本文作者：張慶樂 張麗青 吳守林 黨光耀 朱延美 單位：泰山醫(yī)學(xué)院化工學(xué)院 泰山醫(yī)學(xué)院化工學(xué)院，副教授

傳統(tǒng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的主要問題

1.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以基礎(chǔ)型和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，難以激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和創(chuàng)新能力合分析、創(chuàng)新能力的鍛煉難以兼顧，造成了專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以基礎(chǔ)型和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式雖然能夠鍛煉學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，但從試劑配制、儀器組裝與調(diào)節(jié)到實(shí)驗(yàn)步驟的講解等整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程過程由教師控制，學(xué)生只是被動(dòng)地參與實(shí)驗(yàn)，機(jī)械地操作儀器設(shè)備，很多學(xué)生根本不動(dòng)腦筋思考，即使數(shù)據(jù)不好，也不會(huì)分析和查找原因。[10-11]長(zhǎng)此以往，學(xué)生缺乏對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的興趣，更不能充分調(diào)動(dòng)其自身的想象力和創(chuàng)新能力，造成學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和綜合素質(zhì)下降，失去了在考研和就業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。過去的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是與理論課相配套的，而且一般是先講理論后做實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式使得實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備從開學(xué)到期中很長(zhǎng)一段時(shí)間處于空閑狀態(tài)，快到期末時(shí)許多理論課都要安排專業(yè)實(shí)驗(yàn)，由于儀器設(shè)備數(shù)量有限而學(xué)生人數(shù)較多，使得很多儀器設(shè)備處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，經(jīng)過幾屆學(xué)生的使用后個(gè)別設(shè)備出現(xiàn)老化或損壞，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。

一直以來，專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)并沒有專門的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材，大多數(shù)以課程附錄中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容為主要參考依據(jù)。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由于編寫較早，又沒有及時(shí)進(jìn)行內(nèi)容上的更新，因此一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過于簡(jiǎn)單，而且所用的儀器設(shè)備多數(shù)已經(jīng)落后，不能滿足目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的需要。個(gè)別課程附錄中沒有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由指導(dǎo)教師事先編好實(shí)驗(yàn)講義打印后分發(fā)給學(xué)生。由于課程附錄或教師自編實(shí)驗(yàn)講義中的實(shí)驗(yàn)步驟幾乎全是文字描述，雖然實(shí)驗(yàn)步驟描述得比較清晰，但對(duì)于某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或儀器的基本操作往往使學(xué)生把握不準(zhǔn)或理解模糊，加上教師在實(shí)驗(yàn)課上語言講解或現(xiàn)場(chǎng)演示不清楚，使得很多學(xué)生基本操作不規(guī)范，專業(yè)儀器設(shè)備錯(cuò)誤操作，導(dǎo)致儀器設(shè)備損壞率較高。

