史靜 許正文

【摘要】針對傳統(tǒng)實驗課程存在的問題，筆者提出了具有多科性特色實驗教學(xué)模式的具體方法和措施，包括更新實驗教材、實驗設(shè)計內(nèi)容注重多科性、傳統(tǒng)授課模式與研究探討式的教學(xué)模式相結(jié)合、拓展課后實驗平臺、完善實驗課程的考核體系等幾個方面，通過上述幾個方面的改進(jìn)，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力。

【關(guān)鍵詞】多科性 實驗教學(xué) 環(huán)境專業(yè)

【基金項目】本文系“中國藥科大學(xué)教學(xué)改革研究課題”、“中國藥科大學(xué)研究性教學(xué)試點課程改革項目”的研究成果。

【中圖分類號】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）25-0197-02

實驗課程是大學(xué)課程設(shè)置中的一類重要課程。實驗課的教學(xué)過程中，需要學(xué)生在已掌握相關(guān)理論知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行實際動手操作，不僅考查學(xué)生對理論知識的掌握情況，同時考查學(xué)生的動手能力、分析判斷能力等各項能力。實驗課程是將理論與實際相聯(lián)系的重要紐帶。設(shè)計新穎和完善的實驗課程，不僅能夠提升學(xué)生的動手能力，帶給學(xué)生成功掌握相關(guān)知識的成就感，還能夠激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情。我校于2009年開設(shè)了環(huán)境科學(xué)專業(yè)，旨在培養(yǎng)環(huán)境和藥學(xué)的雙料人才，以滿足制藥工業(yè)綠色科技發(fā)展的迫切需求。由于該專業(yè)具有藥學(xué)與環(huán)境相結(jié)合的特色，且環(huán)境學(xué)科要求學(xué)生具有較強的實踐能力，因此環(huán)境專業(yè)的實驗實踐課程的教學(xué)模式必須在傳統(tǒng)模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新和改革，體現(xiàn)學(xué)科交叉融合、多科性的特點[1]。

一、傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法存在的問題

1.實驗方法和內(nèi)容陳舊

傳統(tǒng)實驗教學(xué)中涉及的實驗內(nèi)容不少為陳舊的基礎(chǔ)實驗[2]。隨著環(huán)境專業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)研究和分析測試技術(shù)的迅速發(fā)展，可將一些新的實驗方法和實驗內(nèi)容引入課堂。陳舊的實驗內(nèi)容和方法不僅難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時，隨著科技發(fā)展逐漸被取代，應(yīng)用的范圍也越來越窄。因此，一方面要積極投入相關(guān)的實驗儀器和設(shè)備經(jīng)費，改善學(xué)生的實驗條件；另一方面，要積極了解環(huán)境領(lǐng)域的熱點問題，將合適的、具有一定新穎度的實驗內(nèi)容引入課堂。

2.學(xué)生對實驗設(shè)計的參與度低

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，學(xué)生對實驗設(shè)計的參與度較低。一般實驗課程的步驟為：學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，了解相關(guān)理論知識和實驗操作步驟、注意事項；課上聽老師講解具體的實驗原理、實驗步驟、注意事項；然后進(jìn)行操作實驗。在此過程中，學(xué)生主要弄清的問題是“為什么這么做”（實驗原理）和“需要怎么做”（實驗方法），學(xué)生對實驗內(nèi)容只是被動的操作而不是主動的設(shè)計，難以激發(fā)起學(xué)生的實驗熱情。

3.實驗時間有限

傳統(tǒng)的實驗課程時間有限[3]，因此課程設(shè)置的過程中，演示性、驗證性的實驗較多；綜合性、系統(tǒng)性的實驗項目較少。部分同學(xué)對有興趣的內(nèi)容很難開展進(jìn)一步的實驗探索，需要提供更多的實驗平臺和機會。

