賀鴻志 陳桂葵 章家恩 黎華壽

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，廣州 510642）

《環(huán)境學(xué)》是生態(tài)環(huán)境相關(guān)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是動科、水產(chǎn)等相關(guān)專業(yè)的選修課或選修課?！董h(huán)境學(xué)》課程教學(xué)大綱要求通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握環(huán)境學(xué)的基本概念、一般原理和基本方法。理論和實踐緊密相連是《環(huán)境學(xué)》課程的重要特點。實驗教學(xué)作為環(huán)境學(xué)的一個重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生理解環(huán)境學(xué)原理和掌握環(huán)境學(xué)研究基本方法和技術(shù)的關(guān)鍵途徑。同時，也是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的主要手段[1-3]。如何開展好實驗課的教學(xué)是擺在任課教師面前的一項重要任務(wù)。由于環(huán)境學(xué)理論課程內(nèi)容豐富，涉及的知識面廣，環(huán)境學(xué)相關(guān)研究成果日新月異，新理論新方法層出不窮。因此，環(huán)境學(xué)的理論和實驗教學(xué)都需要不斷地進(jìn)行改革。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生我校生態(tài)學(xué)本科專業(yè)本科從2004年開設(shè)《環(huán)境學(xué)》課程以來，以學(xué)科建設(shè)為契機(jī)建立了完善的實驗教學(xué)平臺，硬件條件大為改善，同時，編制了環(huán)境學(xué)實驗和實習(xí)教材，并在實驗教學(xué)方法和教學(xué)模式上不斷改革和創(chuàng)新，取得了良好一定的成效。

一 精選實驗內(nèi)容，編寫實驗教材

精選實驗內(nèi)容是上好實驗課的關(guān)鍵?！董h(huán)境學(xué)》中傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容安排的大多數(shù)是基礎(chǔ)性和驗證性實驗，主要是為配合理論教學(xué)的某些知識點而設(shè)置的。例如“水體pH值測定”“水體總氮總磷測定”“大氣中氮氧化物測定”等實驗。這類實驗主要注重基本儀器的使用和基本技術(shù)的訓(xùn)練，一般操作簡單，目的明確，方法成熟，結(jié)果可控。其突出優(yōu)點是能加深學(xué)生對相關(guān)環(huán)境學(xué)理論或技術(shù)的理解，但缺點是太過呆板，制約了學(xué)生的創(chuàng)造性，做實驗成了完成任務(wù)，學(xué)生對此類實驗沒有太大興趣。在當(dāng)前要求大力推進(jìn)素質(zhì)教育和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的新形勢下，這種實驗教學(xué)方式顯然無法達(dá)到預(yù)期效果。因此，除了開設(shè)驗證性實驗外，增設(shè)綜合性實驗和設(shè)計性實驗是十分必要的。

綜合性實驗是為解決某一個較復(fù)雜的問題而將一些具有內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)實驗進(jìn)行有機(jī)整合而成的實驗。綜合性實驗不僅要求學(xué)生深入和全面掌握實驗的原理和方法，強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)實驗技能，還注重培養(yǎng)學(xué)生利用基本技術(shù)和方法分析和解決綜合問題的能力。如“校園池塘水體富營養(yǎng)化狀況調(diào)查實驗”即包含了水體pH測定、總氮總磷測定、水體透明度測定、固體懸浮物測定、溶解氧測定、葉綠素含量測定、浮游植物觀察等多個基礎(chǔ)性實驗。這類實驗要求學(xué)生完成整個實驗過程，學(xué)生需要到室外現(xiàn)場取樣，并進(jìn)行實驗室內(nèi)觀察、分析和測試，實驗過程中每個環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系或互相呼應(yīng)，某個實驗環(huán)節(jié)出錯都可能影響最終的實驗結(jié)果。因此在整個實驗過程中既可全面鍛煉學(xué)生的動手能力和和研究能力，也可培養(yǎng)學(xué)生耐心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

