环境工程专业本科实验课程教学6S应用模式

李燕妮,张 莹,郭建林*,张 丽,,王 振,章诗辞,柳 山,

(1.湖北理工学院 a.矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室 b.环境科学与工程学院,湖北 黄石 435003;2.襄阳职业技术学院 医学院,湖北 襄阳 441050;3.江汉大学 环境与健康学院,湖北 武汉 430056)

0 引言

实验教学是高等学校教育教学的重要组成部分,是激发学生的实践性、创造性和锻炼动手能力的最有效手段,在培养学生的综合素质和创新能力等方面起着不可替代的作用[1-3]。环境类专业是应用性很强的专业,要求学生具备一定的创新能力和动手能力[4]。在实验过程中,环境工程专业的学生通过动手操作,动脑思考,强化对理论知识的学习与认识,有助于培养其勇于探索、实事求是的学习态度,提高分析问题和解决问题的能力。

6S管理法起源于日本企业的5S管理,是一种新的管理模式,在具备5S管理规范性的同时,还具有更深层次的含义,由整理(Seiri)、整顿(Seiton)、清扫(Seiso)、清洁(Seiketsu)、素养(Shitsuke)和安全(Safe)6个词的英文开头缩写而来。6S管理法广泛应用于企业管理,可全面提升企业资源的有效管控[5-7]。近年来,6S管理法越来越多的应用于第三方检验检测机构和高校实验室的管理。陶乾等[8]将6S管理法应用于车辆检验检测,阐明了6S管理推行的3个阶段;张紊玮等[9]阐述了6S管理模式在教学实验室管理中的应用;彭群龙等[10]将6S的管理要求引用到科研实验室的人员管理、环境管理、耗材管理、仪器管理和仓库管理中。

目前,6S管理法应用于公司管理和高校实验室管理较多,鲜少用于高校本科实验教学。因此,本文以环境工程专业的实验课程教学为例,通过构建6S管理法(S1整理、S2整顿、S3清扫、S4清洁、S5素养和S6安全)的PDCA循环模式,以期为探索应用型本科高校的实验教学新模式和提升学生综合能力提供新思路。

1 高校实验教学存在的问题

在现代化的教育模式和教改趋势下,高校实验室在开展实验教学的过程中需要给予学生更多的自主学习空间,让学生能够在自主设计和自主探究的过程中逐渐挖掘到实验的本质,不断激活科学创新思维和探索精神。在实验教学过程中,教师需要提供一个具备开放性和创造性的平台,让学生能够敢于试错,并在纠正错误的过程中实现独立思考[11-12]。然而,在目前高校实验教学的固化模式下,重理论、轻实践的现象非常突出,主要存在的问题如下。①理论体系和实验步骤罗列详细,未给学生留有发挥的空间。在实验课程开始之前,教师详细编制了实验教学方案和实验操作方案,在实际教学中严格依据教学方案和实验方案来执行,未能留给学生自行梳理知识体系的机会,忽视了对学生的启发教育[13]。②照书本或实验方案宣科,未能调动学生自主学习和发现问题的能力。一般理论课程结束一段时间后才开始实验课程,没有让学生对实验方案进行自主学习,未能发现可能存在的问题。③实验操作结束后,实验报告给出实验结果即结束,未发动学生自主完善问题。在实验教学前,教师将实验操作方案板书在黑板上,学生按操作步骤一步步进行,整个实验过程中没有让学生提出问题和解决问题的机会[14]。④重理论、轻实践,学生按“听理论课—抄写实验报告—完成实验操作”模式完成,主动参与甚少,缺乏举一反三的科学精神,学生的科学素养得不到提升[15-16]。例如：水质氨氮和水质六价铬都是采用分光光度计法进行监测,除原理和前处理方法不一样外,其基本思路和使用仪器均一样,如果学习了水质氨氮的测试,再通过课后问卷调查反馈,问学生学过水质六价铬的测试吗?很多人都会回答：没有。

