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环境科学教学革新分析
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1原有实验教学体系的问题及改革的可行性
目前重庆三峡学院的环境科学实验主要包括专业主干课———仪器分析与环境监测的实验。主要实验内容在专业成立之初基本确定,与课程教学紧密配合。通过实验,帮助学生加深对理论知识的理解,培养了思考与实验动手能力。但随着社会和经济的发展与教学要求的提高,原有的实验体系与教学模式已不适应学生综合素质的培养,主要表现在:
1.1实验教学方式落后。教师准备好实验设备与仪器,学生按照实验步骤一步一步进行实验,不能随便改变实验步骤,不需要学生分析和解决问题,使学生养成了智能上被动和主观上依赖的实验习惯。 1.3实验设备落后。环境科学专业实验室投入严重不足,可开出实验项目数逐渐减少,不能满足实验教学的要求。
1.4实验室封闭管理,学生只能在规定时间进入实验室。上述现状已不能满足现代环境科学专业的教学要求,不能适应现代的人才培养模式,必须进行全面的改革。同时,对重庆三峡学院环境科学实验教学的改革已进行了相当长时间的考虑,改革思路参考了国内外高校的有益做法,但由于实验室建设滞后难以实施。重庆三峡学院百安坝校区的建设为改革的实施提供了机会。另一方面,我校环境科学专业近几年承担了多项国家、省级科研项目,具有较高科研水平,可以保证综合性、开放性实验的进行和指导质量。
2新型的实验教学体系的构建
构建新的实验教学体系,不仅要对实验的硬件要求加以提高,其核心更是要对实验内容的体系进行改革,将传统的实验所实行的“课前预习-课堂实验-课后教师评阅”的三段串行模式加以深化改革,充分调动学生的积极性,培养学生的自主实验与综合素质。
2.1实验内容体系改革
根据我校人才培养目标和实际情况,从培养适应社会发展所需要的高素质应用型人才角度出发,我们将环境科学系列课程实验划分成三个不同的层次:课程验证型实验、综合验证型实验(包括综合型、设计型和应用型实验)以及研究创新型实验。课程验证型实验是指关于环境监测等基本理论相关内容的实验,这类实验的主要目的是验证理论,帮助学生加深理解和消化课堂所学理论知识,使学生掌握环境科学实验的基本方法,提高实验技能,熟练使用常用实验仪器。实验内容尽量覆盖课程中的重要知识点,突出监测技能和检测方法的训练,培养正确记录与处理数据、合理表达与报告实验结果的能力。课程验证型实验为后续综合验证型及创新型实验奠定了坚实的基础。与工程设计相关的参数选择、污染控制理论的应用等相关的实验设为综合验证型实验,注重在实验过程中培养学生的创新意识、思维能力、观察能力、动手能力、分析问题的能力,综合运用所学知识解决问题,养成独立思考和积极进取的科学精神。由于这一类型的题目比较贴切实际工作,所以需要学生有一定的处理实际问题的能力,从而培养学生在面对实际问题时所必需的分析处理能力。这类实验需要学生提交合理的实验设计报告,而后自行完成设计、检测、调整、测量、记录结果整个完整过程,通过实验初步了解工艺流程及工程设计的过程,提高学生的综合应用能力。研究创新型实验主要是一些结合了工程和科研实际的实验。它是对本科生的高级工程与科研训练,要求深入了解工程应用的基本思维方法、具体技术等,对所学的科学体系知识进行全面的应用。在研究创新实验阶段,教师只提供必要的技术指导,实验室提供必要的实验设备和场地,要求学生自己选题、论证方案、设计实验、获取工程运行最优参数等。
2.2配合新型实验体系的实验室建设
