反思实验教学的核心目的和核心实验素质

实验教学是资源环境科学专业培养方案中的一个特色，实验课程数量多，涉及面广，及包括原土壤农化分析的实验内容，也包括环境监测方面的内容，并且贯穿于整个培养阶段。近十几年，自动化分析仪器发展非常迅速，原本作为高端设备的ICP、原子吸收、气相和液相色谱等大型设备得到普及，环境领域各种便携式测定仪器也很丰富。原本需要实验室分析的许多项目，现在不少已经可以实现现场实时自动监测，暂时无法实现自动监测的项目，分析测试的程序也得到极大简化和便利。传统资源环境科学专业的不少实验项目，现在已经为仪器所替代。这一现状迫使人们思考一个问题，资源环境科学专业的实验课程应该如何改革。其中，关键是什么是资源环境科学专业的核心实验素质？该文拟从资源环境科学专业实验教学面临的问题分析入手，探讨资源环境科学专业核心实验素质，并初步探索了资源环境科学专业核心实验素质的培养途径。

1.资源环境科学专业实验课程改革面临的问题

1.1 实验项目陈旧

以环境监测为例，便携式水质测定仪可以自动监测包括溶解氧、Eh、COD、氨氮、铜、铁、镍、六价铬、磷酸根、亚硝，酸盐、硝酸盐等多个指标。但在实验课程设置中，仍然分别开设溶解氧、COD的测定、氨氮、铜、铁、镍、磷酸根等，涉及众多仪器设备。不但操作步骤繁复，也不切实用。实验指导老师在教学中工作量繁重，学生在学习过程中也很迷茫，不知道学了有什么用。而实际到用的时候，往往又测不准，不会用仪器设备。现有的实验项目设置未能充分反映现代科技最新进展，也未实现与实践工作的接轨。这一现状导致不少学生在实验课程中消极怠工、甚至逃课。

1.2 实验教学模式过于强调实验步骤的掌握

实验课程中，往往把如何做作为教学的重点。这一教学内容的特点，一方面是演示实验的特性决定；另一方面也是出于安全，而现在的学生往往实验技能较弱。由于这些原因，实验指导教师在实验教学中往往手把手地教如何移液、如何消煮、如何定容等，把具体的实验过程盯的很牢。结果导致实验教学重视怎么做，而忽视实验技能与实验质量。同时，由于教学过程中，虽然指导教师是围绕学生开展教学，而实际上学生往往被动依从教师的指导，亦步亦趋地完成实验程序，容易使学生逐渐形成对指导教师的依赖，缺乏主动性和积极性，更谈不上对实验现象和原理的分析与探讨了。

1.3 忽视分析测试质量意识的培养

目前的教学过程中，往往把实验原理、实验步骤等作为核心讲解内容，同时重视对实验风险进行预防。然而，如何保证实验分析测试的准确性、实验结果的精密性，在很多实验课程中往往被忽视。由千在教学实践中缺乏有意识地设计，实验指导教师对这一教学内容忽视，学生更不会意识到这一部分内容的重要性。结果导致虽然学习了很多实验项目，但没有培养起分析测试的质量意识。

1.4 不善于运用自动测定分析仪器开展实验课程

在农化和环境监测中，pH仪、溶解氧仪、噪声仪等设备已经得到应用。这些自动监测仪器的引入课堂，简化了课堂中操作步骤。也给教学带来了问题。自动测定仪器获得数据快，学生要做的工作也少，所需时间也少。如pH测定，从准备到获得数据，也就半个多小时；溶解氧仪测溶解氧更快，几分钟就搞定了。在现有的课程教学模式中，自动测定仪器的引入，并没有为教学带来新动力，反而令教学陷入尴尬。如何有效利用自动分析测试仪器，已经是亟待解决的问题了。

2.实验课程教学的核心目的和核心实验素质的反思

实验课程的教学目的到底是什么？是掌握实验方法吗？还是只是为了掌握原理？实验课是为培养实践技能服务，还是为了理论课程服务？如何结合资源环境科学这一专业的整体培养目标，不难发现，实验课程的教学目的显然不应该是上述内容。资源环境科学专业的学生实验内容丰富，动手能力强，应该是就业竞争的主要特色与优势。分析测试，是很多企事业单位的一项基本工作内容。显然，分析测试的质量攸关重要。分析测试不但要求会测定，更需要测的准，测的精密，能反应样品的基本特性。要实现这一目的，就需要分析测试人员具有科学规范的取样计算，严谨的分析测试工作作风，和高超的实验技能。而这一切，离不开下述素质：严谨的实验态度，扎实的理论基础；科学的取样方法；严格的质量控制；娴熟的实验技能。为此，实验课程的训练内容，有必要围绕上述目标展开。

