地方院校环境科学专业实验教学改革

摘要：文章针对环境科学专业特点，分析目前实验教学存在的问题，探讨提高环境科学专业本科生实验能力的一种新的培养途径，即整合实验硬件设施、优化实验课程结构，构建环境科学专业实验课程群。

关键词：环境科学专业；实验教学；改革；课程群

环境科学是一门集地理、物理、生物和化学等多学科相互渗透、高度综合的交叉学科，具有整体性、综合性和应用性的特点。环境科学的这种特性决定了实验教学在整个教学过程起着举足轻重的作用。实验教学为培养专业的环境类人才，使其具备较强的实践能力、创新能力有着不可替代的作用[1]。现在运行的实验教学相对薄弱，严重制约学生综合能力的发展，如何提高大学生的实验技能摆在了高校教师的面前。本文就吉首大学环境科学专业实验教学和实验管理方面存在的问题进行剖析，提出实验课程群建设等举措，以期改善目前实验教学现状，为培养创新性实验人才提供参考。

一、目前环境类专业实验教学存在的问题

（一）课程体系欠合理

根据《吉首大学环境科学专业人才培养方案》之规定，目前开设了9门实验课程，共234学时、65个实验项目。根据现行的培养方案，从数量上，实验总门数偏少，远低于学院其他专业开设实验门数（生物科学专业的14门、生物工程专业13门实验课），且平均每门实验课程仅26学时、每门课每周仅2~3学时，实验课程成为理论课堂教学的附属课，不能够引起学生的重视。在结构上，实验课程主要分为三部分：公共基础实验课程、专业基础实验课程和专业实验课程。无机及分析化学实验和有机化学实验为公共基础实验，很明显，公共基础实验课程只有化学类实验，缺乏了生物类实验和物理类实验，知识结构较为单一。专业基础实验课程旨在夯实实验基本技能，工程制图和仪器分析实验的开设能让学生掌握基本的实验工具和实验技能，但明显存在基础太弱、口径太窄的缺陷。专业实验课程开设门数虽多，但方向过于集中，侧重于污染物的监测和迁移转化，对污染物的治理、污染评价等专业性高、实用性强的实验课程尚未开设，如水污染控制工程实验，大气污染工程实验和环境影响评价案例分析等。故实验课程在结构上存在基础实验课程单一，专业实验课程口径不宽，结构欠合理。科学的环境专业人才培养方案是创新人才培养的根本，故修改实验课程设置，整合实验教学模块刻不容缓。

（二）实验内容欠科学

环境科学专业实验课学时、项目较少，实验内容松散、覆盖不够全面，由于院情、师资等原因，从环境科学作为一级学科的角度思考实验课程的力度不够，造成专业实验课程虽多、但方向单一，无法实现人才培养的要求。同时，实际教学中，不成模块的实验课程往往会造成教学内容的重复，比如《环境监测》实验中有水化学指标的测定，与《环境化学》实验中多处存在重复内容，内容的重复导致了学生的厌学情绪。再次，实验课程的开设受实验条件（如仪器设备）等因素的影响，各科实验能够开出的项目比计划的更低，且能开出的项目受仪器和场地等因素的制约，形成大组循环观摩式教学，无法很好提升学生的实验操作技能和调动其积极性。就已开设的实验内容来看，各项目较为经典，但偏离实际应用，学生们普遍表现出对实验课兴趣不浓。就实验项目来说，验证性实验项目比例偏高，综合和设计性实验比例不足，严重制约创新性人才培养。

（三）实验设备落后、实验教学硬件良莠不齐

近几年来，因平台建设，学院添置了一些大型的精密分析仪器，如气相色谱仪、高效液相色谱仪、气———质联用仪、原子发射光谱仪、差热分析仪和TOC测定仪等，完全能够满足本科实验教学。但是，由于分析仪器价格昂贵，实验室配备台套数少，实际教学中，学生观摩多，而动手少，虽然环境分析技术飞速发展，但实验中接触到的大多数还是传统的分析方法。同时，一些常用小型仪器老化严重，且分散在各研究室，资源虽丰富，但配置不合理。另外，常用仪器损坏严重，实验老师只负责实验的教，而无法负责仪器的维修，造成硬件设施虽多，但却无法满足实验教学，如何合理整合资源亟待解决。

（四）实验管理较传统

在实验教学管理上，实验课程仍根据相应理论课程设定，教学方式上还是传统的知识灌输式教育，即教给学生实验目的、实验原理和实验步骤，学生按指导书和老师的讲授机械地完成实验操作，对各知识点只知其然而不知其所以然，一般性的了解无法固化所学内容，更谈不上应用。同时，在有限的实验学时（一个实验一般为2～3学时）内为了完成实验教学，老师往往将实验药品和器材全部准备好，样品也提前制备，其结果是，学生掌握知识片面、不系统，下次单独操作时无从下手，遇到问题不懂分析和解决，更不能独立设计实验。

