2021-4-9 | 课程改革论文
本文作者：丁颖 黄中子 单位：上海工程技术大学化学化工学院
高校实验教学应以培养学生的动手能力为基础,逐步提高学生独立发现问题、分析问题和解决问题的能力,使学生最终具备一定的创新能力[1]。环境工程是门边缘学科,也是门综合性学科,要求学生在具备较系统的基础理论和专业知识的前提下,也要具备较强的实践动手能力和设计能力,为以后的就业工作打下扎实的基础。我校环境工程专业是于2005年新成立的专业,下属实验室主要有环境工程实验室、环境监测实验室、生物及微生物实验室、现代仪器分析实验室及其他一些相关研究室。承担了我系“仪器分析”、“生物化学”、“环境微生物学”、“环境检测”、“环境工程”等课程的实验教学任务及学生毕业论文和毕业设计等实践性教学环节的教学任务。除基础及专业基础课程设置的实验教学体系之外,还设有“环境监测实验”和“环境工程实验”两门专业实验课程,并且是独立于理论教学体系的实验课程。
一、实验教学现状[2]
目前我系环境工程专业实验课程体系设置主要存在的问题有:(1)部分专业实验教学体系内容脱节“环境监测实验”和“环境工程实验”两门专业实验课程内容的设置各自为政,学生仅是按照各个实验讲义按步就班地完成各自的实验,并未真正了解实验内容之间的联系,产生学会了一些监测手段,却不会在工程实验中加以运用的现象,长此以往,不利于培养学生解决问题的能力和综合设计的能力,不符合工程型、应用性人才培养的教学理念。(2)实验课程中部分内容重复由于“环境监测实验”和“环境工程实验”的内容设置各自为政,导致了一些内容重复,耗时颇长,并且不能达到预期效果。实验内容的重复设置,制约了学生的知识面,在教学上也不太合适。
二、实验课程改革的设想探讨
1.实验教学内容的整合
编写适合我系使用的环境工程专业综合实验讲义。由于“环境监测实验”与“环境工程实验”部分内容重复,新编讲义应对此两项实验内容进行有机整合,做到实验内容重复率减少,让学生在有限的实验训练时间内,掌握更多的监测及工程方法、手段,并掌握一些快速测定方式,利于学生在工作中更快进入角色。在“环境工程专业综合实验”讲义中将一些原先在“环境监测实验”中单独进行的实验内容有机地融合到了综合实验内,可有效减少学生学了一些监测手段,却不会在工程实验中运用的现象。综合实验讲义将浊度的测定与混凝实验归并到一起;将溶解氧的测定实验,作为曝气设备充氧能力测定实验的一部分;生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(CODcr)的测定有机整合在废水可生化性测定的实验中;并设置了一些综合性的实验,如:生化反应动力学系数测定,工业污水生化处理实验。另外将一些较难整合的监测实验用一定的实验学时单独开设。
2.实验教学手段及方法的改革
以往在实验课上,一般都是老师讲述一遍实验内容,学生依葫芦画瓢地操作,学生无法真正理解实验个步骤的作用,可能产生知道做,不知为何做的现象。针对这一现象,要求改变以往的教学方法及手段,有如下一些设想:
(1)对实验预习严格把关
要求学生对每次实验的内容进行全面的预习,写好预习报告。预习内容除实验讲义外,教师要根据实验室现有的配置,将实验中所需使用的仪器、设备的性能和使用方法、操作流程制成网络课件,并配以适当的动画、实样照片、模拟运行方式等,要求学生在进实验室之前进行预习,指导教师亦可通过网络课堂对学生的预习情况进行检查,在每次实验前,以讨论、提问的形式就实验内容与形式展开交流,交流的结果作为学生平时成绩的一部分。通过预习加强学生对实验内容的认识与理解,取得更好的是实验效果。
(2)加强学生动手能力的训练
教师对学生的实验操作进行适当的介绍及示范,要求学生独立完成实验内容,每次实验结束后,当场检查实验数据,严防抄袭实验结果的现象。在整个实验过程中,教师应当及时纠正学生在实验中出现的不规范操作。
(3)重视实验讨论
以往在实验报告中的实验内容讨论往往流于形式,对实验思考题的重视程度不够。可考虑将实验内容的讨论在实验教学课堂内进行,教师对实验内容提出一些讨论题目,由形式当场作答,并作为实验成绩的一部分予以记录。
(4)实验分组进行
以往的实验大部分是一个班级在同一时间内完成同一实验内容。这种教学方式虽然便于安排与管理教学内容,但随之出现的问题是:①需要较大的实验室;②需配备较多的实验仪器及设备;③学生独立思考、独立操作的空间有限(往往出现有了问题马上求助其他同学的现象);④实验报告、实验结果千篇一律。我系环境工程实验室建立不久,实验室空间有限,实验仪器、设备不够齐全,数量有限。如果一个班级在同一时间内完成同一实验内容,可能会导致实验空间、仪器、设备不够的现象出现,较难保证每个学生保质保量完成实验要求。根据我系实验室的具体情况,建议可将学生分为3~5人一组,同时进行不同内容的实验。
三、关于综合性、设计性实验安排的探讨
基础性、验证性及演示性实验虽然能够加强学生的基本功训练,能加深对理论知识的理解及巩固,但对加强学生实验设计开发能力培养的力度明显不足。在工程类教育人才的培养上,对学生实验设计能力的培养尤显得重要。综合性实验可使学生综合运用所学的理论知识,全面提高学生从事实际工作的能力。设计性实验的设置,将为培养学生严谨的科学态度及独立实验能力和独立设计能力打下良好的基础。在完成基础性、验证性、演示性实验课程的基础上,根据我系的具体情况,建议开设一些专业性、设计性、综合性的实验。如:“生化反应动力学系数测定”、“工业污水生化处理”、印染废水综合处理”。对于综合性、设计性实验,要求学生分成若干组,根据给定的选题(每组给予一定的选题范围),写出实验方案,包括实验目的、原理、仪器设备、实验材料等,并对实验方案进行讨论,在教师指导下,根据实验室的具体条件,确定最终实验方案。结合所定的实验方案设计实验方法、实验步骤、预期结果等,有分工有合作地开展实验。实验结束后以实验小组为单位提交详细的实验报告,交指导教师评判。并对各组的实验在全班范围内进行交流。