地方院校環(huán)境科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)改革
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摘要：文章針對環(huán)境科學(xué)專業(yè)特點，分析目前實驗教學(xué)存在的問題，探討提高環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生實驗?zāi)芰Φ囊环N新的培養(yǎng)途徑，即整合實驗硬件設(shè)施、優(yōu)化實驗課程結(jié)構(gòu)，構(gòu)建環(huán)境科學(xué)專業(yè)實驗課程群。
關(guān)鍵詞：環(huán)境科學(xué)專業(yè)；實驗教學(xué)；改革；課程群
環(huán)境科學(xué)是一門集地理、物理、生物和化學(xué)等多學(xué)科相互滲透、高度綜合的交叉學(xué)科，具有整體性、綜合性和應(yīng)用性的特點。環(huán)境科學(xué)的這種特性決定了實驗教學(xué)在整個教學(xué)過程起著舉足輕重的作用。實驗教學(xué)為培養(yǎng)專業(yè)的環(huán)境類人才，使其具備較強的實踐能力、創(chuàng)新能力有著不可替代的作用[1]?，F(xiàn)在運行的實驗教學(xué)相對薄弱，嚴(yán)重制約學(xué)生綜合能力的發(fā)展，如何提高大學(xué)生的實驗技能擺在了高校教師的面前。本文就吉首大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)和實驗管理方面存在的問題進行剖析，提出實驗課程群建設(shè)等舉措，以期改善目前實驗教學(xué)現(xiàn)狀，為培養(yǎng)創(chuàng)新性實驗人才提供參考。
一、目前環(huán)境類專業(yè)實驗教學(xué)存在的問題
（一）課程體系欠合理
根據(jù)《吉首大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案》之規(guī)定，目前開設(shè)了9門實驗課程，共234學(xué)時、65個實驗項目。根據(jù)現(xiàn)行的培養(yǎng)方案，從數(shù)量上，實驗總門數(shù)偏少，遠(yuǎn)低于學(xué)院其他專業(yè)開設(shè)實驗門數(shù)（生物科學(xué)專業(yè)的14門、生物工程專業(yè)13門實驗課），且平均每門實驗課程僅26學(xué)時、每門課每周僅2~3學(xué)時，實驗課程成為理論課堂教學(xué)的附屬課，不能夠引起學(xué)生的重視。在結(jié)構(gòu)上，實驗課程主要分為三部分：公共基礎(chǔ)實驗課程、專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程和專業(yè)實驗課程。無機及分析化學(xué)實驗和有機化學(xué)實驗為公共基礎(chǔ)實驗，很明顯，公共基礎(chǔ)實驗課程只有化學(xué)類實驗，缺乏了生物類實驗和物理類實驗，知識結(jié)構(gòu)較為單一。專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程旨在夯實實驗基本技能，工程制圖和儀器分析實驗的開設(shè)能讓學(xué)生掌握基本的實驗工具和實驗技能，但明顯存在基礎(chǔ)太弱、口徑太窄的缺陷。專業(yè)實驗課程開設(shè)門數(shù)雖多，但方向過于集中，側(cè)重于污染物的監(jiān)測和遷移轉(zhuǎn)化，對污染物的治理、污染評價等專業(yè)性高、實用性強的實驗課程尚未開設(shè)，如水污染控制工程實驗，大氣污染工程實驗和環(huán)境影響評價案例分析等。故實驗課程在結(jié)構(gòu)上存在基礎(chǔ)實驗課程單一，專業(yè)實驗課程口徑不寬，結(jié)構(gòu)欠合理?？茖W(xué)的環(huán)境專業(yè)人才培養(yǎng)方案是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的根本，故修改實驗課程設(shè)置，整合實驗教學(xué)模塊刻不容緩。
（二）實驗內(nèi)容欠科學(xué)
