專業(yè)實驗課程體系的整合研究

王云波 譚萬春 聶小保 萬俊力 孫士權(quán)

摘要：通過對給水排水工程專業(yè)的水分析化學(xué)、水微生物學(xué)實驗和水處理實驗內(nèi)容進行分析，提出將其整合為水處理與水質(zhì)分析實驗，根據(jù)不同層次的實驗內(nèi)容構(gòu)建了遞進的實驗?zāi)K，從而達到減少實驗課時，提高學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。

關(guān)鍵詞：實驗內(nèi)容;整合;課時;創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）35-0223-02

為培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面寬、能力強、素質(zhì)高的跨世紀高級專門人才，一個最為核心的問題就是改革教學(xué)內(nèi)容、整合課程體系、拓寬專業(yè)口徑、提高創(chuàng)新能力。專業(yè)口徑拓寬要落實到課程內(nèi)容的改革上去，而專業(yè)拓寬則使課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革具有新的動力和明確的方向。

周濟部長在第二次全國普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作會議上的講話指出[1]，知識來源于實踐，能力來自于實踐，素質(zhì)更需要在實踐中養(yǎng)成，實驗作為一項重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)對于培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力尤其重要。我國本科教育在世界上是先進的，但是也有嚴重的不足，最為突出的就是實踐能力較差，因此必須加強實習(xí)、實驗、社會實踐等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要積極改革實驗教學(xué)內(nèi)容，改進實驗教學(xué)方法。

在“加強基礎(chǔ)，拓寬專業(yè)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)”的思想指導(dǎo)下，我們對給水排水工程專業(yè)的專業(yè)實驗課程在內(nèi)容、結(jié)構(gòu)體系、教學(xué)方法諸方面進行了改革嘗試。

1.實驗內(nèi)容的重整融合。給水排水工程專業(yè)是一個實踐性較強的專業(yè)，在專業(yè)的教學(xué)計劃中，實驗教學(xué)是其中一個重要的組成部分。而專業(yè)實驗課程的教學(xué)水平將直接關(guān)系到整體教學(xué)質(zhì)量。在專業(yè)教學(xué)計劃中專業(yè)實驗課程包括水分析化學(xué)實驗、微生物學(xué)實驗、水處理試驗。這些實驗課程分散在不同的學(xué)期來開設(shè)，但同時又互相關(guān)聯(lián)。其中水分析化學(xué)實驗和微生物學(xué)實驗是水處理試驗的分析方法和分析手段，所以學(xué)生在做水處理試驗時又要重復(fù)前面的實驗過程，占用了大量的課時，已不能適應(yīng)高校改革壓縮專業(yè)教學(xué)課時的需要，因此，我們考慮將原來幾門實驗課程的內(nèi)容進行重整融合，刪除一些重復(fù)性的內(nèi)容，并將一些實驗內(nèi)容的性質(zhì)由驗證性提升到綜合性。例如，在水分析化學(xué)實驗中，按當(dāng)前教材[2]所列的實驗項目共包括22項實驗項目。其中分析天平的稱量實驗、滴定分析基本操作、水中嗅閾值的測定、pH值的測定、目視比色法測色度共5項為常用的基本操作實驗，其中水中堿度的測定，水中硬度的測定、余氯的測定、溶解氧的測定等共9項實驗項目屬于滴定實驗，而水中濁度、鐵、苯酚的測定等6項內(nèi)容為分光光度法實驗，另有2項色譜分析實驗。不同類別中的各個實驗雖然是針對水中某一種水質(zhì)指標測定的詳細實驗過程，但同一類實驗都有相同的特點。比如滴定實驗，雖然實驗項目上可能是分別屬于四大滴定分析（酸堿滴定、絡(luò)合滴定、沉淀滴定、氧化還原滴定）中的一種，但滴定分析的實驗操作、實驗過程基本上都是一致的，都包括標準溶液的配制、指示劑的選擇、溶液的滴加、滴定終點的判斷等環(huán)節(jié)。因此完全可以從這9項中選擇一項具有代表性的實驗讓學(xué)生來操作，而其他具體應(yīng)用滴定分析方法分析水中特殊的某一種物質(zhì)的實驗項目則可以放在水處理實驗中進行。根據(jù)以上分析我們不難看出，對于水分析化學(xué)實驗、微生物學(xué)實驗這類專業(yè)基礎(chǔ)課的實驗內(nèi)容我們可以按分析方法的不同對實驗項目進行分類，在每一類分析方法中選擇有代表性的實驗項目進行操作，其他對該分析方法的應(yīng)用讓學(xué)生作為課余的時間進行思考，在水處理試驗的水質(zhì)分析中來具體應(yīng)用。目的在于讓學(xué)生學(xué)會一種分析方法，既達到了系統(tǒng)地加強基礎(chǔ)的作用，又可以減少重復(fù)的實驗內(nèi)容，精簡實驗課時，同時又要在水處理試驗分析具體水質(zhì)時由學(xué)生思考應(yīng)用哪種分析方法分析水中的哪項指標，提高學(xué)生獨立思考問題的能力和創(chuàng)新能力。

