易燃易爆等常用標識，實驗器材的使用說明，實驗室水、電的安全知識等。在實驗教學時，教師便能輕松很多，進而把更多的精力專注在培養學生對實驗的深入認識與興趣上，實驗教學也能更有生機與樂趣。采取這樣導師制的管理模式后，若發生實驗事故，由學生追究到教師，兩人均受教育與責罰，按照這個模式進行下去，學生的安全意識與實驗習慣能有質的提升，事故發生率也能降低。

四、建立滿足現代實驗教學需要的實驗教學團隊

實驗教學不同于理論教學，需要符合體制與實驗室建設的專業團隊，雖然最初為理論指導實驗，但是現在各高校也都形成了專門的實驗教學團隊.環境實驗教學作為本院學生的基礎實驗教學，應形成以本專業為主的相應理論課、實驗課教師，實驗室技術人員，實驗室管理人員的實驗教學團隊。各成員各司其職，專職專責，有問題及時反饋，相應部門及時解決，有條不紊，井然有序，實驗教學與實驗室管理相輔相成，如此，二者均可充分且高效地完成各自的教學目標或崗位要求。

五、結語

“環境化學”課程的基礎理論內容豐富，環境化學實驗教學是理論教學的輔助與延伸，實驗內容非常豐富，實驗教學只有不斷改革，才能滿足新時代下對人才培養的要求。本文提出了一些對環境化學實驗教學改革的新思路，希望通過嘗試能使教學更加順利，實現教學目標的同時，實現國家對人才培養的需要，培養出具有高素質的綜合實踐創新型人才。

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作者:董招君 蔣惠忠 牛姝 呂聰 張鳳君 單位:吉林大學環境與資源學院