二、对环境专业实验课程群建设构想

（一）整合实验内容，精简实验项目

根据现行的环境科学专业人才培养方案规定，该专业设有9门实验课程，对现行实验项目整合归类，可形成3类实验课程群，即专业基础实验、专业主干实验和专业提升实验。实验项目的设置不再依附于实验课程，如环境化学实验、环境监测实验中都牵涉到的污染物在环境中的迁移转化规律类实验，环境化学实验和环境微生物学实验都开设有污染物在环境中的微生物降解类实验则可归入同一课程群中，单纯的污染物分析测试或监测项目则可纳入专业基础课程群中。新的实验课程体系构建应打破以实验课程为基础的旧实验体系，建立以实验项目为基础的新实验体系。以实验方法和技术要素为主线，以实验内容为准绳，科学系统地重组实验项目，构建模块化实验课程体系。

（二）实验独立设课，构建多层次的实验内容

实验教学既是联系理论教学的桥梁，又是培养学生观察能力、动手能力和创新能力的有效途径，在培养科研创新型人才方面有着理论教育所不可替代的作用[2]。在课程设置过程中，应避免重理论轻实验、实验课程是理论课程的再现等状况，增强实验教学在人才培养中举足轻重的作用。为此，在人才培养方案设置中，应将实验课程整合后独立于理论课程开课，增加实验项目，强化专业课间的联系，延长教学学时，独立考核，从根本上重视实验教学。现行人才培养方案开设的实验课程少，方向单一。开展课程群建设，整合现有资源，并增加新内容、开设新项目，构建厚基础、宽口径、多层次立体化的实验教学体系。实验课程群建设不仅使学生掌握相关专业实验技能，更要培养其知识运用能力和创新精神。

（三）改进实验室管理，构建平台加模块的教学体系

实验室建设是保证完成实验教学项目、顺利执行实验教学体系的基础和重要保证[3]，故实验室的建设与管理应与实验课程相适应。新的实验课程群确定后，相应教学实验室应本着资源共享、优化配置、集约化管理的原则进行重新整合，最大限度实现资源共享，资源利益最大化。目前，环境科学专业可依托的平台有生态研究所、环境毒理与环境恢复研究所、生态旅游应用技术省级重点实验室、锰锌矿业重金属污染综合防治技术湖南省工程实验室，各研究所、实验室分散拥有气相色谱仪、高效液相色谱仪、傅立叶红外光谱仪、紫外分光光度计、荧光分光光度计、气—质联用仪、原子发射光谱仪、差热分析仪、TOC测定仪等进口和国产高档精密仪器，硬件设施完全能够满足目前的实验教学。为保障仪器的正常运转和良性循环，应建立高效的仪器开放管理制度，实现仪器专人管理，管理人员协助实验教学，实现教学效果最优化。同时小型仪器，如分析天平、低速离心机、分光光度计、恒温振荡器等应分类集中放置，以方便教学使用为原则，谁用谁负责为尺度进行松散管理。为实验教学的顺利进行提供重要的保障。

（四）课题加课堂，课内课外两手抓

针对目前实验项目验证性实验居多，综合、设计性实验较少的现状，新的实验课程群建设应利用各种资源培养学生的实践能力。教师的科研工作在具体的领域内，具有较强的创新性，凝练或提取教师的科研课题内容，设计成可操作的、紧扣专业的一类创新性项目，开放科研实验室。教学与科研课题相结合，能够使学生把握专业的研究方向，并尽可能利用新手段和方法来解决实验问题，从而实现在前沿知识的引领下、创新性项目依托下，提升学生的实验动手能力、实验设计能力、实验自主执行能力，激发学生的学习兴趣和科研热情，开拓学生视野，为培养成社会需要的复合型人才打下坚实的基础。

三、结语

随着社会经济的快速发展和环境问题的日益凸显，市场对高素质应用型人才需求逐渐增大。实验教学是培养创新性应用人才的重要环节，目前，吉首大学环境科学专业实验课程教学在课程结构、知识内涵和设课形式等方面出现了诸多问题。优化实验课程体系、合理设置实验项目、整合现有仪器设备、建立良好的实验管理制度、实现课程群立体化的实验教学是解决上述实验教学问题的有效途径。

参考文献：

[1]卢楠，刘宪华，鲁逸人，等.创新型人才培养模式下的环境学科实验教学平台建设[J].高校实验室工作研究，2011，108（2）.

[2]王书敏，曹优明，朱启红，等.环境科学专业实验课程体系改革与高级应用型人才培养实践研究[J].重庆文理学院学报（自然科学版），2012，31（4）.

[3]徐强，孟江平，宋仲容，等.应用型本科院校化学专业实验课程体系改革与实践研究[J].重庆文理学院学报（自然科学版），2011，30（2）.

作者：易浪波 彭清静 杨胜香 单位：吉首大学生物资源与环境科学学院