環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革探索

以培養(yǎng)“醫(yī)工結(jié)合”特色的復(fù)合型工程技術(shù)人才為改革目標(biāo)，自2008年以來我們組織承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的全體教師對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行刪減、整合和更新，參考國(guó)內(nèi)外著名高校關(guān)于專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先進(jìn)改革經(jīng)驗(yàn)，確立了“三層次三模塊”專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的管理模式和考核方法進(jìn)行了改革，具體總結(jié)如下：把所有專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課程分離，整合為一門實(shí)驗(yàn)課——環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)，并將其分成三個(gè)層次：環(huán)境工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境工程創(chuàng)新型綜合實(shí)驗(yàn)。環(huán)境工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包括了環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境化學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)和環(huán)境工程微生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)包括了水污染控制工程、大氣污染控制工程、噪聲污染控制工程、環(huán)境毒理學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。環(huán)境工程創(chuàng)新型綜合實(shí)驗(yàn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，從教師的科研課題和學(xué)科研究熱點(diǎn)中確定項(xiàng)目題目和研究?jī)?nèi)容，由學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)路線和方案，自主實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，撰寫專業(yè)報(bào)告。在環(huán)境工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)分別設(shè)定三個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K（基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)），并適當(dāng)提高設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)比重。這種“三層次三模塊”專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系避免了不同課程設(shè)置的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目出現(xiàn)雷同現(xiàn)象，如環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中的“空氣中氮氧化物的測(cè)定”與環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“大氣氮氧化物的日變化曲線”內(nèi)容非常類似，將前者刪掉保留后者。在環(huán)境工程創(chuàng)新型綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，從學(xué)科研究熱點(diǎn)和教師的科研課題中進(jìn)行篩選，選擇實(shí)驗(yàn)條件能夠滿足的項(xiàng)目進(jìn)行開設(shè)，盡可能使項(xiàng)目?jī)?nèi)容能鍛煉學(xué)生多方面的能力。如設(shè)計(jì)的“羥基氧化鐵的制備和吸附性能評(píng)價(jià)”創(chuàng)新型綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括羥基氧化鐵的制備條件的確定、吸附-解吸實(shí)驗(yàn)、吸附動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)評(píng)價(jià)等，既能鍛煉學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)資料的查閱和綜合分析能力，又能強(qiáng)化學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，并且通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和原理分析，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力，為將來的考研和就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系確定之后，接下來就是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇與安排，包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、考核方法等。由于在本次專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中不僅對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行整合，而且增加了很多新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，目前市場(chǎng)上沒有現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教材可以直接應(yīng)用。因此，我們組織人員自編實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材，方便學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后鞏固提高。目前，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中主要由指導(dǎo)教師利用板書為學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，講解完了再利用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示。有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象單純用文字或口頭語言難以描述清楚，學(xué)生聽了之后仍感覺比較模糊，如滴定實(shí)驗(yàn)中到底溶液呈現(xiàn)哪種顏色指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。由于學(xué)生人數(shù)較多，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器現(xiàn)場(chǎng)演示時(shí)只有少數(shù)距離近的學(xué)生看得清楚，造成很多學(xué)生儀器操作不規(guī)范。針對(duì)這種情況，我們利用專業(yè)攝像機(jī)拍攝了很多儀器操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的照片、視頻資料，利用Flash軟件制作了圖文并茂的專業(yè)實(shí)驗(yàn)多媒體課件，學(xué)生可以很直觀地看到主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，掌握儀器基本操作，有助于實(shí)驗(yàn)效果的提高。

環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室全天候?qū)W(xué)生開放，學(xué)生主要利用業(yè)余時(shí)間完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。首先，學(xué)生需要按照項(xiàng)目要求先把實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)好，經(jīng)老師審核合格后才可到到實(shí)驗(yàn)室作實(shí)驗(yàn)。其次，學(xué)生需要自己完成配制試劑、儀器組裝與調(diào)試、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理等主要實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，有了問題之后可向值班教師請(qǐng)教。如通過“曝氣條件下校園生活污水和醫(yī)藥廢水中COD和BOD5比值的測(cè)定”綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施，一方面使學(xué)生進(jìn)一步理解了COD和BOD5的含義和反映水體有機(jī)物含量上的區(qū)別；另一方面，鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力和基本實(shí)驗(yàn)技能，提高了綜合素質(zhì)。另外，把環(huán)境工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)講義和多媒體課件等資料上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上。一方面，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上相互交流實(shí)驗(yàn)體會(huì)或?qū)嶒?yàn)過程中遇到的具體問題，并可以展示自己的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)成果。另一方面，社會(huì)各界人士通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)了解專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能情況，為用人單位提供參考。將專業(yè)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課后，除了將正常的學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行打分外，還增加了實(shí)驗(yàn)理論和操作考核。實(shí)驗(yàn)理論重在環(huán)境樣品的采樣方法、樣品預(yù)處理和監(jiān)測(cè)方法原理，其中有些內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)課上講授過但是課本上沒有提到過的，考查學(xué)生課上是否認(rèn)真聽講。操作考核重在學(xué)生的基本操作是否規(guī)范、儀器是否會(huì)正常使用等，現(xiàn)場(chǎng)打分。在結(jié)果評(píng)定過程中，操作考核占30%，理論考核占30%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占20%，現(xiàn)場(chǎng)操作和平時(shí)成績(jī)占20%。