李梅，尹穎，王曉琳，蔣麗娟

南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院 環(huán)境科學(xué)與工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，南京 210023

在環(huán)境生物專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中，如何培養(yǎng)和提高大學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新改革，已經(jīng)成為我國高等教育發(fā)展中的一項(xiàng)重要課題。環(huán)境生物專業(yè)是實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科，其教學(xué)質(zhì)量取決于課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)2個(gè)方面。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、提高創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)和平臺(tái)。分析尋找傳統(tǒng)教學(xué)理念中制約學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)、自主探索、自主創(chuàng)新能力發(fā)揮等方面的弊端，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維、獨(dú)立思考和動(dòng)手能力，已成為大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中面臨的緊迫任務(wù)。

南京大學(xué)從2009年開始全面啟動(dòng)以“三三制”為主要內(nèi)容的教學(xué)改革?！叭啤本褪前驯究?年的教育分成大類培養(yǎng)、專業(yè)培養(yǎng)和多元培養(yǎng)3個(gè)階段，在多元培養(yǎng)階段又設(shè)計(jì)了專業(yè)學(xué)術(shù)類、復(fù)合交叉類、就業(yè)創(chuàng)業(yè)類3個(gè)發(fā)展途徑。改革的目的是通過給學(xué)生更多的自主選擇權(quán)，以獲得更大的自由發(fā)展空間。南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院是國內(nèi)唯一開設(shè)環(huán)境生物學(xué)專業(yè)方向，進(jìn)行環(huán)境生物學(xué)本科教學(xué)的院系。在夯實(shí)本科生生物學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，開展環(huán)境生物學(xué)課程的教學(xué)工作，包括生態(tài)學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)、環(huán)境生物技術(shù)、環(huán)境流行病學(xué)、生物修復(fù)等課程，形成了完整的環(huán)境生物學(xué)本科教學(xué)體系。

在環(huán)境生物學(xué)本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們一直遵循“融素質(zhì)教育與業(yè)務(wù)培養(yǎng)為一體，融知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)為一體，融教學(xué)與科研為一體”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，依托“環(huán)境科學(xué)與工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”，構(gòu)建了以“環(huán)境微生物、環(huán)境毒理學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)、環(huán)境生物技術(shù)”四大專業(yè)課程群為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，把“基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)—綜合型實(shí)驗(yàn)—?jiǎng)?chuàng)新(研究探索)型實(shí)驗(yàn)”相結(jié)合，提出以培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)、自主探索能力為目標(biāo)，以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式為載體，營(yíng)造良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)氛圍，通過激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性、主動(dòng)性和實(shí)驗(yàn)興趣等形成創(chuàng)新教學(xué)模式，“三三制”實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐取得了良好的教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，使環(huán)境生物專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)取得了顯著成效，學(xué)生的自主創(chuàng)新能力有了很大的提高，形成了環(huán)境科學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)，環(huán)境專業(yè)特色明顯的傳統(tǒng)強(qiáng)勢(shì)。

1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的弊端(Disadvantages of traditional experimental teaching model)

傳統(tǒng)的教學(xué)觀念是以傳授知識(shí)為核心的繼承性教育，重理論而輕實(shí)踐，表現(xiàn)為“重理論、輕實(shí)驗(yàn)，重課堂教學(xué)、輕實(shí)驗(yàn)教學(xué)”[1]。在這種教學(xué)理念影響下，也由于學(xué)分的限制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)少，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的時(shí)間無法保證。另外，傳統(tǒng)模式下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式和方法單一，以集中灌輸式授課為主，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，先由教師講實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟，然后學(xué)生“照貓畫虎”進(jìn)行操作，最后上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告就算完成了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生缺乏自主思考的時(shí)間和空間，實(shí)驗(yàn)意識(shí)和實(shí)驗(yàn)興趣淡薄，動(dòng)手能力和科學(xué)思維能力缺失，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的形式和方法差別不大。這種教師占主導(dǎo)的“填鴨式”教學(xué)模式，導(dǎo)致學(xué)生處于被動(dòng)地位，沒有選擇適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式的自由，遇到問題時(shí)不動(dòng)腦、不能獨(dú)立思考和解決問題，只會(huì)向教師求教求助，且實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的具體數(shù)據(jù)還會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)相互抄襲現(xiàn)象。

