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傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師不但列出了實驗?zāi)康暮蛯嶒灢襟E，還明確了實驗器材和藥品的數(shù)量、試劑的純度、實驗方法，甚至連儀器組裝都包辦了。研究型實驗教學(xué)模式，強調(diào)教師和學(xué)生之間的教學(xué)互動，教師幫助學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康?，讓學(xué)生自己運用已有的知識和上網(wǎng)檢索到的知識，與同組學(xué)習(xí)成員交流合作，讓學(xué)生自己根據(jù)學(xué)校實驗條件確定實驗藥品和儀器的類型、數(shù)量、實驗方法和實驗步驟，在研究中培養(yǎng)學(xué)生的能力。例如在“Fenton試劑降解阿特拉津動力學(xué)性能的測定”實驗中，教師要引導(dǎo)學(xué)生自己確定使用什么儀器和方法測定溶液中阿特拉津的濃度，如何用計算機軟件繪制測定阿特拉津濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，讓學(xué)生自己思考FeSO4和H2O2用量對阿特拉津降解速率的影響，如何求降解過程中的速率常數(shù)和反應(yīng)的活化能。

一、注重實驗內(nèi)容的開放性

傳統(tǒng)教學(xué)模式中，實驗內(nèi)容只是局限于所選用的實驗教材，這在相當(dāng)程度上影響了學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力與分析問題、解決問題的能力。而在研究型教學(xué)模式中，實驗內(nèi)容不再局限于實驗教材，教師鼓勵學(xué)生聯(lián)系日常生活、學(xué)校周邊工廠和家庭所在地的環(huán)境問題，鼓勵學(xué)生積極參與教師科研，注重實驗內(nèi)容的開放性。例如筆者經(jīng)常組織學(xué)生到學(xué)校所在市調(diào)查冶金、印染、電鍍、制藥等化工行業(yè)以及城市污水處理廠和垃圾填埋場的污水處理情況，經(jīng)常從這些行業(yè)帶樣品讓學(xué)生做實驗，為學(xué)校周邊地方行業(yè)污水處理提供實驗參數(shù)、檢測方法和污水處理工藝。這樣學(xué)生的實驗內(nèi)容不再拘泥于實驗教材，而這種來源于生產(chǎn)實踐的實驗項目大大提高了學(xué)生的積極性，學(xué)生的能力在研究性的實驗中也得到了極大地提升。

二、環(huán)境工程專業(yè)實驗課研究型教學(xué)的主要教學(xué)過程

實驗課研究型教學(xué)的主要教學(xué)過程包括：創(chuàng)設(shè)情境、確定實驗項目的研究內(nèi)容、設(shè)計實驗、研究性實驗、效果評價五個階段。以“D201樹脂吸附法處理石油化工生化尾水”為例，論述環(huán)境工程專業(yè)實驗課研究型教學(xué)的主要教學(xué)過程。

1.創(chuàng)設(shè)情境

在環(huán)境工程專業(yè)實驗教學(xué)中，教師可結(jié)合生活實際、工廠實踐和學(xué)生已具備的基本概念、原理等來創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲和實驗動機。例如，石油化工水平關(guān)系到一個國家的國計民生，石油化工行業(yè)的污水是怎樣處理的，石油化工行業(yè)的污水經(jīng)生化處理后，是否能夠達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。樹脂吸附法作為一種低能耗的固相萃取分離方法受到廣泛重視，樹脂吸附法具有分離效率高、溶劑消耗少、操作安全、能循環(huán)使用等優(yōu)點；樹脂吸附法在處理難降解生化尾水的同時，可對生化尾水中難生化的有毒污染物吸附、分離與回收，經(jīng)樹脂處理后可提高尾水的可生化性，樹脂還能循環(huán)使用。這樣引入實驗“D201樹脂吸附法處理石油化工生化尾水”。

2.確定實驗

項目的研究內(nèi)容確定實驗項目的研究內(nèi)容是研究型教學(xué)的關(guān)鍵，因為它是整個實驗研究型教學(xué)過程的載體。實驗項目的研究內(nèi)容應(yīng)在學(xué)校實驗條件允許的前提下具有探究性、可接受性，且能激發(fā)學(xué)生的實驗興趣。例如在“D201樹脂吸附法處理石油化工生化尾水”實驗中，教師可引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查閱“石油化工行業(yè)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)”。在國家標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下結(jié)合學(xué)校實驗條件，確定實驗的研究內(nèi)容：樹脂處理前后化學(xué)需氧量（CODCr）、生化需氧量（BOD5）、氨氮、pH值、電導(dǎo)率等參數(shù)的測定、樹脂吸附法處理石油化工生化尾水的實驗優(yōu)化條件。