2.實驗?zāi)K體系的構(gòu)建。在對專業(yè)實驗內(nèi)容進行全面綜合分析以后，確定了實驗內(nèi)容的相互關(guān)系，分析了哪一些內(nèi)容屬于基礎(chǔ)，哪一些又屬于平行內(nèi)容，而哪一些內(nèi)容又屬于提高內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，我們構(gòu)建了實驗內(nèi)容的體系，形成四大實驗?zāi)K。第一實驗?zāi)K為基本操作實驗，主要包括玻璃儀器的洗滌、使用，常用簡單分析儀器如pH計、顯微鏡、天平等的操作方法，水樣的采集方法等;第二實驗?zāi)K為驗證性實驗，主要包括各種化學(xué)和生物分析方法的典型應(yīng)用;第三模塊為綜合性試驗，主要包括水處理試驗及水的物理化學(xué)和微生物學(xué)指標的分析，即各種分析方法的應(yīng)用;第四個模塊為應(yīng)用性實驗，這一模塊要結(jié)合老師的科研，針對具體的科研項目，學(xué)生自主設(shè)計并完成實驗。在前兩個模塊中學(xué)生屬于簡單勞動，在實驗過程中主要是根據(jù)課本的實驗步驟一步一步的來操作，不需要太多的思考。在這個階段主要是讓學(xué)生加深理解基本知識和基本概念，掌握基礎(chǔ)知識;在第三個模塊中，將水處理試驗、水分析化學(xué)實驗結(jié)合到一起，學(xué)生要分析的不再是含有單一的某一種待分析物質(zhì)的水質(zhì)，而是可能需要對多項水質(zhì)指標進行分析。同時還要根據(jù)原水和出水的水質(zhì)要求選擇水處理方案，然后根據(jù)水處理方案選擇水質(zhì)指標和分析方法，從而判斷各水處理方案的處理效果。這將具有很強的綜合性，在實驗過程中可以充分調(diào)動學(xué)生的思維，學(xué)生要積極地去思考，出現(xiàn)問題要積極地面對，想辦法去解決。訓(xùn)練學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力，進一步提高發(fā)現(xiàn)與解決問題的能力;在第四個模塊中，要求學(xué)生結(jié)合老師的科研項目設(shè)計并完成實驗。在實驗過程中由學(xué)生根據(jù)項目內(nèi)容的要求提出實驗方案，然后由老師確認實驗方案可行后方能開展實驗，在實驗過程中出現(xiàn)問題需要和老師共同探討，完成實驗內(nèi)容。這主要是為一些學(xué)有余力的同學(xué)準備的，注重發(fā)揮學(xué)生潛力，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用知識和一定的科研能力，訓(xùn)練學(xué)生撰寫論文的能力，強調(diào)培養(yǎng)創(chuàng)新意識和市場觀念。在這四個模塊中，知識的應(yīng)用由淺到深，在前面兩個模塊中注重基礎(chǔ)的夯實，使學(xué)生牢固掌握各種水質(zhì)的分析方法，在后面兩個模塊中注重知識的運用，注重綜合性和創(chuàng)新性;學(xué)生的思維也由簡單的按指令動手操作到自己獨立思考選擇方法，再到最后自己要根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計實驗。這可以說是一個逐步遞進的過程，符合我們的認知過程，易于接受。