由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直處于從屬地位，沒有獨(dú)立和科學(xué)的考核體系，無法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，導(dǎo)致部分學(xué)生存在重理論輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)大多是根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告來進(jìn)行，即總成績(jī)=平時(shí)操作成績(jī)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)[1]，評(píng)價(jià)方式方法簡(jiǎn)單機(jī)械，不盡合理，且教師在具體操作過程中難免會(huì)帶有一定的主觀性、隨意性和情感色彩。實(shí)驗(yàn)課程學(xué)分低，也影響著學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性、主動(dòng)性和實(shí)驗(yàn)興趣的煥發(fā)。

針對(duì)以上弊端，我們確立了實(shí)驗(yàn)課程改革的目標(biāo)：在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，使學(xué)生獲得最大量的實(shí)驗(yàn)技能；提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力；激發(fā)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題的科學(xué)意識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真開展科學(xué)研究的工作作風(fēng)。其具體改革內(nèi)容如下。

2 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐(Exploration and practice of innovative experimental teaching reform)

2.1 小班化教學(xué)，差異化施教，個(gè)性化發(fā)展

教育要面向有差異的每一個(gè)個(gè)體，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也需要根據(jù)不同學(xué)生的實(shí)際，使其在自己原有基礎(chǔ)上獲得最大發(fā)展，達(dá)到最高程度的因材施教。在環(huán)境生物專業(yè)學(xué)生的小班化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，這種方法能帶給老師和學(xué)生更大的發(fā)展空間。南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院環(huán)境生物專業(yè)一直堅(jiān)持20人左右的小班實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，一至兩人一組，人人動(dòng)手，鍛煉學(xué)生切實(shí)解決實(shí)際問題的能力。教師也可依據(jù)理論課掌握的情況對(duì)每個(gè)人進(jìn)行具體分工，如在《環(huán)境毒理學(xué)》“哺乳動(dòng)物一般急性毒性實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中，以往都是由實(shí)驗(yàn)員配好母液和梯度稀釋溶液，讓同學(xué)們直接對(duì)小鼠按組別進(jìn)行灌胃操作即可?！叭啤苯谈暮?，為了使同學(xué)們更深入地參與到實(shí)驗(yàn)過程中，我們選擇了計(jì)算能力較強(qiáng)的同學(xué)進(jìn)行受試物的配制，根據(jù)同學(xué)們自己討論的實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)濃度梯度，并告知全體同學(xué)配制過程，這樣不僅使這些同學(xué)更有效地學(xué)習(xí)，充分地發(fā)揮潛能和發(fā)展個(gè)性，同時(shí)也讓全體同學(xué)的綜合素質(zhì)得到更全面、更和諧的發(fā)展，以后可考慮輪流完成這項(xiàng)工作。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是貫穿于學(xué)生學(xué)習(xí)生活全過程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)過程為學(xué)生提供了廣闊的活動(dòng)空間和思維空間，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的重要平臺(tái)。因此對(duì)部分學(xué)習(xí)成績(jī)好、動(dòng)手能力強(qiáng)且具有較強(qiáng)求知欲的同學(xué)，我們鼓勵(lì)和引導(dǎo)他們結(jié)合課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容，積極申請(qǐng)、參加“國家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃”，通過支持學(xué)生進(jìn)行科研立項(xiàng)，激發(fā)其實(shí)驗(yàn)興趣，發(fā)揮他們的引領(lǐng)作用。對(duì)他們?cè)谧灾鲃?chuàng)新實(shí)驗(yàn)過程中的選題立項(xiàng)、文獻(xiàn)調(diào)研、方案制定、可行性評(píng)價(jià)、自主實(shí)施、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、論文撰寫、總結(jié)報(bào)告等重要環(huán)節(jié)，加強(qiáng)師生互動(dòng)、具體指導(dǎo)，以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作的能力、分析和解決問題的能力，使他們獲得鍛煉和發(fā)展。近年來筆者指導(dǎo)的環(huán)境生物專業(yè)就有5項(xiàng)計(jì)21人獲得“國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃”項(xiàng)目，開展以學(xué)生為主的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。他們?cè)诒究齐A段即得到了科學(xué)研究的訓(xùn)練，取得了較好的學(xué)習(xí)效果，提高了創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，將有望成長(zhǎng)為一批拔尖創(chuàng)新人才。