3.培养核心实验素质的途径初探

要实现以上培养目标，关键一方面是充分调动同学们的学习积极性，另一方面教学内容要具有吸引力。也就是说，同学们要愿意学，学的有兴趣，学过感觉有价值。为了实现这一目标，初步形成了以下培养措施。

首先，在教学内容的制定方面，推行以测定项目为导向的实验教学内容，替代原来实验项目为导向的教学内容。从而实现以能力培养为主，替代原来的技能培养为主的教学内容。以水体溶解氧的测定为例。在开展溶解氧测定的实验时，传统教学内容包括：首先讲解实验原理、步骤、计算方法等；而后让同学们利用实验员预先准备好的水样和实际，按照实验步骤进行操作，在获得滴定值后，用指导教师所给的公式计算结果，撰写实验报告。这一实验程序下来，同学们虽然学习了溶解氧的具体测定原理与方法，然而并未掌握取样方法、样品预处理与保存方法。也不会配置所用试剂。回头到单位工作，仍然不会测定溶解氧这一项目。试想，分析员做分析，难道还要再为他配置一位试剂配制员？

在以测定项目为导向的实验教学中，教学内容的中心放在了如何准确获取溶解氧数据上。要求同学在这一要求的基础上，积极参与到水样的采集、溶解氧的固定保存、试剂配置、测定、数据处理、结果计算、报告撰写等整个过程。也就是要教全套的实验方法，同学们也要学全套的实验方法。在溶解氧这个例子中，溶解氧能不能测的准，关键环节当然不止一两个，但取样方法不科学，溶解氧固定保存方法不合适，显然是决定溶解氧这一测定项目是否准确的首要环节。如果取样随意，没有严格按照取样方法的规范采集水面下一定深度的水样；取样过程如果不能有效避免扰动，又如何代表原水体的溶解氧水平？

采用一测定项目为导向的实验教学内容，不但可以让同学们掌握全套的实验技能，也可以培养他们的学习兴趣。因为，所学与以后工作中的所用是一致的。由于同学们完全可以看到，实验课中所学，就是以后工作中所用的方法，学习起来自然有动力。而经过这样的实验训练，以后在工作中遇到，也不会感到不知所措。

其次，切实改变实验教学与指导模式，为测定项目为导向的教学内容服务。以河水中全磷含量的测定为例，在实验开始，实验指导教师可以引导同学们组成实验小组，制定实验方案，决定具体的取样方法、样品保存方法、分析测试方法的选择。指导教师可以就同学们所提供的实验方案进行点评指导，分析优点与问题，提出改进的建议。总之，实验指导教师一定要从实验的主导地位转向服务的地位，让同学们来主导整个实验。当然，这一实验模式并不是在所有的实验项目都可以开展。但资源环境科学专业却适合开展这一教学模式。在理论课教学中，已经讲解了大量的各类测定项目的测定理论知识与实验方法。如果实验课仍讲解这些内容，显然是不合适的。

再次，切实改变实验课程的学习考核内容，实现从实验室工作习惯、实验报告规范、测定结果的准确度和精密度等方面开展考核，以替代传统上以实验报告为主的考核模式。在考核中，要充分突出实验室工作习惯，包括实验态度认真、仔细，动作规范有序，爱护仪器设备，节约实验耗材，遵守实验室纪律，保持实验室环境整洁，重视实验室安全。通过对工作习惯的重视和培养。既可以有效防止实验安全问题，也有利于培养良好的实验素质。

最后，扩充实验课程学习成绩的评定内容，以成绩为引导动力，引导同学们改变学习习惯，主动培养良好的实验素质。在实验课程学习成绩的评定过程中，要充分引入全面的评价机制，既要评价实验技能，也要评价实验操作规范，更好评价实验室工作习惯。

作者：徐晓峰，王发园，石兆勇，王浩，李亚娟，常会庆，郭大勇，王旭刚（河南科技大学，河南洛阳 471003)