基于綜合能力培養的環境工程實驗教學設計

張吉強 榮琨 李學平

摘要：指出了傳統的實驗教學多偏重于學生實驗操作能力的培養，而忽視了其他方面能力的培養。從實驗目的和內容、實驗原理、實驗儀器試劑、實驗步驟和操作、實驗結果和評價等各個教學環節對環境工程實驗進行教學設計，以期充分調動學生的自學能力和學習積極性，培養環境工程專業本科生的綜合實驗能力。

關鍵詞：實驗教學;綜合能力;教學設計

中圖分類號：文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）15-0327-02

1引言

隨著近年來我國經濟的快速發展，環境污染態勢不斷加劇，環境保護壓力驟增。作為環境保護的專門人才，對環境工程專業本科生的能力和素質也提出了越來越高的要求。實驗課程作為培養學生實驗實踐能力的課程，是對專業理論課程的有效銜接，是學生踏出校門前最有效的實踐能力培養的手段。然而在目前的實驗教學設計中，大部分僅僅偏重于學生操作技能的培養，而實驗綜合能力未得到有效培養。本文從實驗目的和內容、實驗原理、實驗儀器試劑、實驗步驟和操作、實驗結果和評價等各個教學環節對環境工程實驗進行教學設計，充分調動學生的自學能力和學習積極性，全方位培養學生查閱分析文獻、選用合理的儀器試劑、實驗方案設計等綜合能力。

2當前環境工程實驗教學存在的問題

環境工程實驗是培養學生實驗能力和實踐能力的良好途徑，但是在現代的社會發展和教育環境形勢下，也逐漸顯現出一定的問題。一是教學手段偏于傳統，目前的教學模式還大多停留在教師講、學生做的填鴨式教學模式，學生自學學習的能力未充分開發。二是項目老舊，模式一致，千篇一律，不能充分調動學生學習興趣。三是實驗教學僅注重操作能力，忽視了學生文獻查閱、計算、分析等綜合能力的培養。當前的環境工程實驗教學模式亟需改革。

3基于綜合能力培養的環境工程實驗教學設計

從實驗儀器、實驗原理、實驗步驟、結果處理等各個教學環節對環境工程實驗進行教學設計，以期培養環境工程專業本科生的綜合能力。在實驗課程開始前兩周，通過在線課程平臺向學生發布實驗任務書，在實驗任務書中向學生提出課前學習要求。實驗任務書中包括實驗名稱、實驗目的、實驗內容和簡要的實驗原理和步驟等。通過實驗任務書，讓學生對整個實驗建立整體的知識框架結構，明確自己所要完成的課程任務。

3.1實驗內容和目的

實驗內容和目的是實驗課程的總綱領，通過實驗內容和目的，可以讓學生明確實驗的類型和任務。若實驗為開放性、綜合性實驗，可以讓學生明確自己需要參與到實驗設計的各個環節當中，這樣可激發學生的求知欲，充分調動學生的自學能力和學習積極性。

3.2實驗原理

在實驗原理部分，可在實驗課開始前一段時間發布課程任務。學生以小組為單位，進行文獻資料的調研和查閱，通過發獻調研掌握本次實驗原理、主要操作單元和影響因素等。該部分內容要求學生形成文檔材料，傳回在線課程平臺，作為預習部分計人課程成績。通過實驗原理部分的教學設計，使學生進一步熟悉利用現代化網絡手段進行專業文獻資料查找和資料，提高對文獻資料的搜集、整理、歸納、分析、綜合運用能力。

3.3實驗儀器試劑

在實驗儀器試劑部分，主要利用教學設計，提高學生選擇合遺的實驗儀器和試劑開展相關實驗，并本著綠色經濟的原則盡最大可能減少試劑藥品的浪費和廢物的產生，盡量減少實驗對環境的污染和影響。在該部分，可采取多種教學形式，例如：①完全自主式，讓學生完全自主根據實驗室條件選擇實驗所需儀器和試劑，學生形成方案后再和教師協商調整;②半自主式，教師可給學生提供實驗所需的部分儀器和試劑，由學生進行查漏補缺，或者教師提供的儀器和試劑多于實驗所需，由學生進行篩選。該部分教學設計，考察了學生對實驗儀器和材料的熟悉程度，鍛煉了學生對實驗耗材的選擇能力。

3.4實驗步驟和操作

該階段的目標要求學生自行選定實驗因素和實驗水平，進行實驗設計并確立實驗步驟。通過該環節，可鍛煉學生的實驗設計能力，并進一步考察學生對實驗原理的理解和認識程度。在實驗操作環節，可采取多種教學手段增強學生學習興趣，強化學生實驗操作能力。可采用以下幾種教學手段相結合：①教師演示（學生學習）+學生操作（教師指導）+教師評價，②學生完全自主操作（教師指導）+教師評價，③學生演示（翻轉課堂）+學生操作（教師指導）+學生互評+教師評價。其中第三種教學手段是推薦的教學手段，在該種教學方式中，實現了學生角色轉變，變學生為老師，極大調動了學生的學習積極性。在實驗操作過程中，應根據實驗內容，合理進行實驗分組，在小組中盡量做到男女搭配，并賦予小組成員不同的角色，鍛煉學生的分工合作和團隊合作能力。

3.5實驗結果和評價

在實驗結果與評價部分，主要有兩部分內容。第一，數據處理與圖表繪制，完成實驗結果記錄表，確定因素主次。從簡單的實驗結果記錄表的完成，到實驗數據的數學計算與處理，再到利用軟件進行圖表的繪制，全方位的鍛煉了學生嚴謹求實的科學態度、準確的數據處理計算能力以及科技圖表繪制能力。第二，問題與討論，可設置如下問題：實驗存在的問題和不足、實驗操作注意事項等，通過問題的設置，讓學生對實驗的全過程進行回顧和反思，總結經驗教訓，為下次實驗的順利開展打好基礎，也可以進一步激發學生的求知欲，進行知識拓展，掌握本次實驗之外的相關知識。在該部分的評價，要賦予學生更大的自主權，讓學生學會評價，敢于發表自己的意見。

4結語

傳統的實驗教學多偏重于學生實驗操作能力的培養，而忽視了其他綜合能力的培養。本文對環境工程實驗進行教學設計，從實驗目的和內容、實驗原理、實驗儀器試劑、實驗步驟和操作、實驗結果和評價等各個教學環節進行了綜合性、開放性教學設計，以充分調動學生的自學能力和學習積極性，全方位培養學生查閱分析文獻、選用合理的儀器試劑、實驗方案設計、數據處理、圖表繪制、團隊合作等綜合能力，具有一定的推廣價值。