环境化学实验教学的改革新思路

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摘要：目前，传统的实验教学模式已经不能满足新时代人才培养的要求，所以实行教学改革势在必行。为了解决传统实验教学在实验时间、实验条件等方面的局限，本文提出了几点关于环境化学教学改革的新思路：建议引入现代新型网络教学，即建立环境化学实验教学网站和信息化共享平台；针对传统基础实验教学中缺乏对开放性实验的安排，建议引入科研项目提高实验教学水平；为加强学生的实验室安全知识教育，建议构建基于专业技能的实验室准入机制、导师制管理模式；同时，为了更高效地完成实验教学任务，建议建立满足现代实验教学需要的实验教学团队。

关键词：环境化学实验；教学改革；网络化

环境化学实验课程是依托环境类专业的核心基础课程《环境化学》而开展起来的实践教学课程，是培养学生理论联系实践、提高动手能力、增强创新能力的重要环节之一。通过实验教学环节的学习，使学生进一步理解和验证课堂所学的基础理论知识，培养学生的归纳总结、分析和处理实验数据的能力。同时，锻炼学生的动手能力，提高学生的独立思考能力，为学生将来从事科学研究和解决工程实际问题打下坚实的基础[1-3]。高校在重视理论知识教学的同时，也应进一步加强对实验教学的重视，实验教学不应仅仅停留在验证规律、训练学生实验操作与技能上，而是应该通过实验教学使学生更深一步理解科学规律、科学研究方法，与理论相联系，产生兴趣，学以致用，获得感性认识，继而产生新的想法，进行更为广阔的科学理论研究[4]。然而，现在的高校实验教学仍存在着一些传统问题，如：只看重实验数量，而忽视实验质量，认为仅仅完成课程相关实验内容即可，只是实现了初步实验教学目标。其次，在实验教学中，教师所讲授的与实验相关的理论知识还是较为书本与刻板，实验教学更为重要的应该是使学生产生兴趣，进而自主进行更深层次的理论知识学习或从事相应科学研究，然而受限于时间，只能选择最为重要的内容来讲，也在情理之中。再者，实验多为验证性试验，实验过程与考核也多与学生动手能力、操作技能和实验报告的书写挂钩，缺少学生独立思考、计划实验、设计实验、提出与解决问题能力等方面的培养与考核，学生缺少对环境化学前沿研究领域与方向的了解，难以产生实验与科研兴趣。还有，缺少对学生的实验习惯、态度、安全意识的培养，学生做实验防范意识淡薄，实验习惯不好，实验器材、药品的使用不规范，做实验的态度与目的不明确，尤其在小组实验中表现更为明显，有些学生能避就避，实验教学功能不能充分实现。针对以上问题，可以采取以下尝试性改革方法。

