师范框架下非师范专业课程实验的优化——以湖北师范学院环境工程专业为例

严素定 ，王代芝，唐大平，陈敬员

(1.湖北师范学院 城市与环境学院，湖北 黄石 435002；2.黄石市环境保护研究所，湖北 黄石 435000)

师范院校中的环境工程作为非师范的工科专业，主要培养环境工程领域的专门技术人才和“能吃苦、能干活、能创业”的应用复合型人才。要求本专业毕业生具有较强的综合应用能力、一定的科学研究能力和较强的创新实践能力[1]。课程实验则是培养学生实践能力的基础，没有这个基础，创新实践能力的培养也只能是纸上谈兵。纵观大多数高等院校的环境工程实践教学，课程实验无疑是其中开设历史最长，内容覆盖最广的那部分。因此，课程实验是环境工程实践教学体系中不可或缺的重要环节。湖北师范学院属于地方高等师范院校，环境工程专业是其中开设较早的工科专业之一，脱胎于化学学科，近年来依托湖北省化学实验教学示范中心、湖北省污染物分析与资源化重点实验室等平台，逐步形成了完善的实践教学体系，并积累了丰富的实践教学经验[2]。然而，在课程实验的教学内容、考核方式和教学手段等方面还有待完善。本文在分析我校环境工程专业课程实验开设现状的基础上，提出进一步优化的思路，希望对本专业的实验教学改革起到促进作用。

1 实验教学内容的优化

1.1 实验教学内容设置现状

我校环境工程专业课程实验主要分为无机化学实验、化学分析及仪器分析实验、有机化学实验、物理化学实验、化工原理实验、环境监测实验和环境工程实验等七大块。其中，前四块为基础实验，后三块为核心实验。环境监测实验和环境工程实验涵盖了环境化学、环境工程微生物学、水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理与处置和物理性污染控制等课程的实验。

各实验课程均设置了不同性质的实验，总起来包括演示性实验、验证性实验、设计性实验和综合性实验四类；从实验类别上看，有必做和选做之分。

通过调查我校环境工程专业各种实验所占学时和学分情况(表1)，并经统计(表2、图1和图2)后发现以下几点。

表1 实验学时和学分分配情况

表2 基础实验和核心实验中不同性质实验所占学时比例(%)

图1 不同性质实验所占实验学时比例 图2 不同类别实验所占实验学时比例

1)所有实验课程中设计性实验所占学时比例较低，仅为8.20%，稍高于演示性实验(2.52%)；验证性实验所占比例(17.25%)位居第二，仅次于综合性实验(71.92%)。

2)核心实验课程中综合性实验所占比例最高(87.33%)，而基础实验课程中验证性实验所占的比例最高(54.17%)，设计性实验比例最低，仅占3.13%。

3)必做实验比例(90.85%)远高于选做实验(9.15%)，进一步调查还发现，虽有部分课程实验在大纲中列有选做实验项目，但在实际执行时仅做了必做项目。

4)基础实验和核心实验分别占实验学分的22.73%和77.27%。

1.2 实验教学内容的优化

鉴于目前的课程实验教学内容的设置状况，建议从以下几方面进行调整、优化。

1.2.1 提高和压缩并举 众所周知，演示性实验是由教师进行实验操作或播放实验操作视频，学生在一旁观看的实验；验证性实验是为验证已经学习过的理论知识设置的实验。设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验；综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。显而易见，设计性实验和综合性实验在调动学生积极性、培养学生对知识的综合运用能力和创新精神等方面更胜一筹。因此，本校在设置课程实验时，应充分利用实验资源(场所、仪器设备、试剂)，在实验学时和学分基本保持不变的前提下，逐步提高基础实验课程中设计性实验比例，建议同时压缩验证性实验比例。

1.2.2 选做和必做兼具 如前所述，我校必做项目已达到较高的比例，这充分保证了对学生实验技能的培养。而对于选做项目，是尊重学生个性的教育，这方面还需切实贯彻下去，选做项目要保证既要选，又要做。如果只做不选，选做就成了必做，只选不做，选做就成了一纸空文，选和做二者缺一不可。对于选做项目的内容设置，可以从现实实验条件和学生兴趣等方面综合考虑。

