地方性大学环境科学专业多层次实验教学体系的探索——以安庆师范学院为例<br/>

地方性大学环境科学专业多层次实验教学体系的探索——以安庆师范学院为例

2014-08-15钮志远徐志兵陈书琴

科技视界 2014年6期

钮志远徐志兵陈书琴

（安庆师范学院资源环境学院，安徽安庆 246011）

0 引言

近年来，随着我国高校大规模扩招，我国高等教育已经从“精英教育”转变为“大众教育”，如果教学资源的增加跟不上扩招的速度，不可避免的就会造成教育质量的下降。地方性大学招生规模急剧扩大，其毕业生已经成为大学生就业的主力军[1],但教学资源增加相对滞后的现象却相对突出，已无法满足对人才素质日益增长的需求。环境科学是一门交叉学科，研究对象涉及范围广，学科涉及领域多，技术性和实践性强，这就对环境科学专业的教学，尤其是实验教学提出了更高的要求。因此，研究如何在教学资源有限的情况下，保证基础的动手能力的锻炼，强化环境科学专业大学生能力培养，提高就业竞争力具有极为重要的现实意义。

1 环境科学专业实验教学过程中的不足

1999年我校设置了环境科学本科专业，经过十余年的建设，我校环境科学专业已被国家教育部批准为国家级特色专业建设点。目前我校环境科学专业开设了生态学、环境化学、环境生物学、环境监测等实验课程，形成了比较完整的环境科学专业实验课教学体系，但在近几年的教学过程中，发现仍然存在以下几点不足。

1.1 环境科学的各学科实验设置缺乏系统性和层次感

本科教学阶段是建立学科知识系统的阶段，在一定程度上，知识的系统性和广度的重要性要比深度更加突出。环境科学本身就是一门跨物理、化学、生物等的交叉学科，由环境化学、环境监测、环境生物学等多个分支学科所构成，传统的实验课程都是基于各学科分别进行开设的，这样的思路虽然便于教学，但也不利于学生系统性的了解各学科之间的联系以及所学知识在实际工作中的运用方式和技巧。另外，传统的实验设置上缺乏层次感，不利于因材施教，不便于教学管理和教学质量的提高。

1.2 地方性院校教学资源相对紧张

近年来，虽然地方性院校在实验教学资源上逐步加大了投入，但与招生规模的快速增长相比，仍然相对薄弱。而部分同学学习积极性高，更希望了解目前较为先进的实验方法和实验仪器。实践证明，综合性和设计性实验对于激发学生的学习兴趣，综合掌握专业知识的和拓宽专业口径都有很重要的作用[2]，但在教学硬件和软件资源相对有限的情况下，全面实施起来非常困难。因此，在教学资源相对有限的情况下，如何最优化的进行学生动手能力和科学素质的培养是目前地方性院校亟待解决的问题之一。

1.3 教学模式亟待改革

目前环境专业本科生严峻的就业形势以及脑体倒挂的现实造就了“读书无用论”的蔓延，部分同学学习明显没有积极性，尤其在实验学习上，缺乏主动思考，持敷衍态度。这样导致学生无法深入学习专业知识，打击学习积极性，容易形成恶性循环。同时，由于目前单个实验课时较短（一般3~4个课时），且不灵活，按照教师准备实验，示范后学生操作的传统教学方式，学生积极性不高，已经不能保证良好的教学质量。

因此，目前环境科学专业实验从实验设置、教学资源和教学模式上都存在值得改进的地方，无法满足目前对高质量人才培养的需要。为了强化学生的动手能力和思考能力，提高毕业生的就业竞争力，必须对从以上三个方面寻求改进,逐步建立多层次的实验教学体系。

2 多层次实验教学机制的探索

为提高实验教学效果，应根据基础知识、应用能力、和创新意识三种不同层次的教学目标来设置实验内容和教学及管理模式。

2.1 多层次实验教学目标

对环境科学专业实验实行独立设课，并对环境科学各学科间的实验设置、运行模式、教学管理、效果评价等方面进行研究和探索，在教学资源与招生规模相比相对有限的条件下，逐步建立和运行以基础性实验为基础，问题式的应用性实验和交叉性实验为龙头的多层次的开放的实验教学体系，以逐步形成满足知识经济对人才培养规格的需要、适应市场需求、效果显著而又具有鲜明特色的新实验教学模式，培养创造、创新型人才，适应高校人才培养改革和发展的趋势。

