环境化学实验教学“研、学、用”模式的研究

刘蕾

摘 要 环境化学作为高等院校环境专业的核心课程，在教学环节中占有重要作用。在产学研的背景及实验教学呈现出的基础性与创新性相结合的趋势下，环境化学的教学改革势在必行，本文阐述了如何进行环境化学实验教学改革，建立新的环境化学实验教学体系，并对实践效果和需要解决的问题进行了分析。

关键词 实验教学体系 环境化学 改革 创新

中图分类号：G424 文献标识码：A

On Environmental Chemistry Experiment Teaching

"Research， Learning and Use" Mode

LIU Lei

（Huanghe S & T University， Zhengzhou， He'nan 450063）

Abstract Environmental Chemistry as institutions of higher learning environment professional core courses， plays an important role in the teaching. In the context of experimental teaching and research has shown the basic trend of combining innovation， education reform is imperative environmental chemistry， this article explains how environmental chemistry experiment teaching reform， the establishment of new environmental chemistry experiment teaching system， and the practical effect and need to be addressed were analyzed.

Key words experimental teaching system； environmental chemistry； reform； innovation

0 前言

环境化学是环境科学课程体系的重要组成部分，它是以化学科学的传统理论和方法为基础发展起来，重点研究环境介质中有害化学物质的来源、存在形式、浓度水平以及迁移、转化、降解等环境行为及其影响因素，环境效应及其控制的化学原理和方法的科学。①②无论在环境领域的科研工作、学生学习以及实际应用过程中，环境化学具有不可替代的作用，因此，在环境专业的人才培养计划中，要充分重视环境化学课程。

在国家鼓励学生学习、高校科研、企业生产三者一体化结合的大背景下，如何在保证学生学习理论知识的同时，可以参与到科研工作中，从而实现理论到应用的转化显得尤为重要。而实践教学与理论教学相比具有更好的直观性、实践性、综合性和创新性，对学生创新思维和实践能力具有不可以替代的作用，也是实现理论向实践转化的重要手段。③④

1 传统实验教学体系存在的问题

长时间以来，国内高等教育系统下培养的学生扎实的理论基础与普遍较差的创新思维和实践能力形成了鲜明的反差。造成这种现象的原因有很多，其中一个最主要的原因是在目前的教学体制中，传统的实验教学部分存在不可回避的弊端。⑤

第一，实验教学环节学生积极性不足：实验过程中学生只需按照实验手册进行简单操作，无法发挥学生的主动性和调动学生的积极性。第二，验证性实验为主，创造性实验不足：实验多以理论教学为依托，验证性为主，缺乏研究性、设计性，不利于创新思维的培养。第三，实验模式单一，教师为主导：实验过程中教师教授力求面面俱到，成为实验主体，学生主体地位丧失。第四，实验操作孤立、单元化：主要体现在综合性实验缺乏，以传统经典实验为主，前沿性实验较少。

在这样的形势下，对现有环境化学实验教学进行一定程度的调整就显得尤为重要，因此，在我校环境化学的教学过程中，我们尝试了“研、学、用”模式对课程的实验教学进行了尝试，力图发挥学生的主动性和激发学生的创造性。

2 “研、学、用”实验教学体系

在学生的培养方案中，将实验教学与理论教学分开安排课时，给予学生充足的实验课时量，通过“研”以科研项目为依托，“学”以理论教学为基础，“用”以实际操作为目的开展该体系的教学工作。

以环境化学实验中的“水体富营养化程度的评价”实验为例，在传统教学中，学生仅需针对教师提供的单一水样进行总磷、叶绿素-a及初级生产率的测定后对水样的富营养化状况进行评价即可。而运用“研、学、用”模式进行该教学会按如下流程进行：首先，给出该实验的目的为“掌握总磷、叶绿素-a及初级生产率的测定原理及方法”和“评价水体的富营养化情况”，根据实验目的和要求学生自由进行分组，学生以研究小组的形式配合查阅相关文献和资料，在规定时间内设计并提出初步的实验计划书交予指导教师，在教师的协助下，制定出符合实际的研究计划。之后，研究小组学生根据计划与教师进行实验室预约，确定实验的具体时间，自己动手进行实验药剂的配置和实验研究等工作，全程教师只给予必要的指导。最后，集中学生以小型学术交流的形式进行实验结果的汇报。

