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摘 要：加强和改革实验教学环节是培养和提高学生综合能力的有效途径.本文作者结合环境生物学实验教学实践,对实验教学内容、教学方法、实验考核等方面的优化进行了探讨,以期达到改善教学效果的目的.
关 键 词：环境生物学；教学；优化
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-0118（2012）-03-0-02
环境生物学实验是环境生物学教学过程中的重要组成部分,是理论与实践研究的技术基础,也是培养学生科研素质、提升创新能力的重要环节[1].近年来,环境生物学发展迅速,尤其是环境生物学实验理论、技术和方法都有较快的发展,已渗透到环境科学的各个相关领域[2].因此如何通过环境生物学的实验教学改革,达到激发学生的学习兴趣和积极性,提高学生的分析问题、解决问题能力和创新能力,是我们在教学工作中值得探讨的一个重要问题.
一、改革前的环境生物学实验教学存在的问题
我院自2006年设立环境生物学实验课程以来,经过三年的实践,发现存在以下几方面的不足：
(一)实验课程开设时间不够合理
根据教学计划,环境生物学及其实验安排在第四学期修读,但此时学生只修过无机及分析化学、有机化学、环境化学等专业必修课,与环境生物学及实验联系密切的相关课程如普通生物学、生物化学、生态学及相应实验课程等均未修读.由于学生专业基础知识薄弱,实验技能较差,学生对环境生物学实验兴趣不大.
(二)实验内容简单,课时数少且实验条件不够完善
学生所用环境生物学实验指导书为教师自编讲义,由于实验课时数少,仅为17学时,在实验内容的设置上偏重于验证型和操作型,且内容简单,学生虽然易于掌握,但不利于发挥他们的主观能动性,实验项目之间知识点联系不紧密,不便于学生将所学的专业知识系统化,并且实验与现实环境相关性很小.目前环境生物学实验与植物生理学实验共用一个实验室,部分实验欠缺先进仪器和设备,既无法向学生传授与该学科相关的新技术和方法,也达不到理想的教学效果.
(三)实验考核方式单一
目前环境生物学实验的成绩评定主要以实验报告为唯一考核依据,导致部分学生不重视实验课,自己不愿动手,而且学生中存在相互抄袭实验报告的现象,使实验教学收不到良好的效果.
二、环境生物学实验教学改革的实践尝试
针对上述问题,本课题组进行了多次深人细致的调查研究,并对环境生物学实验的改革进行了尝试.
优化环境生物学实验内容,提高教学效率在教学过程中发现环境生物学内容跟环境专业的其它必修课程如环境毒理学、环境微物学、生态学、环境监测等出现了交叉和重叠.为保证教学内容的完整性同时避免重复教学,根据环境生物学在课程体系中的地位,依据学院当前实验条件和学生的状况,对教学内容进行了优化,重新制定了教学大纲,并重新修订了实验讲义.在实验教学内容上,主要围绕水体污染物对环境生物的毒性影响而展开,以综合性、研究型设计性为主的实验,并结合教师科研成果,努力将教师科研中所用实验方法和技术转化为实验项目.2010年开始,17学时的环境生物学实验可供开设的具体实验项目如下表：
探索适宜的教学方法和手段,培养学生科研素质随着科学技术的发展,生物化学、细胞学、分子生物学及遗传学等相关学科和成就已被广泛应用于环境的监测和评价[2],所以在实验教学中通过制作多媒体课件,向学生介绍当前环境生物学领域常用的实验方法和先进的实验技术,以拓宽学生的知识面.鉴于学生修读了普通生物学实验、无机有机化学实验以及生物化学实验等课程后,已掌握了一定的理论基础和实验技能,环境生物实验的教学应着重于科研思维的训练,在实验过程中应着重指导学生如何设计实验,记录实验中的实验数据和问题,并进行数据分析以及如何撰写实验报告等.在教学中,采用如下图所示模式帮助学生一步一步建立环境生物学研究型设计实验的科研思维：
这种以科研课题的形式开设的研究型设计实验,只给学生一个研究课题,要求学生通过查找资料确定相应的研究方法和步骤.很多学生在刚开始接触时,都显得手足无措,不知从何下手.所以教师一开始,必须先告知学生查阅文献知料的途径和方法,并在实验过程中,要求同学们做好详细的记录比如受试生物的规格、对污染物的反应、水体温度、pH值等.实验结果的观察记录要求由学生自行完成,在实验翔实的记录之上,要求学生写出格式工整的实验报告,包括实验目的、材料与方法、具体步骤、实验结果、分析与讨论.同时在实验过程中强调了团队精神.教师在实验之前着重强调合作的重要性,要求大家在实验过程中高度负责.通过实验同学们意识到进行一项独立的环境生物学研究型设计实验,必须综合考虑实验过程中的种种因素,无论是实验材料的选择,污染物浓度的配置,技术路线的优化,还是观察记录过程都需要小组成员间的相互配合,否则任何一个环节的疏忽都有可能影响到后面的结果.另外,为锻炼学生撰写规范论文的能力,要求学生将最后一个环境生物学研究型设计实验的实验报告以科研小论文的形式撰写上交,从而为以后的本科毕业论文的设计撰写做准备.
(三)完善实验考核方式,提高学生实验积极性
在以往的实验教学中,对学生实验成绩的评定,教师仅仅以实验报告作为唯一的评价依据,对于学生中存在相互抄袭实验报告的现象教师往往无法准确识别,故易造成评价结果的不准确.因此,学生普遍缺乏积极性,做实验也只是敷衍了事.这种现象对老师的教学水平也存在不利的影响,教师在没有挑战性的实验教学过程中也易产生惰性[4].为此从2010年起,本课题组对实验考核方式进行了完善,实验课考核成绩由实验报告、平时实验态度和科研小论文三部分组成,其中实验报告成绩占40%,平时实验态度和操作占30%,科研小论文的撰写占30%.
三、结语
一年多的改革实践发现,通过优化实验项目引入研究性实验之后,学生的协作精神、操作技能、思维模式以及创新意识和求知欲都较往届学生有很大的进步,说明这种改革是有效的.但是在实际操作过程中暴露出学生和老师准备不够充分、老师指导不及时以及设备和实验室冲突等问题,经常影响实验的进度及结果.因此,为了更好的贯彻教解决好在执行过程中存在的问题,切实保障实验教学改革的顺利进行.只有这样,我们的专业才能办出特色,才能真正将我们的学生培养成既有扎实的理论基础,又有较强的工程实践能力和创新能力的应用型人才.