研究性实验教学环境科学论文

2021-01-31 论文

　　一、环境科学类研究性实验教学平台的构建

　　研究性实验教学以环境科学类研究性实验教学平台为支撑。环境科学类研究性实验教学平台在横向上覆盖了环境科学类专业的绝大部分研究领域，纵向上从环境科学类专业基础课程实验深入到各类专业课程的科研前沿。根据扬州大学环境科学与工程学院的专业设置，研究性实验教学平台由以下5个子平台构成，分别是环境科学研究性实验教学子平台、环境工程研究性实验教学子平台、资源环境科学研究性实验教学子平台、给水排水工程研究性实验教学子平台、海洋资源环境科学研究性实验教学子平台。所涵盖的实验教学领域主要包括水环境、土壤环境、大气环境、微生物资源、有机固废资源化等几个方面。各子平台所承担的实验教学领域不相互交叉，且相对独立。通过研究性实验教学平台的建设，实现了对实验设备等资源的有机整合，实现了系统规划，统筹兼顾，资源共享，管理体制和运行机制适应人才培养目标要求；在实验教学中融入环境科学科研前沿的内容和技术手段，促进了学生对该领域的实验内容的兴趣，满足了学生求知识、求创新的愿望，发现和培养了个性化、创造性人才。

　　二、多层次的研究性实验教学内容架构

　　研究性实验教学不能脱离学生的认知规律，必须“循序渐进”、“由浅入深”地安排实验教学内容。针对环境科学类专业实验课程多、课程内容难易度相差大的特点，研究性的实验教学内容需按课程教学时间和年级两个层次进行统筹安排。

　　1.课程教学时间层次

　　环境科学类专业各研究性实验教学课程所开设的实验按其难易程度分三个层次：验证性实验、设计性实验和综合性实验，学时分配分别为总实验学时数的30%、30%和40%。其中验证性实验最简单，设计性实验比前者稍难，综合性实验最完整。

　　2.年级层次

　　对于一年级本科生，主要开设验证性实验，进一步强化对有关的基础理论的认知和巩固知识，培训其各项实验技能技巧、动手能力，以增强创新意识和探索兴趣为主要目的开展研究性实验教学。通过验证性实验，深入理解和巩固理论课堂所学的基本知识和基本原理。对于二年级的环境科学类专业本科生，主要开设设计性实验，引导学生对具体问题进行具体分析，培训其对实际实验现象的捕捉，学会利用现象判断实验结果。对于三、四年级的环境科学类专业本科生，主要开设综合性实验，在实验教学中，学生组建实验团队，鼓励团队自主探究、设计实验、独立完成实验和整理、分析、解释实验过程中获得的实验数据。在综合性实验过程中，教师可组织若干个围绕环境科学专业的课题，以科研方式引领和指导学生完成实验。

　　三、环境科学类专业研究性实验教学的实施方法

　　研究性实验教学改革的实施方法与研究性实验教学内容密切联系，除了在课堂实验教学由教师传授以外，还需要在课外实验过程中由学生自主学习，学生在课外实验过程中培养自学能力，从而弥补课堂实验教学时数的不足。课堂实验教学主要开设验证性实验内容；设计性实验和综合性实验主要由学生利用课外时间在研究性实验教学相关子平台完成相关实验内容。环境科学类专业研究性实验教学平台统筹规划，集中管理，实现了信息和资源共享，提高了实验资源的利用率，加强了实验室管理，营造高效率的实验教学环境。环境科学类专业研究性实验教学各子平台相对完善并独立，能够满足各自领域的设计性和综合性实验内容的开设要求。各子平台的常规实验室面向全院、全校各相关专业教师和学生24小时开放，大型仪器室则采取阶段性预约开放。环境科学类专业研究性实验教学平台，为设计性、综合性实验的开设创造了灵活机动的实验条件，为研究性实验教学体系的改革提供了支撑，满足了研究性实验教学的空间环境条件和不同课程、不同研究方向所需的条件，有利于促进研究性实验教学改革和主动性、创造性人才的培养。

　　四、环境科学类专业研究性实验教学的评价方法

　　环境科学类专业研究性实验教学需建立科学有效的考核体系。由于学生自由组合分组进行设计性和综合性实验，学生的课外查阅资料、设计方案，均以小组为单位完成实验，这样教师只能对小组给出学生的设计性和综合性实验部分的成绩，对每个同学的设计及在设计中所做的贡献不能有效评价。所以需将实验过程考核细化，制定出能详细考查每个同学的评价方法，这样对每个同学都能做到心中有数和因材施教。扬州大学环境科学与工程学院制定了切实有效的环境科学类研究性实验教学评价方法，每位学生的实验成绩由3个部分组成，分别为：验证性实验成绩、设计性实验成绩和综合性实验成绩，各占总分的`30%、30%和40%。验证性实验，总分30分，由每位学生在实验课堂中独立完成并提交实验报告，教师根据学生的课堂表现及实验报告情况，给出每位学生的验证性实验成绩。设计性实验，总分30分，由小组根据指导教师出具的实验题目，课外查阅资料，完成并提交实验方案初稿，经实验教师指导后实施并提交实验报告。教师根据学生提交的实验方案初稿及最终提交的实验报告，给出每组学生的设计性实验成绩。综合性实验，总分40分，由小组自定实验题目，拟定实验方案，经实验教师指导完善后实施并在课堂开展主题讨论。主题讨论由教师随机指定小组内1名学生讲主讲20分钟，其余学生补充5分钟。任课教师根据小组讲解情况，给小组整体打分，总分35分。由于讲解人是随机抽取的，因此小组每个成员都必须参与实验方案的制定与实施，否则将影响小组其他同学的得分，小组成员之间可以相互监督。班级其他每位同学根据小组讲解内容，公开质询和讨论。此时，任课教师根据同学提问情况，给提出问题的同学打分，每位同学的提问，总分5分。

　　五、结语

　　环境科学类专业研究性实验教学的整个过程是教师帮助学生形成自己的问题，学生自觉调控自己的实验学习行为。这对学生来说是全新的实验学习方式，学生有一定的学习自主权，学习自主性提升的空间很大。学生在学习过程中，能够实现相互监督，能够充分发挥学生的自主创新性和学习的积极性。环境科学类专业研究性实验教学模式的建立是创新性思维的集中体现。环境科学类研究性实验教学模式的开展促进学生学习知识的积极性，系统地培养了学生学习和掌握实验知识的能力，给学生提供了实验创新的环境，极大地调动了学生实验学习的积极性和创新欲望，是值得推广的实验教学方法。

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