综合能力培养环境工程实验教学设计范文

关键词：实验教学；综合能力；教学设计

1引言

随着近年来我国经济的快速发展，环境污染态势不断加剧，环境保护压力骤增。作为环境保护的专门人才，对环境工程专业本科生的能力和素质也提出了越来越高的要求。实验课程作为培养学生实验实践能力的课程，是对专业理论课程的有效衔接，是学生踏出校门前最有效的实践能力培养的手段。然而在目前的实验教学设计中，大部分仅仅偏重于学生操作技能的培养，而实验综合能力未得到有效培养［1］。本文从实验目的和内容、实验原理、实验仪器试剂、实验步骤和操作、实验结果和评价等各个教学环节对环境工程实验进行教学设计，充分调动学生的自学能力和学习积极性，全方位培养学生查阅分析文献、选用合理的仪器试剂、实验方案设计等综合能力。

2当前环境工程实验教学存在的问题

环境工程实验是培养学生实验能力和实践能力的良好途径，但是在现代的社会发展和教育环境形势下，也逐渐显现出一定的问题。一是教学手段偏于传统，目前的教学模式还大多停留在教师讲、学生做的填鸭式教学模式，学生自学学习的能力未充分开发［2］。二是项目老旧，模式一致，千篇一律，不能充分调动学生学习兴趣。三是实验教学仅注重操作能力，忽视了学生文献查阅、计算、分析等综合能力的培养［3，4］。当前的环境工程实验教学模式亟需改革。

3基于综合能力培养的环境工程实验教学设计

从实验仪器、实验原理、实验步骤、结果处理等各个教学环节对环境工程实验进行教学设计，以期培养环境工程专业本科生的综合能力。在实验课程开始前两周，通过在线课程平台向学生实验任务书，在实验任务书中向学生提出课前学习要求。实验任务书中包括实验名称、实验目的、实验内容和简要的实验原理和步骤等。通过实验任务书，让学生对整个实验建立整体的知识框架结构，明确自己所要完成的课程任务。

3．1实验内容和目的

实验内容和目的是实验课程的总纲领，通过实验内容和目的，可以让学生明确实验的类型和任务。若实验为开放性、综合性实验，可以让学生明确自己需要参与到实验设计的各个环节当中，这样可激发学生的求知欲，充分调动学生的自学能力和学习积极性。

3．2实验原理

在实验原理部分，可在实验课开始前一段时间课程任务。学生以小组为单位，进行文献资料的调研和查阅，通过文献调研掌握本次实验原理、主要操作单元和影响因素等。该部分内容要求学生形成文档材料，传回在线课程平台，作为预习部分计入课程成绩。通过实验原理部分的教学设计，使学生进一步熟悉利用现代化网络手段进行专业文献资料查找和资料，提高对文献资料的搜集、整理、归纳、分析、综合运用能力。

3．3实验仪器试剂

在实验仪器试剂部分，主要利用教学设计，提高学生选择合适的实验仪器和试剂开展相关实验，并本着绿色经济的原则尽最大可能减少试剂药品的浪费和废物的产生，尽量减少实验对环境的污染和影响。在该部分，可采取多种教学形式，例如：①完全自主式，让学生完全自主根据实验室条件选择实验所需仪器和试剂，学生形成方案后再和教师协商调整；②半自主式，教师可给学生提供实验所需的部分仪器和试剂，由学生进行查漏补缺，或者教师提供的仪器和试剂多于实验所需，由学生进行筛选［5］。该部分教学设计，考察了学生对实验仪器和材料的熟悉程度，锻炼了学生对实验耗材的选择能力。

3．4实验步骤和操作

该阶段的目标要求学生自行选定实验因素和实验水平，进行实验设计并确立实验步骤。通过该环节，可锻炼学生的实验设计能力，并进一步考察学生对实验原理的理解和认识程度。在实验操作环节，可采取多种教学手段增强学生学习兴趣，强化学生实验操作能力。可采用以下几种教学手段相结合：①教师演示（学生学习）＋学生操作（教师指导）＋教师评价，②学生完全自主操作（教师指导）＋教师评价，③学生演示（翻转课堂）＋学生操作（教师指导）＋学生互评＋教师评价。其中第三种教学手段是推荐的教学手段，在该种教学方式中，实现了学生角色转变，变学生为老师，极大调动了学生的学习积极性［6］。在实验操作过程中，应根据实验内容，合理进行实验分组，在小组中尽量做到男女搭配，并赋予小组成员不同的角色，锻炼学生的分工合作和团队合作能力。

3．5实验结果和评价

在实验结果与评价部分，主要有两部分内容。第一，数据处理与图表绘制，完成实验结果记录表，确定因素主次。从简单的实验结果记录表的完成，到实验数据的数学计算与处理，再到利用软件进行图表的绘制，全方位的锻炼了学生严谨求实的科学态度、准确的数据处理计算能力以及科技图表绘制能力。第二，问题与讨论，可设置如下问题：实验存在的问题和不足、实验操作注意事项等，通过问题的设置，让学生对实验的全过程进行回顾和反思，总结经验教训，为下次实验的顺利开展打好基础，也可以进一步激发学生的求知欲，进行知识拓展，掌握本次实验之外的相关知识［7］。在该部分的评价，要赋予学生更大的自主权，让学生学会评价，敢于发表自己的意见。

4结语

传统的实验教学多偏重于学生实验操作能力的培养，而忽视了其他综合能力的培养。本文对环境工程实验进行教学设计，从实验目的和内容、实验原理、实验仪器试剂、实验步骤和操作、实验结果和评价等各个教学环节进行了综合性、开放性教学设计，以充分调动学生的自学能力和学习积极性，全方位培养学生查阅分析文献、选用合理的仪器试剂、实验方案设计、数据处理、图表绘制、团队合作等综合能力，具有一定的推广价值。

参考文献：

［1］陈豆．环境工程专业实验教学改革与创新的思考［J］．教育现代化，2019，6（23）：43～44．

［2］刘云庆，王兴磊，张艺，等．环境工程实验教学的改革与实践［J］．实验室研究与探索，2019，38（3）：203～205．

［3］肖敏，王英刚，张玉革，等．环境工程设计型综合实验教学模式的探索［J］．教育现代化，2018，5（31）：179～180．

［4］贾昌梅，牛显春，张冬梅，等．论石化院校环境工程实验教学“三大问题”及破解———以广东石油化工学院为例［J］．广东化工，2016，43（1）：179～180．

［5］谢明波，刘慧龙．环境工程实验课程的自主设计式改革［J］．实验室研究与探索，2019，38（2）：185～188，197．

［6］李芳耀，黄晓，周异欢．翻转课堂在药学专业有机化学实验教学中的应用［J］．广东化工，2019，46（8）：212，216．

［7］姜秀娟．应用型环境下《食品理化分析》课程实验教学效果评价［J］．学周刊，2019（16）：16～17．

作者：张吉强 荣琨 李学平 单位：滨州学院山东省黄河三角洲生态脆弱带工程技术研究中心