本站原创摘 要 ：环境监测综合实验是对环境工程专业基础理论课程及实验技能的综合应用,其目的是培养学生的独立思考能力、自主学习能力,为培养应用型环境工程本科人才奠定了良好基础.结合泰山医学院环境工程专业现状,通过强化实验细节培养学生的良好习惯,通过延伸课堂教学培养应用型人才.
关 键 词 ：应用型环境工程；环境监测综合实验；教学改革
作者简介：朱延美（1976-）,女,山东泰安人,泰山医学院化工学院,讲师；王仁亮（1978-）,男,山东青岛人,泰山医学院化工学院,讲师.（山东 泰安 271016）
基金项目：本文系泰山医学院教学研究课题（课题编号：XY2011027）的研究成果.
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）06-0129-02
根据中国教育在线统计数据,截止到2013年,全国共有近三百所本科院校设有工科专业环境工程专业,其中只有六十多所院校隶属于211重点建设院校,近80%的院校属于地方本科院校.新建地方本科院校在我国高等教育由精英教育走向大众化教育的过程中迅速发展起来,新升本院校主要培养面向地方、面向一线的应用型高级技术人才,已被社会所广泛接受.[1]高等教育的核心是人才培养,高等学校的功能定位和发展选择首先应考虑人才培养的规格,即人才培养的层次和类型定位.教学应用型高校着重承担面向生产、管理、服务一线的高级应用型技术人才的培养,主要致力于社会现实问题和生产实践问题的研究与探讨,主要是将高新技术转化为现实生产力,从而促进经济与社会的发展.[2]
泰山医学院环境工程专业自2002年开始招收本科学生,主要面向山东省内招生.建设初期主要模仿传统大学环境工程专业的培养模式,自身特色不鲜明.随着高校进一步扩招,入学学生的整体素质趋于降低,课程设置不合理、培养学生社会适应能力较低这些问题逐渐显现.为此,作为医学院校内的环境工程专业,必须明确定位,调整人才培养目标,顺应社会需求,根据学生的水平因材施教,着力培养能够适应社会需求的应用型、综合型高素质技术人才.
环境监测实验是为了培养学生良好的实验技能、提高学生理论与实践结合的能力而开设的一门课程.泰山医学院环境工程专业在“环境监测”课程后开设了为期两周的环境监测综合实验.此时,学生已经具备了无机化学、有机化学、物理化学等基础化学理论及相应的基础实验技能,同时已经初步接触环境工程专业课程,多数环境监测实验已经做过.环境监测实验正是对先修理论课程及实验技能的综合应用,其目的是充分调动学生的主观能动性,锻炼学生的动手能力、独立开展实验的能力,提高其实验水平.环境监测综合实验是知识与能力、理论与实践相结合的关键,是训练环境分析检测与监测技能、培养创新意识的重要手段,可以增强学生对环境监测工作的感性认识,树立严谨的工作作风和实事求是的科学精神,提高观察问题、分析问题和解决问题的能力,为培养应用型环境工程本科人才奠定良好的基础.[3]
一、强调实验开设细节,规范基本操作,培养良好实验习惯
泰山医学院环境工程专业于2002年秋季开设此课程,实验开展结果表明,综合实验取得了一些好的经验,但实验技能训练效果一般,没有达到教学大纲的要求.综合分析存在的问题及原因发现,综合实验的开展应从如下几个方面加以改进.
1.综合实验内容的设计
泰山医学院环境工程专业初开设环境监测实验时,实验方案较为单一：基本内容是指导教师确定一种或几种监测对象,将几个独立的环境监测项目组合起来,实验室按照课程实验的准备方式进行准备.结果是实验室和指导教师做了大量的准备工作,而学生仅仅按照实验步骤说明机械地完成实验内容,简单地重复环境监测课程的实验方法.实践证明,这种实验组织形式,学生基本没有自主思考的过程,对其能力培养的效果甚微；另外,由于实验基本上为先修课程中验证性实验的重复,学生不够重视,导致实验效果较差,不能满足教学大纲的基本要求.