4.考核體系僅以操作和實驗結(jié)果為導(dǎo)向

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)較注重實驗操作能力，對實驗前期的文獻(xiàn)調(diào)研、實驗后期的數(shù)據(jù)處理及分析、結(jié)果討論不夠重視，也就是重操作能力，輕文獻(xiàn)檢索能力、觀察能力、分析能力等。

二、具有多科性特色實驗教學(xué)模式的具體方法和措施

1.更新實驗教材

教材是教學(xué)內(nèi)容和要求的具體體現(xiàn)，是授課老師傳授知識的重要工具。實驗講義的更新中可以增加涉及環(huán)境領(lǐng)域目前研究的熱點問題，例如環(huán)境材料學(xué)實驗中可以涉及新型環(huán)境材料的制備等相關(guān)內(nèi)容。此外，可以增加系統(tǒng)性實驗的比例，例如某種新型環(huán)境材料合成后，可利用學(xué)生合成出來的材料進(jìn)行具體的應(yīng)用，去除水體中的抗生素等污染物，在此基礎(chǔ)上對應(yīng)用條件進(jìn)行優(yōu)化，強化實驗的系統(tǒng)性。學(xué)生可參與實驗的設(shè)計，激發(fā)自主學(xué)習(xí)的熱情?；趯嶒炚n時間的限制，部分實驗可以設(shè)置成選做實驗，供有興趣的同學(xué)進(jìn)一步進(jìn)行實驗研究， 或者在課后利用學(xué)校的開放實驗平臺或者大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗平臺進(jìn)行。

2.實驗設(shè)計內(nèi)容注重多科性

實驗設(shè)計過程中要注意將多門學(xué)科的知識有機串聯(lián)起來，例如化學(xué)相關(guān)知識、環(huán)境工程原理的相關(guān)知識、藥學(xué)的相關(guān)知識等。在環(huán)境材料學(xué)實驗中，可以設(shè)計某種材料用于處理環(huán)境中的某類抗生素污染物。材料的制備和表征涉及到材料學(xué)的相關(guān)知識；需要處理的藥物的物化性質(zhì)和測定方法等涉及到藥學(xué)、分析化學(xué)的相關(guān)知識；具體的處理方法涉及到環(huán)境工程原理的相關(guān)知識。

例如環(huán)境材料學(xué)實驗中的一節(jié)實驗課內(nèi)容為：黏土材料對四環(huán)素的去除效果。考查了黏土材料對水體中四環(huán)素的吸附特性。該實驗的設(shè)計既考查了環(huán)境材料學(xué)的相關(guān)知識，如黏土材料的一般特性，又考查了四環(huán)素的相關(guān)物化特性，例如其在不同pH下的分布，同時考查了環(huán)境工程原理中關(guān)于吸附動力學(xué)和吸附等溫曲線的相關(guān)知識，此外在實驗操作的過程中需要用到環(huán)境監(jiān)測、分析化學(xué)的相關(guān)知識點，在采用origin或excel軟件作圖的過程中需要用到軟件分析與數(shù)據(jù)處理課程的相關(guān)知識點，在對實驗結(jié)果進(jìn)行分析時，需要通過文獻(xiàn)檢索的方式檢索相關(guān)文獻(xiàn)，并通過文獻(xiàn)調(diào)查推測可能的原因和機理。通過上述實驗設(shè)計，可以將多門學(xué)科的相關(guān)知識點有機的串聯(lián)起來，學(xué)生能夠綜合的、靈活的運用相關(guān)知識，真正的將理論與實踐相結(jié)合。