学生习惯性地接受被动式教育,照流程学习理论,并按步骤完成相关实操,这就导致如下问题。①学习理论知识后未及时梳理知识体系,机械式地誊写实验方案,完成实验报告,并没有复习课程理论知识。②自主学习和发现问题的意识不强。③对存在的疑问未及时改进,没有对实验方案与理论课程进行比对或质疑,更不用说对有偏差的地方进行改进和完善了。④习惯被动参与,在整个实验操作过程中,过于依赖老师的实验方案和安排,被动地按照步骤来。⑤实验安全意识薄弱。学生在实验操作过程中,经常存在不戴口罩、不戴手套、不穿实验服等不符合基本要求的现象。

2 实验课程教学6S应用模式的构建

基于高校实验教学形式单一,存在重视灌输忽视启发教育、重视理论忽视实践、重视文本报告忽视创新能力、重视专业知识忽视科学精神和重视技术忽视科学本质等问题,构建6S管理法(S1整理：强化学生梳理知识体系;S2整顿：激发自主学习和发现问题;S3清扫：启发自主改进和改进问题;S4清洁：调动学生主动参与教学;S5素养：培养学生科学素养S6安全：提升实验安全意识)的PDCA循环应用模式(如图1所示),并应用于实验教学过程,不断优化教学模式,提升自主学习能力,从根本上破解现有实验教学的固化模式,改变学生被动式学习的状态。

图1 6S管理法的PDCA循环应用模式

2.1 S1整理：强化学生梳理知识体系

“整理”在6S管理中表示将物品分为有必要和无必要,有必要的留下来,其它清理掉。将S1整理应用于知识体系可理解为将知识分为重点和非重点,并针对重点知识构建知识体系。学校应开设逻辑思维课程提高学生归纳、总结、梳理的能力;教师有针对性地制定以学生为主体的培养方案;学生通过查阅书籍或网络资料自行梳理知识体系。

2.2 S2整顿：激发自主学习和发现问题

“整顿”在6S管理中表示把留下来必须用的物品按规定摆放并加以标识。S2整顿激发学生自主学习,将固有教育模式的整顿转变为制定清晰的目标任务。学校营造自主学习氛围;教师在引导学生自主学习的同时,适当传授一些学习的方法;学生需制定自己的目标,充分利用碎片化时间来进行自主学习。

培养学习者的自主学习能力是现代教育的核心,也是现代大学生教育研究的一个重要课题[17]。高校实验教学现有的固化教学模式已不能满足现代化教育,需将知识梳理和编写实验方案的方式转变为给学生制定课程学习目标和调动学生学习积极性,从而激发学生自主学习、发现问题的能力[18]。多数大学生进入自由宽松的大学校园后学习的积极性有所下降,久而久之被动式学习习惯就占据主导地位,学生需制定自己的目标,明确自己的学习兴趣,并将其与自己所学专业结合起来,充分利用碎片化时间进行自主学习。

2.3 S3清扫：启发自主改进和改进问题

“清扫”在6S管理中表示将工作场所内看得见与看不见的地方清扫干净。S3清扫启发自主发现和解决问题的科学精神,在整顿的基础上进行优化改进。学校通过组织活动提高学生能力;教师启发学生独立思考,让学生有自信去自主改进问题;学生应意识到独立思考、自主改进对提升自我的重大意义。

在自主学习的基础上,启发自主改进和解决问题是学习成长不可或缺的一环。“师者传道授业解惑也”,在现如今变为“师者传道授业”而遗弃“解惑”这关键一步,教师在教学时根据课本照搬,特别是实验操作课程,提前将方案发学生抄一遍或直接板书,学生在操作时按照板书内容一步步操作,禁锢了学生思维,剥夺了其自主改进的机会,如同流水化作业一般。在实际操作中需与学生互动起来,鼓励学生思考,发现问题并及时自主改进问题。