高等学校实验室是实验教学的有效载体,承担着培养高级专门人才,提高学生实践能力、创新能力,实施素质教育的重要任务,是学校教学、科研工作的重要组成部分。实验室建设是推进学校实验教学改革的基础工程和基本保证,应将实验室建设作为重要的基础设施建设来抓。在结合重庆三峡学院百安坝校区建设的同时,根据新型实验体系建设环境科学实验室,同时考虑可接纳研究生进行实验,一方面提高实验室的利用率,另一方面保证综合验证型实验、研究创新型实验的进行。
2.3实验教学方法与教学管理改革
改革实验教学方法,对不同类型的实验采用不同的教学模式。对课程验证型实验,由教师讲解指导,学生进行实验、分析;对综合验证型实验,以学生为主体,在资料调研的基础上进行实验设计,经讨论修改后由学生实施。研究创新型实验是培养学生综合实践创新能力的重要方式,可结合学生课外科研实践进行。这类实验分四个过程:
2.3.1查阅资料、提出实验方案:这一过程要求学生通过查阅有关书籍、文献资料,了解和掌握与课题有关的国内外技术状况、发展动态,并在此基础上,根据实验课题要求和实验室条件,提出具体的书面实验方案设计,包括提出实验工艺技术路线与实验装置、实验条件要求、测试项目和测试方法、实验计划进度等。
2.3.2方案的讨论与确定:指导教师在对实验方案审议的基础上,与学生开展讨论。由学生介绍实验方案,指导教师根据可行性、实验室条件等因素对方案进行修正,使之具有可操作性,满足实验目的要求,在尊重学生思路和实验要求的前提下,确定实验方案。
2.3.3实验室试验:按确定的实验方案,在实验室由学生自己动手准备必要的实验材料、搭置实验装置,开展具体的试验和测试工作。指导教师负责现场指导,解答学生试验中遇到的难题,启发学生深入思考,创造必要的试验条件,如分析条件、必要的设备材料等。
2.3.4实验总结:由学生自主对实验结果数据进行分析、总结,教师负责指导和答疑,这一过程使学生分析问题的能力得到锻炼和提高,最终按要求编写出实验研究报告。研究创新型实验过程,使学生经历“三个全面”的过程,即经历一次全面分析研究问题的过程,实验技能得到全面的锻炼、综合能力得到全面的提高。对学生实验进行开放式管理,学生组成实验小组,在规定学期内完成规定类型的实验即可。同时以培养综合实践能力与创新能力为出发点,改革实验课程的考核方法。
2.4实验教学内容的改革
由于环境科学主要研究的是环境问题,而环境问题更多的是在实验室外发生的,因此在实验教学内容中我校增加了室外实习,如三峡库区生态环境状况调查(1学分)。这样既提高了学生的兴趣,又具有针对性和专业特色,甚至还可能有一定的经济效益和社会效益,同时为学生以后从事相关工作打下基础,真正锻炼了学生观察能力、操作能力、思维能力、自学能力和科研创新能力,可谓一举多得。
2.5教学与科研结合,提高教学质量
环境科学是在研究防治环境污染和生态破坏的实践中发展起来的科学,在教学的同时,我校专业课教师和实验室指导教师积极参与国家部委和省市政府的研究课题。将科研和技术开发纳入实验教学,开展探索性试验,丰富和更新实验教学内容,对活跃学生思维、扩大学生视野,培养学生的探索能力和创新能力具有良好的作用,使其了解环境科学的现状和发展趋势,了解环境方面的新技术、新工艺,使学生在新的工作岗位能够很快地进入角色。
3结论
环境科学实验教学新体系在调查研究、实践的基础上建立起来的,有很强的实际意义,对学生的学习和教师的教学都提出了新的要求,相对于原有的枯燥的、千篇一律的实验教学有了新的提高,调动了学生的实验兴趣,促进了学生的学习积极性,使学生的素质得到全面提高。当然,由于实验教学体系的创新构建与创新教育一样正处于探索之中,所以,许多问题有待研究。构建新的实验教学体系,既要有理性的思考,更要有实践的勇气。培养学生的创新意识和创新能力不是通过改革某一门课、某一个教学环节就能彻底解决的,这需要全社会教育工作者的共同努力。