設(shè)計性實驗則著眼于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合能力。在本課程中，開設(shè)了“水體富營養(yǎng)化的植物修復(fù)機(jī)理研究”、“校園典型外來植物的入侵機(jī)制研究”、“酸雨對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響”等設(shè)計性實驗。在這些實驗中，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好，完全自主地查閱資料，設(shè)計一套方案，選擇實驗項目。教師對實驗方案和實驗項目進(jìn)行可行性評價，并提供實驗方法指導(dǎo)。因此，設(shè)計性實驗對學(xué)生提出了更高的要求，要求其在全面掌握實驗原理和方法的同時，了解科學(xué)研究的一般思路和過程，并能開動腦筋創(chuàng)造性地解決問題。創(chuàng)新性實驗給學(xué)生提供了很大的想象和發(fā)揮空間，有更強(qiáng)的獨立性和自主性。鼓勵多學(xué)科的知識結(jié)合，體現(xiàn)實驗教學(xué)的設(shè)計性和探索性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。此外，我們也引導(dǎo)和支持學(xué)生將環(huán)境學(xué)課程實驗與自己的畢業(yè)論文或大學(xué)生科技創(chuàng)新項目相結(jié)合，或者利用生態(tài)學(xué)系教師的科研優(yōu)勢，讓學(xué)生充分參與教師的科研課題研究，并已取得了一定的成效，如本課程小組老師指導(dǎo)的本科生參與科技創(chuàng)新項目“農(nóng)村垃圾、污水治理現(xiàn)狀調(diào)研——以韶關(guān)為例”獲第十一屆挑戰(zhàn)杯全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競賽二等獎，還有多名本科同學(xué)以第一作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文。同時，任課教師將實驗教學(xué)改革和自身的科研成果應(yīng)用于對學(xué)生的實驗教學(xué)中，促進(jìn)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的不斷提高。

同時，為了適應(yīng)實驗教學(xué)模式的改變，近幾年來我們重新修訂了該課程的實驗教學(xué)大綱與教案。在原來較陳舊的教材基礎(chǔ)上，借鑒其他高校環(huán)境學(xué)實驗教學(xué)的經(jīng)驗，調(diào)整實驗教學(xué)計劃，不斷更新實驗內(nèi)容，精簡整合基礎(chǔ)性和驗證性實驗項目，增加綜合性和設(shè)計性實驗內(nèi)容比例，自編了《環(huán)境學(xué)與環(huán)境監(jiān)測實驗指導(dǎo)》實驗教材。

二 改進(jìn)教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生參與

在《環(huán)境學(xué)》的實驗教學(xué)中，我們推行課堂教學(xué)與開放式教學(xué)相結(jié)合的模式。對于課堂教學(xué)方法，我們在傳統(tǒng)的課堂講解方式基礎(chǔ)上，通過播放錄制的實驗操作步驟視頻進(jìn)一步加深學(xué)生的印象。這在基礎(chǔ)性和驗證性實驗項目的教學(xué)方面效果明顯。而我們在綜合性和設(shè)計性實驗中則充分運(yùn)用了參與式教學(xué)，如環(huán)境學(xué)課程的設(shè)計性實驗“水體富營養(yǎng)化的植物修復(fù)機(jī)理研究”，在完成相關(guān)理論課內(nèi)容的教學(xué)后，實驗進(jìn)行前兩周布置學(xué)生分成四五人一組，根據(jù)所學(xué)的相關(guān)環(huán)境學(xué)理論和技術(shù)，查找文獻(xiàn)資料，擬定初步的實驗方案。然后，進(jìn)行小組討論，小組內(nèi)部充分協(xié)調(diào)意見，提出一份相對完備的實驗計劃。再由各組派代表上臺講解實驗方案，聽取全班同學(xué)以及指導(dǎo)老師的意見和建議，具體涉及實驗設(shè)計的嚴(yán)密性和可行性，同時結(jié)合實驗室實驗條件進(jìn)行進(jìn)一步的修改，從而確定實驗方案。最終，不同小組都可能得到不同的實驗方案。在接下來的實驗課中，各小組即根據(jù)各自已經(jīng)擬訂好的實驗方案進(jìn)行實驗。這樣的全程參與式的設(shè)計性實驗課，不僅使本科學(xué)生充分了解了科學(xué)研究的基本過程，而且在此過程中，培養(yǎng)了他們分析和解決問題的能力、增強(qiáng)了他們的團(tuán)隊合作精神和自信心。相對于現(xiàn)在多數(shù)實驗課程中設(shè)置的學(xué)生形容的“走過場”式的驗證性實驗，其優(yōu)越性不言而喻。以最大限度發(fā)揮學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性為目的實驗課程設(shè)計是環(huán)境學(xué)實踐教學(xué)成功的關(guān)鍵。

另外，我們還開始逐步推進(jìn)開放式實驗教學(xué)方式。由于部分學(xué)生在進(jìn)行完課程規(guī)定學(xué)時的實驗以后，對一些實驗有進(jìn)一步深入研究的興趣，或者對一些問題有新的想法希望自行設(shè)計實驗進(jìn)行探究的情況，我們會提供相應(yīng)的指導(dǎo)和實驗條件支持。但開放式實驗教學(xué)實踐的時間還很短，存在很多問題，需要做進(jìn)一步的探索。

