綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境工程論文
綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境工程論文
1綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程
1.1任務(wù)的布置及方案的制定
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在設(shè)計實(shí)驗(yàn)實(shí)施前三周對實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行布置，學(xué)生依據(jù)個人興趣圍繞著水體中微生物的檢測和高效功能菌的分離篩選兩個主題自主選擇。如水體中微生物的檢測，允許學(xué)生選擇自己感興趣的水體作為研究對象，如對宿舍、教室、圖書館等學(xué)生生活學(xué)習(xí)的區(qū)域進(jìn)行生活飲用水的微生物學(xué)測定，監(jiān)測大腸菌群總數(shù)和細(xì)菌菌落總數(shù)，依照國家標(biāo)準(zhǔn)對該生活飲用水進(jìn)行評價，也可以選擇學(xué)校周邊的一些河、湖、庫(如瑪納斯河、蘑菇湖水庫、北湖等)水體作為研究的對象，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析及評價。高效功能菌的篩選是環(huán)境污染治理領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，林下土壤中分離篩選纖維素高效降解菌，印染廠生產(chǎn)廢水中高效降解偶氮染料菌的分離與篩選等都是學(xué)生期望通過微生物的處理手段資源化有機(jī)廢棄物或降解有毒有害物質(zhì)的設(shè)計思路。設(shè)計實(shí)驗(yàn)研究對象與學(xué)生的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)，有利于充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，掌握學(xué)科的發(fā)展前沿。通過查閱文獻(xiàn)并與教師進(jìn)行相應(yīng)的溝通，每位同學(xué)在設(shè)計實(shí)驗(yàn)開展前一周上交設(shè)計方案，避免了有些同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中常常將自己定位于“旁觀者”的地位，做到每位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)實(shí)施前都是“心中有數(shù)”。設(shè)計方案包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果等。指導(dǎo)教師對設(shè)計方案進(jìn)行匯總和分類，將設(shè)計方案相近的學(xué)生分為一組，同時要考慮學(xué)生能力的差異、性別的差異，每組3～4人，指定組長，組員們再次對整組的設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)一步的完善和合理化，最終方案由指導(dǎo)教師審定后方能進(jìn)行。
1.2設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施
設(shè)計實(shí)驗(yàn)的實(shí)施階段，按照設(shè)計方案，各小組學(xué)生自己動手采集及預(yù)處理樣品，自己配制所需試劑及培養(yǎng)基，自己觀察分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，自己確定實(shí)驗(yàn)具體時間，教師只是從總體上把握實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，不過多干預(yù)實(shí)驗(yàn)，做教學(xué)過程的組織者、協(xié)調(diào)者和服務(wù)者。為保證實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，做到實(shí)驗(yàn)室全天開發(fā)，有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師、實(shí)驗(yàn)員教師及學(xué)生班委輪流負(fù)責(zé)。教師“教”的地位的弱化并不等于將學(xué)生置于無人管理狀態(tài)，教師應(yīng)對實(shí)驗(yàn)中存在的普遍問題進(jìn)行集中指導(dǎo)，對各小組的個別問題進(jìn)行分散指導(dǎo)。與此同時，教師通過對各實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)記錄的檢查加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程管理。要求學(xué)生每天實(shí)驗(yàn)時，必須做好詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)記錄，包括實(shí)驗(yàn)時間，實(shí)驗(yàn)人員姓名，實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容，使用儀器設(shè)備及設(shè)定的參數(shù)，儀器狀態(tài)、出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及可能出現(xiàn)的原因、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等，不僅能清楚的掌握實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，了解每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，還能讓學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)記錄習(xí)慣。微生物實(shí)驗(yàn)豐富多彩，建議學(xué)生運(yùn)用影像技術(shù)對微生物的形態(tài)、生長情況、采樣地點(diǎn)、處理結(jié)果等進(jìn)行拍照，不僅生動形象地保留了原始記錄，更增強(qiáng)了學(xué)生的成就感。
1.3實(shí)驗(yàn)報告的撰寫及實(shí)驗(yàn)成績的評定
實(shí)驗(yàn)部分整體結(jié)束后要求學(xué)生認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)報告。報告內(nèi)容包括兩部分，一部分是對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行整理、歸納、統(tǒng)計和分析，并與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行對比;還有很重要的一部分內(nèi)容是每位同學(xué)需要對實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)難點(diǎn)及關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行總結(jié)，對實(shí)驗(yàn)中的不足之處提出改進(jìn)措施或建議。實(shí)驗(yàn)報告的撰寫不僅提高了學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力，而且也培養(yǎng)了學(xué)生思考問題和解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)成績的評定圍繞整個實(shí)驗(yàn)的全過程，占課程總成績的30%，主要包括實(shí)驗(yàn)方案的制定20%、實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中承擔(dān)的任務(wù)及表現(xiàn)30%、實(shí)驗(yàn)記錄10%、實(shí)驗(yàn)報告40%等，注重實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果分析，而不是僅以是否達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果來給定成績。
