綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境工程論文
綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境工程論文
1綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程
1.1任務(wù)的布置及方案的制定
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)施前三周對(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行布置，學(xué)生依據(jù)個(gè)人興趣圍繞著水體中微生物的檢測(cè)和高效功能菌的分離篩選兩個(gè)主題自主選擇。如水體中微生物的檢測(cè)，允許學(xué)生選擇自己感興趣的水體作為研究對(duì)象，如對(duì)宿舍、教室、圖書(shū)館等學(xué)生生活學(xué)習(xí)的區(qū)域進(jìn)行生活飲用水的微生物學(xué)測(cè)定，監(jiān)測(cè)大腸菌群總數(shù)和細(xì)菌菌落總數(shù)，依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該生活飲用水進(jìn)行評(píng)價(jià)，也可以選擇學(xué)校周邊的一些河、湖、庫(kù)(如瑪納斯河、蘑菇湖水庫(kù)、北湖等)水體作為研究的對(duì)象，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析及評(píng)價(jià)。高效功能菌的篩選是環(huán)境污染治理領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，林下土壤中分離篩選纖維素高效降解菌，印染廠生產(chǎn)廢水中高效降解偶氮染料菌的分離與篩選等都是學(xué)生期望通過(guò)微生物的處理手段資源化有機(jī)廢棄物或降解有毒有害物質(zhì)的設(shè)計(jì)思路。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象與學(xué)生的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)，有利于充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，掌握學(xué)科的發(fā)展前沿。通過(guò)查閱文獻(xiàn)并與教師進(jìn)行相應(yīng)的溝通，每位同學(xué)在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展前一周上交設(shè)計(jì)方案，避免了有些同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中常常將自己定位于“旁觀者”的地位，做到每位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)實(shí)施前都是“心中有數(shù)”。設(shè)計(jì)方案包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果等。指導(dǎo)教師對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行匯總和分類，將設(shè)計(jì)方案相近的學(xué)生分為一組，同時(shí)要考慮學(xué)生能力的差異、性別的差異，每組3～4人，指定組長(zhǎng)，組員們?cè)俅螌?duì)整組的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)一步的完善和合理化，最終方案由指導(dǎo)教師審定后方能進(jìn)行。
1.2設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施階段，按照設(shè)計(jì)方案，各小組學(xué)生自己動(dòng)手采集及預(yù)處理樣品，自己配制所需試劑及培養(yǎng)基，自己觀察分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，自己確定實(shí)驗(yàn)具體時(shí)間，教師只是從總體上把握實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，不過(guò)多干預(yù)實(shí)驗(yàn)，做教學(xué)過(guò)程的組織者、協(xié)調(diào)者和服務(wù)者。為保證實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，做到實(shí)驗(yàn)室全天開(kāi)發(fā)，有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師、實(shí)驗(yàn)員教師及學(xué)生班委輪流負(fù)責(zé)。教師“教”的地位的弱化并不等于將學(xué)生置于無(wú)人管理狀態(tài)，教師應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的普遍問(wèn)題進(jìn)行集中指導(dǎo)，對(duì)各小組的個(gè)別問(wèn)題進(jìn)行分散指導(dǎo)。與此同時(shí)，教師通過(guò)對(duì)各實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)記錄的檢查加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理。要求學(xué)生每天實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須做好詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)記錄，包括實(shí)驗(yàn)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)人員姓名，實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容，使用儀器設(shè)備及設(shè)定的參數(shù)，儀器狀態(tài)、出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及可能出現(xiàn)的原因、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等，不僅能清楚的掌握實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，了解每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，還能讓學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)記錄習(xí)慣。微生物實(shí)驗(yàn)豐富多彩，建議學(xué)生運(yùn)用影像技術(shù)對(duì)微生物的形態(tài)、生長(zhǎng)情況、采樣地點(diǎn)、處理結(jié)果等進(jìn)行拍照，不僅生動(dòng)形象地保留了原始記錄，更增強(qiáng)了學(xué)生的成就感。
1.3實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)及實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定
實(shí)驗(yàn)部分整體結(jié)束后要求學(xué)生認(rèn)真撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容包括兩部分，一部分是對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行整理、歸納、統(tǒng)計(jì)和分析，并與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行對(duì)比;還有很重要的一部分內(nèi)容是每位同學(xué)需要對(duì)實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)難點(diǎn)及關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行總結(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的不足之處提出改進(jìn)措施或建議。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)不僅提高了學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力，而且也培養(yǎng)了學(xué)生思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定圍繞整個(gè)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，占課程總成績(jī)的30%，主要包括實(shí)驗(yàn)方案的制定20%、實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中承擔(dān)的任務(wù)及表現(xiàn)30%、實(shí)驗(yàn)記錄10%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%等，注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果分析，而不是僅以是否達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)給定成績(jī)。