一、引入现代新型网络教学

1.建立环境化学实验教学网站。在互联网迅速发展与普遍应用的时代，教育教学也应与时俱进。传统的环境化学实验教学是在特定的实验室，由学校投入建设实验室，购买实验器材、药品，实验室教师准备好每次实验所需物品，教师讲解实验相关知识与实验内容，学生进行实验操作。学生通常只能锻炼动手能力、得到相对简单的实验操作技能，由于时间原因，教师讲解实验内容也较为简单，一般是围绕实验展开，在保证实验能够顺利进行的情况下，主要讲实验原理、内容和注意事项，内容刻板，与学生的互动较少。在计算机多媒体与网络通讯技术迅猛发展的时代，互联网在实验教学中的应用也越来越多[5]。建立环境化学实验教学网站可以弥补传统环境化学实验教学实验时间、实验条件的局限，利用实验教学网站可以实现学生在任何时间、任何地点进行学习，研究自己感兴趣的实验与课题，不局限于课堂固有的时间，可以让学生了解更多知识；而且学生可以通过虚拟实验室获得多种感官体验，如视觉、听觉、力觉、触觉等，在虚拟实验室，学生用手触碰一个物体时，可以感知到这个物体的重量、质地、温度，实现了一种直接感官的刺激，基本达到了传统实验室中自己动手一样的感受，其优越性显而易见[6]。在这个网站上，学生还可以及时得到反馈，与在线教师充分互动，有问必答，激发了学生思考，使学生可以大胆提问，充分实现因材施教，使每个学生都能获取到自己想要的知识，填充自己的缺陷；实验前，通过虚拟实验室，学生可以提前进行预习，比书本上更加直观地感受实验过程，更明确实验内容与操作，也更清楚自己的疑问，极大程度上节约了教师与学生的时间；同样，实验结束后，学生也可以再次进行反思，回想自己在实验中没有做好的地方，温故而知新。运用网络教学是未来各学校、各学科的发展趋势，学生在网络上获取的知识远比在传统实验教学中多，在虚拟实验室中，学生可以充分发挥自己的想象力，进行各种虚拟实验，不怕出错，也不会发生事故，同时可以引导学生合理运用网络获取自己所需的知识，而不是每天进行无用的网络浏览，让他们自己产生兴趣，自主学习。2.建立信息化共享平台，实验内容网上预约，网络化管理。实验教学网络化是基于网络技术的学校信息化集成应用系统。实验教学网络化可以为学校实验教学提供全方位的服务，包括教学、管理、科研、信息交流和通讯等[7]。将实验教学网络化，建立信息化共享平台，可以提高工作效率，学生根据自己的时间网上预约，教师可以及时查看，无须人力通知，替代了烦琐的人工操作，同时有利于资源的共享、合理安排和利用。实验教学网络化还可以提高管理水平，通过网络我们能迅速及时准确地进行实验耗材剩余量分析，及时满足教学、科研需要，为教学、科研提供优质服务。

二、引入科研项目提高实验教学水平

目前大多数高校环境化学实验教学还是停留在基础的演示型，验证规律性实验上，仅实现了实验教学基本的教学目标，学生着重在记录简单的实验操作与技能上，忽视了对开放性实验的考察。基础实验教学应当与实验室研究结合起来，适当引入科研项目[8]。邀请部分教师作为学生开放性实验的指导教师，教师们提出各自的课题，学生们可以选取自己感兴趣的内容进入教师的研究室，在这个过程中，学生会自主了解当前环境化学研究的前沿与热门方向，循序渐进对本专业科学研究产生兴趣，学生进入实验室后，指导教师将课题交给学生，从与课题相关的文献入手，学生自己通过查找文献、阅读文献，增进了对科学研究的了解，然后通过文献，对自己的课题产生想法，设计实验，与教师讨论实验内容，实验步骤，所需要的实验用品、药品、器材，与做基础实验不同，这些东西不再由专门的实验室管理教师统一配备好，而是自己将准备工作做好，写好预习报告，然后进行实验探索与研究。整个过程中，学生自己设计，自己思考，自己发现与解决问题，整体素质提高，学生的实践与创新能力在潜移默化中得到提升，充分实现了国家培养综合实践创造型人才的战略目标[9]。开放性实验可个人，也可小组进行，若个人进行，个人在进行探究的过程中寻求他人的帮助，配合他人，学会与他人相处，培养团队协作意识；若小组进行，一定要明确分工，每个学生清楚自己要做的部分，不可像平时基础实验时两三人一组，一个人做完了所有实验，剩下的学生得不到锻炼，因为开放性实验难度更大，要求所有学生必须参与进去，学会自己思考、自己操作。因此，建议实验考核的标准也随之更改，将开放性实验成绩加入，促使学生认真进行实验探究，指导教师在这个过程中帮助学生认识科学研究，培养学生的科研素质与科研态度，使学生从被动变为主动进行实验探究。指导教师可从独立思考、操作技能、实验结果和科研态度四方面对学生进行考核，独立思考又可分为对课题的认识，实验内容、实验步骤的设计；操作技能包括实验器材、用品的使用，实验进行的规划，更重要的是在实验中发现问题和解决问题的能力，旨在培养高素质人才[10，11]。

