“引导型、自主式”,实验教学

　　（武汉大学 资源与环境科学学院，湖北 武汉 430072）
　　摘 要：应用型专业的实验教学中，实验态度和习惯、实验技能及总结等在当前只能算是实验的最基本的培养要求，激发学生的兴趣，使其开拓思维，引导他们主动实验是目前着重探索的课题。文章以《环境工程学实验》的实验教学为例，新增自主设计实验方案这一环节，使实验教学由“灌输式”转变为“引导型、自主式”，取得了非常显著的效果。
　　关键词：环境工程学实验；实验教学方法；自主实验方案设计
　　中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2016）21-0143-02
　　Abstract： In the experiment teaching， experiment attitudes， habits， skills and summary are the basic training requirements in current experiments. The current topic focuses on the exploration to stimulate students" interest to develop thoughts and to guide them to take the initiative experiment. Based on experimental teaching of Experiment of Environmental Engineering， the new section of self-designed experimental program is added， so that the experimental teaching changes from"Indoctrination" to "Guided" and then "Autonomous"， and has achieved very significant results.
　　Keywords： environmental engineering experiment； experiment teaching methods； experiment design independently
　　一、概述
　　环境工程学实验是武汉大学资源与环境科学学院环境工程本科专业的一门理论性和实践性都很强的实验课，也是一门综合性的技术基础课程，它需要物理、化学、生物等基础知识，以及实验装置的设计和数据分析等方面所涉及到的基础理论，这些基础理论知识在理论课上都已经学过，但许多课堂上学到的实验理论和方法只有通过实际验证才能加深理解并真正掌握。实验课程的目的就是使学生加深理解所学基础知识，掌握相关知识的基本原理和适用范围；具备实验数据处理和误差分析能力；得到基本实验技能的训练与分析能力的训练，使本科生初步掌握环境工程中水、气、固废处理的基本方法，对各门知识能够融会贯通，并且加深对理论知识的理解。
　　对于高校本科生教育，尤其是理工科教育，实验教学不仅可以培养学生掌握当前所学的科学技术，同时能让学生在实践中拓展思路，创造出新的技术，培养学生尽快的成材成长。与此同时，合理的教学方法可以事半功倍，因此完善本科教学方法也是任重而道遠。
　　二、实验教学理念
　　环境工程学实验是环境工程专业一门非常重要的专业实验课程。我们的教学理念是指导学生开拓实验思路，培养学生对实验方法、实验步骤、结果分析评判等基础知识的掌握，更让学生学会并能够设计出完整的实验方案。
　　由于实验方案是需要学生自己设计的，指导老师只讲解相关实验的仪器的操作，而实验具体的操作步骤和流程设计以及数据处理方法都是需要学生自己课下查阅资料和相关书籍，学习相关的实验知识，然后根据实验室所提供的仪器设备和所需达到的目标，来设计出最佳的实验方案，所以说有可能每个学生设计出来的方案都是不一样的，在实际实验操作中再对比标准方案对自己的思路进行评判，让学生通过实验对整个实验过程有自己真实的体会，使学生不仅仅是掌握本课程中开出的这些实验，更学会通过一些新原理方法设计出理想的实验方案，创造出更好更有效的处理方法和处理工艺。本门课程更强调学生对实验的自助设计和思考的能力，实验环节的改变，使实验教学由“灌输式”转变为“引导自主式”实验。
　　在本门课程中，将课堂的理论知识与实际实验操作的实践相结合，了解它们之间的异同点，也将使学生们更清楚地认识到，理论学习与实践操作之间存在着怎样的差距，从而更加灵活的利用已掌握的专业知识，去解决未知的问题，更多的思考现存的技术方法的优点和不足之处，进而加以改进和补充。
　　三、具体实施方法
　　对每个实验安排三个环节。第一环节，在实验前阶段向学生提供该实验处理对象、应用的原理、材料和设备等条件清单，用一个学时的时间向他们介绍设备使用的注意事项，并提供一个其它的标准实验方案为他们作为模板，要求学生自行查阅资料，设计出一个初步的实验方案。然后再进入实验第二环节——实验室实验，首先，向学生提供标准的实验方案，并对一些关键步骤进行讲解，然后开始实验，并纠正他们在实验中出现的一些错误和解答疑问，收回他们设计的实验方案，实验环节结束后，是第三环节，实验总结--撰写实验报告，总结实验中出现的问题，分析实验结果等，并让学生针对该实验提出一些建议和想法，鼓励学生提出新的处理方法、工艺，或者对实验设备进行提出改进建议等。
　　对于学生而言，每次实验都可分为5个步骤：
　　1. 实验前的预习并查找资料回顾实验所用的原理（理论课上已经学过）（实验前课余时间完成）；
　　2. 到实验室熟悉实验器材及使用方法，可提出一些自己的疑问（一次课时间）；
　　3. 熟悉了实验器材后根据教师提供的材料，结合查找的资料，进行实验方案设计（课余做）；