以科研促教学开展环境污染综合防治实验的探索
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摘要：科学研究是一所大学的活力源泉，借助高校现有的实验条件，以科研项目促进综合实验教学，将对创新型人才的培养和大学生的综合素质的提高发挥重要作用。本文论述了高校环境科学专业开展环境污染综合实验实施方案和过程，以及对实验效果的分析，有助于加强各个学科之间的联系，完善环境科学教学的内容，为科研促教学在综合实验中的合理运用提供借鉴。
关键词：创新能力；综合实验；科研素养；综合素质
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）34-0260-02
环境科学是一门交叉学科，涵盖范围大，研究领域广，涉及环境中的众多领域，在环境管理、环境保护中发挥着重要的作用。面对我国及全球许多重大问题的出现，面对全体国民环境意识的亟待提高和实施，环境问题必须得到很好的解决。为解决人类社会发展所面临的诸多新的环境问题，环境领域对专业人才的要求越来越高，这就要求高校培养出创新能力更强、综合素质更高的大学生。因此保质保量的完成实验教学在高等院校人才培养计划中扮演着重要的角色。当前高等院校的实验课普遍存在着专业性强、独立性高、不同领域缺乏渗透的现象，而综合实验的提出很好地弥补了这一缺陷。教学和科研是高校的两项重要功能，科研又是教育的重要资源。充分利用高校的科研优势，教师将科研工作中的思想融入到实验教学中，使学生在实验过程中有效地锻炼综合运用知识、应对复杂状况的本领，进而提高大学生的综合实践能力和创新思维能力。
一、对以往实验教学的思考
1.课堂理论与实践操作脱轨。所谓的课堂理论与实践操作脱轨，主要表现在学生在实验操作中过度依赖实验课程中的讲义，参照讲义机械地完成实验，而忽略了在理论课程中所学知识的运用。因此不能将理论与实践有机结合，达到预期的教学效果。
2.实验内容缺乏系统性。由于现有教学体系对课程时长和课时量的限制，现行的实验题目比较单一，用时较短，且大部分实验课程为演示性、验证性实验，综合性和系统性强的实验题材渐渐从课堂中退去。这种教学模式不仅不利于学生系统地掌握知识脉络，甚至阻碍了学生的发展。
3.学生自主性差，缺乏创新能力。我们不能否认教学体制对教学效果的影响，但是学生自身也发挥着举足轻重的作用。当代大学生普遍存在着学习自主性差、缺乏创新思维的问题。主要体现在实验课上过于依赖讲义、盲目的完成操作，而在整个过程中缺乏对实验表象的深入思考和对实验改进的用心钻研。
为响应高校优化教学体制的号召，对已完成全部理论课程的四年级学生开设环境污染防治综合实验，目的在于锻炼学生能综合性、系统性地将理论知识运用到实际操作中，在老师的监督下独立完成整个实验。以期使学生在巩固理论知识的同时提高实验操作技能。具体实施过程如下。
1.实验课题设置。环境污染综合防治的实验课题设置以教师的科研项目和科研成果为依据。一方面，开展科研工作必需及时追踪学科研究的新进展，查阅大量的文献资料，以明确实验的目的及研究意义。另一方面，科研可以激发学生的学习兴趣，形成良好的学风。
2.实验要求。综合实验主要由学生自己设计和完成，开设时间一般为2周。实验的实施对象要求是已具备基本实验能力的高年级本科学生，对实验仪器有一定的了解。实验所需仪器和设备要在实验之前就准备好，以保证实验的顺利进行。对于新接触的或者是大型的仪器，教师需要做详细介绍并示范操作，使学生熟练掌握操作步骤。
3.实验设计与修改。实验之前教师讲解课题意义及相关研究背景。学生需查阅资料，了解实验课题的相关知识，提交详细的实验设计方案。教师及时对方案的可行性、科学性、合理性做出指导和修正。实验设计方案包括实验方法、实验步骤以及具体的时间安排和实验预期进度（实施过程中和根据具体情况调整）。综合实验没有现成的实验方案，必然会给学生带来一定的压力，同时也能促进学生将压力转换为动力，很大程度上提高教学效果。实验设计过程给学生留下了很大的自由发挥空间，以发掘学生的潜力。在学生提交了实验设计方案之后，教师要细心阅读分析，在保证实验可以顺利进行和学生允许的条件下对设计方案进行修改和完善，最终得出可行的实验设计方案。
