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环境科学专业实验课教学改革探讨论文

论文 时间:2019-04-17 我要投稿
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  高校实验室是学生基础实验技能训练、基本科研能力养成的重要实践场所。高等教育阶段本科实验课教学系统培养了学生基本实践能力,为其日后深入学习和工作打下了牢固的基础。本科实验教学能否取得应有的效果,是衡量本科教学水平的重要指标。如何建立高质量、高效率和高水平的高校实验课程教学训练体系,培养合格的高素质人才,是高等教育改革和实验教学改革亟需解决的难题。

  1 我校环境科学专业实验课教学现状

  2005年,我校优化整合本科专业实验课程体系,其中将环境科学专业基础实验课一《无机及分析化学实验》和《有机化学实验》等实验课调整到化学学院,《生物学概论》等实验课调整到生命科学学院,环境科学实验中心保留环境科学专业基础、系列和主干实验课10门。经过三年实践,将环境科学专业基础实验(化学类、生物类,物理类和工程制图类等胺照其所属学科分配给相关院系开设,不但充分保证了实验教学专业化水平,还实现了优化整合实验室资源,使环境科学实验中心能够集中精力建设专业实验室。

  1.1环境科学本科实验课程教学大纲

  环境科学专业实验课依附相关理论课程而设,依据《东北师范大学实验课程本科教学大纲》共开设了10门实验课。详情见表1

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  由表1可知,本专业学生实验教学时数达到198课时,实验数目为52个,在数量上完全能够实现实验教学目标,实验课程内容也能基本保证学生们的专业需要。

  而考察实际实验教学,则存在着诸多问题,导致目前的实验课程教学体系无法达到预期教学要求和效果。

  受到实验条件(仪器等)众多因素的限制,《实验教学大纲》中各科实验能够开出规定数量的60%~70%就已很难。一般的大型精密分析仪器,只能演示使用,而不能提供具体参与操作的机会。受到实验课时数及仪器数量等因素的限制,稍有些难度的实验题目均采取学生4~6人组的分组实验,无法保证学生获得充分实验机会。不同实验课程内容上经常出现重复冲突现象,比如《环境监测》实验中有水化学指标的测定,而《环境化学》和《水污染控制工程》实验中多处存在重复内容,内容的重复导致了学生的厌学情绪。

  所以,看似质优量足的实验教学大纲,在目前实验条件和管理水平下,受到多方面因素制约,达不到相应的教学目标和效果。

  1.2实验课程设置与成绩考核

  环境科学实验课使用的教材一般取自国家环境质量标准中规定的标准方法,正规出版社的实验教材以及科技文献中出现的成熟的实验方法等。根据实验教学实际经验,目前采取节选相关书籍或者教材中部分实验项目,辑成自编教材,作为环境科学实验指导教材的办法。受限于实验室条件,很难选择一本完全适合我系环境科学专业的实验教材,若能针对本专业特点出版系列实验教材,其针对性和效果将会更佳。

  实验课程教学过程一般由实验技术人员备好药品和仪器,理论课教师指导具体实验内容,学生按照既定的题目完成实验过程即可。学生一般无法参与到实验前期化学药品的配置、仪器的调试,以及原材料的预处理过程中,这不利于学生从事自主设计型实验以及参与科研。应该注重学生基本实验能力训练,让其参与到实验课的全过程中,接受系统的锻炼。

  实验课程的考核是由学生完成实验内容,获得数据并处理后,进行分析与评价,最终撰写实验报告,论述实验全程及给出实验结论。指导教师根据学生实验课堂表现和多次实验报告质量给出其实验成绩。实验成绩一般折算为百分制的20%与学生理论课浙算80%)成绩合计成为该科总成绩。指导教师仅凭实验课堂上有限的印象和书面报告确定实验成绩,不能衡量学生们的真实实验技能水平。

  1.3实验室管理

  环境科学专业实验教学主要使用环境科学实验中心的环境科学基础实验室、环境科学专业实验室、环境工程实验室、两个仪器分析室,及若干实验准备室。本科所有实验以课程为单元分属各实验室,相应实验室技术人员负责管理维护实验室及准备实验。

