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構建一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)體系的論文
《教育部普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評估方案》中,明確要求各高校將“實(shí)驗室開(kāi)放時(shí)間長(cháng),開(kāi)放范圍及覆蓋面廣,效果好”作為建設目標。開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)模式,就是要把實(shí)驗資源向學(xué)生開(kāi)放,讓學(xué)生成為實(shí)驗的主體。與傳統實(shí)驗教學(xué)模式相比,開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)模式在培養學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng )新意識和提高學(xué)生的綜合能力方面具有無(wú)法替代的優(yōu)越性。結合實(shí)驗教學(xué)呈現出的基礎性與創(chuàng )新性相結合、個(gè)性化與社會(huì )化相結合的新趨勢,以及國內各高校開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)改革與實(shí)踐經(jīng)驗,我們從“環(huán)境化學(xué)”的配套實(shí)驗入手,以建立開(kāi)放的實(shí)驗教學(xué)體系為目標,開(kāi)展了一系列實(shí)驗教學(xué)改革,初步建立了新的開(kāi)放式的環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)體系,并取得了可喜的成績(jì)。
1開(kāi)放實(shí)驗有利于學(xué)生創(chuàng )新能力的培養
無(wú)論是從教育規律出發(fā),還是從人的認知行為來(lái)看,技能是可以由教師傳授的,而創(chuàng )造性是無(wú)法教出來(lái)的,必須經(jīng)由學(xué)生的自主行為進(jìn)行創(chuàng )造性活動(dòng)。創(chuàng )造一個(gè)寬松便利、能充分調動(dòng)學(xué)習積極性、充分發(fā)揮個(gè)人潛能的開(kāi)放實(shí)驗環(huán)境,對于加強學(xué)生的創(chuàng )新實(shí)踐能力培養有著(zhù)十分積極的作用,而開(kāi)放實(shí)驗就是一個(gè)行之有效的途徑。
多年以來(lái),在我國高等教育體系下培養的學(xué)生,一方面在理論知識的掌握上居世界各國學(xué)生的前列,另一方面學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、綜合分析能力普遍較差。綜合分析造成這種情況的一個(gè)重要原因就是,在我國教學(xué)體制中,訓練學(xué)生實(shí)際操作能力的傳統實(shí)驗教學(xué)環(huán)節存在不少問(wèn)題。首先,學(xué)生做實(shí)驗的主動(dòng)性不夠。從實(shí)驗方法、內容、步驟到思考題,基本上都是由教師事先決定的,學(xué)生沒(méi)有太多的選擇和發(fā)揮機會(huì ),不能調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性和積極性,更無(wú)法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )造性。其次,實(shí)驗內容存在“三多三少”的弊病:依附于理論教學(xué)的驗證性實(shí)驗多,有利于培養創(chuàng )造性思維的研究性、設計性實(shí)驗少;孤立的單元性操作實(shí)驗多,綜合性實(shí)驗少;經(jīng)典性實(shí)驗多,反映學(xué)科前沿的實(shí)驗少。實(shí)驗教學(xué)模式單一,多采用“抱著(zhù)走”的教學(xué)方法。實(shí)驗講解面面俱到,教師的主導作用占盡優(yōu)勢,學(xué)生的主體地位卻無(wú)從體現。
在這種形勢下,國內眾多院校都從開(kāi)放實(shí)驗(室)的必要性和必備條件進(jìn)行思考,在開(kāi)放方式、途徑以及相應的實(shí)驗室建設和管理等不同方面作了大量的有益探索,并形成了一個(gè)共識。
“開(kāi)放實(shí)驗”應以素質(zhì)教育為出發(fā)點(diǎn),發(fā)揮實(shí)驗室的多重教育功能,以培養創(chuàng )新型復合型人才為目標。在此基礎上進(jìn)行的開(kāi)放模式的研究與實(shí)踐,主要有實(shí)驗內容的開(kāi)放和實(shí)驗室的開(kāi)放兩大類(lèi),其中大多采取開(kāi)放實(shí)驗室形式,包括實(shí)驗時(shí)間以及實(shí)驗場(chǎng)所開(kāi)放。采取開(kāi)放形式的實(shí)驗課程類(lèi)型主要集中在公共課程和基礎課程,尤其是基礎化學(xué)類(lèi)實(shí)驗課程進(jìn)行的時(shí)間最早也最多,也有少量專(zhuān)業(yè)課程開(kāi)放研究的報道。環(huán)境及相關(guān)科學(xué)是一門(mén)新興的交叉學(xué)科,其研究對象和研究?jì)热菖c人類(lèi)自身的生存介質(zhì)和生存狀況密切相關(guān),然而,有關(guān)環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)的相關(guān)研究就顯得十分單薄,不能很好地實(shí)踐既定的培養目標。