1.2.3 跳出实验课程小框框，走入环境工程领域大视角 由于我校环境工程专业课程实验由6个教研室独立开设，基础实验课程更多地考虑了自身知识的完整性，往往忽略了环境工程领域这个大背景，从而导致内容上缺乏很强的专业针对性和系统性，甚至存在基础实验和核心实验有部分内容重复的现象。要解决这些问题，就必须跳出实验课程小框框，走入环境工程领域大视角。这不仅需要所有实验项目制定者坐下来一起商讨，做到实验内容互补、系统；还需要他们能够领会环境工程专业的培养目标、了解主要课程设置和学生就业等情况，并有意识地把环境工程专业的培养目标落实到具体的实验项目中。例如，基础实验分析的对象应尽可能地设置为环境工程中的常见污染物质如挥发酚、多环芳烃、氮氧化物、化学染料和重金属等；基础实验的重点可更多地放在污染物的转化分解而非合成方面。这样就可以把基础实验和环境工程专业更加紧密地联系在一起，可以让学生在有限的学时内学到更全面、更系统、更实用的专业实验知识和实验操作，从而有利于培养出环境工程领域的专门技术人才，真正做到让学生学有所长，学有所专。

1.2.4 实验内容与时俱进，与有关的最新环境保护标准接轨 随着国家经济社会的发展和环境保护要求的不断提高，新的环境保护标准不断出台，已有的标准也在不断进行修订，如最新版本的《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)是历经3次修订的结果，将于2016年1月1日在全国范围内代替GB 3095-1996和GB 9137-88实施，其中增设了PM2.5、臭氧、氮氧化物和重金属等大气监测项目。这就要求我们不断调整实验内容(如TSP监测项目等)并尽可能地运用新技术、新方法和新设备，尽量做到与标准俱进，与标准接轨，从而体现出应用型专业的特点，让学生学以致用。

2 实验考核方式的优化

目前的实验考核主要采用以下几种方式：

1)平时考核，包括实验预习报告、实验操作和实验报告；

2)平时考核+期末操作；

3)平时考核+期末笔试；

4)平时考核+期末笔试+期末操作。

由于所有课程实验都是独立设课，因此，建议均采用上述第4种方式进行考核，这样既强调学生平时实验表现，又考查了学生对实验原理的理解与实际动手操作能力。以平时成绩和期末实验成绩的加权平均作为最终的实验成绩，其中平时成绩、期末笔试和期末操作成绩所占比例建议设置为40%、20%和40%.

平时成绩由每次实验的预习报告、实验操作和实验报告三部分组成。评定实验预习报告时强调逻辑过程的正确性，注重设计思想的独立性和创造性；评定实验操作时注重对学生动手能力的培养，要求学会排除一般仪器故障，鼓励学生通过操作提出实验改进措施；评定实验报告时则强调设计过程的正确性，推导过程的严谨性，记录实验数据的科学性，注重结果分析与结论。

期末笔试内容以实验设计、原理、方法、仪器使用和基本操作规范等为考核重点。通过笔试，能够比较全面地了解学生掌握的实验理论水平。命题中应当注意避免与理论课考核的重复，不要出那些不做实验凭书本知识也能回答的试题，应有一些应用性和设计性的实验试题，以此来检验学生的应用能力和创新能力等。

期末操作采用即时抽签的方法，即学生随机抽取一个实验项目，要求在规定时间内完成所有操作，并回答老师的即时提问。

3 实验教学手段的优化

除少量验证性实验外，其他实验目前采用的都是传统教学手段。与现代教学手段相比，传统教学手段在时效性、形象性和远程便利性等方面要逊色得多。因此，建议采用多媒体、教学资源上网等方法方便学生提前预习实验内容，加深学生对基础理论和方法的理解，这样，上实验课时可以大大缩短教师讲授的时间，从而使更多的时间用于学生实验操作。

当然，以上优化思路要想付诸实践，还需要一系列辅助措施的配合，如实验指导教师能力的提升、实验设备的配备和实验室的严格管理等。

参考文献：

[1]大学环境类课程报告论坛组委会. 大学环境类课程报告论坛论文集[C].北京：高等教育出版社, 2009.

[2]严素定, 王代芝, 唐大平. 基于高师环境工程专业“三大实习”工作的经验和建议[J].湖北师范学院学报(自然科学版)，2012, 32(2): 102～104.