针对在实验过程中出现的种种问题,泰山医学院环境工程教研室组织全体指导教师对此展开讨论,决定改变过去全班一个任务、实验室准备过多、学生动手较少、教师指导过细、学生独立思考较少的现象,确立了综合实验以学生独立工作为主、教师加强指导为辅的基本原则.通过讨论,明确了实验指导教师的任务是确定实验大方向,指导学生制订实验方案、确定实验项目、监督检查实验过程,帮助学生提高实验整体水平及理论的应用能力.在上述原则的指导下,泰山医学院环境监测实验内容主要结合学校周边环境,以流域某一要素为监测评价对象,例如,分别以校园饮用水水质和校园生活污水为评价对象.在设计实验内容时,根据所要监测的环境特点确定小组实验任务的重点,以避免相互间的干扰.在进入实验室之前,教学任务要传达到每一个同学,指导教师要提出明确、具体的要求,学生应在进入实验室之前完成初步的监测方案的设计.
2.环境监测实验方案的设计
要求学生在指导教师任务下达后,根据其已经具备的理论知识,自主查找一定量的文献,初步确立实验路线,制订明确的实验计划,包括实验目的、主要监测项目、采样、采样频率、数据处理等内容.指导教师要组织每一个学生小组讨论,注意充分调动学生的主观能动性,指导学生广泛查阅国家标准及其他相关文献；指导教师协同实验室准备人员为学生提供实验室已具备的基本实验条件,引导学生制订可行的实验方案,确定合理的实验监测项目,明确实验方法.实验进行之前,要求学生将其设计的实验方案细化,具体到实验方法、大体步骤及实验所需要的药品、仪器种类数量等细节问题.在为期两周的时间内,要求学生提前准备,在2～3天内确定实验方案,着手准备实验.
实验方案的设计可以检验学生对环境监测理论知识的灵活应用能力.结果表明,实验开始时,大部分学生还只能停留在照抄课本内容的层次上；在经过大家的细致讨论后,多数学生基本能够根据具体监测对象的特点制订有针对性的监测方案,课本上的知识不再是简单的教条.经过实验方案设计的训练,多数学生对于环境监测理论知识在实践过程中的应用有了一定程度的感性认识. 3.基本操作的强化
近年来由于高校扩招,而基础建设及高水平师资力量又不能有效跟进,导致多数学生的基础实验训练效果较差.综合实验开展过程中,有些学生基本操作不规范,例如有些学生尚未掌握玻璃仪器的洗涤、移液管的使用、滴定管的读数及药品的配制等基本操作规范；另外,还发现部分学生标签书写也存在很多问题,多数学生不了解书写规范,仅会按照自己习惯的方式书写.基于上述原因,针对高年级学生开设综合实验时,教师的指导工作仍然需要细致,要及时纠正学生的不规范操作,要特别强调基础操作的重要性,从严要求,让学生了解养成不良习惯的危害性.根据学生基础知识掌握的程度,教师要有针对性的进行指导,从玻璃器皿的洗涤、实验用水的要求、各种量器的使用规范、药品的配制到实验的开展、数据记录等一系列实验中涉及到的问题,对学生进行系统性的指导,帮助学生养成良好的实验习惯.
4.数据处理及问题讨论
学生在综合实验过程中,指导教师应该指导学生做好数据的整理工作.在环境监测实验开设过程中发现,开始进行实验时,很多学生的积极性很高,很快有了大量数据,但是结果证明很多数据并不可靠.究其原因在于：一是学生没有注意记录实验过程,实验条件不能保证一致；二是学生还没有养成随时总结分析实验结果的习惯,结果就是某个问题的不当处理导致大部分数据的无效性,大量的工作成为无用功.在此种条件下,指导教师要及时引导学生总结整理数据,指导学生自己发现问题并找出原因,及时调整实验方向.此外,切忌不能打击学生的积极性,要鼓励学生主动寻找原因,注意鼓励学生面对实验失败的勇气,培养学生严谨的实验态度.同时,指导教师要鼓励学生查阅相关资料,学会数据处理的基本思想、方法.
二、结合开放实验室,培养技术学习能力和应用能力,延伸实验效果
环境工程应用型人才的培养目标是：面向环境保护技术产业,在工业、工程领域的生产、建设、管理、服务等第一线岗位,直接从事解决实际问题并维持工作正常运行的高等技术型人才.[4]经过认真研究,认为可以结合开放实验室计划训练学生学习新技术、应用新技术的能力.环境监测课程实验及综合实验包括大部分常规环境监测项目,为调动学生学习新技术的积极性,设计有真实感的环境问题以引导学生进行探索.例如,设计室内装修污染、排污导致的生态破坏等问题,引导学生查阅资料、自行设计方案并进行实验,通过数据分析得到结论,并能够给出有针对性的建议等.通过开放实验室的扩展,提升了环境监测综合实验的效果,学生将理论知识应用于实践的能力进一步加强.