  具体实验课涉及到的原材料、药品、玻璃器皿、小型仪器、耗材等所需物品由指导教师开学时报给实验室,实验技术人员核对后确定需领取物品,到库房领取。某些仪器如低速离心机、分光光度计等按实验室等量配置,不足时需要去别的实验室借用。

  由于各实验室每个学期承担一至两门实验课程,其余时间实闲置,浪费了实验室资源,同时学生们在有限的课时内也无法获得足够的训练机会。

  1.4实验教学改革亟待解决的问题

  目前环境科学专业实验教学亟需解决的问题是,实验课程教学形式和内容无法培养出高质量人才,实验室管理没有高效率的运转起来,更谈不上建立高水平的教学和科研平台。

  2实验教学改革方案

  2.1整合实验内容,实验课独立设课

  解决实验课程体系松散、实验内容重复、实验数量开出率较低等诸多问题,要求重新整合实验教学内容,删去无法完成的实验题目,合并重复的实验题目,按照现代教育规律建立新的实验教学体系。另外把实验课教学提高到与理论课同样的高度,单独设课,单独考核。

  根据环境科学专业的特点,将实验教学大纲中原有的10门实验课,按其内容性质和规律整合归类,形成四门实验课,其优劣可以通过实践过程来检验,以资调整。设置的四门骨干实验课,参见表2其具体教学内容以《实验教学大纲》中10门实验课为参考,推陈出新,将实验题目有机的整合,形成系统的课程体系。按照教育教学规律设置学分,确定课时数量。

  增设〈〈环境科学实验基础》性质的实验导论课,主要讲授本专业实验基础内容,如监测类实验中的布点米样和样品保存技术,有毒有害样品分析时的防护技术等,将学生们导入后续实验课程中。还增设了《环境科学高级实验》性质的实验课,培养学生自主设计实验和解决具体环境问题的科学素养,提高学生解决实际问题的能力。调整后的实验课程,形成以〈〈环境科学实验基础》、四门骨干课程、《环境科学高级实验》系列课组成的核心实验教学体系。

  2.2实验授课与考核方式的变化

  实验课独立设课后,若能够聘用专职的实验教师讲授实验课程将更为有效。因为目前指导实验课的一般为理论课教师或者年轻教师,他们承担数门理论课程和繁重的科研任务,势必影响实验课教学效果。专职的实验教师本职工作就是教好实验课,效果不言而喻。

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  实验课程的考核方式也应进行必要的调整,不但考核学生们平时勤席率。课堂表现、操作规范、实验报告质量等关键环节,还在期末设置专门的书面考试或面试来考察其实验基本技能和对实验内容的掌握程度。

  2.3改进实验室管理方式

  实验室的管理应与实验课教学相适应。对实验室内仪器等资源进行再配置,将数量相对较少小型仪器(如分析天平,低速离心机,分光光度计等)等分类集中放置,保证学生独立完成实验,不必再施行分组实验的做法,其它仪器设备管理亦可酌情参照。

  另外,将学生从实验的准备阶段就引入实验室,让学生从头到尾了解玻璃器皿的洗涤、标准溶液的配置和标定、仪器的维护和校订,以及实验结束后废物的处理和实验室的整理等环节的工作,以提高学生们珍惜实验药品,爱护实验仪器的良好作风,主要目的是为学生们日后独立设计和实现实验练好基本功。

  2.4开放实验室

  实验室开放是实验室资源利用最优化的最佳形式。把实验室开放作为实验教学的课外延伸,不但能够增加学生们接受实验训练的机会,同时为学生们独立思考问题,参与科研活动提供了训练平台。

  对于低年级学生,可将实验教学内容占用课时多,难度较低和需要反复训练的实验整理集中,作为实验室开放内容并引导学生们积极参与;对于高年级学生,可以将学生科研项目,教师科研课题的子课题(难度低些的)以及其毕业论文实验等纳入实验室开放内容中,由指导教师启发学生独立设计并完成实验,训练学生运用所掌握的实验技能,衔接好理论与实践应用的关系。

  3结束语

  随着时代的进步,实验课程教学在授课形式、内容、考核方法、教学效果及与之相应的实验室管理等环节出现诸多问题。优化整合实验室现有各种资源,打造高质量、高效率和高水平的实验教学科研平台,是解决上述实验教学问题的有效途径。

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