本文作者：張慶樂 張麗青 吳守林 黨光耀 朱延美 單位：泰山醫學院化工學院 泰山醫學院化工學院，副教授

傳統專業實驗教學模式存在的主要問題

1.實驗項目以基礎型和驗證型實驗為主，難以激發學生的實驗興趣和創新能力合分析、創新能力的鍛煉難以兼顧，造成了專業實驗項目以基礎型和驗證型實驗為主。這種實驗教學模式雖然能夠鍛煉學生的基本實驗技能，但從試劑配制、儀器組裝與調節到實驗步驟的講解等整個實驗過程過程由教師控制，學生只是被動地參與實驗，機械地操作儀器設備，很多學生根本不動腦筋思考，即使數據不好，也不會分析和查找原因。[10-11]長此以往，學生缺乏對專業實驗的興趣，更不能充分調動其自身的想象力和創新能力，造成學生實驗技能和綜合素質下降，失去了在考研和就業市場的競爭力。過去的專業實驗教學是與理論課相配套的，而且一般是先講理論后做實驗。這種教學模式使得實驗室的儀器設備從開學到期中很長一段時間處于空閑狀態，快到期末時許多理論課都要安排專業實驗，由于儀器設備數量有限而學生人數較多，使得很多儀器設備處于超負荷運轉狀態，經過幾屆學生的使用后個別設備出現老化或損壞，嚴重影響教學效果。

一直以來，專業實驗教學并沒有專門的實驗指導教材，大多數以課程附錄中的實驗項目和內容為主要參考依據。這些實驗項目由于編寫較早，又沒有及時進行內容上的更新，因此一些實驗內容過于簡單，而且所用的儀器設備多數已經落后，不能滿足目前實驗教學培養學生實踐能力的需要。個別課程附錄中沒有的實驗項目由指導教師事先編好實驗講義打印后分發給學生。由于課程附錄或教師自編實驗講義中的實驗步驟幾乎全是文字描述，雖然實驗步驟描述得比較清晰，但對于某些實驗現象或儀器的基本操作往往使學生把握不準或理解模糊，加上教師在實驗課上語言講解或現場演示不清楚，使得很多學生基本操作不規范，專業儀器設備錯誤操作，導致儀器設備損壞率較高。

環境工程專業實驗教學模式的改革探索

以培養“醫工結合”特色的復合型工程技術人才為改革目標，自2008年以來我們組織承擔實驗教學任務的全體教師對實驗項目進行刪減、整合和更新，參考國內外著名高校關于專業實驗教學的先進改革經驗，確立了“三層次三模塊”專業實驗教學模式，并對專業實驗的管理模式和考核方法進行了改革，具體總結如下：把所有專業課程的實驗教學與課程分離，整合為一門實驗課——環境工程專業實驗，并將其分成三個層次：環境工程基礎實驗、環境工程專業實驗、環境工程創新型綜合實驗。環境工程基礎實驗包括了環境監測、環境化學、環境生態學和環境工程微生物學的實驗內容。環境工程專業實驗包括了水污染控制工程、大氣污染控制工程、噪聲污染控制工程、環境毒理學的實驗內容。環境工程創新型綜合實驗依據實驗室現有條件，從教師的科研課題和學科研究熱點中確定項目題目和研究內容，由學生設計實驗路線和方案，自主實施實驗方案，撰寫專業報告。在環境工程基礎實驗和環境工程專業實驗分別設定三個實驗模塊（基礎性實驗、設計性實驗、綜合性實驗），并適當提高設計性和綜合性實驗的學時比重。這種“三層次三模塊”專業實驗教學體系避免了不同課程設置的實驗項目出現雷同現象，如環境監測實驗中的“空氣中氮氧化物的測定”與環境化學實驗中的“大氣氮氧化物的日變化曲線”內容非常類似，將前者刪掉保留后者。在環境工程創新型綜合實驗項目的設計中，從學科研究熱點和教師的科研課題中進行篩選，選擇實驗條件能夠滿足的項目進行開設，盡可能使項目內容能鍛煉學生多方面的能力。如設計的“羥基氧化鐵的制備和吸附性能評價”創新型綜合實驗項目內容包括羥基氧化鐵的制備條件的確定、吸附-解吸實驗、吸附動力學和熱力學評價等，既能鍛煉學生對文獻資料的查閱和綜合分析能力，又能強化學生的基本實驗技能，并且通過對實驗數據的處理和原理分析，培養學生的科學思維和創新能力，為將來的考研和就業打下良好的基礎。

當環境工程專業實驗的教學體系確定之后，接下來就是實驗項目的選擇與安排，包括實驗名稱、實驗內容、考核方法等。由于在本次專業實驗教學改革中不僅對原有的實驗項目進行整合，而且增加了很多新的實驗項目，目前市場上沒有現有的實驗教材可以直接應用。因此，我們組織人員自編實驗指導教材，方便學生課前預習和課后鞏固提高。目前，在專業實驗的教學中主要由指導教師利用板書為學生講解實驗原理和實驗現象，講解完了再利用實驗儀器進行現場演示。有的實驗現象單純用文字或口頭語言難以描述清楚，學生聽了之后仍感覺比較模糊，如滴定實驗中到底溶液呈現哪種顏色指示到達滴定終點。由于學生人數較多，教師在進行實驗儀器現場演示時只有少數距離近的學生看得清楚，造成很多學生儀器操作不規范。針對這種情況，我們利用專業攝像機拍攝了很多儀器操作和實驗現象的照片、視頻資料，利用Flash軟件制作了圖文并茂的專業實驗多媒體課件，學生可以很直觀地看到主要實驗現象，掌握儀器基本操作，有助于實驗效果的提高。

環境工程專業實驗室全天候對學生開放，學生主要利用業余時間完成設計性實驗、綜合性實驗和創新型實驗項目。首先，學生需要按照項目要求先把實驗方案設計好，經老師審核合格后才可到到實驗室作實驗。其次，學生需要自己完成配制試劑、儀器組裝與調試、實驗操作、數據處理等主要實驗環節，有了問題之后可向值班教師請教。如通過“曝氣條件下校園生活污水和醫藥廢水中COD和BOD5比值的測定”綜合性實驗項目的實施，一方面使學生進一步理解了COD和BOD5的含義和反映水體有機物含量上的區別；另一方面，鍛煉了學生的邏輯思維能力和基本實驗技能，提高了綜合素質。另外，把環境工程專業實驗的教學大綱、實驗講義和多媒體課件等資料上傳到網絡教學平臺上。一方面，學生可以利用網絡教學平臺上相互交流實驗體會或實驗過程中遇到的具體問題，并可以展示自己的創新實驗成果。另一方面，社會各界人士通過網絡教學平臺了解專業實驗教學內容和學生的實驗技能情況，為用人單位提供參考。將專業實驗單獨設課后，除了將正常的學生實驗操作、平時成績和實驗報告進行打分外，還增加了實驗理論和操作考核。實驗理論重在環境樣品的采樣方法、樣品預處理和監測方法原理，其中有些內容是實驗課上講授過但是課本上沒有提到過的，考查學生課上是否認真聽講。操作考核重在學生的基本操作是否規范、儀器是否會正常使用等，現場打分。在結果評定過程中，操作考核占30%，理論考核占30%，實驗報告占20%，現場操作和平時成績占20%。