2.2 自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)合作完成，開放探索研究

在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通常由實(shí)驗(yàn)員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備，學(xué)生參與較少，一般僅進(jìn)行測(cè)試和觀察，因此學(xué)生并不能獨(dú)立完成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)過程。這種教學(xué)模式不適應(yīng)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要求，不能體現(xiàn)新時(shí)期環(huán)境毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)和培養(yǎng)目標(biāo)。為認(rèn)真貫徹我校提出的“三三制”戰(zhàn)略目標(biāo)，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人才，同時(shí)也為自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)考慮，我們對(duì)此進(jìn)行了重點(diǎn)改革。

2.2.1 學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)全過程

在實(shí)驗(yàn)過程中，打破了以往實(shí)驗(yàn)教師為學(xué)生準(zhǔn)備好各種實(shí)驗(yàn)用品的格局，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的需要，自己領(lǐng)用藥品、配制試劑(如前所述)、獨(dú)立完成玻璃器皿的清洗、滅菌、無菌操作、計(jì)數(shù)、結(jié)果記錄等一系列實(shí)驗(yàn)過程，教師則起監(jiān)督和檢查的作用，及時(shí)糾正學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中每個(gè)環(huán)節(jié)存在的問題。如“蠶豆根尖微核實(shí)驗(yàn)”，在早期是由實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行種子催芽、染毒并制備根尖，學(xué)生僅在實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行根尖微核的觀察。雖然教師在課堂教學(xué)中也進(jìn)行了具體實(shí)驗(yàn)步驟的詳解，但畢竟不如學(xué)生自己動(dòng)手印象深刻。因此改革之后，我們指導(dǎo)學(xué)生從蠶豆浸種、催芽、暴露、恢復(fù)、固定到染色全程參與，在這個(gè)過程中，同學(xué)們了解了掌控實(shí)驗(yàn)所用材料質(zhì)量對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的影響，知道了應(yīng)催生發(fā)育良好、根尖長(zhǎng)度、大小適宜的相似蠶豆，這樣可有效避免發(fā)芽時(shí)出現(xiàn)根尖狀況相差太多、因根尖長(zhǎng)度不齊整而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的情況發(fā)生，這需要在實(shí)驗(yàn)伊始即對(duì)蠶豆種子精挑細(xì)選(見表1)。盡管整個(gè)過程歷時(shí)一周多，但學(xué)生通過親力親為獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)全過程，顯示了自己是實(shí)驗(yàn)的主持者、承擔(dān)者，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。

2.2.2 自主性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在環(huán)境生物專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程中均設(shè)置了自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。在完成此門課程的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分之外，同學(xué)們根據(jù)課堂講授的理論內(nèi)容和自己所掌握的實(shí)驗(yàn)方法，選取某一感興趣的點(diǎn)，自行設(shè)計(jì)開展自主性實(shí)驗(yàn)。下面以《環(huán)境毒理學(xué)》為例進(jìn)行詳細(xì)說明。

同學(xué)們首先通過知網(wǎng)、維普、web of science等網(wǎng)站查閱相關(guān)資料，進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)的文獻(xiàn)檢索準(zhǔn)備，形成實(shí)驗(yàn)方案；并通過郵件、電話、qq、微信等多種信息化的交流手段和工具即時(shí)進(jìn)行聯(lián)系溝通，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中可能存在的問題與教師及小組成員討論分析，開展互動(dòng)交流并補(bǔ)充完善實(shí)驗(yàn)方案，明確實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)及具體分工，為實(shí)驗(yàn)順利開展打好基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)方案確定后，學(xué)生自行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)相關(guān)用品，如缺少可向?qū)嶒?yàn)員提出，同時(shí)自行配制試劑、材料培養(yǎng)，按照實(shí)驗(yàn)方案與小組內(nèi)同學(xué)合作完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小組內(nèi)自行總結(jié)本組實(shí)驗(yàn)情況和結(jié)果，然后在課堂進(jìn)行ppt展示匯報(bào)，最后教師進(jìn)行總結(jié)分析，學(xué)生以小組為單位撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中全體小組成員共同參與、明確分工。如去年2017級(jí)自主實(shí)驗(yàn)中，共設(shè)計(jì)了4個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，受試材料分別為小鼠和蠶豆，對(duì)比了不同暴露時(shí)間、不同暴露濃度下，2種毒物環(huán)磷酰胺和絲裂霉素c對(duì)2種受試生物微核誘發(fā)率的影響，具體見表2。