環(huán)境科學(xué)專業(yè)實驗課學(xué)時、項目較少，實驗內(nèi)容松散、覆蓋不夠全面，由于院情、師資等原因，從環(huán)境科學(xué)作為一級學(xué)科的角度思考實驗課程的力度不夠，造成專業(yè)實驗課程雖多、但方向單一，無法實現(xiàn)人才培養(yǎng)的要求。同時，實際教學(xué)中，不成模塊的實驗課程往往會造成教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)，比如《環(huán)境監(jiān)測》實驗中有水化學(xué)指標(biāo)的測定，與《環(huán)境化學(xué)》實驗中多處存在重復(fù)內(nèi)容，內(nèi)容的重復(fù)導(dǎo)致了學(xué)生的厭學(xué)情緒。再次，實驗課程的開設(shè)受實驗條件（如儀器設(shè)備）等因素的影響，各科實驗?zāi)軌蜷_出的項目比計劃的更低，且能開出的項目受儀器和場地等因素的制約，形成大組循環(huán)觀摩式教學(xué)，無法很好提升學(xué)生的實驗操作技能和調(diào)動其積極性。就已開設(shè)的實驗內(nèi)容來看，各項目較為經(jīng)典，但偏離實際應(yīng)用，學(xué)生們普遍表現(xiàn)出對實驗課興趣不濃。就實驗項目來說，驗證性實驗項目比例偏高，綜合和設(shè)計性實驗比例不足，嚴(yán)重制約創(chuàng)新性人才培養(yǎng)。
（三）實驗設(shè)備落后、實驗教學(xué)硬件良莠不齊
近幾年來，因平臺建設(shè)，學(xué)院添置了一些大型的精密分析儀器，如氣相色譜儀、高效液相色譜儀、氣———質(zhì)聯(lián)用儀、原子發(fā)射光譜儀、差熱分析儀和TOC測定儀等，完全能夠滿足本科實驗教學(xué)。但是，由于分析儀器價格昂貴，實驗室配備臺套數(shù)少，實際教學(xué)中，學(xué)生觀摩多，而動手少，雖然環(huán)境分析技術(shù)飛速發(fā)展，但實驗中接觸到的大多數(shù)還是傳統(tǒng)的分析方法。同時，一些常用小型儀器老化嚴(yán)重，且分散在各研究室，資源雖豐富，但配置不合理。另外，常用儀器損壞嚴(yán)重，實驗老師只負(fù)責(zé)實驗的教，而無法負(fù)責(zé)儀器的維修，造成硬件設(shè)施雖多，但卻無法滿足實驗教學(xué)，如何合理整合資源亟待解決。
（四）實驗管理較傳統(tǒng)
在實驗教學(xué)管理上，實驗課程仍根據(jù)相應(yīng)理論課程設(shè)定，教學(xué)方式上還是傳統(tǒng)的知識灌輸式教育，即教給學(xué)生實驗?zāi)康?、實驗原理和實驗步驟，學(xué)生按指導(dǎo)書和老師的講授機械地完成實驗操作，對各知識點只知其然而不知其所以然，一般性的了解無法固化所學(xué)內(nèi)容，更談不上應(yīng)用。同時，在有限的實驗學(xué)時（一個實驗一般為2～3學(xué)時）內(nèi)為了完成實驗教學(xué)，老師往往將實驗藥品和器材全部準(zhǔn)備好，樣品也提前制備，其結(jié)果是，學(xué)生掌握知識片面、不系統(tǒng)，下次單獨操作時無從下手，遇到問題不懂分析和解決，更不能獨立設(shè)計實驗。
二、對環(huán)境專業(yè)實驗課程群建設(shè)構(gòu)想
（一）整合實驗內(nèi)容，精簡實驗項目
根據(jù)現(xiàn)行的環(huán)境科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案規(guī)定，該專業(yè)設(shè)有9門實驗課程，對現(xiàn)行實驗項目整合歸類，可形成3類實驗課程群，即專業(yè)基礎(chǔ)實驗、專業(yè)主干實驗和專業(yè)提升實驗。實驗項目的設(shè)置不再依附于實驗課程，如環(huán)境化學(xué)實驗、環(huán)境監(jiān)測實驗中都牽涉到的污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律類實驗，環(huán)境化學(xué)實驗和環(huán)境微生物學(xué)實驗都開設(shè)有污染物在環(huán)境中的微生物降解類實驗則可歸入同一課程群中，單純的污染物分析測試或監(jiān)測項目則可納入專業(yè)基礎(chǔ)課程群中。新的實驗課程體系構(gòu)建應(yīng)打破以實驗課程為基礎(chǔ)的舊實驗體系，建立以實驗項目為基礎(chǔ)的新實驗體系。以實驗方法和技術(shù)要素為主線，以實驗內(nèi)容為準(zhǔn)繩，科學(xué)系統(tǒng)地重組實驗項目，構(gòu)建模塊化實驗課程體系。
（二）實驗獨立設(shè)課，構(gòu)建多層次的實驗內(nèi)容