3.實驗課程的整合。給水排水工程專業(yè)的實驗課程主要包括水分析化學(xué)實驗、微生物學(xué)實驗和水處理實驗，為使其成為一個有機的整體，加強對學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將其整合為一門水處理與水質(zhì)分析實驗有著重要的意義。目前，專業(yè)實驗課分別屬于四門不同的課程，分別安排在兩個不同的學(xué)期，課程銜接較差。這樣使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不能很好地將課程有機聯(lián)系到一起，給綜合設(shè)計性實驗的開展帶來困難。甚至是學(xué)到后面的水處理實驗時，前面水分析的方法已經(jīng)忘得一干二凈，必須再用大量時間來回顧前面的教學(xué)內(nèi)容。另一方面實驗課程由于不單獨進行考核，成績只記作其理論課成績的20%左右，學(xué)生的積極性不高，實驗效果較差。

同時在實驗學(xué)時安排上不盡合理，學(xué)時量較大，這與專業(yè)指導(dǎo)委員會要求盡量減少專業(yè)課學(xué)時的精神是不吻合的。水分析化學(xué)安排理論教學(xué)44學(xué)時，實驗16個學(xué)時，微生物學(xué)理論教學(xué)36學(xué)時，實驗4個學(xué)時，實驗學(xué)時比重較大。水處理試驗18學(xué)時。在當(dāng)前彈性學(xué)制的教學(xué)條件下，學(xué)生每做一個實驗，分析一項水質(zhì)指標，指導(dǎo)老師就需要根據(jù)檢測項目的不同而配置或采集提供一份水樣。在做每個實驗時學(xué)生只對水樣中的某種組份有一個感性認識，而對于整個水質(zhì)狀況不能做出評價，“只見樹木，不見森林”，不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在水處理實驗中，一方面是掌握各種處理工藝的運行過程，另一方面就是分析處理效果，即通過分析原水水樣和處理后水中各項指標來判斷處理效果。在這個過程中，完全是采用水分析化學(xué)和微生物學(xué)中的方法對水質(zhì)進行分析，是在重復(fù)進行一次水分析實驗，從而造成一種教學(xué)上的浪費，因此，必須對專業(yè)實驗課程內(nèi)容進行整合。

首先，在內(nèi)容上，這些課程是能夠互相融合的。水分析化學(xué)和微生物學(xué)是給水排水工程專業(yè)主干專業(yè)基礎(chǔ)課，通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握水質(zhì)分析的基本概念、基本理論和實驗方法，了解水質(zhì)分析技術(shù)在給水排水工程科研和設(shè)計中的應(yīng)用，為本專業(yè)后續(xù)給水工程、排水工程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。水處理實驗是運用水體凈化方法對水進行處理，了解不同工藝的處理過程和效果，水分析化學(xué)和微生物學(xué)是水處理實驗的基礎(chǔ)，為分析水質(zhì)提供方法和手段;水處理實驗是水分析化學(xué)和微生物學(xué)的應(yīng)用，二者是密不可分的，這必然要求對其進行整合。

其次，通過前面的分析，我們可以看出，通過將其實驗內(nèi)容整合成一門水處理與水質(zhì)分析實驗將有利于整個實驗內(nèi)容的融合與重新分類，劃分出合理的實驗?zāi)K，提高實驗的層次感，提高學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力，有利于學(xué)生的培養(yǎng)。

另外，專業(yè)實驗課程的整合有利于老師安排教學(xué)工作，減少重復(fù)的教學(xué)過程，減少總教學(xué)課時，提高教學(xué)效果。

總之，通過整合使課程能夠相互融合，課程銜接更好，教學(xué)過程更為合理，制定出更適合培養(yǎng)目標的教學(xué)計劃，為培養(yǎng)理論知識扎實、實踐能力強、創(chuàng)新意識強和能獨立分析問題的給水排水工程專業(yè)人才奠定堅實的基礎(chǔ)。通過整合，使水質(zhì)分析方法能更好地為水處理服務(wù)，水分析化學(xué)和微生物學(xué)實驗部分和水處理實驗整合為一門實驗課程單獨考核，對學(xué)生牢固掌握基礎(chǔ)理論知識，靈活運用理論知識到生產(chǎn)實踐具有重要意義。本項改革體現(xiàn)了理論聯(lián)系實際的精神，并能夠強化學(xué)生的記憶，提高學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力。

參考文獻：

[1]周濟.大力加強教學(xué)工作，切實提高教學(xué)質(zhì)量-周濟部長在第二次全國普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作會議上的講話[R].2005-03-11.

[2]黃君禮.水分析化學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.2001

[3]王巖，孫嶺，等.高校工科專業(yè)實驗改革探索[J].山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報社會科學(xué)版，2000，（6）：95-96.