创新型人才培养下的环境科学专业实验教学改革

徐轶群等

摘 要：“创新人才培养模式”是提高高等教育质量的一个重要举措，而实验教学是创新型人才培养的重要组成部分。传统环境科学专业实验教学模式在实验内容、实验设计、教学方法与考核手段等方面存在一些弊端，该文以环境生物实验教学为例，结合教学实际，从实验教学内容，传授方法与手段，考核方式的转变等方面进行实验改革，通过实验改革，学生的实验创新能力得到了很大的提高，同时能积极主动的进行各种创新性实验的设计与尝试，并达到了较好的实验教学效果。

关键词：环境科学专业 实验改革 创新型意识 人才培养

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（b）-0187-02

为了深入贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》，培养造就一大批能面向未来、面向世界、面向现代化的创新型人才，我校启动了“卓越人才培养计划”，该计划以培养德智体美全面发展，知识、能力和人格协调统一，知识面宽、基础厚、能力强，具有宽广国际视野和领导意识，有理想抱负，有社会责任感和职业操守的高级专门人才和拔尖创新人才为目的。2012年4月20日，教育部发布《全面提高高等教育质量的若干意见》，明确提出将“创新人才培养模式”作为提高高等教育质量的一个重要举措。以提高实践能力为重点，实施“一基础五卓越”计划，探索与有关部门、科研院所、行业企业联合培养创新人才的模式。可以看出，创新型人才的培养是实现“卓越人才培养计划”的关键。

对环境科学专业的本科生来说，实验教学是培养合格人才的基本且非常重要的一个环节，这是由环境科学的专业特点决定的。环境科学专业实验的开设在学生能力培养和综合素质提高等方面有重要的作用，通过实验，可以培养学生的动手能力、分析和解决问题的能力、正确的思维方法及严谨的科学态度和工作作风等。

1 目前环境环境科学专业实验教学存在的问题

1.1 在实验内容上，验证性多，设计性少，综合性更少

由于环境科学专业是一门综合性的学科，涉及内容众多，开设实验的课程既包含了大量相关的专业基础课，如：化学、物理和生物等，同时又包含许多专业课，如：环境化学、水污染处理工程、环境生物、环境毒理和环境监测等。长期以来，环境科学实验教学的目的往往停留在使学生巩固并加深对课程中某些理论知识和概念的理解，掌握实验基本方法、掌握实验技术和常用仪器的使用方法，培养学生的动手能力和观察能力及处理实验结果能力的基础上，实验教学内容以验证性实验为主，各专业课的实验如环境化学、水污染处理工程、环境生物和环境监测等各门课程过于强调自身的整体性，缺乏学科交叉性，验证性实验过多，很少开设涉及整门课程重要知识点的综合性实验。

1.2 实验教学方法单一、传统

在实验授课过程中许多课程的教学方式是以现场操作展示为主，教师按照实验过程按部就班的讲解，而学生对实验课程的理解只停留在简单的操作水平上，这在一些专业基础课的实验表现的尤为明显，在一些专业实验课，教师采取的教学方法同样如此。为了防止学生实验中犯错，教师往往会将以往教学过程中的实践经验总结好，写在黑板上或打印出来，尽可能全面地教给学生。教师在课堂讲授时强调许多的注意事项，学生只要按照教师给定的实验过程依葫芦画瓢即可。这种教学方式虽然可以保证学生在既定的时间内顺利完成实验，但限制了学生实验过程中的自行摸索与创新，教出来的学生自学能力差，实验过程中一有情况马上就请教教师，不愿通过自己认真思考来解决问题，不能达到提高学生的实验能力与综合素质的目的，更谈不上在实验中进行创新。同时，学生上完实验课很快就遗忘，这关键的原因是教学方法使用不当造成的。

1.3 实验教学是课程教学的附属物

长期以来，实验课被看成是理论课的附属，实验的目的只是加深有关理论课的理解和掌握，因此，教师在设计实验时，往往只考虑该门课程的相关内容，这样，将造成各门实验课程之间互相分割，在整个实验教学过程中缺乏各门课程相互之间的紧密联系[1]，没有开展涉及多门课程或跨学科的综合性实验项目。对专业基础课来说尚能理解，但对于一些专业课来说，如果把实验课看成是理论课的附属，这不利于创新型人才的培养。