3.設(shè)計實驗

根據(jù)實驗項目的研究內(nèi)容，學(xué)生上網(wǎng)查閱“中國期刊網(wǎng)”、“Elsevier”、“Wiley”數(shù)據(jù)庫，仔細(xì)查看和閱讀“與實驗項目研究內(nèi)容”相類似的研究論文；學(xué)生在小組討論的基礎(chǔ)上明確實驗?zāi)康暮蛯嶒炘?，并具體設(shè)計實驗，確定實驗步驟、儀器藥品的種類和數(shù)量。例如在“D201樹脂吸附法處理石油化工生化尾水”的實驗中，在查閱文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，學(xué)生確定了具體的實驗步驟：第一步，選擇樹脂。依據(jù)樹脂對石油化工生化尾水中CODCr的去除率和樹脂的解吸效率，從眾多的商業(yè)樹脂中篩選出D201樹脂。第二步，優(yōu)化樹脂吸附條件。以生化尾水中CODCr的去除率為指標(biāo)，從溶液pH值、溫度、樹脂用量、生化尾水的上樣濃度、流速等因素優(yōu)化樹脂的吸附條件。第三步，在最優(yōu)條件下重復(fù)實驗，確定樹脂的循環(huán)次數(shù)。

4.研究性實驗

依據(jù)設(shè)計的實驗，學(xué)生小組分工協(xié)作，在教師指導(dǎo)下認(rèn)真做實驗。詳細(xì)記錄實驗數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象，并認(rèn)真分析實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，要求學(xué)生學(xué)會運用origin或MicrosoftOfficeExcel等軟件分析處理數(shù)據(jù)和制作圖表。在這一過程中，教師一定要注意培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)態(tài)度，讓其學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法。

5.效果評價

這一階段在學(xué)生小組集體討論的基礎(chǔ)上，由學(xué)生完成實驗報告或研究小論文，鍛煉學(xué)生分析、歸納和總結(jié)問題的能力。教師可針對學(xué)生的小論文或?qū)嶒瀳蟾?，面對面地給學(xué)生批改，幫助學(xué)生進(jìn)一步分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，以及如何用科學(xué)規(guī)范的語言來書寫實驗報告和論文，這樣可進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)語言的表達(dá)能力。教師也可就實驗原理、數(shù)據(jù)處理、實驗方法和儀器使用等方面，組織學(xué)生進(jìn)行實驗答辯。例如在“D201樹脂吸附法處理石油化工生化尾水”實驗中，筆者組織學(xué)生進(jìn)行答辯。答辯中請學(xué)生回答：D201樹脂的骨架是什么；D201樹脂上是否有電荷，如果有電荷，如何定量測量D201樹脂上的電荷；D201樹脂上的電荷對實驗有什么影響；D201樹脂去除石油化工生化尾水中CODCr的原理是什么；如何確定D201樹脂吸附達(dá)平衡；為什么溫度越低樹脂吸附效果越好；為什么pH值在8左右樹脂吸附效果好等問題。通過對這些問題的回答，有利于學(xué)生對實驗原理和實驗方法的鞏固提高，能幫助學(xué)生對實驗原理和實驗方法進(jìn)行再次建構(gòu)，有利于培養(yǎng)學(xué)生將實驗原理和實驗方法遷移應(yīng)用到其他實際問題中的能力。

三、研究型教學(xué)在環(huán)境工程專業(yè)實驗課應(yīng)用效果分析

湖南城市學(xué)院是一所地方性本科院校，從2007年開始環(huán)境工程專業(yè)本科招生。盡管本校環(huán)境工程專業(yè)辦學(xué)起步晚、起點低，但本校環(huán)境工程專業(yè)教師注重教研教改，在專業(yè)實驗課教學(xué)中采用研究型教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生“在實驗中研究、在研究中實驗”，提高學(xué)生實驗的主動性和積極性，在實驗中進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生對專業(yè)知識的理解和掌握，更為重要的是學(xué)生的綜合能力得到了極大地提升，主要表現(xiàn)在以下方面：學(xué)生查閱資料，閱讀文獻(xiàn)的能力增強；學(xué)生的實驗設(shè)計、實驗動手做能力增強；學(xué)生實驗數(shù)據(jù)處理、圖表制作、論文寫作水平得到提升；學(xué)生的邏輯推理能力、知識遷移和應(yīng)用能力、創(chuàng)新思維能力、解決環(huán)境工程實際問題的能力得到了訓(xùn)練和培養(yǎng)。環(huán)境工程專業(yè)辦學(xué)僅五年歷史，本校環(huán)境工程學(xué)生獲“湖南省大學(xué)生研究性創(chuàng)新性實驗項目”4項，2011年、2012年兩屆畢業(yè)學(xué)生就業(yè)率均高達(dá)100%。

作者：肖谷清王姣亮謝丹宋娟娟單位：湖南城市學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院