3.傳統(tǒng)授課模式與研究探討式的教學(xué)模式相結(jié)合

在實驗課程的教學(xué)過程中，可以采用研究探討式的方式進(jìn)行，加強實驗課前的準(zhǔn)備、課后的分析討論環(huán)節(jié)。

實驗課程的教學(xué)不僅僅是教師教會學(xué)生如何進(jìn)行實驗操作，更重要的是讓學(xué)生能夠根據(jù)基本的理論知識理解實驗的目的，了解實驗設(shè)計的基本方法和注意事項；不僅僅能夠總結(jié)歸納出實驗現(xiàn)象的基本規(guī)律，還應(yīng)該對相關(guān)規(guī)律產(chǎn)生的可能原因進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，思考可能的原因。引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性。例如環(huán)境材料學(xué)實驗中采用某種材料對某類污染物質(zhì)進(jìn)行處理，在學(xué)生動手實驗前讓學(xué)生主動進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研、查找相關(guān)資料了解該污染物質(zhì)的物理化學(xué)特性有哪些？該物質(zhì)的分析測試方法有哪些？能夠使用的處理方法有哪些？實驗中使用的吸附法的優(yōu)缺點有哪些？要研究該材料對污染物的吸附特性需要做哪些實驗？準(zhǔn)備如何設(shè)計該實驗？除了實驗講義中提到的相關(guān)實驗，還可以做哪些實驗進(jìn)一步說明該材料的吸附性能？如果要進(jìn)行吸附機理的探究，還可以補充哪些實驗？對材料進(jìn)行哪些表征工作？采用研究探討的方式進(jìn)行教學(xué)一方面可以引導(dǎo)學(xué)生積極思考，發(fā)揮主觀能動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)生興趣和學(xué)習(xí)熱情，另一方面可以串聯(lián)不同課程的知識點，將不同學(xué)科的知識點進(jìn)行有機的結(jié)合。此外，研究探討式教學(xué)可以讓學(xué)生將理論與實踐相結(jié)合，靈活的應(yīng)用相關(guān)理論知識；還有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對學(xué)生發(fā)散思維和邏輯思維能力的培養(yǎng)有重要作用。

4.拓展課后實驗平臺

由于課堂的實驗時間有限，對于學(xué)生有興趣進(jìn)一步進(jìn)行研究的相關(guān)實驗，可以在課后進(jìn)行。指導(dǎo)老師可借助學(xué)校的開放實驗平臺和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的實驗平臺，對學(xué)生有興趣的實驗現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步研究。在實驗過程中，要注重教師與學(xué)生的交流和互動，引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)，根據(jù)多門學(xué)科的相關(guān)知識對實驗現(xiàn)象進(jìn)行深入的分析和思考，進(jìn)一步設(shè)計實驗，挖掘?qū)嶒灛F(xiàn)象背后的機理問題。

5.完善實驗課程的考核體系

實驗課程的考核體系不能僅僅關(guān)注操作是否正確、測定的結(jié)果是否準(zhǔn)確。在滿足操作、結(jié)果達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，還需要考查學(xué)生對于實驗設(shè)計、文獻(xiàn)檢索、數(shù)據(jù)處理與分析、軟件操作、結(jié)果分析和探討等方面。

三、結(jié)語

針對傳統(tǒng)實驗課程存在的問題，筆者提出了具有多科性特色實驗教學(xué)模式的具體方法和措施，包括更新實驗教材、實驗設(shè)計內(nèi)容注重多科性、傳統(tǒng)授課模式與研究探討式的教學(xué)模式相結(jié)合、拓展課后實驗平臺、完善實驗課程的考核體系等幾個方面，通過上述幾個方面的改進(jìn)，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]史靜，陳建秋.藥學(xué)類高校環(huán)境專業(yè)“教研結(jié)合”教學(xué)模式的研究[J].課程教育研究，2016，2：3-4.

[2]祁曉津.有機化學(xué)實驗教學(xué)改革與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究[J].當(dāng)代化工研究，2018，11：56-57.

[3]張成.人體及動物生理學(xué)實驗教學(xué)改革探究[J].首都師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，39：67-70.

作者簡介：

史靜（1984-），女，漢族，江蘇南京人，中國藥科大學(xué)工學(xué)院副教授。

許正文（1980-），男，江蘇南京人，南京信息工程大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院副教授。