高等院校环境科学本科专业实验探究

时间：2024-08-04 08:59:25 职称论文我要投稿

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高等院校环境科学本科专业实验探究

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　　摘要：环境科学专业的实验与实践教学是培养学生解决实际问题的重要环节.但目前实验与实践教学效果与社会对环境科学专业人才的需求还存在一定差距.鉴于此，剖析了环境科学专业实验与实践课程体系设置、教学方法及评价系统等方面存在的问题，并针对问题提出了实验与实践教学独立设课，教学体系一体化以及实验教学手段多样化等方面的建议.

　　关键词：环境科学;实验与实践课;教学改革

　　由毕业生就业情况跟踪数据显示，环境科学专业本科学生毕业后从事本专业的比例明显低于工科专业，大部分毕业生选择考研，这与我国当前对本科人才需求多偏重于工程应用型有关[1-2]，但同时也和环境科学专业课程，特别是实验和实践课程设置有一定关系[3].在“关于环境科学专业课程设置情况的调查问卷”中，共调查了51所院校，包含985，211学校和其他本科、专科学校，在对本校环境科学专业课程设置的满意情况一栏中，仅有7.5%的学生非常满意，认为一般和不满意的比例高达47%(未发表数据).对于环境科学专业，实验和实践课程开设的目的是为了强化学生的应用技术手段，提高学生解决实际环境问题的能力.并且已有研究表明，增加实习教学时间比重有助于学生的“能力强化”[4].但从当前学生就业现状和已有调查结果来看，环境科学专业的实验和实践课程建设还存在一些问题，需要开展进一步的调整与改革，以适应社会经济发展对专业技术人才的需求.

　　一、实验与实践课程体系设置的现状及存在的问题

　　1.1实验与实践课程体系设置现状

　　环境科学本科专业实验及实践课程体系一般由课程实验、课程实践和毕业论文3部分组成.其中课程实验又分为基础课程实验和专业课程实验，基础课程实验多为普通化学实验、分析化学实验和有机化学实验等;专业课程实验包括环境监测、环境化学、环境微生物、环境土壤学和环境工程学等.课程实践不同于课程实验，其受地域限制较大，多数高校课程实践由学校统一安排，结合所开设的课程，地点以污水处理厂、垃圾填埋场和各类化工厂为主，部分学校选择在野外参观实习，或在环保局和环境监测站等地实习.毕业论文实行导师制，按照双向选择，先由本专业教师结合科研项目，提出一些研究题目供学生选择，然后由教师最终确定所选学生名单，并和学生进一步交流、沟通，指导学生完成毕业论文.

　　1.2实验与实践课程体系设置存在的问题

　　环境科学专业培养目标之一体现为“重实践，强能力”，现有环境科学专业课程体系设置的出发点是提高学生的实际动手能力、分析问题和解决问题的能力以及对所学知识的综合运用能力.但是从学生的调查反馈结果看，环境科学专业培养目标和学生的实际期望还存在一定差距.为此，结合部分高校环境科学本科实验与实践课程体系设置，初步剖析目前该课程体系存在的问题，主要体现在以下方面：

　　(1)专业实验课程内容的选取缺乏统一安排，导致课程实验的连续性和衔接性不够，甚至不同的课程实验会存在重复[5].如环境监测课程会全面介绍环境样品的采集、保存、制备、预处理方法及一些基础指标测定等(水样pH和COD的测定，土壤中一些金属元素的测定)，但在环境土壤学课程实验中土壤样品的采集、制备，水体的污染和防治课程中COD的测定，仍以其为重点实验内容.不同任课教师间若不能及时沟通，就会造成学生多次重复基础实验，从而影响学生对实验的学习兴趣，降低学习积极性.同时，由于每门课的课时有限，重复的基础性实验占用了大量课时后，就会造成综合性、研究性和自选式实验没有足够时间开展.

　　(2)在专业课程实验中，验证性实验比例偏高，而综合性、研究性及自选式的实验偏少.验证性实验主要目的一方面是巩固环境科学类的基本原理和基础知识;另一方面是训练学生的基本技能，培养学生对实验仪器使用、操作和实验步骤的熟练程度，使学生对实验过程具备初步的认知.但此类实验开设太多不利于培养学生的创新思维，同时也不能提高学生对实验的积极性.因此，应该增加一些综合性、研究性或自选式实验，从而丰富学生的实验课学习内容，进一步激发学生的学习兴趣.

　　3)实验室和实习基地的建设水平参差不齐.在985和一些211高校，由于学科经费充足，环境科学实验室和实习基地建设相对完善，管理水平较高[6].但在一些地方本科院校，由于受学科经费限制，存在实验仪器设备陈旧，指导教师缺乏，无固定实习基地等问题[7].另外，在实验教学管理上缺乏科学性和规范化，同时实验教学运行机制也存在严重缺陷.

　　(4)缺少科学合理的实验成绩与实践技能成绩评定体系，使学生的实验课与实践课成绩呈现不合理的分布，过于集中在某一分数段.难以真实地反映学生实验技能的掌握情况，不利于发现实验教学中的薄弱环节，因此不利于对其不足之处进行调整与完善.

　　二、实验与实践课程体系优化的思路及建设

　　2.1实验与实践课程体系优化的思路

　　环境科学专业本科实验与实践课程的设置是为了巩固学生的专业理论知识，增强学生分析与解决实际问题的能力，提高学生的综合技能，以满足环境科学专业“重实践，强能力”的培养目标和社会对环境科学专业人才的需求.因此，要逐步改变实验与实践教学和课堂教学合为一体的教学模式，建立相对独立的实验与实践授课方式，探索多层次、多模式的实验与实践教学体系，进一步优化实验与实践教学内容，使实验与实践教学更具有主动性、创新性、系统性和科学性.