表1 蠶豆根尖微核實(shí)驗(yàn)對(duì)蠶豆種子的要求Table 1 Requirements of seeds used in Vicia faba root tips micronucleus assay test

表2 自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)情況表Table 2 Independent experiment designs

在這次自主實(shí)驗(yàn)過程中，蠶豆組因預(yù)實(shí)驗(yàn)和正式實(shí)驗(yàn)所使用的蠶豆不是同一批次，導(dǎo)致了2次實(shí)驗(yàn)結(jié)果差別很大，因此也使同學(xué)們了解到不同批次的蠶豆敏感性存在差異。他們?cè)诳偨Y(jié)報(bào)告中這樣寫道：“真的沒想到蠶豆的不同會(huì)對(duì)微核率影響這么顯著，這個(gè)結(jié)果也讓我們學(xué)到了實(shí)驗(yàn)要嚴(yán)謹(jǐn)，保持一致性，這樣做出來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能令人信服?！蓖瑫r(shí)，同學(xué)們并沒有局限于教材和說明書，對(duì)一些步驟進(jìn)行了改進(jìn)，如變更了根尖軟化時(shí)間，使實(shí)驗(yàn)更順利地完成。自主性實(shí)驗(yàn)不僅培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，還提高了他們的實(shí)驗(yàn)思考能力和動(dòng)手能力，取得了良好的教學(xué)效果。

2.2.3 開放實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)的重要場(chǎng)所。開放實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑[2]。通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行基礎(chǔ)性和綜合性實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，以鞏固所學(xué)課程中的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能。但只靠課堂上有限的時(shí)間開展實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為了滿足學(xué)生要求，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的功能和現(xiàn)有資源，讓學(xué)生有充分的時(shí)間完成自己的實(shí)驗(yàn)，我們依托“環(huán)境科學(xué)與工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”開放了實(shí)驗(yàn)室，并保證全過程安排教師予以指導(dǎo)。同時(shí)將開放實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目相結(jié)合，注重“研究過程”而非“研究成果”，讓學(xué)生充分體驗(yàn)和了解科學(xué)研究整體過程，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的興趣，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化培養(yǎng)目標(biāo)。

我們?cè)跒榄h(huán)境生物學(xué)專業(yè)的學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室的同時(shí)，面向全校非環(huán)境專業(yè)學(xué)生開放環(huán)境生態(tài)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行研討。作為全校唯一一門實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的新生研討課，我們把研討、實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來。例如，在進(jìn)行水生生物監(jiān)測(cè)和水質(zhì)調(diào)查為主題的研討時(shí)，學(xué)生了解并掌握水生生物調(diào)查和鑒定方法等基本要領(lǐng)后，教師帶領(lǐng)學(xué)生在校園內(nèi)河道“天籟河”進(jìn)行水生生物監(jiān)測(cè)和水質(zhì)調(diào)查的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究。同學(xué)們自己采集、處理水樣，對(duì)照?qǐng)D譜進(jìn)行水生生物分類，利用水生生物指標(biāo)，評(píng)價(jià)該河流的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和生存環(huán)境安全性，最終形成該水域的水環(huán)境質(zhì)量狀況報(bào)告。通過這類開放實(shí)驗(yàn)室，讓這些未接觸過顯微鏡、不認(rèn)識(shí)浮游動(dòng)植物的同學(xué)們親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立觀察探究，極大提高了科研興趣和科研能力。