2 创新型环境科学专业专业课程实验教学方法改革与实践

针对以上出现的问题，我们在实验教学过程中进行了改革，具体如以下几点。

2.1 实验内容的改革与调整

对环境科学专业的实验课来说，现有的实验内容设置往往仅注重学生的基础操作能力，不能满足创新人才培养的要求，应合理增设综合性实验。其中基础性实验需要紧贴基础理论，主要培养学生的基本操作技能，加深学生对基础理论的理解。综合性实验要具有一定的应用性，突出多学科知识的交叉结合，培养学生综合运用所学知识的能力和创新能力[2]。教师设计综合实验时，实验的内容不一定和课程内容完全一致，可以围绕本专业适当拓展，但不能超出学生的知识范围。教师也可以结合自身的科研项目，设计几个综合实验，这样，既拓展了学生的专业知识，也培养了学生的创新意识。多层次的实验教学内容[3]主要从实施卓越工程师等培养计划出发，在内容上逐步强化学生的综合应用能力和创新意识，是培养创新应用型高素质人才的重要基础。

2.2 实验教学方法与手段的多样化，调动学生实验创新的积极性

在实验教学过程中，我们应努力提高学生学习的积极性与主动性，减少“填鸭”式灌输方式的教学，多用启发式、探究式教学方法。例如：在环境生物学课程实验“过氧化氢酶活性的测定”的讲解过程中，一方面，按照传统方法，给学生讲解实验原理和注意事项；另一方面，结合实际应用，拟定一些具有启发性的问题，如本实验中，可以让学生带着如下问题进行实验，为什么对照瓶要加煮死酶液？为什么实验过程中测定瓶要及时加入10%H2SO4 2.5 mL？这样，可以让学生带着问题进行实验，学生在实验前就必然认真理解实验的原理和精髓，把这几个问题弄清楚了，学生做实验也就基本没有障碍，达到真正掌握实验的目的。从而使学生能深入领会问题的本源所在，增强分析问题、解决问题的能力。同时，在实验过程中，我们强调团队合作，即實验过程中把所有人分成几个小组，每个小组设一个组长，组长根据实验内容给成员分配任务，这些任务包括所有溶剂等的配置，成员必须通力合作，否则某一环节出了问题，实验不能顺利进行，只有问题解决了才能进行下去。这样在整个教学过程中，更加强调学生的主体性地位，引导学生在学习过程中主动提出问题，主动思考问题[4]。

2.3 实验考核方式的转变以调动学生实验创新的主动性

好的实验考核方式对调动学生实验创新的主动性非常重要。教师进行实验考查时，告诉学生实验成绩的高低不以精确的实验数据为主要依据，还要考察学生的实验操作过程的能动性。即实验考查不仅要考查学生的动手能力，还应考查学生分析问题和解决问题的能力。学生不一定只有很好地完成实验内容就能得高分，而是正确分析了实验失败的原因，提出了合理的解决方案，实验失败了也可以得到高分[5]。教师需要改革现有的实验考核方式，使用过程评价代替结果评价。过程评价的具体操作可以通过教师在实验过程中对学生随时提问，抽测学生部分实验内容的分析与操作，要求学生进行结果分析或解决教师设定的问题等方面内容来考核。教师主要考查学生在实验过程中解决问题的方式与方法，学生即使没有按照实验要求顺利完成实验，也不一定拿不到好成绩。这样，就避免了学生循规蹈矩地按照实验步骤操作，机械性地完成实验结果，很好地调动了学生进行实验创新的积极性，学生的创新思维也得到了极大地提高。

为了将学生的创新性实验设计进行实践，我们开放了相关的研究室，鼓励学生在课外下到感兴趣的研究室中，将各种思路或设想付诸实践。教师在这一过程中，要注意引导，不过多干预。

3 结语

结合教学实际，从实验教学内容，传授方法与手段，考核方式的转变等方面进行实验改革，通过实验改革，学生的实验创新能力得到了很大的提高，同时能积极主动的进行各种创新性实验的设计与尝试，并达到了较好的实验教学效果。通过这样的实验教学改革與实践，能够真正培养学生的动手操作能力和实验思维，对学生创新能力与综合素质的提高起到了很好的促进作用，同时极大地巩固了学生的专业知识。通过近几年的实验教学改革和探索，环境科学专业的学生创新能力取得了很大的提高，这为他们以后的工作或继续深造带来深远的影响。

参考文献

[1] 付丽，罗钧，孟丽娅.实验教学改革与创新型人才的培养[J].实验科学与技术，2011，9（1）：166-168.

[2] 王伟，孟祥贵，安寅.“创新人才培养模式”下的实验教学改革探索[J].实验科学与技术，2013，11（2）：144-146.

[3] 董欣.创新型人才培养与实验教学改革的探索[J].验技术与管理，2011，28（9）：142-144.

[4] 张晓宏.高校研究型教学范式之探究-启发式教学[J]·教育探索，2007（3）： 63-64.

[5] 刘晓彬.以创新能力培养为导向的物理实验教学改革探索[J].实验室科学，2013，16（2）：52-54.