環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐論文
摘要：對(duì)比了聊城大學(xué)2012年和2016年環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置，并分析了2010—2016年專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施情況．發(fā)現(xiàn)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)率、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)以及學(xué)時(shí)數(shù)逐年增加，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革取得了一定的成果．針對(duì)存在的問(wèn)題提出了重新設(shè)置實(shí)驗(yàn)課體系，提高綜合性和研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比例以及加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)等方面的建議．
關(guān)鍵詞：環(huán)境科學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；課程設(shè)置；教學(xué)改革；聊城
大學(xué)環(huán)境科學(xué)是為解決環(huán)境問(wèn)題而誕生的一門(mén)新興的綜合性邊緣學(xué)科，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，這也決定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中占據(jù)著重要的地位[1-2]．聊城大學(xué)是山東省省屬綜合性大學(xué)，其環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)依托環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院設(shè)立于2004年，旨在培養(yǎng)掌握環(huán)境自然科學(xué)、環(huán)境技術(shù)科學(xué)和環(huán)境人文社會(huì)科學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，具備環(huán)境科學(xué)的基本理論、基本技能和實(shí)踐創(chuàng)新能力，能在政府、企業(yè)和科研單位等從事環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境污染防治、環(huán)境管理與保護(hù)及生態(tài)規(guī)劃與環(huán)境評(píng)價(jià)等領(lǐng)域的工作以及繼續(xù)深造的高素質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才．本科教育以教學(xué)為主，近年來(lái)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不斷完善，但仍存在著一定的問(wèn)題．本文對(duì)聊城大學(xué)環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的沿革和現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)分析，并對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的設(shè)置和實(shí)施提出了改進(jìn)建議，以期完善環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，為培養(yǎng)環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型本科人才提供參考．
1實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置
環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案自2004年以來(lái)遵循“一年一小修，四年一大修”的原則不斷進(jìn)行修訂與完善，2004—2012年培養(yǎng)方案的體系較為一致，主要表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課程數(shù)和學(xué)時(shí)數(shù)的增減．2013年聊城大學(xué)啟動(dòng)了山東省應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)，努力創(chuàng)建一流地方綜合性大學(xué)．如何進(jìn)一步加強(qiáng)和提高大學(xué)生實(shí)踐能力擺在了聊城大學(xué)教學(xué)工作的首要位置，而實(shí)驗(yàn)課程是學(xué)生學(xué)以致用，理論聯(lián)系實(shí)際，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的重要環(huán)節(jié)[3]．實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有直觀性、實(shí)踐性、啟發(fā)性和探索性等特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力和技能等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有著理論教學(xué)不可替代的作用．同時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的重要組成部分[4]．因此，為適應(yīng)環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)發(fā)展的'需要，培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)人才，2016年修訂后的培養(yǎng)方案在實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置上與歷年的培養(yǎng)方案有了較大的改變（見(jiàn)表1）．由表1可見(jiàn)，2012年環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中共計(jì)14門(mén)實(shí)驗(yàn)課程，其中13門(mén)為非獨(dú)立設(shè)課，僅1門(mén)課程——環(huán)境生態(tài)學(xué)獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課．實(shí)驗(yàn)共計(jì)234學(xué)時(shí)，其中基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)、核心課實(shí)驗(yàn)和方向課（選修）實(shí)驗(yàn)所占比例分別為22.2%，72.6%，5.2%．獨(dú)立設(shè)課學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的比例僅為13.7%．2016年環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中共計(jì)12門(mén)實(shí)驗(yàn)課程，其中獨(dú)立設(shè)課11門(mén)，非獨(dú)立設(shè)課1門(mén)．實(shí)驗(yàn)共計(jì)384學(xué)時(shí)，其中專(zhuān)業(yè)教育課程實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)所占比例分別為4.2%，18.8%，77.1%，獨(dú)立設(shè)課學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)比例為95.8%．2012和2016年環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中具體實(shí)驗(yàn)課程及學(xué)時(shí)情況見(jiàn)表2．由表2可見(jiàn)，2016年培養(yǎng)方案將16學(xué)時(shí)以上的課程進(jìn)行了獨(dú)立設(shè)課，并對(duì)2012年部分非獨(dú)立設(shè)課的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了合并與調(diào)整．如基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和核心課分析化學(xué)，經(jīng)合并和調(diào)整后改為大學(xué)化學(xué)（實(shí)驗(yàn)）和生物化學(xué)（實(shí)驗(yàn)）；原基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課環(huán)境學(xué)概論的12個(gè)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)與環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)合并，增至32學(xué)時(shí)；環(huán)境微生物學(xué)和環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)合并為環(huán)境生物工程（實(shí)驗(yàn)）．根據(jù)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室條件和歷年環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)情況，將水污染控制工程實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課，將原大氣污染控制實(shí)驗(yàn)和選修課的部分工程實(shí)驗(yàn)納入環(huán)境工程仿真實(shí)驗(yàn)課，使環(huán)境工程類(lèi)的實(shí)驗(yàn)課程由原來(lái)的30學(xué)時(shí)增加到48學(xué)時(shí)．通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)較少且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相近的實(shí)驗(yàn)課程合并，將非獨(dú)立設(shè)課改為獨(dú)立設(shè)課，新增加環(huán)境工程仿真實(shí)驗(yàn)（軟件）和環(huán)境數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析課程設(shè)計(jì)（上機(jī)）2門(mén)實(shí)驗(yàn)課程．2016年培養(yǎng)方案中實(shí)驗(yàn)課程總計(jì)12門(mén)，實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)較2012年培養(yǎng)方案增加了64.1%，實(shí)驗(yàn)課程在培養(yǎng)方案中所占比例有了極大提高．