　　2.2实验与实践课程体系优化的建议

　　2.2.1改变课程带实验的教学模式

　　逐步创建课堂讲授与实验实践教学相分离的教学体系.首先要与理论课程统筹协调，制订实验与实践课程教学大纲，编写实验教材，制定实验考核标准，真正做到理论教学和实践教学并重[8].但部分高校可能受实验条件和师资力量的限制，暂时不能将全部的实验课程独立开设，因此，建议此类高校可以从部分课程开始做起[9-10].

　　2.2.2建立一体化的实验与实践教学体系

　　以“基础性实验—综合性实验—研究性实验”为主线，将环境科学专业实验课整体考虑、统筹规划，将不同的实验课程合理搭配，精心筛选具体实验项目，使教学过程产生叠加效应.如环境监测、环境土壤学和环境毒理学3门课程实验中均涉及到土壤重金属，因此将这3门课程中与土壤重金属相关的实验结合起来，既能起到强化作用，又能让学生看到实验技能在现实生活中的应用，提高学生的认知水平和学习兴趣.

　　2.2.3实验教学手段和方式多管齐下

　　传统的实验教学可以综合锻炼学生操作、观察、记录、分析和解决问题的能力.但受实验室条件和学时限制，实验课程并不能全部在实验室开展，在此情况下若借助虚拟现实与多媒体技术进行实验教学，有利于学生对知识的深刻理解和记忆[11-12].如环境毒理学课程实验以动物实验为主，由于受动物资源、经费和师资等条件的限制，在国内仅少数高校能开设此课程实验.若能借助虚拟仿真实验室软件，则可在缺乏实体资源的情况下完成相关实验的操作和训练，达到同样的教学效果.

　　2.2.4加强课程实践基地建设

　　加强学生实践能力的培养是高等教育改革的关键，而实践性教学环节又是培养学生实践能力的关键，课程实践是环境科学教学中非常重要的环节，可以更好地、较全面地提高学生的综合素质.大多数高校与污水处理厂、垃圾处理厂或者环保基地进行合作，共建实践教学基地.但随着环境科学专业人数的逐年增加，超出很多单位的实际接待能力，导致高校不得不更换原来的实践基地，寻求更大的合作平台，这种实习基地的不断更替在一定程度上影响了实践教学质量.因此，需要从长期考虑，有计划地加强课程实践基地的建设.同时，课程实践时间也可以化整为零，有计划地穿插到课程教学过程中，如利用周末时间以小组为单元组织学生到相关单位实习，这样既可以减轻实践基地的接待压力，又能让学生多次深入实践单位，强化对实践内容的理解.

　　2.2.5建立科学合理的考核评价体系

　　仅依据实验报告考核会导致学生轻视实验过程，达不到实验课开设的目的.只有建立科学合理的考核评价体系，教师才能全面了解和掌握学生的实验学习情况，作出及时、客观、公正的考核评价.考核方式要兼顾实验预习、基本操作、实验报告、分析问题和解决问题能力等方面.

　　三、结论

　　环境科学专业实验与实践课程体系的设置对学生专业能力的培养和就业起到关键性作用，实验与实践教学内容也是培养人才素质和提高教育质量的核心.高校应该立足于学校本专业的客观实际，依据现状制定出合适的实验与实践教学大纲和教学方案，教学内容和教学手段要与时俱进，了解最新的科研动态，不断更新实验教学内容和实验手段，以培养出符合社会发展需求的专业技术人才.

　　参考文献：

　　[1]陈太克.基于用人单位视角的环境科学类人才培养问题研究[J].上海环境科学，2008，27(4)：183-184

　　[2]温桂清，蒋治良，李俊.高校环境科学专业就业分析及培养模式探析[J].高教论坛，2010(6)：108-109

　　[3]曹优明.教学应用型本科院校环境科学专业课程体系建设探讨[J].重庆文理学院学报：自然科学版，2010，29(4)：86-90

　　[4]张会民，刘红霞，陈明灿.资源环境科学专业课程体系改革与实践[J].科教文汇，2009(8)：34-35

　　[5]谢春琼，李元，祖艳群，等.云南农业大学环境科学专业实践教学改革探讨[J].云南农业教育研究，2006(4)：14-17

　　[6]鞠美庭，楚春礼，刘海峰.环境科学专业核心知识单元与核心课程设置实践[J].中国大学教育，2016(2)：38-41

　　[7]李素英，常英，刘芳，等.环境科学专业认识实习的教学实践研究[J].内蒙古师范大学学报：教育科学版，2013，26(4)：132-134

　　[8]张刚，马逊风，盛连喜.环境科学专业实验课“独立设课”的教学改革实践与再思考[J].高校实验室工作研究，2009(2)：12-13

　　[9]陈兴都，杨成建，刘伟，等.独立设课背景下环境微生物实验课程教学改革研究[J].新校园旬刊，2016(6)：102

　　[10]汤红妍，徐航，董铁有.环境监测实验独立设课教学改革探索[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2012(2)：30-31

　　[11]罗运阔，陈文波，周亮梅.高校环境科学与工程专业建设MOOC课程的必要性及对策[J].高教学刊，2015(23)：191-192