關(guān)于淺談引導(dǎo)型自主式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的論文

　　一、概述

　　環(huán)境工程學(xué)實(shí)驗(yàn)是武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院環(huán)境工程本科專業(yè)的一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課，也是一門綜合性的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它需要物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)知識(shí)，以及實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等方面所涉及到的基礎(chǔ)理論，這些基礎(chǔ)理論知識(shí)在理論課上都已經(jīng)學(xué)過(guò)，但許多課堂上學(xué)到的實(shí)驗(yàn)理論和方法只有通過(guò)實(shí)際驗(yàn)證才能加深理解并真正掌握。實(shí)驗(yàn)課程的目的就是使學(xué)生加深理解所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握相關(guān)知識(shí)的基本原理和適用范圍;具備實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析能力;得到基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練與分析能力的訓(xùn)練，使本科生初步掌握環(huán)境工程中水、氣、固廢處理的基本方法，對(duì)各門知識(shí)能夠融會(huì)貫通，并且加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

　　對(duì)于高校本科生教育，尤其是理工科教育，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生掌握當(dāng)前所學(xué)的科學(xué)技術(shù)，同時(shí)能讓學(xué)生在實(shí)踐中拓展思路，創(chuàng)造出新的技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生盡快的成材成長(zhǎng)。與此同時(shí)，合理的教學(xué)方法可以事半功倍，因此完善本科教學(xué)方法也是任重而道遠(yuǎn)。

　　二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念

　　環(huán)境工程學(xué)實(shí)驗(yàn)是環(huán)境工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程。我們的教學(xué)理念是指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)拓實(shí)驗(yàn)思路，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果分析評(píng)判等基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，更讓學(xué)生學(xué)會(huì)并能夠設(shè)計(jì)出完整的實(shí)驗(yàn)方案。

　　由于實(shí)驗(yàn)方案是需要學(xué)生自己設(shè)計(jì)的，指導(dǎo)老師只講解相關(guān)實(shí)驗(yàn)的儀器的操作，而實(shí)驗(yàn)具體的操作步驟和流程設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)處理方法都是需要學(xué)生自己課下查閱資料和相關(guān)書籍，學(xué)習(xí)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)室所提供的儀器設(shè)備和所需達(dá)到的目標(biāo)，來(lái)設(shè)計(jì)出最佳的實(shí)驗(yàn)方案，所以說(shuō)有可能每個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)出來(lái)的方案都是不一樣的，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中再對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)方案對(duì)自己的思路進(jìn)行評(píng)判，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程有自己真實(shí)的體會(huì)，使學(xué)生不僅僅是掌握本課程中開(kāi)出的這些實(shí)驗(yàn)，更學(xué)會(huì)通過(guò)一些新原理方法設(shè)計(jì)出理想的實(shí)驗(yàn)方案，創(chuàng)造出更好更有效的處理方法和處理工藝。本門課程更強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的自助設(shè)計(jì)和思考的能力，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改變，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)由“灌輸式”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙龑?dǎo)自主式”實(shí)驗(yàn)。

　　在本門課程中，將課堂的理論知識(shí)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作的實(shí)踐相結(jié)合，了解它們之間的異同點(diǎn)，也將使學(xué)生們更清楚地認(rèn)識(shí)到，理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作之間存在著怎樣的差距，從而更加靈活的利用已掌握的專業(yè)知識(shí)，去解決未知的問(wèn)題，更多的思考現(xiàn)存的技術(shù)方法的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，進(jìn)而加以改進(jìn)和補(bǔ)充。

　　三、具體實(shí)施方法

　　對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)安排三個(gè)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)前階段向?qū)W生提供該實(shí)驗(yàn)處理對(duì)象、應(yīng)用的原理、材料和設(shè)備等條件清單，用一個(gè)學(xué)時(shí)的時(shí)間向他們介紹設(shè)備使用的注意事項(xiàng)，并提供一個(gè)其它的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方案為他們作為模板，要求學(xué)生自行查閱資料，設(shè)計(jì)出一個(gè)初步的實(shí)驗(yàn)方案。然后再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)第二環(huán)節(jié)——實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，首先，向?qū)W生提供標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)一些關(guān)鍵步驟進(jìn)行講解，然后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，并糾正他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤和解答疑問(wèn)，收回他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)結(jié)束后，是第三環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)總結(jié)--撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，并讓學(xué)生針對(duì)該實(shí)驗(yàn)提出一些建議和想法，鼓勵(lì)學(xué)生提出新的處理方法、工藝，或者對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行提出改進(jìn)建議等。對(duì)于學(xué)生而言，每次實(shí)驗(yàn)都可分為5 個(gè)步驟：