4.实施实验。实验以小组的形式进行，每组3～5名学生。每个小组设置一名组长，各个组员的任务都不相同，保证每个学生都有参与的机会。这样能促进组员之间的合作，增强其团队意识。实验药品及仪器准备就绪后，学生可根据实验设计进行实验。各组之间的实验安排要紧凑，不浪费财力和物力，保证实验的连续性。实验过程中遇到的基本实验可反复操作，以减小实验的误差。还可借助多媒体和现场演示相结合使学生对仪器内部的复杂结构有更全面的认识，更好地了解其原理，并通过实际训练，让学生更熟练地掌握实验操作。实验过程中，学生要有端正和严谨的实验态度，认真做好每一个步骤。严格遵循严谨认真、实事求是的原则，如实记录实验中的现象及变化，保证数据的准确性和真实性。认真观察实验现象，进行详细的记录，并认真讨论和分析。对于实验中出现的异常现象，教师要鼓励学生自行解决。要求学生从实验原理、操作、样品特性等方面分析造成异常现象可能的原因。综合污染防治时间较长，教师在实验过程中要经常了解和监督实验过程，发现错误并及时纠正。由于学生对实验的理解程度和对仪器的操作能力有所不同，教师要遵循因材施教的原则，循循善诱，使学生的综合能力在经过综合污染防治实验后能有所提高。实验过程中需注意保护实验仪器，注意实验室的卫生情况。待实验完成后将所有药品放回原处，并将所有仪器清洗干净。
5.撰写实验报告。综合污染防治实验主要考察和锻炼学生的综合能力，包括查阅资料的能力、完成实验的态度和实验的设计，等等。实验报告的书写是一个整理思维的过程，不仅可以提高学生的分析能力，还能优化学生对实验操作的综合素养。综合污染防治实验结束后，要求学生严格按照论文的格式提交实验报告，每个小组可以共享数据，但是论文的内容却不能相同。每个同学根据得到的数据和查阅的资料以及自己的理解写一篇不少于3000字的论文。论文的内容包括对实验结果和现象的具体分析。对获得预期结果的实验，分析实验成功的关键；未获得预期结果的实验，则要分析实验失败的原因。通过撰写论文的方式可提高学生的分析能力和解决问题的能力，培养基本的科研素养。
6.实验考核与评定。综合污染防治实验的考核重点是考核实验预习和收集资料的情况、创新设计能力、实验动手能力、数据分析能力、实验报告和讨论撰写能力等。在多方面的考核下，学生增加了对实验的重视程度，在实验过程中更注重独立思考和自身能力的提高，动手能力和创新能力也得以提高。此外，对综合实验中表现优异的小组鼓励其撰写文章并协助发表。
三、综合防治实验的效果分析
环境污染综合防治实验整合生态学实验与环境化学实验等课程内容，打破了以往的传统的实验方式，突出了专业的综合性。依托重点实验，开设环境污染综合防治实验，让学生将专业知识与实践结合起来。环境污染防治综合实验，题目的选取、方案的设计、实验的实施以及实验报告的撰写都由学生独立完成。通过综合实验的学习，学生加深了对各门环境课程的现象、规律、基本原理的理解，了解了实验设备的结构性能，使学生有机会接触高端仪器，能够熟练操作实验仪器，实验技能明显提高，掌握相关指标的测定方法，学会分析处理数据，总结归纳得出结论。同时，也锻炼了学生检索文献的能力，学生通过查阅参考文献等方式和自己的思考相结合可以得出有见解的科研新思想。要培养创新人才，就要培养创新意识。综合污染防治实验在培养学生的创新能力和综合素质上起到了重要作用。通过开设综合防治实验培养学生的创新性思维，同时观察能力、动手能力、分析和解决问题的能力会上一个台阶，提高学生的综合素质，进一步增强学生在深造和就业中的竞争力。
四、结束语
环境污染防治综合实验的顺利开展取得了很好的效果，但仍然存在一些问题。由于教师所带的学生较多，学生在遇到问题时不能及时得到老师的解答，在一定程度上减慢了实验的进度，因此应适当增加教师的数量。从学生角度来讲，学生在进入实验室时衣着整洁，严格依据实验室规章制度进行药品的使用以及实验的操作对实验的顺利进行也有很大的帮助。实验尽管取得了良好的效果，但只有推广开来，才能让更多的师生受惠，进而达到科研与教学的协作双赢。综合实验弥补了单科实验的缺陷，加强了各科目之间的联系，并且发挥了高校科研的优势。如今社会环境问题日益突出，需要更多专业型人才。面对这种需求，在今后的学习和工作中还需不断探索，不断完善综合污染防治实验，充分利用科研与教学的关系，培养出符合社会需求、有创造力和综合素质较高的人才。
参考文献：
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