基于“学习范式”理念的《环境监测实验》教学模式

何立平，林俊杰，兰 波

(重庆三峡学院，重庆 404100)

经历40年的高速发展，我国高等教育规模已成为世界第一。然而我国高等教育却大而不强。高校为我国社会主义建设培养大量人才的同时，也面临诸多发展困境。随着我国经济社会的高速发展，传统高等教育的人才培养模式已经越来越难以满足国家发展的需求。一方面，受传统教育方法的影响，学生学习主动性差；高校对大学生创新性思维的培养难以满足我国经济转型升级的需要。另一方面，教学内容与行业严重脱节，导致行业技能训练不足。因此，人才培养难以适应国家和行业发展的需求。专业实验课程具有培养学生创新性思维和行业技能的功能，而传统高等教育往往却对其重视不够。因此，新时期高校应当重视专业实验课程的教学，积极探索新的教学模式。

“学习范式”是指一种从传递教学到生产学习的教学理念转变，一种从注重教师输入向注重学生输出的评价标准的转换[1]。基于“学习范式”的教学体系中教师是学生任务的设计者、学习进程的促进者，学生则是工作者、学习者和教师[2]。目前，为解决我国高等教育面临的困境，高等教育界正在广泛探讨基于 “学习范式”的教学改革。宏观层面上刘海燕认为我国高等教育需要整体性向“学习范式”转型[3]；吴立保分析了美国高等教育向“学习范式”转型对我国高等教育变革的启示[4]。微观层面上学者们开始探讨向“学习范式”转型背景下高校学生事务管理和创业教育的变革[5-6]以及教师的发展策略[7-8]。然而，关于如何将这一理论应用到具体课程教学的探讨还鲜见报道。

1 《环境监测实验》教学模式的问题

《环境监测实验》是环境科学与工程专业的专业实验课程，教学内容方面存在以下三方面的问题：(1)环境监测实验项目常常以实验室分析为主，缺乏对环境监测方案设计，环境样品的采集和前处理能力的培养；(2)实验项目常常依托容量法、分光光度和重量法开展，缺乏对先进仪器设备使用能力的培养，难以适应未来环境监测行业发展的需要；(3)实验项目常常选自国家标准，难以培养学生创新思维。

教学方法方面主要存在以下两方面的问题：(1)仍采用以“教师为中心”的教学模式，主要实验准备工作由实验教师完成，学生仅仅是按照教师的规定动作来完成实验，因此难以激发学生思考；(2)未能有效设计过程考核方案，激发学生积极参与实验教学过程。

2 基于“学习范式”的《环境监测实验》教学模式

2.1 学生分组

每次实验学生参与人数为15人，分5小组，每小组3人。这样既保证了学生恰当的工作量，又有利于课堂管理，开展实验方案设计、小组讨论、同时也有利于培养学生团队精神。

2.2 实验项目设计

实验项目设计充分考虑到目前《环境监测实验》教学模式中存在的问题。一方面，实验项目针对真实的环境介质开展，包括环境监测方案的设计、环境样品的采集、前处理和实验室分析的全过程。另一方面，实验项目即包括基于环境监测标准的例行监测(水体监测、校园大气监测)，也包括体现学生关切，社会热点的科研监测(学生宿舍监测)，体现对学生创新思维培养，激发学生学习积极性。再者，实验项目既包括了传统的监测方法(容量法、重量法、分光光度法)，也包括大型仪器设备的使用(原子吸收法、离子色谱法、气质连用法)。具体实验项目设计见图1。

图1 基于“学习范式”的《环境监测实验》项目设计

2.3 实施计划

项目实施以理论课程相关内容为基础，教师在上实验课之前一个星期，采用在线软件的方式发布预习资料，监测方案设计所需的基础信息，并提出需要回答的问题(翻转课堂)和监测方案设计及实施过程中的注意事项，要求在实验课前形成详细的环境监测方案(任务驱动法)，特别是实验的步骤和注意事项要详细标出。上实验课之前要组织学生结合我国环境标准和技术规范开展环境环境监测方案的可行性论证，并最终确定监测方案(师生共讲法，分组讨论式教学法)。同时，实验过程中对涉及监测数据准确性、代表性、完整性的关键问题进行提问和讨论(问题式教学法、分组讨论法)。实验过程包括环境监测方案的设计、环境样品的采集、前处理和实验室分析。实验过程中需要的药品试剂，仪器设备，都由老师指导，学生根据相关标准及参考文献进行准备。

2.4 考核方式

实验课程应该更加注重学生的动手过程。使学生得到有效的技能训练。因此需要设计过程考核环节来激发学生在分组实验中的积极性。我们认为考核方案可以从知识，技能、态度三个方面进行考评。学生成绩由监测方案设计(合理性)、实验报告(实验总结的规范性和结果的分析的全面性)、操作技能(规范性)、学生参与度(在线预习和答题、准备实验、参与课堂讨论、团队协作能力)四个方面组成。其中监测方案占总成绩的20%，实验报告占总成绩的20% ，学生技能占总成绩的20%，学生参与度占总成绩的40%。最终成绩计算方法如下。课程成绩 = 实验报告*0.2+监测方案*0.2+技能表现*0.2 +参与度*0.4。学生参与度成绩分为团体成绩和个人成绩两部分(学生参与度成绩=团体成绩+个人成绩)。具体计分标准见表 1。

表1 参与度计分标准

3 结束语

针对《环境监测实验》教学存在的问题，我们基于“学习范式”理念对传统《环境监测实验》教学模式进行了改革。教学内容方面，注重对学生环境监测基本技能训练的同时，体现对学生创新性思维的培养；注重对学生传统监测方法训练的同时，体现对学生使用现代大型仪器设备能力的培养；注重对学生实验室分析能力培养的同时，体现对学生包括环境监测方案设计、样品采集、前处理环境监测全过程能力的培养。教学方法方面，充分体现“以学生为中心”的理念，综合运用问题式教学法、任务驱动法、师生共讲法、分组讨论式教学法，注重过程考核。基于“学习范式”的《环境监测实验》教学模式在教学内容上全面训练了学生的职业技能，凸显了对学生创新性思维的培养；教学方法上体现了“以学生为中心”的教学理念。这为我国高等院校实验课程改革提供了参考。