2教學(xué)效果
學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后反映花費(fèi)在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)上的時(shí)間和精力遠(yuǎn)超出他們之前的想象，但收獲頗多。首先在實(shí)驗(yàn)技能上更加的嫻熟，操作上更加的規(guī)范;其次，在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中真正的實(shí)現(xiàn)了通過(guò)自己的思維加工將多門(mén)課程的知識(shí)有機(jī)的聯(lián)系起來(lái);再有，學(xué)生自行完成了一次提出問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的能力鍛煉，也是對(duì)自我能力剖析、認(rèn)識(shí)和肯定的一個(gè)過(guò)程。良好的教學(xué)效果在學(xué)生的本科畢業(yè)論文環(huán)節(jié)中也有所呈現(xiàn)。學(xué)生在開(kāi)題報(bào)告的展示、論文主旨的把握、實(shí)驗(yàn)操作能力及數(shù)據(jù)處理等方面普遍表現(xiàn)良好，畢業(yè)論文指導(dǎo)教師普遍反映學(xué)生的動(dòng)手能力及分析解決問(wèn)題的能力有很大程度的提高。同時(shí)，有更多的學(xué)生期望在專業(yè)方面有進(jìn)一步深造的機(jī)會(huì)，我校2010級(jí)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生中碩士研究生錄取比率較往屆有很大的提高，而且報(bào)考及錄取院校大多是國(guó)內(nèi)知名環(huán)境相關(guān)院校。
3教學(xué)思考
綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，而對(duì)指導(dǎo)教師而言是教學(xué)設(shè)計(jì)，是對(duì)學(xué)生的挑戰(zhàn)，同樣對(duì)教師也是挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程比驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)更長(zhǎng)，教學(xué)內(nèi)容更豐富、更復(fù)雜，教學(xué)方法與組織形式更加多樣化，這就更需要教師精心安排和組織整個(gè)教學(xué)過(guò)程，否則，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)很有可能成了走過(guò)場(chǎng)，達(dá)不到預(yù)期的目的。
首先，指導(dǎo)老師應(yīng)有很強(qiáng)的事業(yè)心和責(zé)任感。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師要綜合考慮實(shí)驗(yàn)室空間及設(shè)備、學(xué)生、周邊環(huán)境等因素選擇合適的設(shè)計(jì)題目，對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行整理分類，了解學(xué)生的基本情況來(lái)合理分組，特別是學(xué)生往往只能利用課余時(shí)間來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，只要學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室就要有教師，準(zhǔn)確把握學(xué)生實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展情況、每位學(xué)生的表現(xiàn)及試驗(yàn)中普遍存在的問(wèn)題，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解答，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)。
每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要教師花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，遠(yuǎn)超過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，所以就需要指導(dǎo)教師充分發(fā)揮奉獻(xiàn)精神。當(dāng)然，也需要學(xué)校相關(guān)政策的支持。我校近些年一直非常重視教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)改革，也制定了相關(guān)的政策。教師可以申報(bào)相關(guān)教學(xué)改革項(xiàng)目予以資助，并對(duì)教學(xué)效果良好的教改項(xiàng)目還會(huì)給予表彰，這都極大的促進(jìn)了教學(xué)改革的進(jìn)行。其次，教師要有足夠的專業(yè)素養(yǎng)。對(duì)半開(kāi)發(fā)式的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案、內(nèi)容及涉及的實(shí)驗(yàn)方法和儀器等都具有多樣化，這就要求教師在專業(yè)素養(yǎng)上有較高的造詣。不能憑空否定一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，也不能任由學(xué)生的設(shè)計(jì)方案隨意進(jìn)行。指導(dǎo)教師從實(shí)驗(yàn)任務(wù)的提出開(kāi)始，在實(shí)驗(yàn)的實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及報(bào)告的撰寫(xiě)等各環(huán)節(jié)中，始終在自己頭腦里有一個(gè)清晰的理論脈絡(luò)，有若干套可行的設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的結(jié)果、產(chǎn)生的原因及解決的辦法等。教師具備這些素養(yǎng)才能保證綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的順利展開(kāi)，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。再有，教師要有把握好“指導(dǎo)者”的度。
對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，貫徹啟發(fā)性原則是教學(xué)的根本。對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，提供一些啟發(fā)性的意見(jiàn)，避免意見(jiàn)具體化，否則學(xué)生很容易產(chǎn)生依賴心理，一旦試驗(yàn)中出現(xiàn)問(wèn)題，就希望從老師這里得到答案。教師不要包攬一切，放手讓學(xué)生去做，但也不能由著學(xué)生去做，充分發(fā)揮好指導(dǎo)者的作用。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)各個(gè)試驗(yàn)環(huán)節(jié)中都有可能出現(xiàn)失敗，經(jīng)過(guò)幾次失敗后，有些學(xué)生會(huì)灰心喪氣，有些會(huì)否定自己，甚至對(duì)專業(yè)信念產(chǎn)生動(dòng)搖，這時(shí)候就要求指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行心理上的疏導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生，同時(shí)客觀的評(píng)價(jià)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中表現(xiàn)突出的方面以及需要強(qiáng)化的部分。
環(huán)境工程微生物學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)取得了一定的效果，但也存在一些問(wèn)題。如微生物學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是一個(gè)連續(xù)性的周期較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，部分學(xué)生由于時(shí)間安排上不夠完善，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)度及結(jié)果造成了一定的影響;部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之初能夠較好的參與實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，積極性和熱情有所降低;實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)過(guò)程中同組同學(xué)內(nèi)容抄襲情況任然存在等。如何使微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加適應(yīng)高等教育人才培養(yǎng)的要求，我們還需要進(jìn)一步的探索和實(shí)踐。
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