三 加強(qiáng)實驗管理，提高教師水平

在學(xué)校和學(xué)院的大力支持下，依托生態(tài)學(xué)科，投入大量經(jīng)費(fèi)進(jìn)行了實驗室改造和購置實驗儀器設(shè)備，實驗硬件條件不斷改善，實驗實踐經(jīng)費(fèi)進(jìn)一步增加。這為環(huán)境學(xué)課程的實驗和實踐教學(xué)改革的順利進(jìn)行打下了堅實的基礎(chǔ)。但傳統(tǒng)的實驗室管理方式已無法保障新的實驗教學(xué)模式的順利實施，因此，我們修改和完善了實驗室管理相關(guān)制度，如實驗室和實驗儀器使用預(yù)約制度、實驗室行為準(zhǔn)則和安全守則、儀器和藥品使用登記制度、有毒及危險品管理辦法、儀器借還制度、實驗室環(huán)境衛(wèi)生管理規(guī)定、實驗室安全衛(wèi)生巡查制度等。同時，對進(jìn)入實驗室的學(xué)生實行導(dǎo)師制，以指導(dǎo)學(xué)生完善實驗計劃和提供實驗技術(shù)方面的幫助等。這些新制度的實施，有效的保證了實驗室的高效有序運(yùn)行，使學(xué)生可以在完成課程實驗的同時，充分利用現(xiàn)有的實驗條件，進(jìn)行各種創(chuàng)新性和研究性的實驗。

同時，我們在多年的教學(xué)實踐中深切體會到提高教師的教學(xué)和科研水平也是上好實驗課的關(guān)鍵。隨著環(huán)境科學(xué)和技術(shù)的迅猛發(fā)展，教師要傳授學(xué)生知識、培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，自身掌握的知識和技術(shù)當(dāng)然也需要不斷更新、教學(xué)水平和創(chuàng)新能力也需要不斷提高。因此，一方面，需要努力學(xué)習(xí)新的實驗技術(shù)，我們的任課老師和實驗老師經(jīng)常參加一些新技術(shù)的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，如液相色譜、離子色譜、微波消解儀、葉綠素?zé)晒鈨x和熒光顯微鏡等培訓(xùn)。另一方面，需要學(xué)習(xí)和運(yùn)用新的教學(xué)方法，努力提高教學(xué)效果。在這方面我們的任課老師每年均積極參加國家級和省級繼續(xù)教育培訓(xùn)，不斷充實提高。同時，教師自身的科研水平的提高對于上好實驗課也是大有裨益的，環(huán)境學(xué)課程小組的幾位任課老師均從事環(huán)境生態(tài)方面的研究，每人均有正在研究的國家級和省級課題，這使得任課教師在實驗課教學(xué)中充滿自信，游刃有余，也使學(xué)生有機(jī)會接觸到最新和最前沿的環(huán)境學(xué)研究的熱點問題。

四 推進(jìn)實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)信息化

隨著教育信息化的不斷推進(jìn)，基于網(wǎng)絡(luò)的信息化教學(xué)正在“如火如荼”地開展著，實驗教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)信息化也是必然趨勢。信息化教學(xué)強(qiáng)調(diào)新型教學(xué)模式的構(gòu)建、教學(xué)內(nèi)容更強(qiáng)的時代性和豐富性、教學(xué)更適合學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，在教學(xué)上充分利用各種信息技術(shù)和資源來支持和促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)發(fā)揮學(xué)生的自主性，注重其學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)[4]。我們在環(huán)境學(xué)教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)中，已將部分實驗教學(xué)講義、課件、自制視頻、實驗教學(xué)成果等放在校內(nèi)公開網(wǎng)頁上，方便學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。同時，我們還通過E-mail、飛信和QQ群等方式與學(xué)生建立緊密的聯(lián)系，隨時解答學(xué)生實驗過程中碰到的問題。盡管如此，本實驗課程的網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)工作仍需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

[1]李廣偉,胡留現(xiàn).實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2008,27(9):110-112.

[2]關(guān)麗萍,鄒愛英.加強(qiáng)高校學(xué)生實驗教育素質(zhì)教育[J].實驗室研究與探索, 2008, 27 (9):124-125.

[3]許國安,徐華誠.深化實驗教學(xué)改革,注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)[J].實驗技術(shù)與管理,2003, (2):112-115.

[4]鐘志賢信息化教學(xué)模式—理論建構(gòu)與實踐例說[M].北京:教育科學(xué)出版社,2005.