2優(yōu)化實(shí)驗教學(xué)內容,探索開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)模式
20xx年,我們以培養具有創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才為目標,從教學(xué)基礎較好的“環(huán)境化學(xué)”課程入手,在教學(xué)方法與教學(xué)模式上進(jìn)行了改革與探索。
2.1構建合理的實(shí)驗課程內容體系
課程內容由課程教學(xué)目標所決定,課程內容體系的構建是課程建設的重點(diǎn)和難點(diǎn)。環(huán)境化學(xué)作為一門(mén)新興學(xué)科,它是研究化學(xué)污染物及對人類(lèi)、生態(tài)體系可能帶來(lái)影響的化學(xué)物質(zhì)在自然環(huán)境中的化學(xué)變化規律的科學(xué)。從培養學(xué)生創(chuàng )新能力這一視角出發(fā),我們按照基礎性原則、社會(huì )性原則統一協(xié)調構建環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)體系�；A性原則指教學(xué)內容堅持基礎內容扎實(shí),變革基礎知識的呈現方式,以活動(dòng)的方式呈現認識、情感、行為等多種發(fā)展目標的基礎知識,不以現成結論方式呈現死的知識。社會(huì )性原則指教學(xué)內容與當前國內外環(huán)境保護相結合,教學(xué)內容要反映環(huán)境化學(xué)新動(dòng)態(tài)、新機遇、新挑戰等,使環(huán)境化學(xué)與當代環(huán)境保護的脈搏同跳動(dòng),以新理論、新方法、新技術(shù)來(lái)擴充多樣的前沿信息。
傳統的實(shí)驗課程大多依附于理論課,同一學(xué)科中各門(mén)課程的實(shí)驗教學(xué)內容各自獨立,缺乏系統性,且經(jīng)常發(fā)生實(shí)驗教學(xué)內容和方法相似或相同的低水平同層次重復現象,這樣不利于交叉學(xué)科、前沿學(xué)科內容的引入,更不利于學(xué)生分析和解決問(wèn)題的綜合能力的提高等。鑒于此,我們首先將實(shí)驗內容從課程教學(xué)內容中剝離出來(lái),把實(shí)驗內容加以匯總,淘汰與當前應用脫節的陳舊老化的實(shí)驗內容,更新和引入學(xué)科發(fā)展趨勢需要的實(shí)驗內容;其次,把實(shí)驗教學(xué)內容由簡(jiǎn)單到復雜、由淺到深、由分散到系統地加以科學(xué)的重組,明確環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)內容的層次性,將實(shí)驗教學(xué)內容大概分為基礎性、綜合系統性、設計研究性3個(gè)基本層次。
基礎性實(shí)驗主要是對學(xué)生進(jìn)行儀器設備的識別和操作,以及基本分析測試方法等基本技能的訓練;綜合系統性實(shí)驗把知識點(diǎn)緊密相關(guān)的實(shí)驗內容連貫起來(lái),體現出內容的系統性,通過(guò)這類(lèi)實(shí)驗培養學(xué)生多維的、動(dòng)態(tài)的、連貫的和有機組合的系列化操作技能,使學(xué)生綜合地接受知識,提高實(shí)際運用的能力;設計研究性實(shí)驗是授之于“漁”的實(shí)驗教學(xué)新模式,與學(xué)生的個(gè)性化教育相結合,充分發(fā)揮學(xué)生的特長(cháng),以培養學(xué)生獨立思考、綜合運用知識能力和設計創(chuàng )新能力為目的,我們針對性地設計了“重金屬在土壤-植物體系中的遷移轉化”、“有機農藥在環(huán)境中的降解行為研究”、“土壤中重金屬的微生物生態(tài)效應研究”等題目,供學(xué)生選擇。
2.2創(chuàng )造一個(gè)開(kāi)放的探究平臺
在實(shí)驗教學(xué)體系革新優(yōu)化的前提下,我們還著(zhù)重進(jìn)行開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)模式的探索與實(shí)踐,開(kāi)放實(shí)驗資源,讓學(xué)生成為教學(xué)的主體,打破實(shí)驗室的局限,讓實(shí)驗活動(dòng)走進(jìn)現實(shí)環(huán)境,深入實(shí)際,切實(shí)體會(huì )環(huán)境問(wèn)題與人類(lèi)生活的息息相關(guān),培養具有社會(huì )使命感的專(zhuān)門(mén)人才。