在整个实验教学过程中，学生既能在实验准备阶段熟悉科技文献的查阅方法，而且能在实验进行过程中掌握项目计划书的写作方法，这些环节都极大地提高了学生的主动性和创造性，除此之外，分组研究的形式也对于增强学生的配合能力与团队精神有促进作用，小型学术交流形式实验结果汇报在一定程度上也提高了学生的口头表达能力。

3 实践效果及待解决的问题

在“研、学、用”实验教学体系实践以来，已经取得了初步的效果。学生对于实验的积极性有相当程度的提高，增加了学生的学习兴趣与积极性。同时，通过实验计划的自主设计，学生的创新思维得到了激发，能够将基础理论知识融会贯通，并在实际操作中得以运用。在新的实验教学改革中，我们在尝试逐步改变传统实验流程，开放拓展学生的科研平台，设立针对学生申请的科研项目，进一步开放实验资源，使学生成为实验教学的主体，以理论教学为基础，实际应用为目的，科研项目为纽带，培养应用型人才。

由于开展“研、学、用”实验教学体系的时间较短，部分条件所限，一些问题仍需在实践过程中加以完善：

3.1 理论教学与实验教学相结合

首先，新的实验教学中需要打破教师制定方案，学生模仿的形式，要求教师提出基本要求，学生自由组合，从思考问题，分析问题，进而解决问题，这样，能使学生充分发挥主动性和创造力，从而进一步培养学生的创造力。另外，在实验室管理上也要改变固有模式，开放更多的实验室供学生使用，使实验时间和空间得到拓展。即不再以固定时间形式集中开展实验教学，而是要求学生在一定时间范围内，自主制定实验计划与时间完成其科研项目。最后，以学术报告或是以科技论文的形式汇报取得的实验成果。值得注意的是在实验成果汇报的环节中，指导教师对于实验成果的客观评价也显得尤为重要，一方面从对学生汇报的评价中可以挖掘实验中的亮点，对这些亮点加以肯定，有利于进一步激起学生的积极性；另一方面，也可以让学生发现自己实验中的不足，在后续的实验环节中加以改正。

3.2 理论教学与前沿环境问题相结合

环境专业的实验教学要更加关注社会前沿问题，强调学生的动手能力，因此，我们应该鼓励学生针对社会关心的环境问题进行项目设计，如传统实验“大气中总悬浮颗粒物或飘尘的测定与污染评价”中可以改变收集固定地点的大气总悬浮颗粒物的模式，以雾霾等热点问题为切入点，让学生结合所学知识，制定实验方案，在不同天气条件下开展实验，对比实验结果。与传统实验方式相比，与前沿环境问题相结合的实验教学能够更好地使理论与实践相结合，加深了学生对现实环境问题的认识。

3.3 其他学科与环境化学相结合

环境学科作为交叉学科有其特有的多样性、关联性和系统性，实验教学的单一势必无法满足人才培养的需要。传统教学理念以学生掌握基础理论知识为主要目的，重知识而轻应用，教师习惯于安排单一性实验，多个实验间缺乏联系性与系统性。因此，在新的实验教学体系中，实验的安排需要综合评估学生前置课程与后置课程的设置情况，做到教学内容与其他学科中的知识点既保证一定的联系性而又避免重复，通过具有联系性的内容使学生在巩固学习过的理论知识的同时，对后续理论知识进行衔接，整个教学过程中应更好地体现实验的层次性。总之，通过对实验教学的改革，希望做到基础性实验、综合性实验和应用型实验相结合，充分发挥学生的特长，促进学生的思考，提高学生的综合素质。

4 结语

以学生科研项目的形式开展实验教学，可以使教学内容更加丰富，充分调动学生的主动性、积极性和创造性，是以学生为主体的创新型实验改革的有效方式。环境学科的环境化学实验教学改革是一项细致、长期和系统的工作，需要逐步完善，以建立更为科学和多元化的实验教学体系。

注释

① 王环.环境化学的回顾与展望[J].中国科技信息，2005（2）：22.

② 刘晓燕.论化学污染与环境化学教育[J].绵阳师范学院学报，2004.23（2）：66-69.

③ 沈佐湘，胡惠君.实验教学与人才培养[J].中国高教研究，2003（3）：90-91.

④ 张玉平.发挥开发实验室的多重教育功能[J].中国高等教育，2002（9）：32-33.

⑤ 张爱英.认真实施开放实验，努力提高学生综合素质[J].实验技术与管理，2004.21（2）：5-8.