2.3 環(huán)境類實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽

實(shí)驗(yàn)技能不僅反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也體現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力水平的高低。實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析為主，可以集成學(xué)生的理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)操作技能，從而增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。在相互競(jìng)爭(zhēng)的氛圍中調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新熱情，對(duì)于提高學(xué)生解決實(shí)際環(huán)境問題的能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)具有重要的意義[3-4]。為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性和提高綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ劳小碍h(huán)境科學(xué)與工程國家級(jí)教學(xué)示范中心”，環(huán)境生物專業(yè)進(jìn)行了3屆環(huán)境類實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽。競(jìng)賽分為單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能和綜合性實(shí)驗(yàn)技能2種模式，單項(xiàng)內(nèi)容是由教師指定某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能，然后開展競(jìng)賽講評(píng)，包括大腸桿菌的涂片染色及顯微觀察，考察顯微鏡的使用和無菌操作的規(guī)范；以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的基本操作，考察小鼠的雌雄辨認(rèn)，捉拿、灌胃、解剖及小鼠骨髓細(xì)胞的提取等操作。綜合性題目則根據(jù)專業(yè)由學(xué)生自主查閱資料、自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自己動(dòng)手獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)全過程，或由教師指定相對(duì)比較寬泛的題目，如將人為添加重金屬和有機(jī)物的污水或污染土壤處理達(dá)標(biāo)[5]。此舉有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生積極性，較好地提高了專業(yè)訓(xùn)練效果。

2.4 科研促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)，成果豐富教學(xué)內(nèi)容

2.4.1 教學(xué)與科研相結(jié)合

對(duì)研究型大學(xué)來說，高水平的科研工作永遠(yuǎn)是提高教學(xué)水平的助推器，將科研與教學(xué)緊密結(jié)合是提高教學(xué)水平的有效途徑之一[6]。教師的科研成果是非常寶貴的潛在教學(xué)資源，豐富教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和參與科研活動(dòng)起著巨大的激勵(lì)和推動(dòng)作用。教師在教學(xué)過程中將科研新進(jìn)展、新方法和新內(nèi)容及成果融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合專業(yè)發(fā)展方向，讓科研促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。例如，筆者主持的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“碳納米管-有機(jī)物復(fù)合污染的蚯蚓分子生態(tài)毒理學(xué)研究”引起了同學(xué)們的興趣，2014級(jí)環(huán)境生物學(xué)專業(yè)的同學(xué)們?cè)谶M(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)時(shí)，選擇了納米材料石墨烯作為受試物，對(duì)赤子愛勝蚓(Eiseniafetida)進(jìn)行毒性效應(yīng)研究，通過濾紙法和土壤法2種方式進(jìn)行了急性毒性檢測(cè)，探討了石墨烯對(duì)蚯蚓的氧化損傷和遺傳毒性。這樣在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將科研成果與實(shí)踐相結(jié)合，在鞏固教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)也大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)充分利用本科生資源優(yōu)勢(shì)，將教學(xué)轉(zhuǎn)化為科研的一部分，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，凸現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)成果，完善了教學(xué)與科研的相互銜接與融合。

2.4.2 教學(xué)與校外實(shí)踐相結(jié)合

環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的另一個(gè)重要方面，是讓學(xué)生參加校外平臺(tái)和實(shí)踐基地的實(shí)習(xí)，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要途徑。南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院圍繞國家和地方對(duì)環(huán)?？萍紕?chuàng)新的需要，探索出“學(xué)科-產(chǎn)業(yè)”共贏發(fā)展模式，建成了6個(gè)校內(nèi)外政產(chǎn)學(xué)研用合作平臺(tái)和院士企業(yè)工作站，為本科生實(shí)踐培養(yǎng)提供了豐富的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所。同時(shí)，學(xué)院還建立了15個(gè)多樣化的本科生校外實(shí)踐基地、科研類基地，依托實(shí)習(xí)基地進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，充分利用社會(huì)資源充實(shí)和完善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)地調(diào)查、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力[7]。例如：大部分環(huán)境生物專業(yè)老師參與的“十二五”水專項(xiàng)太湖貢湖灣示范工程已經(jīng)成為環(huán)境生物實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)教學(xué)的定點(diǎn)基地，學(xué)生不僅在理論上掌握生態(tài)修復(fù)的概念，同時(shí)也真正見識(shí)到了生態(tài)修復(fù)在實(shí)際中的應(yīng)用，使學(xué)生真正能做到理論聯(lián)系實(shí)際。