首先,對于綜合系統性實(shí)驗和設計研究性實(shí)驗,改變按照教師事先擬定的步驟,一步一步去模仿的做法。教師僅提出選題和要求,允許學(xué)生自由組合形成一個(gè)實(shí)驗合作群體,學(xué)生根據所學(xué)的理論和方法,自己去想、去做、去發(fā)現問(wèn)題、去解決問(wèn)題。這樣,使學(xué)生能自主選擇,充分發(fā)揮想象力和創(chuàng )造力,學(xué)生能夠親身體驗知識的力量、思維的奧秘和創(chuàng )造的神奇,從而逐步培養創(chuàng )新能力。此外,我們還改變原有的在固定時(shí)間里完成單一化實(shí)驗的教學(xué)模式,實(shí)行實(shí)驗室開(kāi)放,拓寬實(shí)驗時(shí)間與空間。具體就是,不集中做實(shí)驗,只要求學(xué)生在一個(gè)規定時(shí)間跨度內必須完成某一實(shí)驗項目,學(xué)生可以根據自己的實(shí)際情況與實(shí)驗室預約,安排具體的實(shí)驗時(shí)間,給學(xué)生提供更多的獨立思維空間和不斷操作的摸索過(guò)程。
環(huán)境科學(xué)專(zhuān)門(mén)人才培養的目標,不僅應該著(zhù)眼于寬厚的知識基礎,更應該強調學(xué)生社會(huì )使命感的培養。在實(shí)驗模式改革中,我們深深感到,有必要打破實(shí)驗室的局限性,深入實(shí)際環(huán)境現場(chǎng),讓學(xué)生深刻地體會(huì )到自己作為未來(lái)的環(huán)境工作者所肩負的社會(huì )和歷史使命,因此,我們結合突出的環(huán)境問(wèn)題來(lái)設計實(shí)驗項目,同時(shí)把多個(gè)知識點(diǎn)有機地結合起來(lái)。例如,在“水體富營(yíng)養化評價(jià)”實(shí)驗中,我們改變以往由教師事先配制實(shí)驗用水體樣本的做法,將學(xué)生帶到真實(shí)的環(huán)境中,把題目布置給學(xué)生,學(xué)生結合所學(xué)的知識和技能,制定出嚴密可行的實(shí)驗方案,現場(chǎng)采集水樣,再帶回實(shí)驗室進(jìn)行分析。與以往的做法相比,不僅鞏固復習了環(huán)境監測實(shí)驗中有關(guān)水樣采集的原則與方法,對我們生活其中的具體環(huán)境進(jìn)行了評價(jià),還能在更深的層次上理解水體富營(yíng)養化的成因及防治對策。
在“城市交通干道大氣氮氧化物日變化研究”實(shí)驗中,學(xué)生們帶著(zhù)儀器設備走上城市交通干道,不僅采集到一手的現場(chǎng)實(shí)驗數據,而且對汽車(chē)尾氣對城市大氣環(huán)境的影響有了真切的感受�，F場(chǎng)采集吸引了很多市民的眼球,面對著(zhù)人們的好奇和提問(wèn),學(xué)生們也作了一回環(huán)保宣傳員。
3結束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)幾年的探索與實(shí)踐,環(huán)境化學(xué)實(shí)驗課程建設的實(shí)效已經(jīng)凸顯,學(xué)生的學(xué)習興趣明顯提高,對于理解環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域研究動(dòng)態(tài)及前沿、掌握研究環(huán)境化學(xué)問(wèn)題的基本方法和手段、提高實(shí)驗數據的科學(xué)分析能力以及實(shí)驗技能產(chǎn)生了顯著(zhù)的促進(jìn)作用。在所有參與教師的共同努力下,我院的環(huán)境化學(xué)課程(含實(shí)驗)獲20xx年度國家級精品課程建設項目。在構建環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)體系以及進(jìn)行教學(xué)模式創(chuàng )新所進(jìn)行的摸索及實(shí)踐過(guò)程中,在取得可喜成績(jì)的同時(shí),我們對所出現的問(wèn)題也保持著(zhù)清醒的認識,并進(jìn)行了認真的考慮。
在新的開(kāi)放式教學(xué)體系中,實(shí)驗室開(kāi)放相關(guān)的管理以及儀器設備的管理必須要跟上,需要制定并執行好一系列規章制度,以確保實(shí)驗室開(kāi)放教學(xué)的順利開(kāi)展;實(shí)驗教師的教學(xué)和管理工作量大大增加,在核定工作量、加班補助、人員編制等方面,學(xué)校、院系等各級教學(xué)管理部門(mén)應予認可;實(shí)驗室開(kāi)放大大提高實(shí)驗儀器設備使用率的同時(shí),儀器設備損壞率、元器件和各種材料消耗率也相應增加,隨之而來(lái)的是實(shí)驗經(jīng)費的增加,應設立實(shí)驗室開(kāi)放的專(zhuān)項基金,以保證實(shí)驗室開(kāi)放能長(cháng)久高質(zhì)量堅持下去;實(shí)驗的主體是學(xué)生,一些實(shí)驗題目由學(xué)生自己選擇,學(xué)生之間的可比性降低,評分的難度加大,必須不斷完善對學(xué)生學(xué)習能力的評價(jià)機制,建立起多元化的實(shí)驗教學(xué)評價(jià)與體系。
本文是根據我們在環(huán)境化學(xué)實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中的經(jīng)歷進(jìn)行的一個(gè)小結,也是浙江大學(xué)實(shí)驗室建設與管理資助課題“環(huán)境類(lèi)本科實(shí)驗教學(xué)開(kāi)放模式研究”的一部分內容,期望為相同背景條件下課程的教學(xué)提供借鑒,同時(shí)更期望得到同行的指點(diǎn)與幫助。
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