2.2 多层次实验教学机制

2.2.1 多层次实验内容的设置与更新

以修订环境科学专业各门实验课程大纲为契机，充分利用目前的新仪器新设备对实验内容进行更新。另外，将实验分为三个层次：各门环境学科的基础实验、各门环境学科的应用性实验、学科间交叉性实验内容，主要包括了环境监测学、环境化学、环境生物学、环境工程学、生态学和环境信息系统六门课程的实验。其中基础性实验选择比较具有代表性的、常用的基本实验项目；应用性实验项目都是各课程内部带有综合性质的实验，并结合实际问题，在教师的指导下完成的实验，目的是帮助学生梳理本学科的理论知识，培养实践技能；交叉性实验不区分学科，但每个实验需要融合以上六门课程中至少两门课程的内容，目的是提高学生对知识的系统性掌握和应用能力。为了培养学生主动思考的习惯，应用性实验和交叉性实验以问题形式出现（可以是实际实验，也可以单纯设计型实验）。如环境化学实验的应用性试验，给出监测对象菱湖，如何判断其水质状况。环境化学与环境监测的交叉性试验，可出题目：“交通干线对周围土壤中重金属元素是否有影响？”并多设置几个自选实验，增加选择性，每个实验都有详细的提示内容，让学生主动思考，在教师的指导下来完成实验。

2.2.2 多层次实验教学模式的探索与完善

多层次的实验内容必须要有相应的运行机制来保证其运行。首先要对环境科学实验独立设课，以及按照三个层次的实验内容采取不同的教学模式和要求，力求形式灵活，总体有序。既要利用综合性和设计性实验激发学习兴趣，又要保证基本实验技能的掌握，因此设定基础性实验占实验评分的50%，应用性实验占30%，交叉性实验占20%。在教学资源相对有限的地方性院校，既要充分利用教学资源，同时也要有可行性。所以，对于基础性实验和应用性实验全部学生都要认真完成，可通过规范预习报告、由学生参与实验准备和实验讲解等方法保证；对于交叉性实验，属于选做项目，由兴趣浓厚，积极主动的同学分小组依托皖西南湿地保护与开发实验室（省部共建项目支撑）来完成，并可与导师制和创新活动体系有机结合，参加各类课外学术作品大赛。这样，既提高了这部分学生的综合能力素质，也可以起到模范带头作用，激发更多同学的学习热情，并逐步建设成开放式实验教学模式。

2.2.3 实验成绩评价

实验教学评价方法会对学生的学习热情和重视程度产生影响，因此，要制定合理的实验考评制度，全面评价学生的实验能力，提高教学效果。多层次的实验设置需要灵活的评价方法相适应。基础性实验成绩评定仍按照传统的成绩评定方法，书面考试、预习报告和实验报告及实验表现四个部分；应用性实验和交叉性实验的评定可通过实验方案设计、实验报告、实验论文和实验表现几个部分构成，调动学生积极性，引导其主动思考，提高实验技能和科研素质。

2.2.4 教材建设

实验教学改革离不开教材的建设，根据以上的思路，编写一本可应用于环境科学专业的开放式教材。目前我们正在组织教师编写适合我院实验教学模式的实验教材，用于指导学生的实验、实践教学。

3 多层次实验教学的效果

目前我校在多层次实验教学体系的基础上，建立了大学生创新能力培养体系，取得了一系列良好的教学成果[3]，学生的创新能力得到了很大的提升，近两年我校环境科学专业学生先后获得了第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛 “一等奖”1项以及“西安世园会”专项竞赛 “二等奖”和“三等奖”各1项、第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“累计创新金奖”和“三等奖”各1项、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛 “一等奖”和“三等奖”各1项。