三、构建基于专业技能的实验室准入机制、导师制管理模式

目前的环境化学实验教学，一般以班级为单位进行分组，学生在进行实验之前没有受过正规的实验室安全知识教育，学生的实验习惯不佳、实验态度不严谨很容易造成事故，教学中实验教师对安全意识的强调最为重要。因此建议构建实验室准入制度，对学生进行集中管理与教育，与硕士、博士研究生一样进行实验室安全知识教育与考核。这样学生在进入实验室之前，对实验室安全有充分的认识，如一些有毒、易燃易爆等常用标识，实验器材的使用说明，实验室水、电的安全知识等。在实验教学时，教师便能轻松很多，进而把更多的精力专注在培养学生对实验的深入认识与兴趣上，实验教学也能更有生机与乐趣。采取这样导师制的管理模式后，若发生实验事故，由学生追究到教师，两人均受教育与责罚，按照这个模式进行下去，学生的安全意识与实验习惯能有质的提升，事故发生率也能降低。

四、建立满足现代实验教学需要的实验教学团队

实验教学不同于理论教学，需要符合体制与实验室建设的专业团队，虽然最初为理论指导实验，但是现在各高校也都形成了专门的实验教学团队.环境实验教学作为本院学生的基础实验教学，应形成以本专业为主的相应理论课、实验课教师，实验室技术人员，实验室管理人员的实验教学团队。各成员各司其职，专职专责，有问题及时反馈，相应部门及时解决，有条不紊，井然有序，实验教学与实验室管理相辅相成，如此，二者均可充分且高效地完成各自的教学目标或岗位要求。

五、结语

“环境化学”课程的基础理论内容丰富，环境化学实验教学是理论教学的辅助与延伸，实验内容非常丰富，实验教学只有不断改革，才能满足新时代下对人才培养的要求。本文提出了一些对环境化学实验教学改革的新思路，希望通过尝试能使教学更加顺利，实现教学目标的同时，实现国家对人才培养的需要，培养出具有高素质的综合实践创新型人才。

参考文献：

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[2]齐云,迟杰,鲁逸人.环境化学实验教学之改革[J].实验室研究与探索,2008,27(12):104-106.

[3]王昭荣,曾卫东,鲁兴萌.改革实验教学及管理模式———培养创新型本科人才[J].高等理科教育,2007,(1):63-65.

[4]吴峰,肖玫,张琳.环境化学实验教学综合改革及其实践[J].实验室研究与探索,2003,22(5):172-175.

[5]钱浩,张莹雪,林志勇.高分子化学实验课程的网络教学[J].实验技术与管理,2007,24(8):78-81.

[6]胡志凌.网络实验教学研究[D].武汉:华中师范大学,2002.

[7]程书伟.高校实验教学网络化管理的研究与实现[D].吉林大学,2005.

[8]刘绮.环境化学实验课教学改革研究[J].高校实验室工作研究,2006,(4):7-10.

[9]程金平,郑敏,袁涛,等.优化环境化学实验教学改革的途径[J].实验室研究与探索,2006,25(11):1409-1411.

[10]谢晓梅,张建英.构建一个开放的环境化学实验教学体系[J].实验技术与管理,2007,24(10):125-127.

[11]邹洪涛,呼汉卫,陈阿梅,等.提高学生实验课中创新意识和实践能力的探索———环境化学实验教学改革尝试与体会[J].实验技术与管理,2011,28(7):221-228.

[12]刘海刚,实验教学团队建设模式的探讨[J].实验室研究与探索,2001,30(9):340-342.

作者:董招君 蒋惠忠 牛姝 吕聪 张凤君 单位:吉林大学环境与资源学院