環境科學專業實驗教學改革淺析

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環境科學專業實驗教學改革淺析

[摘要]“無機及分析化學”實驗課程是環境科學專業開設的首門實驗課程,其教學質量對未來環境專業學生的課程學習和相應實驗操作都起到非常重要的作用。通過分析傳統“無機及分析化學”實驗課程開設的項目、教學模式、考核方式以及與本專業相關聯程度等幾方面存在的短板,提出了有針對性的解決措施。以期提升授課質量,培養出更多的創新性人才。

[關鍵詞]無機及分析化學實驗;改革;環境科學

環境科學專業是由多門學科交叉、相互融合滲透的一門綜合性學科,該學科主要是利用綜合、定量和跨學科等方法對環境系統中人類活動與環境演化規律間的作用進行研究,在環境保護、資源合理利用、環境可持續發展等方面起到關鍵作用[1,2]。“無機及分析化學”作為入門級別的化學理論和實驗課程,其教學質量對未來環境專業學生的課程學習和相應實驗操作起到非常重要的作用[3]。

一、“無機及分析化學”實驗課程存在的問題

(一)設計與創新環節較少“無機及分析化學”。實驗是環境科學專業開設的首個實驗課程,前期為兼顧所有學生的實驗能力,教學內容相對設立的較為單一。但在近年教學過程中發現,由于中學新課標的改革,為進一步提升學生動手能力,中學物理化學等課程中也開設大量與基礎實驗及實驗操作的相關課程,部分地區的生源在高中期間已經具備一定的實驗操作基礎。

(二)傳統教學方法和考核方式較難調動學生學習的主動性。傳統實驗的教學方法是通過課堂教師講授實驗目的、實驗原理、操作步驟、注意事項等方面后,學生被動學習的方法[4];不能很好激發學生學習積極性。再加課時限制,教師理論講授后學生隨即按照教授內容結合教材中詳細的實驗方案進行操作,但大部分學生在實驗過程中遇到問題缺乏主動思考,對于實驗失敗的結果也不能主動分析原因,更多情況是尋求老師給予直接解決的方案,學生學習的主動性不能很好發揮。在課程實驗結束后考核方式主要由平時成績和實驗報告成績共同組成,實驗報告占總考評成績的70%左右,然而實驗報告的數據和課后思考題在同一小組的學生間存在相互參考的情況,教師考評過程中通過實驗報告不能準確地對每個學生的實驗能力做出精確評價。

(三)課程和學科相關度較低。受到傳統化學相關基礎實驗課程的影響,環境科學專業開設的“無機及分析化學”實驗課程與學科的貼合度較弱。這種情況下,一方面將導致學生產生對課程輕視的消極思想,另一方面“無機及分析化學”實驗是環境科學專業首個實驗課程,缺乏環境科學專業的相關性將會限制學生在本學科的創新思維拓展,實踐中也缺乏相關的經驗。

二、環境科學專業“無機及分析化學”實驗課程改革的措施

(一)增加綜合實驗項目,利用創新性激發學生學習興趣。首先,應對已有實驗基本操作項目和基礎驗證性實驗項目進行整合與壓縮,保證學生對基礎性操作了解掌握的同時不會因為課堂上反復大量重復實驗教材內容而感到枯燥;同時實驗室均為開放實驗室,學生可利用課余時間進入實驗室進行實驗基本操作,了解實驗室管理制度,培養良好實驗習慣。其次應該增加綜合實驗和設計性實驗比例,可將“電子天平稱量練習”“滴定分析基本操作練習”“鹽酸和氫氧化鈉溶液標定”和“氨水中氨含量的測定”四個實驗進行綜合,讓學生對增量稱量,減量稱量、標準溶液的概念和標定方法,反向滴定等同時在同一個綜合實驗中接觸使用,更有利于實驗的連貫性以及加深學生的理解[5]。再次,提高綜合實驗項目創新,不拘泥于指導書,貼近學生生活以及抓住學生興趣點,將可以較大程度提升學生的學習興趣。

(二)教學方法多元化刺激學生學習的主動性。首先在吸取傳統教學優點的同時,可以利用學習軟件豐富課前、課后內容,利用一些學習軟件在課前安排學生對本次實驗教學內容的預習,完成預習習題解答,游戲過程納入期末考核中,促進學生培養良好學習習慣。教師可以在軟件上直觀了解到學生預習情況,而非單純讓學生填寫預習報告此類傳統機械模式,從而提高課程中的效率,課后也可以利用學習軟件讓學生反饋本次課程情況,讓教師第一時間了解到學生對課程的存疑情況,以及課程實施過程中的優點和不足。其次,在實驗課程中,教師可以利用視頻、圖片等多媒體手段將重點操作步驟詳細展現給學生,讓學生視覺和聽覺同時接受信息,加深印象增強記憶。同時也彌補了傳統實驗授課中教師不能兼顧指導到每位學生細節操作的短板,尤其對于實驗操作過程中的一些細節,利用視頻講解有很好的課堂反饋。再次,實驗室授課不同于課堂授課,學生在實驗室的空間中可以更有利于課堂的討論和交流,利用這一優點,在每次實驗結束后,可以針對試驗過程中存在的問題在各小組內、各小組間進行討論,討論的目的在于讓學生加深所學內容印象,了解實驗中操作方法、結果誤差出現的原因。

(三)綜合性實驗加強專業相關性,實驗中強化學生環保理念。綜合性試驗的設置更應該加強與本學科的聯系,加強學生對本學科的興趣與了解,如“水中亞硝酸鹽的測定”實驗在大綱中要求利用測量水體中亞硝酸鹽含量來掌握學習分光光度計的使用方法,學習吸收曲線、標準曲線的繪制,水樣來源可以利用學校自來水、純凈水、校園提供的開水、校園湖泊水等可接觸到的各類水源,多類的樣本在測定對比過程更貼合學科專業性,同時可以激發學生的好奇心從而促進學習興趣與主觀能動性。

三、結語

環境專業“無機及分析化學”實驗教學的改革順應時代的發展。首先,加強實驗的綜合性和創新性,利用多元化教學模式,貼合學生興趣點,激發學生對知識探索的好奇心,從而增強學生學習主動性及操作技能,進一步提高教學質量。其次,增強學科和實驗課程間的相關性,提高學生對“無機及分析化學”實驗的重視程度,結合學科開展的綜合實驗,有利于為學生未來開放性實驗或創新實驗項目的申請及實施基礎的奠定。再次,同時教師在實施教學過程中還可以利用各類軟件媒體,靈活教學手段,在了解學生理論及實驗技能水平基礎上,針對學生情況制定不同的課程實施方案,從而促進實驗課程教學水平的提高。

作者:吳昕燕 王幼奇 楊帆 陶紅 白一茹 單位:寧夏大學資源環境學院環境工程研究院

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