3 效果評(píng)價(jià)(Effects evaluation)

在評(píng)價(jià)方式方面，我們實(shí)行了更加合理、客觀、全面的多元化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系，兼顧學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中和實(shí)驗(yàn)后的綜合表現(xiàn)開展評(píng)價(jià)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)報(bào)告的質(zhì)量及隨機(jī)提問抽查，實(shí)驗(yàn)中操作的規(guī)范性、獨(dú)立操作能力，實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整性、準(zhǔn)確性等全方面深層次地拓寬評(píng)價(jià)領(lǐng)域。同時(shí)針對(duì)不同層次的實(shí)驗(yàn)，側(cè)重點(diǎn)有所不同：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)注重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和結(jié)果分析，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)注重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，研究探索性實(shí)驗(yàn)側(cè)重于創(chuàng)新性等。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，改變了過去學(xué)生對(duì)教師的依賴程度過高，缺乏獨(dú)立性、依照教師的演示照貓畫虎重復(fù)操作的方式，扭轉(zhuǎn)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)成為機(jī)械模仿的被動(dòng)局面。學(xué)生能夠真正按照自己設(shè)計(jì)、自己動(dòng)手、自己操作的程序完成實(shí)驗(yàn)全過程，真正提高了學(xué)生自主創(chuàng)新性和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，對(duì)所學(xué)理論知識(shí)有了更深層次的理解，能夠在深入理解理論知識(shí)的前提下開展實(shí)驗(yàn)，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)又進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解。正如學(xué)生自己總結(jié)的“用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)理解理論知識(shí)”。

通過對(duì)環(huán)境生物實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的創(chuàng)新改革實(shí)踐，有效激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性和興趣，促進(jìn)了本科人才質(zhì)量的提高，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新和研究能力。環(huán)境生物專業(yè)每年大部分學(xué)生參與國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃，全部學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)技能大賽，取得豐碩的科研成果，近年來發(fā)表了10余篇SCI和核心期刊論文；同時(shí)，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立思考能力，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新思維，使整體實(shí)驗(yàn)教學(xué)出現(xiàn)了“六個(gè)轉(zhuǎn)變”，即教學(xué)模式由“以教師為主體”向“以學(xué)生為主體”的轉(zhuǎn)變；教學(xué)方式從“教授為主”向“引導(dǎo)為主”的轉(zhuǎn)變；“要我學(xué)”向“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變；學(xué)生從“被動(dòng)實(shí)驗(yàn)”向“興趣實(shí)驗(yàn)”的轉(zhuǎn)變；學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能從“照貓畫虎”向“自主創(chuàng)新”的轉(zhuǎn)變；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從“示范實(shí)驗(yàn)”向“自主實(shí)驗(yàn)”的轉(zhuǎn)變。

4 結(jié)束語(Conclusions)

大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是建設(shè)創(chuàng)新型國家的迫切需要，是提高我國軟實(shí)力的支柱和適應(yīng)發(fā)展的必然要求。隨著我國高等教育事業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)是高校課程教學(xué)改革的必然趨勢(shì)，它順應(yīng)了時(shí)代對(duì)高素質(zhì)復(fù)合型人才培養(yǎng)的需求。今后我們將繼續(xù)圍繞南京大學(xué)“三三制”教學(xué)改革，進(jìn)一步健全完善現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)架構(gòu)，不斷探索和創(chuàng)新，與時(shí)俱進(jìn)，全力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實(shí)踐能力，形成具有環(huán)境生物特色的梯度實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，結(jié)合平臺(tái)類實(shí)驗(yàn)課、專業(yè)性實(shí)驗(yàn)課和探索型實(shí)驗(yàn)課等形式，實(shí)現(xiàn)大類培養(yǎng)和研究型人才培養(yǎng)相結(jié)合的拔尖人才培養(yǎng)目標(biāo)。

通訊作者簡(jiǎn)介：李梅(1971-)，女，博士，教授，博士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)榄h(huán)境毒理及生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，主持國家自然科學(xué)基金、江蘇省社會(huì)發(fā)展等項(xiàng)目，發(fā)表論文60余篇。

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