2.4 S4清洁：调动学生主动参与教学

“清洁”在6S管理中表示将整理、整顿、清扫进行到底,并且制度化,经常保持环境处于美观的状态。S4清洁调动学生主动参与教学,在整理、整顿、清扫进行到底后形成良好主动的学习氛围,最终构建教学新模式。学校可定期举办教学大赛,鼓励老师推陈出新;教师可参加教学听课,多沟通,不断优化所带课程的教学模式;学生应努力挑战自我,将被动状态转变为积极主动状态。

现今,培养学生的主动学习能力是教育改革的一个重要方面。在现有重理论轻实践的固化教学模式下,基本上是以教师为主体,教师发挥主导作用,便于教师组织、把控整个教学活动进程,但是忽略了学生的认知主体作用,把学生当作灌输的对象。在这种模式下,绝大多数学生逐渐养成一种不爱问、不想问,也不知道问什么的习惯,禁锢了学生的发散性思维、逆向思维。因此,应转变为以学生为主体的教学模式,这样有利于学生主动探索、主动发现,有利于培养创造型人才。主动学习和主动思考能力是大学新生最欠缺的,学生必须意识到主动学习和主动思考是将来在生活和工作中不断进步的必要技能。

2.5 S5素养：培养学生科学素养

“素养”在6S管理中表示每位成员养成良好的习惯,并遵守规则做事,培养积极主动的精神。S5素养培养学生的科学素养,通过教学互动、启发教育,提升学生的科学素养。学校开展科普教育活动;教师从科研素养方面完善教学体系;学生多参加创新活动,特别是开展科研实验,并参与撰写科学论文。

科学素养是个人通过后天的学习与实践,在科学方面获得的技巧与能力。目前的重知识灌输轻启发引导的教育教学模式形式上是教给学生知识而非教会学生学习;结构上是教师讲授为主,阻碍学生进行独立学习。这种模式抑制了学生的自学能力,减少了学生自主学习思考的时间,扑灭了学生思考的火花,不能揭示相邻学科、交叉学科以及边缘学科之间的关系,限制了学生更深入地认识科学本质。教师要改变传统的教学模式,上课时以引导和启发为主,将更多的问题留给学生去探索和发现。大学生要充分认识良好的科学素养对于提升自身综合素质的重要意义,自觉将科学素养的提高纳入日常学习中,注重提升利用科学文化知识处理问题的能力,唯有此才能有利于自身科学素养水平的提升,才能提前为自己的研究生生涯做准备。

2.6 S6安全：提升实验安全意识

“安全”在6S管理中表示重视成员安全教育,每时每刻都有“安全第一”观念,防患于未然。S6安全从学校层面上的安全知识培训、教师层面上的规范实验操作和自身层面上的实验安全意识,从根本上提升实验安全意识。学校定期举办安全知识培训;教师将安全知识带入日常教学中;学生要有安全防护意识,做好个人安全保护。

随着实验教学的创新改革与科学研究的不断发展,高校实验室的开放程度越来越高,培养大学生实验室安全意识成为高校实验室安全稳定运行和高校持续发展的重要保障。在理论教学中教师需强调存在危险的地方,在实操教学中强调可能存在操作不当导致危险的地方,通过正确的示范操作来规避不规范或错误操作引发的安全事故,需在实验教学过程中注重实验室安全意识教育、安全知识教育和安全技能教育。大学生须意识到实验室安全意识对未来职业发展和生命财产有着重要的意义,应积极参加学校组织的实验室安全教育和实验室安全考试,学习实验安全基础理论知识及熟练掌握规范的实验操作,形成实验室安全意识,为自己负责同时也为社会负责。

3 结束语

将6S管理法的PDCA循环模式应用于实验教学课程,从学校、教师和学生不同角度提出改进措施,从强化学生梳理知识体系、激发自主学习和发现问题、启发自主改进和改进问题、调动学生主动参与教学、培养学生科学素养和提升实验安全意识等方面不断优化实验教学模式和提升自主学习能力,为探索新的实验教学模式和提升学生综合能力提供有效解决手段。