環(huán)境工程開放性實驗教學設(shè)計

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摘要:以《芬頓氧化廢水實驗》為例，借助在線課程教學，通過對環(huán)境工程實驗項目進行全過程開放性教學設(shè)計，以學生為中心開展開放實驗教學，充分提高學生自主學習能力和創(chuàng)新能力，全方位提高環(huán)境工程實驗的教學效果。

關(guān)鍵詞:環(huán)境工程實驗;開放教學;自主學習;創(chuàng)新能力

1傳統(tǒng)實驗教學面臨的問題

傳統(tǒng)的環(huán)境工程實驗教學是理論教學的延伸和拓展，對培養(yǎng)學生實踐能力發(fā)揮了非常大的作用。但在創(chuàng)新型社會和現(xiàn)代高等教育要求下，開始暴露越來越多的問題。首先，教學模式還大多遵循老舊的模式，老師講，學生聽，學生完全按照指定的實驗內(nèi)容、步驟和要求開展實驗，學生的自主學習能力和創(chuàng)新能力得不到釋放，未能真正做到以學生為中心的教學模式［3－4］。其次，教學項目老舊，變化不大，基本還在沿用十幾年前甚至幾十年前的教學內(nèi)容，在環(huán)境工程學科高速發(fā)展的趨勢下，學生接觸不到最新的學科前沿，與學科發(fā)展脫節(jié)，創(chuàng)新思維也得不到發(fā)展［5］。再次，學生在課程中參與感不強，實驗準備、成績評定等環(huán)節(jié)基本完全由教師主導，學生參與感不強，學習興趣不能得到有效提高。

2環(huán)境工程開放性實驗教學設(shè)計－以《芬頓氧化廢水實驗》為例

以《芬頓氧化廢水實驗》為例，從實驗前期準備、實驗過程、實驗分析到實驗成績評定等各個教學過程進行開放性教學設(shè)計，提高學生學習興趣，充分發(fā)揮學生自主學習能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)造等綜合能力。本實驗的實驗?zāi)康氖钦莆辗翌D氧化廢水的原理和操作步驟、學會用正交實驗設(shè)計確定芬頓氧化廢水最佳工藝條件。實驗的準備過程包括實驗原理的了解、實驗步驟的設(shè)計以及實驗儀器耗材的準備等工作。在課程開課前一段時間，可首先向?qū)W生實驗原理查閱任務(wù)。讓學生通過查閱圖書和電子文獻資源庫等，查閱芬頓試劑的組成、芬頓氧化處理廢水的原理和芬頓氧化的主要影響因素等。時間到期后，每一小組提交本次實驗原理的資料，可根據(jù)文獻查閱的詳細程度和內(nèi)容豐富度等進行打分。教師可將自己整理的有關(guān)實驗原理文檔傳回學生，讓學生學習比較。學生掌握實驗原理后，可安排學生進行實驗步驟的設(shè)計。要求學生自行選定實驗因素和實驗水平，進行正交實驗設(shè)計。正交實驗設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容和方法，我校學生已在上一學期開設(shè)的科學研究方法課程中進行了學習，若學生無相關(guān)前期知識基礎(chǔ)，可在文獻調(diào)研環(huán)節(jié)一并布置讓學生自學，但是因為該部分內(nèi)容具有一定的難度，建議教師對該知識點進行一定的講解輔導。在正交實驗因素和水平的設(shè)置上也可采取開放式和半開放式［5］，因為受實驗學時的限制，可對因素和水平進行一定限制，如規(guī)定實驗因素為3～6個，每個因素下設(shè)置2～3水平。通過該環(huán)節(jié)，可鍛煉學生的實驗設(shè)計能力，并進一步考察學生對芬頓氧化原理的理解和認識程度。實驗設(shè)計不作統(tǒng)一要求，只要能達到實驗?zāi)康模瓿蓪嶒瀮?nèi)容即可，可提高學生的學習興趣，也鍛煉提高了學生的創(chuàng)造力。接下來可進行開展實驗儀器耗材的準備。學生可根據(jù)自己設(shè)計的實驗方案自行選定所需實驗儀器耗材，也可以采取教師提供基礎(chǔ)清單，學生自行進行篩選。一方面可考察學生對實驗的熟悉和了解程度，也可鍛煉學生選擇合理的器材開展實驗的能力，進一步鍛煉了學生學習的自主性。在實驗操作過程中，也要盡最大可能發(fā)揮學生的自主性，教師盡量予以干涉。學生可以小組為單位自主開展實驗，實驗結(jié)束后，自主得出實驗結(jié)論，需要得到哪些數(shù)據(jù)，需要畫哪些實驗圖，怎么畫，完全交給學生討論商定［6］。對于實驗結(jié)論的得出，也可完全根據(jù)自己實驗結(jié)果給出。這種完全開放模式，最符合實際的研究和創(chuàng)新模式，與傳統(tǒng)的實驗教學模式相比，該模式允許學生犯錯，不怕學生犯錯，學生怎么想就怎么做，解放了學生的手腳，最大程度釋放了學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，學生也更愿意參與其中。在實驗成績評定過程中，教師也要學會放權(quán)。傳統(tǒng)的實驗成績評定大多為一言堂，學生做的好不好，得多少分，完全由教師決定。在開放性的實驗教學中，實驗成績的評定應(yīng)更加多樣化，學生也應(yīng)參與其中，也應(yīng)該有打分權(quán)［7］。成績的評定可采取學生占總成績40%，教師占60%占總成績的比例進行打分。打分除了看實驗準備的充分程度、實驗操作的準確熟練度、實驗報告撰寫的情況外，還可采取新的打分形式。例如，可以采取小組答辯的方式，每個小組輪流對自己的實驗全過程進行匯報，各個小組之間可以進行互評打分，小組長可以給組員打分。多種形式的實驗成績評定更加公平合理，也鍛煉了學生的評價能力，學生具有與教師一樣的打分能力，也讓學生具有獲得感，更加提高了學習興趣。

3結(jié)語

傳統(tǒng)的環(huán)境工程實驗教學未能真正全面貫以學生為中心的教學原則，學生大多只是被動地接受知識，現(xiàn)代創(chuàng)新社會的背景要求學生具有較強的創(chuàng)新能力。本文以《芬頓氧化廢水實驗》教學實驗項目為例，本著以學生為中心的原則，從實驗前期準備、實驗過程、實驗分析到實驗成績評定等各個教學過程進行開放性教學設(shè)計，提高學生學習興趣，充分發(fā)揮學生自主學習能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)造等綜合能力，以期培養(yǎng)高素質(zhì)的環(huán)境工程人才。

參考文獻

［1］唐嘉陵，蒲云輝，王錫琴，等．新形勢下環(huán)境工程專業(yè)本科實用型人才培養(yǎng)模式初探［J］．廣州化工，2019，47(7):180－181．

［2］熊玲，陳紹華．環(huán)境工程綜合實驗教學改革初探［J］．廣州化工，2018，46(5):143－144，169．

［3］張永利，周衍波，吳云影．基于廢水混凝沉降處理的環(huán)境工程實驗課程改革［J］．當代化工，2014，43(12):2715－2717．

［4］謝明波，劉慧龍．環(huán)境工程實驗課程的自主設(shè)計式改革［J］．實驗室研究與探索，2019，38(2):185－188，197．

作者：張吉強 張瓊 張晨曦 單位： 濱州學院