2實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施狀況分析
環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)化學(xué)方面的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課和儀器分析（實(shí)驗(yàn)）課是在化學(xué)化工學(xué)院按培養(yǎng)方案實(shí)際開(kāi)設(shè)的，而環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)的核心實(shí)驗(yàn)課程（專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課）主要在環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院開(kāi)設(shè)．根據(jù)環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)2010—2016年實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃書(shū)和任務(wù)書(shū)，將各學(xué)期開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課的門(mén)數(shù)、項(xiàng)目數(shù)和學(xué)時(shí)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表3）．2013—2014學(xué)年第一學(xué)期有了第一門(mén)獨(dú)立設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課——環(huán)境生態(tài)學(xué)，隨后獨(dú)立設(shè)課的實(shí)驗(yàn)課門(mén)數(shù)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)和學(xué)時(shí)都有了顯著增加．環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境土壤學(xué)和環(huán)境生態(tài)學(xué)等課程實(shí)驗(yàn)的開(kāi)出率均為100%，且綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所占的比例也逐漸提高．由于環(huán)境科學(xué)學(xué)科的綜合性和交叉性，各實(shí)驗(yàn)課程雖獨(dú)立設(shè)課，但在內(nèi)容上仍依附于理論課程，因此實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目易出現(xiàn)交叉和重復(fù)，如環(huán)境監(jiān)測(cè)（實(shí)驗(yàn)）中土壤部分的實(shí)驗(yàn)和環(huán)境土壤學(xué)（實(shí)驗(yàn)）的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目就極易出現(xiàn)重復(fù)內(nèi)容．因此，學(xué)院統(tǒng)一組織實(shí)驗(yàn)教師集中商討并制訂實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱，從而避免了不同的課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)出現(xiàn)．通過(guò)進(jìn)一步了解和分析各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容、類(lèi)型以及對(duì)實(shí)驗(yàn)課教師和學(xué)生的訪談和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)的核心實(shí)驗(yàn)課（專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課）在實(shí)施過(guò)程中存在3個(gè)方面比較突出的問(wèn)題：（1）偏化學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較多，環(huán)境生物和環(huán)境工程方面的實(shí)驗(yàn)薄弱．環(huán)境生物工程（實(shí)驗(yàn)）（32學(xué)時(shí)）8個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為原環(huán)境生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，另外4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是新增設(shè)的，均為關(guān)于活性污泥的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目．工程方面的實(shí)驗(yàn)課程有水污染控制工程（實(shí)驗(yàn)）（32學(xué)時(shí)）和環(huán)境工程仿真（實(shí)驗(yàn)）（軟件）（16學(xué)時(shí)），其中水污染控制工程（實(shí)驗(yàn)）僅開(kāi)設(shè)了4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目．（2）驗(yàn)證性項(xiàng)目多，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少，學(xué)生缺乏積極性和主動(dòng)性．驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的主要目的一方面是鞏固環(huán)境科學(xué)類(lèi)的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)；另一方面是訓(xùn)練學(xué)生的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器使用、操作和實(shí)驗(yàn)步驟的熟練程度，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程具備初步的認(rèn)知能力．但此類(lèi)實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)太多不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，同時(shí)也不能提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極性[5]．（3）理論課教師同時(shí)承擔(dān)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，且理論課和實(shí)驗(yàn)課往往在同一學(xué)期開(kāi)設(shè)，無(wú)實(shí)驗(yàn)員協(xié)助，教師負(fù)擔(dān)較重．
3完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的措施
（1）在課程設(shè)置上，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)課脫離依附于理論課的狀況[6]，依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，從專(zhuān)業(yè)教學(xué)整體需求出發(fā)，重新設(shè)置實(shí)驗(yàn)課體系[7]．以“基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)——綜合性實(shí)驗(yàn)——研究性實(shí)驗(yàn)”為主線，將環(huán)境科學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課整體考慮、統(tǒng)籌規(guī)劃，將不同的實(shí)驗(yàn)課程合理搭配，精心篩選具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使教學(xué)過(guò)程產(chǎn)生疊加效應(yīng)．（2）環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)方面的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)加強(qiáng)與生命科學(xué)學(xué)院的合作，借助生命科學(xué)學(xué)院的師資力量和實(shí)驗(yàn)室，合理設(shè)計(jì)環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目．環(huán)境工程方面的實(shí)驗(yàn)引入了環(huán)境工程仿真軟件，但應(yīng)加強(qiáng)與政府部門(mén)和企業(yè)的合作，使學(xué)生能夠到工程現(xiàn)場(chǎng)參觀從而增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)．綜合性、研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以結(jié)合教師的科研項(xiàng)目、大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)[8-10]，從而豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)內(nèi)容，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．（3）在實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y力量的匹配上，應(yīng)考慮設(shè)置實(shí)驗(yàn)員崗位或?qū)Ｂ毜膶?shí)驗(yàn)課教師[11]．目前，環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院建設(shè)了環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境生態(tài)與生物多樣性實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境土壤學(xué)實(shí)驗(yàn)室和環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室，擁有氣象色譜儀、原子吸收儀、離子色譜儀、總有機(jī)碳分析儀及原子熒光儀等大型儀器設(shè)備，各實(shí)驗(yàn)室應(yīng)加強(qiáng)溝通和合作，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室資源的高效利用．
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