2教學(xué)效果
學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后反映花費(fèi)在綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)上的時間和精力遠(yuǎn)超出他們之前的想象，但收獲頗多。首先在實(shí)驗(yàn)技能上更加的嫻熟，操作上更加的規(guī)范;其次，在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中真正的實(shí)現(xiàn)了通過自己的思維加工將多門課程的知識有機(jī)的聯(lián)系起來;再有，學(xué)生自行完成了一次提出問題、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力鍛煉，也是對自我能力剖析、認(rèn)識和肯定的一個過程。良好的教學(xué)效果在學(xué)生的本科畢業(yè)論文環(huán)節(jié)中也有所呈現(xiàn)。學(xué)生在開題報告的展示、論文主旨的把握、實(shí)驗(yàn)操作能力及數(shù)據(jù)處理等方面普遍表現(xiàn)良好，畢業(yè)論文指導(dǎo)教師普遍反映學(xué)生的動手能力及分析解決問題的能力有很大程度的提高。同時，有更多的學(xué)生期望在專業(yè)方面有進(jìn)一步深造的機(jī)會，我校2010級環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生中碩士研究生錄取比率較往屆有很大的提高，而且報考及錄取院校大多是國內(nèi)知名環(huán)境相關(guān)院校。
3教學(xué)思考
綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)對學(xué)生來說是實(shí)驗(yàn)設(shè)計，而對指導(dǎo)教師而言是教學(xué)設(shè)計，是對學(xué)生的挑戰(zhàn)，同樣對教師也是挑戰(zhàn)。設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程比驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)更長，教學(xué)內(nèi)容更豐富、更復(fù)雜，教學(xué)方法與組織形式更加多樣化，這就更需要教師精心安排和組織整個教學(xué)過程，否則，設(shè)計性實(shí)驗(yàn)很有可能成了走過場，達(dá)不到預(yù)期的目的。
首先，指導(dǎo)老師應(yīng)有很強(qiáng)的事業(yè)心和責(zé)任感。在設(shè)計實(shí)驗(yàn)的過程中，教師要綜合考慮實(shí)驗(yàn)室空間及設(shè)備、學(xué)生、周邊環(huán)境等因素選擇合適的設(shè)計題目，對學(xué)生設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行整理分類，了解學(xué)生的基本情況來合理分組，特別是學(xué)生往往只能利用課余時間來完成實(shí)驗(yàn)，只要學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室就要有教師，準(zhǔn)確把握學(xué)生實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展情況、每位學(xué)生的表現(xiàn)及試驗(yàn)中普遍存在的問題，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解答，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的評價。
每一個環(huán)節(jié)都需要教師花費(fèi)大量的時間和精力，遠(yuǎn)超過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，所以就需要指導(dǎo)教師充分發(fā)揮奉獻(xiàn)精神。當(dāng)然，也需要學(xué)校相關(guān)政策的支持。我校近些年一直非常重視教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)改革，也制定了相關(guān)的政策。教師可以申報相關(guān)教學(xué)改革項(xiàng)目予以資助，并對教學(xué)效果良好的教改項(xiàng)目還會給予表彰，這都極大的促進(jìn)了教學(xué)改革的進(jìn)行。其次，教師要有足夠的專業(yè)素養(yǎng)。對半開發(fā)式的設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案、內(nèi)容及涉及的實(shí)驗(yàn)方法和儀器等都具有多樣化，這就要求教師在專業(yè)素養(yǎng)上有較高的造詣。不能憑空否定一個實(shí)驗(yàn)方案，也不能任由學(xué)生的設(shè)計方案隨意進(jìn)行。指導(dǎo)教師從實(shí)驗(yàn)任務(wù)的提出開始，在實(shí)驗(yàn)的實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及報告的撰寫等各環(huán)節(jié)中，始終在自己頭腦里有一個清晰的理論脈絡(luò)，有若干套可行的設(shè)計方案、實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的結(jié)果、產(chǎn)生的原因及解決的辦法等。教師具備這些素養(yǎng)才能保證綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的順利展開，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。再有，教師要有把握好“指導(dǎo)者”的度。
對于設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，貫徹啟發(fā)性原則是教學(xué)的根本。對學(xué)生設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案，提供一些啟發(fā)性的意見，避免意見具體化，否則學(xué)生很容易產(chǎn)生依賴心理，一旦試驗(yàn)中出現(xiàn)問題，就希望從老師這里得到答案。教師不要包攬一切，放手讓學(xué)生去做，但也不能由著學(xué)生去做，充分發(fā)揮好指導(dǎo)者的作用。綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)各個試驗(yàn)環(huán)節(jié)中都有可能出現(xiàn)失敗，經(jīng)過幾次失敗后，有些學(xué)生會灰心喪氣，有些會否定自己，甚至對專業(yè)信念產(chǎn)生動搖，這時候就要求指導(dǎo)教師對學(xué)生進(jìn)行心理上的疏導(dǎo)，鼓勵學(xué)生，同時客觀的評價學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中表現(xiàn)突出的方面以及需要強(qiáng)化的部分。
環(huán)境工程微生物學(xué)綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)取得了一定的效果，但也存在一些問題。如微生物學(xué)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)是一個連續(xù)性的周期較長的實(shí)驗(yàn)操作過程，部分學(xué)生由于時間安排上不夠完善，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)度及結(jié)果造成了一定的影響;部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始之初能夠較好的參與實(shí)驗(yàn)，隨著時間的延長，積極性和熱情有所降低;實(shí)驗(yàn)報告撰寫過程中同組同學(xué)內(nèi)容抄襲情況任然存在等。如何使微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加適應(yīng)高等教育人才培養(yǎng)的要求，我們還需要進(jìn)一步的探索和實(shí)踐。
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