　　1. 實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)并查找資料回顧實(shí)驗(yàn)所用的原理(理論課上已經(jīng)學(xué)過(guò))(實(shí)驗(yàn)前課余時(shí)間完成);

　　2. 到實(shí)驗(yàn)室熟悉實(shí)驗(yàn)器材及使用方法，可提出一些自己的疑問(wèn)(一次課時(shí)間);

　　3. 熟悉了實(shí)驗(yàn)器材后根據(jù)教師提供的材料，結(jié)合查找的資料，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)(課余做);

　　4. 根據(jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(一次課時(shí)間);

　　5. 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

　　四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法優(yōu)點(diǎn)

　　在第一步回顧原理中，使學(xué)生重新回顧鞏固了一遍基礎(chǔ)知識(shí)，并實(shí)際的將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中，加深了學(xué)生對(duì)書本知識(shí)的理解。第二步熟悉器材的過(guò)程讓學(xué)生了解了今后在實(shí)驗(yàn)工作中可能會(huì)用到的儀器，給了學(xué)生很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中考驗(yàn)了學(xué)生獲取、提煉信息的能力，可以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力，加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，也在潛移默化的過(guò)程中強(qiáng)化了學(xué)生科學(xué)思考、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，因?yàn)槭嵌嗳艘粋�(gè)小組，考驗(yàn)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，也給學(xué)生創(chuàng)造了和其他同學(xué)溝通交流的機(jī)會(huì)，在這種互相討論中可以看到自己沒(méi)有考慮到的方面，學(xué)習(xí)別人的長(zhǎng)處，認(rèn)識(shí)自己的不足;同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和解決突發(fā)問(wèn)題的能力，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不可避免的會(huì)遇到一些阻力，這需要學(xué)生自己摸索、思考來(lái)解決，這個(gè)過(guò)程很有意義。最后在撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程中，鍛煉了學(xué)生處理數(shù)據(jù)，找出問(wèn)題，總結(jié)結(jié)果，吸取經(jīng)驗(yàn)的能力，這個(gè)過(guò)程給了學(xué)生一個(gè)總結(jié)反思整個(gè)過(guò)程的機(jī)會(huì)，幫助學(xué)生再一次鞏固知識(shí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，也可以意識(shí)到實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題，學(xué)習(xí)解決的方法以及幫助學(xué)生形成自己的思維方式。

　　同時(shí)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的安排都具有一定的目的性和合理性。例如混凝沉淀法處理高濁度水實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)的主要設(shè)備是六聯(lián)攪拌機(jī)和濁度儀。由于膠體顆粒具有帶電性，投加混凝劑的多少，會(huì)直接影響混凝的效果，投加量不足，或者投加量過(guò)多，均不能獲得良好的混凝效果。不同水質(zhì)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)混凝劑投加量也各不相同，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法加以確定。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)就是向各燒杯加藥劑時(shí)盡可能同時(shí)投加，避免因時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，各水樣加藥后反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短相差太大，會(huì)造成混凝效果懸殊。而在酸性廢水中和過(guò)濾吹脫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，則需要注意控制好進(jìn)水出水流速，防止酸性廢水溢出，由于這個(gè)設(shè)備在設(shè)計(jì)的時(shí)候并沒(méi)有設(shè)計(jì)氣液分離器，需要學(xué)生自己課下查閱相關(guān)資料和書籍來(lái)自行設(shè)計(jì)。同樣，在堿液吸收氣體中的二氧化硫?qū)嶒?yàn)中，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)會(huì)學(xué)習(xí)掌握氣體采樣器的用法，并且熟練掌握了碘量法滴定二氧化硫的方法，這是建立在大二已經(jīng)學(xué)習(xí)了基本的化學(xué)知識(shí)和掌握了滴定實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的。

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　本實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法有利于改革高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容與方法，增強(qiáng)學(xué)生的自主思考及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，培養(yǎng)本科生在實(shí)驗(yàn)課程中掌握先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，同時(shí)讓他們?cè)趯?shí)踐中拓展思路，對(duì)各門知識(shí)得到融會(huì)貫通的認(rèn)識(shí)和掌握，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，從而創(chuàng)造出新的技術(shù)，培養(yǎng)更全面的應(yīng)用型人才，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)由“灌輸式”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙龑?dǎo)型”、“自主式”實(shí)驗(yàn)，從而激發(fā)本科生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的興趣，在潛移默化的過(guò)程中強(qiáng)化了學(xué)生科學(xué)思考、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

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