實驗教學(xué)既是聯(lián)系理論教學(xué)的橋梁，又是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動手能力和創(chuàng)新能力的有效途徑，在培養(yǎng)科研創(chuàng)新型人才方面有著理論教育所不可替代的作用[2]。在課程設(shè)置過程中，應(yīng)避免重理論輕實驗、實驗課程是理論課程的再現(xiàn)等狀況，增強實驗教學(xué)在人才培養(yǎng)中舉足輕重的作用。為此，在人才培養(yǎng)方案設(shè)置中，應(yīng)將實驗課程整合后獨立于理論課程開課，增加實驗項目，強化專業(yè)課間的聯(lián)系，延長教學(xué)學(xué)時，獨立考核，從根本上重視實驗教學(xué)。現(xiàn)行人才培養(yǎng)方案開設(shè)的實驗課程少，方向單一。開展課程群建設(shè)，整合現(xiàn)有資源，并增加新內(nèi)容、開設(shè)新項目，構(gòu)建厚基礎(chǔ)、寬口徑、多層次立體化的實驗教學(xué)體系。實驗課程群建設(shè)不僅使學(xué)生掌握相關(guān)專業(yè)實驗技能，更要培養(yǎng)其知識運用能力和創(chuàng)新精神。
（三）改進實驗室管理，構(gòu)建平臺加模塊的教學(xué)體系
實驗室建設(shè)是保證完成實驗教學(xué)項目、順利執(zhí)行實驗教學(xué)體系的基礎(chǔ)和重要保證[3]，故實驗室的建設(shè)與管理應(yīng)與實驗課程相適應(yīng)。新的實驗課程群確定后，相應(yīng)教學(xué)實驗室應(yīng)本著資源共享、優(yōu)化配置、集約化管理的原則進行重新整合，最大限度實現(xiàn)資源共享，資源利益最大化。目前，環(huán)境科學(xué)專業(yè)可依托的平臺有生態(tài)研究所、環(huán)境毒理與環(huán)境恢復(fù)研究所、生態(tài)旅游應(yīng)用技術(shù)省級重點實驗室、錳鋅礦業(yè)重金屬污染綜合防治技術(shù)湖南省工程實驗室，各研究所、實驗室分散擁有氣相色譜儀、高效液相色譜儀、傅立葉紅外光譜儀、紫外分光光度計、熒光分光光度計、氣—質(zhì)聯(lián)用儀、原子發(fā)射光譜儀、差熱分析儀、TOC測定儀等進口和國產(chǎn)高檔精密儀器，硬件設(shè)施完全能夠滿足目前的實驗教學(xué)。為保障儀器的正常運轉(zhuǎn)和良性循環(huán)，應(yīng)建立高效的儀器開放管理制度，實現(xiàn)儀器專人管理，管理人員協(xié)助實驗教學(xué)，實現(xiàn)教學(xué)效果最優(yōu)化。同時小型儀器，如分析天平、低速離心機、分光光度計、恒溫振蕩器等應(yīng)分類集中放置，以方便教學(xué)使用為原則，誰用誰負(fù)責(zé)為尺度進行松散管理。為實驗教學(xué)的順利進行提供重要的保障。
（四）課題加課堂，課內(nèi)課外兩手抓
針對目前實驗項目驗證性實驗居多，綜合、設(shè)計性實驗較少的現(xiàn)狀，新的實驗課程群建設(shè)應(yīng)利用各種資源培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。教師的科研工作在具體的領(lǐng)域內(nèi)，具有較強的創(chuàng)新性，凝練或提取教師的科研課題內(nèi)容，設(shè)計成可操作的、緊扣專業(yè)的一類創(chuàng)新性項目，開放科研實驗室。教學(xué)與科研課題相結(jié)合，能夠使學(xué)生把握專業(yè)的研究方向，并盡可能利用新手段和方法來解決實驗問題，從而實現(xiàn)在前沿知識的引領(lǐng)下、創(chuàng)新性項目依托下，提升學(xué)生的實驗動手能力、實驗設(shè)計能力、實驗自主執(zhí)行能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研熱情，開拓學(xué)生視野，為培養(yǎng)成社會需要的復(fù)合型人才打下堅實的基礎(chǔ)。
三、結(jié)語
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和環(huán)境問題的日益凸顯，市場對高素質(zhì)應(yīng)用型人才需求逐漸增大。實驗教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新性應(yīng)用人才的重要環(huán)節(jié)，目前，吉首大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)實驗課程教學(xué)在課程結(jié)構(gòu)、知識內(nèi)涵和設(shè)課形式等方面出現(xiàn)了諸多問題。優(yōu)化實驗課程體系、合理設(shè)置實驗項目、整合現(xiàn)有儀器設(shè)備、建立良好的實驗管理制度、實現(xiàn)課程群立體化的實驗教學(xué)是解決上述實驗教學(xué)問題的有效途徑。
參考文獻：
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